DOT-MOBI - INB Imaging Netzwerk Berlin
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01000001001000011011001 10010001000111100100001 00100100100110010001010 00011001101000111010011 DOT-MOBI Softwareplattform für die multimodale Diagnostik onkologischer Erkrankungen und Therapieoptimierung durch molekulare Bildgebung Innovation durch Intelligenz 10001100101110 Software macht´s! 11000001010100 110 IKT 202011 10 00000101100011001001011 000 Softwaresysteme 1100 DOT-MOBI Strahlentherapie bei Krebserkrankungen Zur Behandlung bösartiger Tumore greift die Medizin auf drei Behandlungsmöglichkeiten zurück: Operative Eingriffe, Chemotherapie, oder Strahlentherapie. Zur Verbesserung der Behandlungsergebnisse werden diese drei Metho­den auch kombiniert angewendet. Etwa jeder zweite Patient, der an einem Krebsleiden erkrankt ist, unterzieht sich daher einer oder mehreren Strahlentherapien. Eine oder mehrere Strahlentherapie kann die Anzahl von aktiven Tumorzellen deutlich verringern, weil das Tumorgewebe stärker durch die Bestrahlung geschädigt wird als das umgebende gesunde Gewebe. Unter Berücksichtigung aller Anwendungen und Tumortypen, führt die Strahlentherapie derzeit in etwa der Hälfte der Fälle zu einer Heilung. Die Strahlentherapie ist damit nach der Chirurgie die zweitwichtigste Behandlungsform für Krebs. Quelle: Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum Die Heilungserfolge der Strahlentherapie könnten deutlich gesteigert werden, wenn es gelingt, die modernen funktionellen und molekularen Bildgebungsverfahren besser nutzen zu können, um die Strahlentherapie noch gezielter einzusetzen. Moderne Bildgebungsverfahren ermöglichen zum einen, die erkrankten Zielregionen sowie die zu schützenden gesunden Risikostruk- Neuartiger Systemaufbau mit flexibler Strahl­führung am Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum Mensch-Technik-Interaktion turen der Patienten exakt einzugrenzen. Zum anderen können neuartige Bildgebungsprotokolle dabei helfen, die Wirkungen einer strahlentherapeutischen Behandlung frühzeitig und zuverlässiger als bisher zu verfolgen und damit die Strahlentherapie systematisch und individuell auf den einzelnen Patienten abgestimmt zu optimieren. Mit dem Projekt DOT-MOBI hat sich deshalb ein Konsortium von namhaften Partnern aus Forschung und Industrie zum Ziel gesetzt, Werkzeuge für eine erweiterte Tumordiagnostik sowie für verbesserte Anwendungsmöglichkeiten der Strahlentherapie und schließlich eine Innovationsplattform für neue bildgebende Verfahren zu entwickeln. Bisherige Forschungsergebnisse Die Partner des DOT-MOBI-Konsortiums konnten bereits in der Vergangenheit wesentliche Beiträge zur Verbesserung der Krebsversorgung leisten. Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) erforscht die Mechanismen der Krebsentstehung und erfasst Risikofaktoren für Krebserkrankungen, um daraus neue Ansätze zur Vorbeugung, Diagnostik und Therapie zu entwickeln. So wurden dort insbesondere für die detailgenaue Strahlentherapie wegbereitende Pionierleistungen erbracht. Das DKFZ kooperiert eng mit dem Universitätsklinikum Heidelberg, das als ein Krankenhaus der Maximalversorgung mit einem Schwerpunkt in der Krebsbehandlung ausgewiesen ist, sowie mit dem Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM), das zu den weltweit führenden Forschungsgruppen in der Strahlentherapiepla­ nung gehört. Das Fraunhofer Institute for Medical Image Computing MEVIS entwickelt Softwareassistenten für die klinische Diagnose und Therapie und war unter anderem federführend beteiligt an der Gründung des Virtuellen Instituts für Computerunterstützung in der Radiologie (VICORA) mit Schwerpunkt auf der bildbasierten Krebsdiagnostik. Die drei Industriepartner MeVis Medical Solutions AG, Heidelberger IonenstrahlTherapiezentrum HIT GmbH und Siemens AG DOT-MOBI erbringen in ihrem jeweiligen Gebiet Spitzenleistungen und können in vielen Fällen eine weltweite Marktführerschaft beanspruchen. Innovationsplattform für neue bildgebende Verfahren Mithilfe der modernen Bildgebung wird der klinischen