Atemgesteuerte Bestrahlung beim Mamma

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ATEMGESTEUERTE BESTRAHLUNG AKZENTE 1/07
Atemgesteuerte Bestrahlung
beim Mamma-Karzinom
Die postoperative Strahlentherapie der weiblichen Brust gehört heutzutage zur Standardbehandlung des Mamma-Karzinoms. Dabei wird
die Mamma in der Regel über tangentiale Gegenfelder bestrahlt, damit
Lunge und Herz der Patientinnen möglichst gut geschont werden können. Dennoch ist bei Bestrahlung der linken Mamma in manchen Fällen ein Teil des Herzens im bestrahlten Volumen, insbesondere wenn
es vergrössert ist oder anatomisch dicht an der Brustwand anliegt.
Zudem entfalten bestimmte bei der Therapie des Mamma-Karzinoms
eingesetzte Chemotherapeutika eine kardiotoxische Wirkung. Deshalb ist in diesen Fällen in der Radio-Onkologie des Lindenhofspitals
die atemgesteuerte Bestrahlung die Methode der Wahl, da sie eine
markante Reduktion der kardialen Belastung ermöglicht.
Herz- und Lungenschonung
Die atemgesteuerte Bestrahlung nutzt die Tatsache, dass durch die
Ausdehnung der Lunge in Inspiration der Abstand zwischen Zielvolumen (Mamma) und Herz markant vergrössert und das Herz gegenüber der Mamma gleichzeitig nach caudal verschoben wird (Abb. 1).
Dadurch wird das Herz vollständig aus dem bestrahlten Volumen entfernt und optimal geschont (Abb. 2). Gleichzeitig lässt sich in Inspiration die Lungenbelastung vermindern, da der Hochdosisbereich wegen der Ausdehnung der Lunge weniger Lungenzellen umfasst als in
Exspiration oder in Atem-Mittellage. Diese Effekte führen zu einer
signifikanten Verminderung des Risikos der betreffenden strahlenbedingten Nebenwirkungen (kardiale Beschwerden, Pneumonitis etc.).
Abb. 1: Aus CT-Aufnahmen digital
rekonstruierte Röntgenbilder des
medialen Bestrahlungsfeldes (gel-
Real-Time Überwachung der Atmung
Zur Kontrolle der Atemlage der Patientinnen und der entsprechenden
Steuerung des zur Bestrahlung verwendeten Linearbeschleunigers wird
das RPM (Real-Time Position Management) System der Firma Varian
verwendet. Ein mit Infrarot-Reflektoren bestückter Markerblock wird
an einer für die Atemtätigkeit repräsentativen Stelle auf der Patientin befestigt (Abb. 3). Mit einer Infrarot-Kamera wird nun die Bewegung des
Markerblocks beobachtet und die Atemkurve aufgezeichnet (Abb. 4).
Mittels Audio- und Video-Feedback wird die Patientin zu stabiler, reproduzierbarer Atemtätigkeit mit tiefer Inspiration angeleitet.
be Kontur). CT in Atem-Mittellage
(oben), CT in Inspiration (unten).
Das Herz (rote Struktur) befindet
sich bei Bestrahlung ohne AtemSteuerung oft teilweise im bestrahlten Volumen.
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Abb. 2: Therapieplan und Dosisverteilung bei der Mamma-Bestrahlung mit tangentialen Feldern. Die Belastung des Herzens (rote Kontur) ist bei Bestrahlung in Atem-Mittellage (links) markant höher
als bei Bestrahlung in Inspiration (rechts).
(Beachte: Bezüglich Mamma genau die gleiche Schnittebene!)
Abb. 3: Positionierung des Markerblocks zur Beobachtung der Atemtätigkeit der Patientin.
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Atemsteuerung («Respiratory Gating») des Linearbeschleunigers
Mit dem RPM-System lässt sich der Bereich des Atemzyklus, während
dessen der Beschleuniger Strahlung abgeben soll, genau festlegen. Bei
der Mamma-Bestrahlung liegt dieser Bereich in der Inspirationsphase.
