Methodische Einordnung

Zur Berechnung der Dosisverteilung im Körper bei der Planung einer Strahlentherapie werden derzeit im wesentlichen zwei Verfahren untersucht und verwendet: sogenannte pencil-beam-Methoden und Monte-Carlo-Simulationen.

Bei Monte-Carlo-Simulationen werden die physikalischen Prozesse auf mikroskopischer Basis behandelt. Lokale Inhomogenitäten des Körpergewebes können dadurch sehr genau modelliert werden. Diese Exaktheit erfordert jedoch einen sehr hohen Rechenaufwand, der einen klinischen Einsatz der Monte-Carlo-Verfahren bislang ausschliesst.

Pencil-beam-Verfahren auf der anderen Seite verwenden Kern-Funktionen, die den Energietransport und dessen Verteilung im Gewebe beschreiben. Dieses sehr schnelle Verfahren kann die Realität (Inhomogenitäten des Körpers) aber nur bedingt widerspiegeln.

Ein Kompromiss zwischen beiden Herangehensweisen stellt die Untersuchung von Strahlungstransportgleichungen dar, die eine wesentlich genauere Modellierung der Inhomogenitäten ermöglichen.

In der medizinisch relevanten Literatur wird diese Art der Modellierung und Dosisberechnung nur sehr wenig beachtet und umgesetzt. Am ITWM liegen langjährige Erfahrungen in der Modellierung und der numerischen Umsetzung von Strahlungstransportgleichungen vor, die bei der Dosisberechung in der Radiotherapie genutzt werden können.

Projektziel 

Das Ziel der Arbeitsgruppe besteht in der Entwicklung und Umsetzung eines numerischen Algorithmus, der einen angemessenen Kompromiss zwischen der Exaktheit der Monte-Carlo-Simulationen und der Schnelligkeit der pencil-beam-Verfahren darstellt.

Stand: 25.01.02

Ansprechpartner:

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