Anschlussprojekte
Dr. Georgios Dedes
Ludwig-Maximilians-Universität München
Fakultät für Physik - Experimentalphysik/Medizinische Physik
Prof. Dr. Reinhard Schulte
Loma Linda University
School of Medicine, Basic Sciences
Präklinische Umsetzung Fluenz-modulierter Protonen-Computertomographie (FMpCT) zur Anwendung in der bildgestützten Protonen-Strahlentherapie
Röntgenbildgebung ist das zur Zeit wichtigste Bildgebungsverfahren zur Diagnose und während der Behandlung von Krebs. Werden ebenfalls Röntgenstrahlen zur Tumorbestrahlung eingesetzt, ist dies ein geeignetes Bildgebungsverfahren zur Bestrahlungsplanung. Kommen jedoch Protonen zum Einsatz, kommt es zu Unsicherheiten bei der Bestrahlungsplanung, die ausgehen von der Umwandlung von Röntgenbildern in Abbildungen des relativen Bremsvermögens (relative stopping power, RSP) von Protonen. Bildgebung mittels Protonen statt Röntgenphotonen kann diese Unsicherheiten reduzieren [1].
Darüber hinaus gibt es bei der medizinischen Bildgebung mittels ionisierender Strahlung immer einen Kompromiss zwischen Dosis und Bildqualität. Bilder mit höherer Qualität verraten potentiell mehr über das Krankheitsbild des Patienten, gehen jedoch mit einem erhöhten Gesundheitsrisiko aufgrund der höheren Bildgebungsdosis einher.
Das Ziel dieses Projekts ist die Untersuchung innovativer Konzepte zur Nutzung der Protonen-Computertomographie (pCT) als Bildgebungsverfahren mit extrem geringer Dosis und einer hohen Genauigkeit bei der Abbildung des RSP. Während der ersten Finanzierungsrunde wurde die Machbarkeit des neuartigen Verfahrens der Fluenz-modulierten pCT (FMpCT) gezeigt, das Bilder mit räumlich variierender Bildqualität ermöglicht [2],[3]. Damit ist es möglich, die Bildgebungsdosis in gesundem Gewebe noch weiter zu reduzieren, während die Bildqualität in der unmittelbaren Nähe des Tumors gleich gehalten wird.
Während dieser zweiten Finanzierungsrunde wird die FMpCT in einem präklinischen Rahmen am Northwestern Medicine Chicago Proton Center vollständig umgesetzt und mit moderner Röntgenbildgebung verglichen.
Das Projekt findet in Teilen an der Luwdig-Maximilians-Universität in München, an der Loma Linda Universität in Kalifornien und am Northwestern Medicine Chicago Protonenzentrum statt.
References:
[1] Monte Carlo comparison of x-ray and proton CT for range calculations of proton therapy beams. Arbor N et al., Phys Med Biol. 2015;60(19):7585-99
[2] Application of fluence field modulation to proton computed tomography for proton therapy imaging. Dedes G et al., Phys Med Biol. 2017;62(15):6026-6043
[3] Experimental fluence-modulated proton computed tomography by pencil beam scanning Dedes G et al., Med Phys. 2018;45(7):3287-3296
Ausgangsprojekt: Untersuchung Protonen-basierter Bildgebung als Modalität zur Protonen-Bestrahlungsplanung und bildgeführten Protonentherapie