Präzisionsstrahlentherapie von Lungentumoren: Simulation der Robustheit von dynamischem MLC Tracking und Vergleich mit Bestrahlung in freier Atmung und in Atemhaltetechnik
Final Report Abstract
Die Strahlentherapie ist eine wesentliche Säule der interdisziplinären Behandlung des nicht‐ kleinzelligen Bronchialkarzinomes. In der primären, kurativen Situation kann bei Verwendung von konventionellen Bestrahlungstechniken keine ausreichend hohe Bestrahlungsdosis angewendet werden, um eine lokale Tumorkontrolle zu erzielen: die Strahlensensibilität des Normalgewebens wirkt dosis‐limitierend. Gleichzeitig ist bekannt das eine Verbesserung der lokalen Tumorkontrolle wesentlich zur Verbesserung des Gesamtüberlebens beiträgt. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es daher, Techniken zu entwickeln, die eine präzisere Bestrahlung von Lungentumoren ermöglichen. Dadurch kann gesundes Normalgewebe geschont werden, was zu einer Intensivierung der Strahlentherapie genutzt werden kann. Bewegungen von Lungentumoren durch die Atmung des Patienten stellen einen wichtigen Unsicherheitsfaktor dar, der ein zielgenaues Treffen des Tumors erschwert. Innerhalb dieses Forschungsprojektes wurde daher eine neuartige Technik zur Kompensation dieser Atembewegungen entwickelt und präklinisch in Simulationsstudien evaluiert. Durch eine Kombination von atemgetriggerter Behandlung mit einer Fokussierung der Bestrahlung um die zeitgewichtete Mittelposition des Tumors konnten eine signifikante Lungenschonung bei gleichzeitig kurzen Bestrahlungszeiten realisiert werden. Zu dieser Technik wurde ein Patent angemeldet und die Weiterentwicklung zu einem kommerziellen Produkt ist mit industriellen Partnern geplant. Die Basis zu einer solchen individualisierten Bestrahlung ist eine zuverlässige Information über das Patienten‐spezifische Atemmuster. Wir konnten in weiteren Planungsstudien zeigen, dass die sogenannte atemkorrelierte 4D‐Computertomographie auch bei hochmobilen Lungentumoren ein zuverlässiges Werkzeug zur prä‐therapeutischen Bestimmung des Atemmusters ist. Die beobachtete Variabilität der Atmung hatte keinen klinisch relevanten Einfluss auf die Bestrahlungsdosis im Tumor. Neben der Atmung werden bei konventionell fraktionierter Radio(chemo)therapie noch weitere, langsamer auftretende Veränderungen beobachtet. Es ist bekannt dass sich bereits während Radiochemotherapie das Volumen von Lungentumoren um durchschnittlich 50% verkleinert. Es konnte gezeigt werden, dass durch eine frühe und wiederholte Anpassung der Bestrahlung an diese Tumorschrumpfung Lungengewebe geschont werden kann, was Raum zur Intensivierung der Radiotherapie schafft. Für ein solches adaptives Bestrahlungskonzept konnte des Weiteren gezeigt werden, dass aus strahlenbiologischer Sicht keine Gefahr der Unterdosierung der mikroskopischen Tumorausdehnung resultiert. Zusammenfassend ermöglichen diese Techniken eine präzisere und sichere Bestrahlung von Lungentumoren. In prospektiven Studien sollen diese Hypothesen nun klinisch evaluiert werden.
