10.01.2024

Echtzeit-Verfolgung beweglicher Tumore mittels Magnetresonanz-Tomographie

Prototyp zur Hochkontrast-Live-Bildgebung in der Protonentherapie geht in den wissenschaftlichen Betrieb.

Am 9. Januar ist in Dresden ein wissenschaftlicher Prototyp für die MRT-geführte Protonentherapie eingeweiht worden. Mit dieser Anlage begeben sich Experten aus Medizin, Medizinphysik, Biologie und Ingenieurwissenschaften auf den Weg zur wissenschaftlichen Erprobung einer neuen Form der Strahlentherapie zur Behandlung von Krebserkrankungen. Erstmals weltweit wird in Form eines Prototyps ein Ganzkörper-MRT-Gerät zur Echtzeit-Bildgebung mit einer Protonentherapieanlage kombiniert.

Abb.: Strahlführung der Protonentherapieanlage (links) mit In-Beam-MRT des...
Abb.: Strahlführung der Protonentherapieanlage (links) mit In-Beam-MRT des Aurora-PT-Systems (rechts).
Quelle: K. Lassig, UKD

Krebspatienten während ihrer Bestrahlung mittels Echtzeit-MRT-Bildgebung zu überwachen und damit die Zielgenauigkeit der Protonentherapie deutlich zu verbessern – dieses Ziel haben sich Mediziner in Sachsen zusammen mit Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf und der Hochschulmedizin Dresden gesetzt. In Dresden ist daraus eine weltweit einzigartige Kombination aus einem sich um den Patienten drehbaren Ganzkörper-MRT-Gerät zur Echtzeit-Bildgebung und einer Protonentherapieanlage entstanden – jetzt startete der wissenschaftliche Betrieb des Prototyps.

Das MRT bietet gegenüber herkömmlichen Bildgebungsmodalitäten den Vorteil, dass es Tumoren mit einem höheren Bildkontrast abbilden kann. Damit ist es möglich, den Tumor von umliegenden, gesunden Geweben besser abzugrenzen und das zu bestrahlende Volumen akkurater zu definieren. Darüber hinaus kann die MRT-Bildgebung zwischen aufeinanderfolgenden Bestrahlungssitzungen eventuelle Veränderungen in Form und Größe des zu bestrahlenden Volumens abbilden. Dies ermöglicht, die Strahlapplikation individuell und unmittelbar anzupassen. Darüber hinaus ermöglicht die Echtzeit-MRT-Bildgebung, die Tumorbewegung während einer Bestrahlungssitzung darzustellen und mit der Strahlapplikation zu synchronisieren. Mit dem nun installierten Prototyp kann weltweit erstmalig untersucht werden, inwieweit die Treffgenauigkeit der Protonentherapie mit Hilfe der Ganzkörper-Echtzeit-MRT-Bildgebung verbessert werden kann.

Am Nationalen Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie OncoRay hat die Forschungsgruppe „Experimentelle MR-integrierte Protonentherapie“ um Aswin Hoffmann das neue System entwickelt. Das war eine technologische Herausforderung, da sowohl das MRT-Gerät als auch das Protonen-Bestrahlungssystem mit Magnetfeldern arbeiten, welche aufeinander einwirken und damit die Qualität der Bildgebung ebenso wie die der Applikation des Protonenstrahls beeinflussen. Nachdem die Forschungsgruppe bereits mit einem früheren Prototyp die technische Machbarkeit der gleichzeitigen Bestrahlung und Bildgebung zeigen konnte, kann nun mit dem neuen System zum weltweit ersten Mal untersucht werden, inwieweit dies mit Echtzeit-MRT-Bildgebung möglich ist.

„Mit diesem neuen Prototyp mit integriertem Ganzkörper-MRT ist es möglich, bewegliche Tumoren durch Hochkontrast-Echtzeit-Bildgebung darzustellen. Die Entwicklung einer Technik, Tumoren nur dann zu bestrahlen, wenn sie zuverlässig mit dem Protonenstrahl getroffen werden, ist Ziel unserer Arbeit“, so Hoffmann. „Das sich um den Patienten drehbare MRT-Gerät bietet die Möglichkeit, innovative Arten der Patientenpositionierung für die Protonentherapie in sowohl liegender als auch aufrechter Position anzuwenden.“ Mit dem Prototyp werden künftig Studien durchgeführt, um den Mehrwert dieses neuen Prototyps für bewegliche Tumoren im Brustkorb, Bauchraum und Becken aufzuzeigen.

HZDR / RK

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