Dosis-Volumen-Beziehungen und prognostische Faktoren für die Entwicklung von Radionekrosen nach hochdosierter Bestrahlung des Gehirns jenseits von 60 Gy

• Antragsteller: Professor Dr. Maximilian Niyazi
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317812742

Bei der Strahlentherapie ist eine wirksame lokale Kontrolle bei malignen Hirntumoren sowie bei Neoplasien mit Hirninfiltration oder in unmittelbarer Nähe des Schläfenlappens (bspw. bei bestimmten Stadien des Nasopharynxkarzinoms) oftmals durch die Normalgewebstoxizität limitiert.Es ist eine relevante Erhöhung der Toxizität jenseits von 60 Gy nach den QUANTEC Analysen beschrieben worden. Lawrence und Kollegen haben damals die Normalgewebstoxizität des Gehirns mittels des Endpunktes der Radionekrose ohne Modellierung der Normalgewebstoxizität (NTCP - normal tissue complication probability) beschrieben. In ihrer Arbeit wurde vereinfachend die maximale Dosis in einen biologisch effektiven Wert umgerechnet (BED) und graphisch gegen die Radionekroserate aufgetragen.Dieses Verfahren beinhaltet den Nachteil, nicht die gesamte Textur des Dosis-Volumen-Histogramms zu berücksichtigen, was wiederum mit der Verwendung der äquivalenten gleichmäßigen Dosis (EUD - equivalent uniform dose) berücksichtigt werden kann.Hilfreich zur Berücksichtigung der volumetrischen Dosis-Daten ist die Verwendung der eben genannten EUD. Der EUD-Berechnung liegt eine Formel mit primär unbekannten Parametern zugrunde - da wiederum die EUD Eingangsvariable für das NTCP-Modell darstellt und aus dem NTCP-Modell die Radionekroseraten abgeleitet werden können, können mittels Maximum Likelihood Methodik die unbekannten Parameter so lange variiert werden, bis das Modell konsistent die gemessenen Raten vorhersagt.Dadurch kann der Einfluss des Hochdosis-Volumens auf die Radionekrose-Entwicklung eruiert werden - dass das Volumen eine relevante Rolle spielt, kann aus den radiochirurgischen Verfahren abgeleitet werden, bei denen weit höhere Einzeitdosen zu keiner relevanten Schädigung des normalen Hirngewebes führt, wenn das Volumen nur suffizient klein genug gehalten wird. Dies ist ein wesentliches Argument für einen Volumeneffekt bei der Ausbildung von Radionekrosen.In Wirklichkeit gibt es vermutlich wesentlich mehr Parameter neben der Größe des bestrahlten Volumens, welche die Entwicklung der Radionekrose beegünstigen - dazu zählen die gleichzeitige systemische Therapie, die Lokalisation des Tumors und viele weitere Faktoren; der Einfluss dieser Faktoren neben der Dosis-Volumen Beziehung wird durch multivariate logistische Regressionsanalysen beurteilt werden.Der Antragssteller plant, konsekutiv entsprechende Patienten retrospektiv zu identifizieren, die Protonenpläne auszuwerten, und eine NTCP-Modellierung durchzuführen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Helen Alice Shih