Der Beschleuniger wird nun direkt vom RPM-System so angesteuert,
dass nur dann Strahlung produziert wird, wenn sich die Atemamplitude der Patientin im erlaubten Bereich befindet (Abb. 4). Zur Kontrolle wird bereits vor der Bestrahlung mittels Feldkontrollaufnahmen
verifiziert, dass die Durchführung der Bestrahlung der Planung und
Simulation der Therapie entspricht (Abb. 5).
Abb. 4: Zeitlicher Verlauf der
Atmung (obere Kurve) während der
Bestrahlung. Das «Beam Enable»Signal (Strahlungsfreigabe, untere
Kurve) wird nur dann an den Beschleuniger gesandt, wenn sich das
Atemsignal zwischen der blauen
und roten Linie (d.h. Patientin in
Inspiration) befindet.
Abb. 5: Qualitätssicherung der
atemgesteuerten Bestrahlung
am Beispiel des medialen
Bestrahlungsfeldes. Es wird
sichergestellt, dass die automatisch durch das RPM-System
ausgelöste Bestrahlung in der
gleichen Atemlage erfolgt wie
deren Planung und Simulation:
CT-Planung (links), Simulation
(Mitte), Feldkontrolle am Beschleuniger (rechts).
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Virtuelle Immobilisierung
Bei normaler Atmung in Liegeposition bewegt sich die Brust um bis zu
1 cm in antero-posteriorer Richtung. Bei normaler Planung muss dieser Bewegungsunsicherheit durch die Wahl von geeigneten Sicherheitsabständen Rechnung getragen werden, was in der Regel zu grösseren
Bestrahlungsfeldern und dadurch grösseren bestrahlten Volumina
führt. Durch Gating des Beschleunigers in einem bestimmten Bereich
der Atemkurve mit einer minimalen, durch den Gating-Bereich festgelegten restlichen Positionierungsunsicherheit, kann somit der Effekt
einer Immobilisierung des Zielvolumens während der Bestrahlung
erzielt werden. Dieser Effekt lässt sich bei der Bestrahlung von weiteren, durch die Atmung beeinflussten Tumorlokalisationen (Lunge,
Leber, Pankreas etc.) zu einer in diesen Fällen besonders vorteilhaften
Reduktion der bestrahlten Volumina ausnutzen.
Glossar
Radio-onkologische Abkürzungen und Fachausdrücke
IMRT
IGRT
ESRT
Gating
Intensitätsmodulierte Radiotherapie
Image Guided Radiation Therapy (bildgesteuerte Strahlentherapie)
Extracranielle Stereotaktische Radiotherapie
Bestrahlungssteuerung auf Grund der Bewegung des Zielvolumens, z.B. atemgetriggerte Radiotherapie
On Board-Imaging
Radiologische Lokalisation des Zielvolumens auf dem Bestrahlungstisch mittels Röntgenanlage oder Cone Beam CT
PSI
Prostata-Seed-Implantation; auch LDR-Brachytherapie der Prostata genannt *
HDR-Brachytherapie High Dose Rate Brachytherapie. Einbringen der Strahlenquelle(n) in den Körper und
bestrahlen mit hoher Dosisleistung *
Cone Beam CT
Computertomographie, die mit Flachdetektoren durchgeführt wird. Am Linearbeschleuniger erlaubt diese Technik Computertomographien auf dem Bestrahlungstisch zur Verifikation des Bestrahlungsvolumens in 3 Dimensionen.
PET-CT-Planung
3D-Bestrahlungsplanung auf Basis der geometrisch aufeinander abgeglichenen Informationen von PET und CT *
Body Stereotaxie
s. ESRT
Organ-Tracking
Bestrahlungstechnik mit Berücksichtigung der aktuellen Position des zu bestrahlenden
Organs unabhängig z.B. vom Füllungszustand von Hohlorganen *
* siehe Akzente 2 / 06 (kann nachbestellt oder auf www.radio-onkologie.ch/lindenhof nachgelesen werden).
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