Quantifizierung und Reduktion von Unsicherheiten in der online adaptiven Partikeltherapie
Projektleitung:
Dr. Lena Nenoff1,2 Lena.Nenoff(at)oncoray.de
Dr. Friderike Longarino3,4 f.longarino(at)dkfz-heidelberg.de
1OncoRay-National Center for Radiation Research in Oncology, Faculty of Medicine and University Hospital Carl Gustav Carus, Technische Universität Dresden, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Dresden
2Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Institute of Radiooncology-OncoRay, Dresden
3Clinical Cooperation Unit Translational Radiation Oncology, German Cancer Research Center (DKFZ)
4Department of Radiation Oncology and Heidelberg Ion Beam Therapy Center (HIT), Heidelberg University Hospital
Gefördert seit: Mitte 2024 für 3 Jahre
Projektbeschreibung:
Anatomische Veränderungen während der Behandlung können die Abgabe der geplanten Dosis erschweren, was die Nebenwirkungen verstärken oder die lokale Tumorkontrolle beeinträchtigen kann. Bessere Behandlungsergebnisse sind zu erwarten, wenn solche Veränderungen während der Behandlung mit einer online adaptiven Strahlentherapie berücksichtigt werden. Dies ist bei der Partikeltherapie sogar noch wichtiger, da anatomische Veränderungen einen viel größeren Einfluss auf die resultierende Dosisverzerrung haben. Obwohl mehrere Institutionen an einer klinischen Implementierung arbeiten, wird die online adaptive Partikeltherapie (OAPT) noch nicht in großem Umfang angewendet. Sowohl bei HIRO als auch bei OncoRay werden solche OAPT-Workflows entwickelt. Die dosimetrischen Auswirkungen der Unsicherheiten des OAPT-Workflows sind jedoch nach wie vor unbekannt, und es gibt derzeit keine Methode zu ihrer Berechnung. Die Abschätzung der Gesamtunsicherheit beeinflusst jedoch die Entscheidung für oder gegen eine Adaptation.
Ziel des Forschungsprojekts ist die kooperative Entwicklung und Umsetzung allgemeiner Methoden zur Bestimmung von Unsicherheiten bei der Dosisberechnung und -akkumulation in der OAPT für:
- die Quantifizierung der Unsicherheit der abgegebenen Gesamtdosis,
- Identifizierung der unsichersten Schritte in OAPT-Pipelines und
- Entwicklung von Methoden zur Abschwächung der Auswirkungen dieser Unsicherheiten.
Die gemeinsam entwickelten Methoden zur Quantifizierung der Unsicherheiten der einzelnen Workflowschritte und deren Kombination zur Berechnung der Gesamtunsicherheit der abgegebenen Dosis werden auf beide Workflows und die jeweiligen klinischen Anwendungen angewendet (Abbildung 1). Auf diese Weise werden die unsichersten Schritte identifiziert und die Unsicherheiten reduziert, um die OAPT-Workflows in beiden Institutionen zu verbessern.
