Analyse des Adaptionsbedarfs in der Protonentherapie bei Patienten mit Tumoren im Kopf-Hals-Bereich

• Antragstellerin: Dr. Kristin Stützer
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 286493972

Im Verlauf der fraktionierten Strahlentherapie bei Kopf-Hals (HNO) Tumor-Patienten treten häufig nennenswerte anatomische Veränderungen auf. Da sich die Reichweite von Protonenstrahlen sensitiv gegenüber Dichteänderungen im durchstrahlten Gewebe verhält, ist der Einsatz der Protonentherapie (PT) bei diesen Patienten ohne regelmäßige bildgebende Kontrolle und entsprechende Adaption des Bestrahlungsplanes kritisch zu betrachten. Um in Zukuft klinisch geeignete Adaptionsstrategien für HNO-Tumor-Patienten etablieren zu können, muss zunächst geklärt werden, wie hoch der tatsächlich zu erwartende Adaptionsbedarf in der standard-fraktionierten PT sein wird.Da bisher umfangreichere Untersuchungen nur bezüglich der konventionellen Photonentherapie existieren, ist es noch ungewiss,(1) wie sich sukzessive anatomische Änderungen im HNO-Bereich auf die physikalische Dosisverteilung in der PT auswirken,(2) welche biologischen Konsequenzen sich aus der applizierten Gesamtdosis ergeben und(3) ob es Indikatoren oder bestimmte Zeitpunkte für eine notwendige Planadaption gibt.Daraus ergeben sich folgende Zielstellungen:Eine Datenbasis von in-room Computertomogrammen (CTs), die therapiebegleitend bei HNO-Tumor-Patienten erhoben werden, soll projektbegleitend zusammengetragen werden. Auf dem jeweils intialen CT eines Patienten sind nach der klinischen Konturierung Bestrahlungspläne mittels intensitäts-modulierter PT zu erstellen. Folgend ist die anatomische Veränderung im Therapieverlauf und deren Auswirkung auf die Dosisverteilung bei nicht-adaptiver PT zu quantifizieren. Dies beinhaltet die Betrachtung der Einzelfraktionen sowie die Gesamtdosisverteilung mit entsprechender biologischer Bewertung bezüglich Tumorkontroll- und Nebenwirkungswahrscheinlichkeiten. Basierend auf den Analysen sollen zweckmäßige Zeitpunkte sowie mögliche allgemeine und/oder patientenspezifische Indikatoren zur Adaption des Bestrahlungsplanes ermittelt werden.Die vorgesehenen Arbeiten werden als in-silico Studie mit Hilfe der Bestrahlungsplanungsplattform RayStation (RaySearch Laboratories AB, Stockholm, Schweden) durchgeführt. Ein Schwerpunkt soll auf die skriptbasierte Prozessautomatisierung gelegt werden, um in weiterführenden Studien zeitaufwändige Routineaufgaben schneller und fehlerunanfälliger durchführen zu können. Weiterhin kann dadurch der Arbeits- und Zeitaufwand einer zukünftigen klinisch anwendbaren adaptiven PT minimiert werden.Die Ergebnisse dieser primären Analysen werden als Grundlage für weiterführende Untersuchungen zur Anzahl notwendiger Kontroll-CTs sowie zur Notwendigkeit und zum Nutzen einer robusten Bestrahlungsplanung herangezogen werden. Zudem werden sie benötigt, um geeignete, d.h. klinisch durchführbare Adaptionskonzepte für die PT an der UniversitätsProtonenTherapieDresden zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen