Bewegungsmanagement für die in Echtzeit adaptive und MR-geführte Strahlentherapie von Tumoren der Leber und des Rektumkarzinoms

• Antragsteller: Dr. Cihan Gani; Professor Dr. Sergios Gatidis; Professor Dr. Daniel Zips
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 438106095

Ziel dieses Projektes ist es, die Tumorbewegung während einer Bestrahlung (intrafraktionell) und zwischen Fraktionen (interfraktionell) am 1.5-T-Hybrid MR-Linac zu untersuchen. Dieses Hybridgerät kann die Entwicklung neuartiger und innovativer Behandlungsstrategien durch individualisierte Dosierungsverschreibungen, die sowohl auf der anatomischen als auch auf der funktionellen MRT basieren, ermöglichen. Ein solcher Ansatz ist besonders interessant bei Lebertumoren, bei denen das umgebende gesunde Lebergewebe oft dosislimitierend ist, und bei rektalen Tumoren mit geplanter Dosiseskalation, um die Komplettremissionsrate zu erhöhen und einen Organerhalt zu ermöglichen. Beide Regionen sind jedoch aufgrund von Atmung (Leber) oder Veränderungen der Rektum- und Blasenfüllung anatomisch variabel. Voraussetzung für eine hochpräzise, individualisierte Dosisverschreibung ist daher die Berücksichtigung der intra- und interfraktionellen Tumorbewegung. In diesem Projekt werden wir u.a. ein optimiertes vierdimensionales Bildgebungsprotokoll für den 1.5 T MR-Linac mit anatomischen und funktionalen Bildgebungssequenzen entwickeln. Darauf aufbauend werden wird ein 4D-Ansprechens-adaptiertes SBRT-Protokoll für Lebertumoren entwickelt. Die Rationale ist, die Dosisverschreibung zu individualisieren, basierend auf dem Risiko der Entwicklung einer strahleninduzierten Lebererkrankung (RILD) und des Ansprechens, das bei der anatomischen und funktionellen Bildgebung zwischen Bestrahlungsfraktionen beobachtet wird. Bei Rektumkarzinomen ist das Ziel, die intra- und interfraktionelle Variabilität sowohl des gesamten Tumors als auch potenzieller Subvolumina zu bewerten, die als Zielstruktur für einen „BioBoost“ dienen könnten. Diese bioBoost-Subvolumina werden durch Veränderungen definiert, die bei der diffusionsgewichteten Bildgebung beobachtet wurden, von denen bereits gezeigt wurde, dass sie die Tumorregression vorhersagen können. In diesem Projekt werden wir diese Modelle mit den verfügbaren Bildgebungsdaten, die im Verlauf der Therapie generiert werden, weiterentwickeln und verschiedene bioBoost-Strategien wie z.B. einen sequentiellen Boost oder einen stereotaktisch integrierten Boost testen. Die entwickelten Methoden werden zu prospektiven interventionellen Studien führen, in denen das Konzept der 4D-bewegungskorrigierten MR-geführten adaptiven Strahlentherapie getestet wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen