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Bildgestützte Radiotherapie

Voraussetzung für die präzise Applikation hoher Strahlendosen auf definierte Zielvolumina ist die zuverlässige, reproduzierbare Patientenpositionierung. Räumliche Fehlbestrahlungen können eine Reduktion der Zielvolumendosis und gleichzeitig eine Erhöhung der Dosis an den kritischen Normalgeweben, wie zum Beispiel Rektum und Blase bei der Bestrahlung der Prostata, zur Folge haben.

Darüber hinaus erfordert eine Positionierungsvariabilität das Hinzufügen entsprechender Sicherheitssäume zum Bestrahlungszielvolumen. Diese Sicherheitssäume enthalten Normalgewebe, das der verschriebenen (hohen) Zielstrahlendosis ausgesetzt wird. Neben der möglichen Patientenfehlpositionierung, die durch geeignete Fixierungsverfahren minimiert werden kann, ist hierbei insbesondere auch die Lagevariabilität der Prostata und Samenblasen im kleinen Becken, die abhängig von Blasen- und Rektumfüllung ist, zu berücksichtigen. Zahlreiche Methoden stehen mittlerweile zur Reduktion solcher Positionierungsvariabilität zur Verfügung.

Abbildung 1: Linearbeschleuniger mit Cone-beam CT.

Den mehr oder minder invasiven Methoden wie der täglichen Applikation von definiert expandierten rektalen Ballons oder der permanenten Implantation von Gold-Fiducials, die dann röntgenologisch im Bestrahlungsraum detektiert werden können, stehen zunehmend nichtinvasive Methoden gegenüber.

Es stehen in unserer Abteilung zwei nichtinvasive Verfahren zur Verfügung: Die computertomographische Methode sowie die ultraschallbasierte Methode. Beide Techniken tragen dazu bei, die Behandlungsqualität deutlich zu verbessern. Durch eine exaktere Patientenpositionierung kann die Dosis genauer appliziert werden. Die Normalgewebsdosis kann durch kleinere Sicherheitssäume verringert werden.

Computertomografische Methode

Abbildung 2: Überlagerungsansicht (Cone beam CT / Bestrahlungsplanungs-CT)

Um im Behandlungsraum eine Computertomographie (CT) in Bestrahlungsposition durchzuführen, wird ein CT-Zusatz an dem Bestrahlungsgerät befestigt, ein sogenanntes Cone-Beam CT. Ein solches Gerät ist in Mannheim verfügbar (siehe Abbildung 1).

Mit dem direkt am Bestrahlungsgerät angebrachten Bildgebungssystem lässt sich innerhalb einer Minute mit einer Gantryrotation ein Volumenbild der Bestrahlungsregion im Patienten erzeugen. Dieses Bild des Ist-Zustands kann dann mit den Bildern des Sollzustands (zum Beispiel aus der Bestrahlungsplanung) durch Überlagerung verglichen werden. Danach kann eine eventuell notwendige Verschiebung des Patienten berechnet werden (siehe Abbildung 2).

Ultraschallbasierte Methode

Eine weitere Methode ist die tägliche Lokalisation, Positionierung und Überwachung des Bestrahlungszielvolumens (z.B. Prostata) mittels stereotaktischem Ultraschall (US). Abbildung 3 zeigt das 4D Ultraschallsystem (Clarity, Elekta AB, Schweden), das in unserer Klinik verwendet wird.

Elekta-Clarity-System — Abbildung 3: Elekta Clarity System (links) zur ultraschallgestützten Patientenpositionierung. Rechts oben ist die Anpassung der realen Bestrahlungssituation an die vorhergesagte Position dargestellt.

Bei dieser Methode werden Position und Umriss der Ziel- und Risikostrukturen (zum Beispiel Prostata, Samenblasen, Rektum, Blase) aus der Bestrahlungsplanung, die auf Basis einer initialen Ultraschallaufnahme, CT und/oder MR Datensätzen definiert wurden, auf das 4D Ultraschallsystem übertragen. Zur sinnvollen Überlagerung der US-Lokalisationsaufnahmen in Behandlungsposition im Behandlungsraum mit dem Referenz-US-Aufnahmen während des Planungs-CTs, wird das Gerät und damit die Bildebenen räumlich relativ zur Strahlgeometrie des Bestrahlungsgeräts kalibriert.

Mit geringem zeitlichen Aufwand (unter fünf Minuten pro Patient) kann dann täglich die Soll-Position des Zielorgans, zum Beispiel der Prostata mit der Ist-Position verglichen werden. Bei Bedarf kann die Position des Patienten unmittelbar korrigiert werden. Zusätzlich kann die Position der Prostata auch während der Bestrahlung überwacht werden, um eventuelle Bewegungen zu detektieren, während der Behandlungsstrahl aktiviert ist.

Das Clarity Ultraschallsystem zeigt an, um welche Distanz der Bestrahlungstisch (und damit der Patient) in den drei primären Raumachsen (rechts/links, auf/ab und kopfwärts/fußwärts) verschoben werden muss, um die Prostata präzise wieder im Bestrahlungsfeld zu positionieren. Idealerweise ergibt eine wiederholte Bestimmung der Position des Zielorgans zur Kontrolle eine korrekte Patientenlagerung. Da das Verfahren auf Ultraschall basiert, kommt es zu keiner erhöhten Strahlenbelastung durch ionisierende Strahlung.