Intensitätsmodulierte Radiotherapie (IMRT) und
Image guided radiotherapy (IGRT) –
neue Strahlentherapietechniken zur
Dosiseskalation und Reduktion von Spättoxizitäten
S. Koswig, K. Bathe
Helios Klinikum Bad Saarow
1IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Ziel einer modernen Strahlentherapie
• Tumor/Tumorgebiet so exakt und präzise wie möglich mit
dem therapeutischen Strahlen zu erfassen
• Optimale Schonung von angrenzenden Risikoorganen/-
strukturen
Idealfall:
• Komplette und dauerhafte Vernichtung des Tumors bei
gleichzeitig fehlenden bzw. wenigen Nebenwirkungen
2IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Wege zum Idealfall
• Allgemeine Bedingungen
- Patient (Nebenerkrankungen, Compliance, Alter, …..)
• Therapeutische Bedingungen
- Leitliniengerechte Therapie
- Multimodale Therapieansätze (±Chemotherapie, Immuntherapie,…)
• Strahlentherapeutische Voraussetzungen
- Angepasste Dosis und Fraktionierung
- Moderne Gerätetechnik
- Moderne Therapieverfahren
3IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Wege zum Idealfall- optimale therapeutische Dosis -
Toleranzdosis des Kollektivs [Gy]
0 20 40 60 80 100
Wa
hrs
che
inlic
hke
it [%
]
0
20
40
60
80
100
Tumorkontrolle undkeine Komplikation
Keine Komplikation
KomplikationTumorkontrolle
tumor control
probability
TCP
TCP without
complications
normal tissue
complication probability
NTCP
no complications
Probability
(%)
Dose (Gy)
4IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Wege zum IdealfallFragen und Probleme für den Strahlentherapeuten
• Staging
- Tumorausdehnung
- Indikation zur Strahlentherapie
• Differenzierung Tumor – umgebendes Gewebe
- Bestrahlungsvolumen
- Dosis Risikoorgane
- Unterscheidung Tumor – Umgebungsreaktion
- Unterscheidung Tumor – Therapiebedingte Veränderungen
• Differenzierung zwischen low-high risk Arealen
- Dosisverteilung – Integriertes Boost Konzept (SIB)
- Intensitätsmodulierte Radiotherapie (IMRT)
- Radiochirurgie/ Stereotaxie
- Biologische Planung
• Monitoring des Tumoransprechens
- Image guided radiotherapy (IGRT)
- Adaptive radiotherapy (ART)
5IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Wege zum IdealfallWo wieviel Risiko?
N
N+
TM
Makroskopischer Tumor – hohe Dosis notwendig (72 Gy)
Befallener LK- notwendige Dosis 66 Gy
N-
Nicht befallener LA – 56 Gy
Rückenmark <45 Gy
Parotis < 20 Gy
6IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Wege zum Idealfall biologisches Zielvolumenkonzept
Klassisch:
homogenen Dosisverschreibung anhand des anatomischen Tumorvolumens
Biologisch: inhomogene Dosisverteilung, die anhand der Strahlenempfindlichkeit
einzelner Subvolumina des Tumors definiert wird.
Radiobiologisch relevante Einflussfaktoren auf das Ergebnis einer fraktionierten
Strahlentherapie sind:
• die Anzahl und Strahlenempfindlichkeit von Tumorstammzellen
• die Repopulierung von Stammzellen
• die Reparaturfähigkeit zwischen den Fraktionen
• die Zellzyklusverteilung der Tumorstammzellen
• die Tumorhypoxie.
Aufgabe der biologischen Bildgebung für die Bestrahlungsplanung ist es, diese
Faktoren zu visualisieren, damit eine biologisch rationale Bestrahlung mit optimierter
räumlicher Dosisverteilung („dose painting mittels simultanem integriertem Boost - SIB“)
erfolgen kann.
Ling CC et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2000; 47: 551–560
7IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Wege zum Idealfall-Lösung der Probleme? -
So lösen wir die Probleme nicht !!!!
8IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Wege zum IdealfallIntensitätsmodulierte Radiotherapie (IMRT)
3-D- Bestrahlung
Homogene Dosisverteilung
IMRT
Inhomogene Dosisverteilung
Dosis pro Zeit und Feldquerschnittssegment xy
9IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Wege zum IdealfallIntensitätsmodulierte Radiotherapie (IMRT)
Summation der Einzelsegmente 1-8 ergibt die Strahlenverteilung einer Einsstrahlrichtung
Schwärzungsgrad entspricht der Strahlintensität, niedrige Strahldosen zur Schonung der Risikoorgane
10IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
IMRT - Klinische BeispieleProstatakarzinom - Dosiseskalation
• Höhere GD (> 75 Gy) bessere lokale Kontrolle
• Toxizität an Darm und Blase ??!!!
Toxizitäts-
grad
Gastro-
intenstinal
Genito-
urinal
1 74% / 60% 33% / 40%
2 22% / 20% 38% / 30%
3 4% 2% / 3%
4 0 1%
Toxizitäts
-
grad
Gastro-
intenstinal
Genito-
urinal
1 89% 74%
2 9% 16%
3 1,5%/ 2% 9,5% / 7%
4 0,5%/ - 0,5%/ -
Akuttoxizität Spättoxizität
Prostatabestrahlung 80/82 Gy(Zelefsky et al; IJROBP 2002, 53, 1111-1116; Koswig RRK 2006- 3 Jahre)
11IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
IMRT - Klinische BeispieleProstatakarzinom
Rektumhinterwand
Toleranzgrenzen aller Risikoorgane
(Rektum, Rektumhinterwand, Harnblase, Analkanal
Hüftköpfe) können eigehalten werden
12IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
IMRT - Klinische BeispieleHead and neck Cancer
“First results of a phase III multicenter randomized controlled trial of intensity modulated (IMRT)
versus conventional radiotherapy (RT) in head and neck cancer (PARSPORT: ISRCTN48243537;
CRUK/03/005).”
