DFG-Projekt zur Protonentherapie

Verbesserte Sicherheit und gesteigerte Wirksamkeit der Krebsbehandlung durch Protonentherapie

Die Protonentherapie erlaubt – verglichen mit der herkömmlichen Strahlentherapie – eine zielgenauere Bestrahlung und damit eine bessere Schonung von Organen und umliegendem Gewebe. Diese Vorteile können aber nur effektiv genutzt werden, wenn in der Planung Unsicherheiten bezüglich der Reichweite der Strahlung und ihrer biologischen Wirksamkeit reduziert werden. Mit der LMU München arbeiten wir daran, zusätzliche Informationen in die Planung einzubeziehen und damit dem ärztlichen Fachpersonal bessere Behandlungspläne vorschlagen zu können.

 

Einbeziehung von LET und Reichweiten-Verifikation in die Planung

Protonenstrahlung besitzt das Potential, Zell-DNA zu zerstören. Die biologische Wirkung der Strahlung ist nicht nur durch die eingebrachte Dosis, sondern auch durch die örtliche Konzentration der Energieabgabe (Linear Energy Transfer = LET) charakterisiert. Das Ziel des Projekts ist es, durch eine geeignete Planung die LET-Verteilung zu verbessern, ohne andere Planungsaspekte zu vernachlässigen.

Um Behandlungsfehler aufgrund von Lage- oder Simulations-Ungenauigkeiten zu vermeiden, kann darüber hinaus eine Echtzeit-Überwachung der Behandlung erfolgen. Diese beruht auf der Messung von Sekundärstrahlung. Die Aussagekraft dieser Messung soll durch geeignete Planung ebenfalls verbessert werden.   

Nichtlineare und mehrkriterielle Optimierung

Monte-Carlo-Simulationsmethoden liefern Modelle für die Dosis- und LET-Verteilung. Ausgehend von diesen Modellen erfolgt die Berechnung von bestmöglichen Behandlungsplänen mit nichtlinearen Optimierungsmethoden. Das Erzeugen alternativer Planoptionen mittels mehrkriterieller Optimierung ermöglicht eine Beherrschung des Zielkonflikts zwischen Tumorkontrolle und Schonung von gesundem Gewebe. In der Behandlungsplanung wählt der Strahlentherapeut bzw. die Strahlentherapeutin aus diesen Planoptionen über eine interaktive Benutzungsoberfläche den für den/die Patient:in am besten geeigneten Plan aus.

Protonentherapie Grafik
Protonentherapie Grafik

Projektpartner

LMU München

 

Projektförderung und Laufzeit

Das Projekt wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft e.V. (DFG) gefördert. Es ist auf drei Jahre angelegt und startete am 1. August 2022.