MDCK-MRP2 - Dkfz

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Forschungsschwerpunkt E
Innovative Krebsdiagnostik und -therapie
Konformierende Strahlentherapie
C. Thilmann, B. Didinger, M. Münter, A. Nikoghosian,
H. Hof, K. Herfarth, D. Schulz-Ertner, P. Huber, J. Debus
Das Ziel der Strahlentherapie ist die Zerstörung des Tumors,
ohne dabei Nebenwirkungen hervorzurufen. Meist
wird jedoch die für eine sichere Tumorkontrolle erforderliche
Dosis durch die Strahlenempfindlichkeit des umliegenden
gesunden Gewebes begrenzt. Die moderne Konformationsstrahlentherapie
versucht, die physikalische Dosisverteilung
möglichst genau an die Form des Zielvolumens
anzupassen. Dies gelingt meist durch die Verwendung
mehrerer Photonenfelder, deren Form individuell an die
Kontur des Tumors angepasst ist. Bei der Bestrahlung komplex
geformter Tumoren in unmittelbarer Nähe zu Risikoorganen
stoßen konventionelle Techniken mit Bestrahlungsfeldern
konstanter Dosis an ihre Grenzen. Besonders
problematisch sind Zielvolumina, die konkav geformte Einbuchtungen
aufweisen, die ein Risikoorgan umschließen.
Eine Verbesserung der Dosisverteilung ist hier zu erreichen,
wenn Photonenfelder appliziert werden, deren Intensität
beliebig über den Strahlquerschnitt variiert werden kann.
Dies erlaubt in vielen Fällen eine Dosiseskalation unter Beachtung
der dosislimitierenden benachbarten Strukturen
ohne Steigerung der Komplikationsrate oder eine Dosisreduktion
an Risikostrukturen, ohne gleichzeitig Dosiseinbußen
im Zielvolumen hinnehmen zu müssen. Diese stereotaktischen
Techniken werden auf den ganzen Körper, besonders
bei Lungen -und Lebertumoren sowie bei wirbelsäulennahen
Tumoren angwandt.
Konformierende Strahlentherapie mit
intensitätsmodulierten Bestrahlungsfeldern
In den vergangenen Jahren lag der Schwerpunkt der Arbeiten
darauf, Instrumente zur Planung, Umsetzung und
Verifikation intensitätsmodulierter Bestrahlungstechniken zu
schaffen. Am DKFZ wurde ein inverses Bestrahlungsplanungsmodul
(KonRad ® ) entwickelt, das in der jeweiligen
Bestrahlungssituation für eine vorgegebene Solldosisverteilung
die optimalen Intensitätsprofile berechnet. Mit
der step-and-shoot-Technik, also der Zerlegung der intensitätsmodulierten
Felder in einzelne Bestrahlungsfelder mit
einem isointensen Dosisprofil, steht ein Instrument zur
Verfügung, mit dem die intensitätsmodulierte Strahlentherapie
(IMRT) sicher am Patienten eingesetzt werden kann.
Ein automatisiertes Dosimetrieverfahren erlaubt die Verifikation
eines jeden Bestrahlungsplanes, der zur Patientenbestrahlung
eingesetzt werden/- soll, mit einem für die
klinische Routine vertretbaren Zeitaufwand von 90-120 min.
[10] Es ermöglicht, die Umsetzung der geplanten Solldosisverteilung
zu überprüfen und Abweichungen gegebenenfalls
zu korrigieren.
Es konnte von uns gezeigt werden, dass die von uns entwickelte
Form der IMRT sowohl im Körperstammbereich
als auch im Bereich des Kopfes präzise und zuverlässig angewendet
werden kann. Am DKFZ wurden bis zum
31.12.2003 insgesamt 540 Patienten mit der IMRT behandelt.
Der Schwerpunkt der Aktivitäten liegt derzeit in der Entwicklung
neuer Therapiekonzepte (z.B. Pleuramesotheliom)
oder neue Dosierungskonzepte (z.B. integriertes
Boostkonzept) [3]. Darüber hinaus sollen anhand klinischer
Untersuchungen Vorteile der IMRT gegenüber einer konventionellen
Strahlentherapie herausgearbeitet werden.
