Ultraschnelle kV-MV Cone beam CT Bildgebung zur Präzisionsbestrahlung von Lungentumoren unter Atemanhalt

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozentin Dr. Judit Boda-Heggemann; Professor Dr. Frank Lohr; Dr. Hansjoerg Wertz
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 221160582

Das Projekt beschäftigt sich kombinierter simultaner Bildgebung aus megavolt (MV) und kilovolt (kV) Röntgenstrahlung, die weltweit erstmalig die Basis für eine beschleunigte Volumenbildgebung zur bildgestützten Strahlentherapie (IGRT) und Patientenpositionierung an Linearbeschleunigern mit Cone-beam CT (CBCT) bildet. Das am Bestrahlungsgerät befestigte CBCT arbeitet mit einer zusätzlichen diagnostischen (kV) Röntgenquelle und ist orthogonal zum Therapiestrahl (MV) orientiert. Das Standard kV-CBCT ermöglicht gegenwärtig die Erstellung von 3D Abbildungen in Bestrahlungsposition zur genauen Patientenpositionierung. Die aktuell kommerziell erhältlichen CBCT Systeme akquirieren 3D Datensätze in 1-2 Minuten. Bei der Bildgebung im Thoraxbereich verwischen jedoch während dieser Zeit die anatomischen Strukturen. Atembewegungen resultieren in Artefakten, die eine genaue Lagebestimmung der Ziel- und Risikostrukturen erschweren. Computerunterstützte Atemanhaltetechniken haben das Potential, Bewegungsartefakte bei atembeweglichen Strukturen (z.B. Lungen- und Lebertumoren) zu eliminieren. Atemanhaltetechnik erfordert jedoch Bildgebungszeiten von <15-20 Sekunden. Zur Lösung des Problems führt die Realisierung der ultraschnellen kVMV-CBCT Bildgebung, die die Bildakquisition innerhalb eines Atemanhalts (maximal 15-20 Sekunden) ermöglicht. Die primäre wissenschaftliche Fragestellung ist, wie präzise und robust die Patientenpositionierung basierend auf dem neuen, schnelleren kVMV-CBCT im Vergleich zur herkömmlichen Patienten-positionierung basierend auf kV-CBCT ist. Das neue Verfahren kann grundlegend die Applikation der bildgestützten Strahlentherapie bei atembeweglichen Zielen verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen