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Bestrahlungs-Planung |
| allgemeines |
Die Planung einer Bestrahlung
geschieht heute mit aufwendigen Planungssystemen. |
Standard-Mensch: Für die Berechnung der Absorption angenommene elementare Zusammensetzung des menschlichen Körpers. |
| Planungssysteme |
RayStation |
Eclipse |
Pinnacle |
Masterplan |
| Level |
- 1D: Tabellenplanung, nur
Stehfelder, Tiefendosistabelle erforderlich
- 2D: Planung am Körperquerschnitt, Standardverfahren in der 80er- und
90er - Jahren
- 3D: Planung nach kompletter Schnittserie: heutiges Standardverfahren
- 4D: Zusätzliche Berücksichtigung der Zeitachse
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| Bestandteile |
Ein modernes Planungssystem besteht
aus folgenden Modulen:
- Bildimport
- Bildfusion (Option)
- Erzeugung des 3D-Models
- Segmentierung
- Planung
- Dosimetrie
- Evaluation
- Dokumentation
- Übertragung an Bestrahlungsgerät
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Die Bestrahlung fügt sich in den
Handlungsablauf einer Strahlentherapie folgendermaßen ein:
- Indikationsstellung
- klinische Feststellung der Bestrahlungfähigkeit
- Festlegung des Bestrahlungsziels, der Dosierung und der
Therapiefolge
- Festlegung der Bestrahlungsmittel: Gerät, Strahlenart, Lagerung,
Immobilisation
- Erstellung von Schnittbildern mit Positionsmarken
- Bestrahlungsplanung
- Simulation und Verifikation
- Bestrahlung
- klinische Kontrollen während, am Ende und nach der Strahlentherapie
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| OAR |
Organs At Risk |
| Luftschwellwert |
Planungssysteme nun betrachten Luft außerhalb des Körpers als leeren Raum. |
Zum Teil wird eine bestimmte Dichte zum Beispiel 0,6 g/ccm zur Ermittlung der Körperoberfläche herangezogen. |
| TPS |
Treatment Planning System,
Planungssystem. Programm, häufig fest an spezielle Hardware gebunden. |
| MU - Kalkulation |
Eine Reihe von Programmen erlauben
Kontrollrechnungen einer Planung. |
| MLC |
Multileaf - Collimator |
Bei MLCs müssen folgende Effekte
berücksichtigt werden:
- Interleaf - Transmission: Strahlungsdurchlass zwischen den Leafs
- Tonge- and Groove - Effekt
- abgerundete Leaf - Enden
- MLC - Streuung
- Strahlaufhärtung
- Strahldivergenz
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| PBC |
Pencel Beam Convolution |
sehr verbreitet, sehr schnell,
ungenau bei starken Inhomogenitäten |
| AAA |
Analytic anisotropic Algorithm |
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| CCC |
Collapsed Cone Convolution |
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| MC |
Monte Carlo |
Hoher Rechenaufwand, hohe
Übereinstimmung mit Messungen |
| IMRT |
Intensität - Modulierte RadioTherapie |
Bestrahlung mit modulierter Strahlenintensität |
| Conformal Arc |
Pendelbestrahlung mit Feldanpassung ohne Intensitätsmodulation. Kein echtes IMRT |
| 3D-Planung |
Bei der CT-gestützen Bestrahlungsplanung wird ein 3D-Model des Bestrahlungsvolumens und der Risikoorgane erstellt. |
Der Planungs-Physiker kann Zahl, die Intensität und die Form der Strahlenfelder
manuell verändern. |
Eine kurative Strahlentherapie nach CT -gestützte 3D
- Planung verbessert das Überleben gegenüber einer Bestrahlung ohne CT Planung (4). |
| inverse Planung |
Die konventionelle 3D-Planung ergibt bei einfach geformten Zielvolumina und Risikoorganen gute Ergebnisse. |
Bei komplexen Situationen werden immer mehr Felder notwendig. |
Mit jedem zusätzlichen Feld wird es immer schwieriger, die Wirkung auf die Dosisverteilung abzuschätzen. |
| Bei der inversen Strahlentherapie-Planung gibt der Strahlentherapeut
zusätzlich die Solldosis im Zielvolumen und die Toleranzdosen der Risikoorgane an. |
Der Planungsrechner generiert selbsttändig immer neue Pläne und vergleicht die Sollwerte mit den Istwerten. |
Nach ca. 200 Plänen ist eine hochgradig optimierter Plan mit 50 bis 100 Feldern entstanden. |
| GFP |
Generalized Fokker-Planck theory (3) |
Verbesserte Fokker-Planck (FP)
Gleichung für Situationen mit vorwiegender Vorwärtsstreuung und
ausreichendem Anteil von großwinkeligen Streuungen. |
| Hochpräzisions -
Bestrahlung |
Stereotaxie |
Gamma - Knife |
Dedicated - Adapted linear
accelerator |
| Prüfung |
Es wird gefordert, einen
Bestrahlungsplan mit einem unabhängigen 2. System zu überprüfen. |
Mobius3D |
| Rotation |
Bestrahlung mit kontinuierlich rotierenden Strahlerkopf.
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| Inhomogenität |
Materialien mit hoher Absorption,
wie Metall oder Knochen, können den Isodosenplan verfälschen. |
Auch bei
Materialien sehr geringer Absorption, wie zum Beispiel Lungengewebe, kann die
Berechnung gestört werden. |
| Quellen |
1.) Khan FM, Gibbons JP, Sperduto PW:
Khan’s Treatment Planning in Radiation Oncology.
4th Edition Wolters & Kluver 2017
Khan FM: Treatment Planning in Radiation Oncology.
Lippincott, 3. Auflage 2011
2.) Olbrant E, Frank M:
Generalized Fokker-Planck theory for electron and photon transport in
biological tissues: application to radiotherapy.
Comput Math Methods Med. 2010 Sep 30; [Epub ahead of print]
RWTH Aachen
3.) Leakeas, Larsen,
Nucl Sci Eng 137(2001):236-250
4.) Reft C, et al for the AAPM Radiation Therapy Committee Task Group 63:
Dosimetric considerations for patients with HIP prostheses undergoing pelvic irradiation. Report of the AAPM Radiation Therapy Committee Task Group 63.
Med Phys 2003;30:1162-82
DOI: 10.1118/1.1565113
5.) Chen AB, Neville BA, Sher DJ, et al:
Survival outcomes after radiation therapy for stage III non–small-cell lung cancer after adoption of computed tomography–based simulation.
J Clin Oncol 29:2305-2311, 2011
6.) DIN EN 62083:
Medizinische elektrische Geräte - Festlegungen für die Sicherheit von Bestrahlungsplanungssystemen.
2009
7.) DIN 6873-1:
Prüfmerkmale und Prüfverfahren für die Inbetriebnahme von Bestrahlungsplanungssystemen.
(Aktuell im Normungsprozess)
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Technik der Strahlentherapie |
Radioonkologie |
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