Abteilung E050
Klinische Kooperationseinheit Strahlentherapie
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
1. IMRT des lokalisierten Prostatakarzinoms
Eine wichtige Indikation für die IMRT-Technik ist die primäre
kurative Strahlenbehandlung des lokalisierten (nicht
metastasierten) Prostatakarzinoms. Für eine langfristige
Heilung ist in bestimmten Fällen die Verabreichung einer
sehr hohen Strahlendosis von über 70-72 Gy innerhalb der
Prostata notwendig. Gleichzeitig befinden sich jedoch relativ
strahlenempfindliche Organe (Mastdarm, Harnblase)
in unmittelbarer Nähe des Zielvolumens. Die intensitätsmodulierte
Strahlentherapie eröffnet die Möglichkeit der
Dosiseskalation ohne erhöhtes Risiko strahlenbedingter
Schäden.
Im Rahmen einer klinischen Phase I/II-Studie wurden seit
1998 bislang 60 Patienten mit Strahlendosen von 72 bis
76 Gy behandelt [1]. Mittels dreidimensionaler überlagerter
hochauflösender CT- und MRT-Bildgebung war eine präzise
Zielvolumen- und Organsegmentation möglich. Es entstanden
Bestrahlungspläne mit 5 isozentrischen, koplanaren
intensitätsmodulierten Feldern. Die sichere Applikation der
Strahlung wurde durch individuelle dosimetrische Verifikation
und regelmäßige CT-Lagerungskontrollen während der
Therapieserie gewährleistet. Alle Patienten zeigten eine
exzellente Verträglichkeit der hochdosierten Strahlentherapie
ohne stärkergradige akute oder frühe chronische Nebenwirkungen.
Die klinische und laborchemische Nachsorge
ergab bisher bei keinem Patienten einen Hinweis auf
ein Tumorrezidiv.
Derzeit wird geprüft, ob eine Zielvolumendefinition, die die
individuelle Lagevariabilität der Prostata anhand von fünf
vor Beginn der Strahlentherapie durchgeführten Planungs-
CT-Untersuchungen berücksichtigt, Vorteile gegenüber
einer konventionellen Zielvolumendefinition bietet.
2. IMRT bei Kopf-Hals-Tumoren
Die invers geplante und intensitätsmodulierte Strahlentherapie
(IMRT) bietet bei Tumoren des Kopf-Hals-Bereiches
gegenüber konventioneller Techniken Vorteile. Neben
neuartigen Dosierungskonzepten mit einer integrierten
Boostbestrahlung lässt sich eine gezielte Dosisreduktion der
Ohrspeicheldrüsen erreichen. Im DKFZ wurden bisher 60
Patienten mit Tumoren im Kopf- und Halsbereich in kurativer
Intention behandelt. Besonderes Augenmerk wurde der
Schonung mindestens einer Ohrspeicheldrüse gewidmet,
deren Funktion prospektiv erfaßt wurde. Die Behandlungszeit
betrug zwischen 8 und 18 Minuten. Die Therapie wurde
von allen Patienten gut toleriert. Gemäß RTOG/EORTC
wurde keine höhere Frühtoxizität als Grad 3 beobachtet.
Lediglich eine Grad 4 Spätkomplikation wurde bisher beobachtet.
Die invers geplante und intensitätsmodulierte Strahlentherapie
ist in der klinischen Routine zur Bestrahlung
von Kopf-Halstumoren einsetzbar. Es können hohe Dosen
im Zielvolumen bei gleichzeitiger Schonung der Risikostrukturen
appliziert werden. Vielversprechend sind die bisherigen
Ergebnisse bezüglich der posttherapeutischen Speicheldrüsenfunktion,
die einen klinisch messbaren Vorteil gegenüber
einer Strahlenbehandlung in konventioneller Technik
vermuten lassen.
3. IMRT des Mammacarcinoms
Zur brusterhaltenden Therapie beim Mammacarcinom wurde
von uns ein Verfahren entwickelt, das die inverse Bestrahlungsplanung
zur IMRT anwendbar macht [5]. Hierbei
wird rechnerisch zur Erzeugung der Strahlintensitäten mit
dem Softwaremodul KonRad (MRC, Heidelberg) ein gedachter
Bolus aufgelegt. Die Dosis wird separat mit dem am
DKFZ entwickelte Bestrahlungsplanungssystem VIRTUOS