Motivation

Intensitätsmodulierte Strahlentherapie setzt auf eine zielgenaue Applikation hoher Dosisniveaus im Zielvolumen. Dies setzt eine möglichst genaue Kenntnis der Patientengeometrie während der gesamten Behandlungszeit voraus. Applikation der hohen zur Zerstörung der klonogenen Zellen geeigneten Dosen auf sensible Risikobereiche in Nähe des geplanten Zielvolumens aufgrund unzulänglich bekannter Patientengeometrie führen mit hoher Wahrscheinlichkeit zu ernsten Komplikationen.  Ein effizienter und schneller periodischer Abgleich der aktuellen Patientengeometrie vor den jeweiligen therapeutischen Fraktionen, idealerweise sogar online während der Behandlungszeit mit sofortiger Adaption des physikalischen Therapie-Setups, sind für einen breiten klinischen Einsatz der intensitätsmodulierten Therapie erstrebenswert.
Bei den auftretenden Geometrieveränderungen handelt es sicht nicht nur um starre Bewegungen, es müssen vielmehr auch Bewegungen der inneren Organe berüsichtigt werden. Diese können im allgemeinen recht kompliziert sein, so daß sich die Notwendigkeit eines elastischen Matchings ergibt.

Eingesetzte Methoden

Die Methoden des elastischen Matchings lassen sich in zwei Klassen einteilen. Methoden der ersten Klasse verarbeiten Merkmale die zuvor aus den Bildern extrahiert werden. Durch das Auffinden von korrespondierenden Bildregionen, kann die gesuchte Bewegung indirekt bestimmt werden. Die Genauigkeit dieser Methoden hängt wesentlich von der Genauigkeit ab, mit der die Features der zu vergleichenden Bildregionen bestimmt werden können.
Bei den Methoden der zweiten Klasse wird versucht, die unbekannte Transformation direkt aus den Bilddaten zu ermitteln. Abhängig von der Bildstruktur lassen sich eventuell nur einzelne Komponenten des Verschiebungsfeldes restaurieren. Um alle Komponenten des Verschiebungsvektors bestimmen zu können, ist genügend reiche Bildstruktur nötig (die Gradientenvektoren in einer Umgebung müssen die Auswahl einer Basis erlauben).

Beispiel

Das Beispiel präsentiert die sich aufgrund der Therapiewirkung verändernde Organgeometrie im Laufe des Behandlungszeitraums. Im Vergleich zu der Ausgangssituation hat sich die Orientierung, Form und Größe der Zielvolumina stark verändert.

Stand: 25.01.02

Ansprechpartner:

	Dr. habil. Karl-Heinz Küfer Tel.: +49 (0)631/36681-13