Diagnostik und Therapie potenziell eine ständig wachsende Vielfalt an Bildinformationen zur Verfügung gestellt, die dazu geeignet ist, spezifische Krankheitsverläufe und Therapieeffekte bereits frühzeitig und sehr differenziert darzustellen. Im Mittelpunkt des Vorhabens steht die Entwicklung einer Softwareplattform, um neue und etablierte Methoden zusammenzuführen, was mit den bisherigen Systemen nicht geleistet werden kann. Damit soll im Bereich der molekularen und funktionellen Bildgebung ein entsprechend großer Mehrwert für die Kliniken erzielt werden. Die Plattform deckt dabei das komplette Spektrum von der Verarbeitung onkologischer Bilddaten über die darauf aufbauende Diagnose und Therapieplanung bis hin zur Therapieanalyse ab. Erweiterte Tumordiagnostik Quelle: Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum Im Rahmen des Projekts soll die molekulare Tumor­ bildgebung verbessert werden, indem reproduzierbare und für eine Reihe wesentlicher Krebsarten spezifische Bildinformationen erzeugt werden. Die neu einzuführenden Bildkontraste sollen qualitativ und quantitativ mit der Vielzahl von bereits etablierten und mit weiteren neuar- tigen Bildgebungstechniken verglichen werden. Die zu entwickelnde Softwareplattform wird ermöglichen, diesen Vergleich objektiv, effizient und möglichst flexibel durchzuführen. In der Folge sollen Bildgebungsprotokolle entstehen, die etablierte mit neuartigen und molekularen Bildkontrasten kombinieren. DOT-MOBI schafft zudem die Grundlage, die multimodalen Bildgebungsprotokolle hinsichtlich spezifischer klinischer Fragestellungen und Krankheitsbilder in hocheffizienter Weise zu evaluieren und zu optimieren. Optimierung der Strahlentherapie Anders als bei chirurgischen Maßnahmen oder der Chemotherapie lässt sich bei der Strahlentherapie die differenzierte Darstellung von Tumor und Normalgewebe detailgetreu in einen ebenso differenzierten Therapieplan umsetzen. DOT-MOBI soll die Strahlentherapieplanung derart erweitern und verbessern, dass es dem Therapeuten möglich sein wird, eine detailgenaue interaktive Echtzeitplanung vorzunehmen und dabei alle individuellen Patientenrisiken abzuwägen. Im Rahmen von Planungsstudien sollen schließlich eine Reihe neuer multimodaler Therapieprotokolle für Tumoren in Gehirn, Prostata und Lunge hinsichtlich Umsetzbarkeit und Therapiepotenzial analysiert und verglichen werden. Dies schließt nicht zuletzt auch die Schwerionen- und Protonenstrahlung ein, die aufgrund ihrer günstigen physikalischen und strahlendbiologischen Eigenschaften in besonderer Weise geeignet scheint, die gesteigerte diagnostische Differenzierung auch therapeutisch umzusetzen. Projektdaten: weltweit erste Schwerionen-Bestrahlungsanlage mit erstmaliger Integration des Rasterscanverfahrens Förderprogramm: IKT 2020 - Forschung für Innovationen Förderschwerpunkt: Mensch-Technik-Interaktion Förderkennzeichen: 01IB08002 Fördervolumen: ca. 6,9 Mio. € Laufzeit: 01.01.2009 – 31.12.2011 Mensch-Technik-Interaktion Projektkoordinatoren: Dr. Thorsten Twellmann MeVis Medical Solutions AG Universitätsallee 29 28359 Bremen Tel.: 421/22 495-47 Fax: 421/22495-12 Email: [email protected] Internet: http://www.mevis.de Projektpartner: MeVis Medical Solutions AG, Bremen Deutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg Fraunhofer MEVIS, Institute for Medical Image Computing, Bremen Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM), Kaiserslautern Universitätsklinikum Heidelberg Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT) GmbH, Heidelberg assoziiert: Siemens AG, Healthcare Sector, Erlangen Weitere Informationen: Projektträger des BMBF Softwaresysteme und Wissenstechnologien im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) Rutherfordstr. 2 12489 Berlin Telefon: (030) 67055 741 Internet: www.pt-it.pt-dlr.de Herausgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Öffentlichkeitsarbeit 11055 Berlin 100011001001100000101001100 010011110110110110011100011001000111 1100011001101000111010011110 01110100101101101010101101111010010110010110 Stand Mai 2009
