Optimales Beenden einer Strahlentherapie (OSRT)

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Christian Thieke
• Subject Area: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Term: since 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 448626611

Die Strahlentherapie (RT) ist eine Schlüsselmodalität gegen Krebs, die ca. die Hälfte der Patienten im Laufe ihrer Erkrankung erhält. Sie wird in der Regel in einer vordefinierten Anzahl von Fraktionen über mehrere Wochen appliziert, und der Bestrahlungsplan wird nur modifiziert, um Variationen in der Positionierung oder Veränderungen in der Anatomie zu berücksichtigen. Das Ansprechen auf die Bestrahlung im Hinblick auf die Tumorkontrolle und die Nebenwirkungen kann jedoch für jeden Patienten individuell unterschiedlich sein, so dass es von Vorteil sein könnte, den Behandlungsplan auf der Grundlage einer frühzeitigen Beurteilung des persönlichen Ansprechens auf die Bestrahlung zu optimieren, z.B. durch Molekularbiologie, Bildgebung, Genetik und auch Patientenbefragungen (patient-reported outcome, PRO). In diesem Rahmen wird das Planungsproblem nicht als statisches, sondern als dynamisches, sequentielles Entscheidungsproblem betrachtet, mit der Möglichkeit, die Behandlung nach einer beliebigen Fraktion während des Therapieverlaufs abzubrechen. Wir nennen dies ''Optimales Beenden einer Strahlentherapie (Optimal Stopping in Radiotherapy, OSRT)'', nach einem ähnlichen Konzept in den Bereichen der dynamischen Programmierung und Markov-Entscheidungsprozesse. Wir haben ein Netzwerk von Forschern aus der Radioonkologie, der medizinischen Physik und der Mathematik zusammengestellt, um an diesem Thema zu arbeiten. Als Ausgangspunkt wurden drei spezifische Unterprojekte definiert: Dosisänderungsstrategien auf Basis von FDG-PET in der Strahlentherapie von Lungenkrebs, Strahlenempfindlichkeitsabschätzung auf der Basis von FLT-PET in der Strahlentherapie von Nasentumoren bei Hunden, und ein Multi-Biomarker-Bayesian-Lernmodell zur Ergebnisvorhersage der stereotaktischen Strahlentherapie von Lebertumoren. Während der Laufzeit von drei Jahren werden die Mitglieder des Netzwerks und eingeladene Gast-Experten fünf Workshops abhalten, um allgemeine Entwicklungen auf dem Gebiet der Behandlungsüberwachung und prädiktiven Biomarker und deren mögliche Auswirkungen auf das OSRT-Konzept zu diskutieren, und um mathematische Optimierungsmethoden, den Austausch von Daten und Modellen in einem multiinstitutionellen Umfeld, die Einbindung von Ärzten in den Modellierungsprozess, den Fortschritt bei den spezifischen Unterprojekten und mögliche weitere Unterprojekte zu diskutieren. Das geplante Ergebnis der Netzwerkaktivität ist ein Konzept für die OSRT, das mathematische Werkzeuge und Modelle für die OSRT bereitstellt, als Leitfaden für zukünftige klinische Studien dienen kann, und das letztlich dazu beitragen kann, die Strahlentherapie für Krebspatienten sicherer und wirksamer zu machen.

• DFG Programme: Wissenschaftliche Netzwerke
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Nils Henrik Nicolay