Funktionelle Bildgebung und Methoden zur Verlaufskontrolle mit MRT und PET als Basis für eine individuell adaptierte Dosiseskalation in der Strahlentherapie

• Applicant: Professor Dr. Markus Alber
• Subject Area: Nuclear Medicine, Radiotherapy, Radiobiology ; Medical Physics, Biomedical Technology
• Term: from 2004 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5426735

Es gibt Hinweise darauf, dass Sauerstoff-Unterversorgung (Hypoxie) von Tumoren den Erfolg der Strahlentherapie mindert. Sofern die durch Hypoxie unempfindlich gewordenen Areale eines Tumors bekannt sind, ist es durch Verwendung von computeroptimierter, intensitätsmodulierter Bestrahlung möglich, diese Areale (physiologisch konformal) höher zu dosieren. Hypoxie kann durch Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit dem Tracer F-Misonidazol (FMISO) abgebildet werden, jedoch erfolgt die Akkumulation des FMISO so langsam, dass die Ergebnisse schwierig zu interpretieren sind. Vor allem ist Hypoxie ein mikroskopischer Effekt der heterogenen Struktur eines Tumors, der räumlich nicht aufgelöst werden kann. Die Analyse der PET-Daten mittels herkömmlicher kinetischer Modelle ist wegen der Vielzahl der notwendigen Parameter problematisch. Stattdessen soll der umgekehrte Weg der Simulation des Messsignals gegangen werden. Da die kleinskalige Verteilung von FMISO aus immuno-histochemischen Experimenten mit dem Tracer Pimonidazol abgeleitet werden kann, der FMISO chemisch sehr ähnlich ist, können viele Parameter a priori auf relevante Werte gesetzt werden. Es soll der Zeitverlauf des PET-Signals für Tumorstrukturtypen simuliert werden, die immuno-histochemischen Experimenten nachgebildet werden. Damit sollen bereits gewonnene Patientendaten von Lungen- und Kopf-Hals-Tumoren ausgewertet werden. Bei einigen Patienten kann die Dynamik der Oxygenierung des Tumors während der Therapie untersucht werden, da wiederholte FMISOBilddaten vorliegen. Auf der Basis der gewonnenen Erkenntnisse soll abschließend untersucht werden, ob und mit welchen Erfolgsaussichten physiologisch konformale Strahlentherapie umgesetzt werden kann.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Dr. Nina Schwenzer; Professorin Dr. Daniela Thorwarth