94 Pats.
Nutting C et al. J Clin Oncol 27:18s, 2009 (suppl; abstr LBA6006)
13IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
IMRT - Klinische BeispieleHead and neck Cancer
significant reduction of xerostomia ≥ Grad 2 (LENT-Soma) by IMRT
Nutting C et al. J Clin Oncol 27:18s, 2009 (suppl; abstr LBA6006
14IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
IMRT - Klinische BeispieleHead and neck Cancer
Parotis li > 26 Gy
PT –72 Gy
LA- 50-60 Gy
15IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
IMRT-
Dosis Konzepte
sequential
SIB
IMRT - Klinische Beispiele
Head and neck Cancer
16IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
IMRT - Klinische BeispieleRezidivbestrahlung
• Patientin mit bekanntem ossär metastas. Mammakarzinom
• Mehrfache palliative Strahlentherapien bei ossären M1 erfolgt
• Vorstellung zur Re-Bestrahlung im vorbestrahlten Gebiet
(RM ~ 40 Gy)
• Problem bei Überschreiten der Toleranzdosis (RM ~ 45-50 Gy)
radiogene Myelopathie
Re-Bestrahlung in IMRT- Technik möglich bei Einhaltung der
Toleranzgrenzen
17IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Monitoring während der Bestrahlung
• Warum notwendig?
- Bei hohen Dosen und präziser Bestrahlung (SIB) Kontrolle der Einstellung
notwendig, um zu garantieren, dass am Computer geplante Bestrahlung
auch so umgesetzt wird. Damit Vermeidung von Fehlbestrahlungen und
Reduktion von Nebenwirkungen (Spättoxizität!!)
- Unmittelbare Korrektur von minimalen Ungenauigkeiten vor jeder
Bestrahlung (mm-Bereich)
- Anpassung an veränderte Bedingungen (Organvolumen,
Tumorresponse,…)
• Wie?
- On Board Imaging – OBI („Bildgebung an Bord“)
- Image Guided Radiotherapy – IGRT („bildgeführte Strahlentherapie“)
18IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Image Guided Radiotherapy – IGRT
- Systeme -
Portal Imaging
Novalis TS
KV-Bildgebung
KV/MV-Bildgebung
Cone beam CT
CyberKnife
KV- Bildgebung
Tomotherapie
19IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Image guided radiotherapyOBI – Cone beam CT
•Vergleich vom Planungs -CT mit Cone beam –CT vor der tgl. Bestrahlung
•Automatische und manuelle Korrektur vor der Bestrahlung möglich
Cone beam CT
360° Rotation
20IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Image guided radiotherapyOBI – MV/KV Aufnahmen
MV
KV
• Vergleich Referenzbilder des Isozentrums (DRR-Planungs-System
mit aktuellen Verifikationsaufnahmen vor Bestrahlung
• 2D – 2 D Vergleich
• Korrektur vor jeder Bestrahlung möglich
21IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Image Guided Radiotherapy – IGRT Beispiele
Lagerungskontrolle mit Goldmarker
fiducial marker
kV/kV-Aufnahmen
Moser, Charité Campus Benjamin Franklin, 3. Radioonkologietag Brandenburg 09/10
22IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Lagerungskorrektur mit implantierten Goldmarkern
1. automatische Detektion der Marker
2. Vergleich mit den Markerpositionen
der aktuellen KV-Bildgebung
Moser, Charité Campus Benjamin Franklin, 3. Radioonkologietag Brandenburg 09/10
23IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
cm
Fraktion
7 mm
max. Lageunterschiede der Prostata: vd 7 mm (lat 3,5 mm, cc 5 mm)
Lage der Marker in Bezug zum knöchernen Becken,
hier ventrodorsale Lokalisation
interfraktionelle Organbewegung
Moser, Charité Campus Benjamin Franklin, 3. Radioonkologietag Brandenburg 09/10
24IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
OBI- AnwendungVeränderung des ZV unter RT – adaptive RT
• Kontrolle während einer Bestrahlungsserie (> 6 Wochen) möglich
• Veränderung des ZV möglich (Gewichtsverlust (HNO), schnelles Tumoransprechen, Entleerung einer Zyste, …)
• Anpassung des Zielvolumens bei Bedarf
• Reduktion der Belastung von Risikoorgane – Reduktion der Toxizität
25IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Position der Gebärmutter
zu unterschiedlichen
Zeitpunkten
OBI – Anwendungeninterfraktionelle Organbewegung
•Beweglichkeit der Organe/ZV
während einer Bestrahlungsserie
kann kontrolliert werden
•ggf. Anpassung des ZV
•Garantie einer exakten Erfassung
•Reduktion der NW
26IMRT und IGRT -2. Brandenbuger Krebskongress 16.03.2011
Zusammenfassung
IMRT und IGRT
• Genauere Erfassung des Zielvolumens
• Möglichkeit des simultanen integrierten Boost (biolog. Planung)
• Optimale Schonung der Risikostrukturen
• Erhöhung der Sicherheit und Genauigkeit der täglichen Bestrahlung durch verbessertes
Monitorung (OBI)
• Anpassung des ZV während einer laufenden Serie (ART)
3-D- Bestrahlung IMRT IMRT/OBI
TumorTumor Risikoorgane TumorTumor Risikoorgane TumorTumor Risikoorgane
Spättoxizität ↓ Spättoxizität ↓ ↓
Top Related