Image-guided high presicion radiotherapy in clinical management of solid tumors

Die klinische Radioonkologie erfährt seit einigen Jahren rapide und fortwährende Fortschritte der Technologie. Auf der Seite der Hardware scheint es eine hohe Kompetition und Innovation zu geben, dessen Ende momentan nicht absehbar ist. In einer Dekade sind mehrere vom Grund auf innovative Beschleunigermodelle und mittel- und kleinvolumige Geräte präsentiert: Novalis, TomoTherapy, Cybernife, Clinac, Trilogy, TrueBeam, Synergy, Leksell GammKnife, sowie Intrabeam, und viele andere. Seitens der Software, Algorithmen und Rechenleistung sind die Entwicklungen ebenfalls ohne historischen Vergleich. Diese explizit radiotherapeutischen Optionen werden vorangetrieben durch die ständigen Transformationen der Bildgebungstechnologien (MRT, CT, und vor allem PET). Die Synergie der beiden Domänen beherbergt enorme Potenziale für die Onkologie in Richtungen von 4 dimensionalen Systemen der Bildgebung und der Therapie, die die bekannten Limitationen der jetzigen Standard-Radiotherapie überwinden könnten: Bewegung der Zielläsionen und der tumortragenden Organe oder Unterschiede der Ortsauflösung der CT, MRT, PET und andere Verfahren, die in Kombination kompensiert werden könnten. Die Themen heutiger klinischer Radioonkologie sind eng verschränkt mit dem Begriff der „Präzision“. Unter allen klinischen Umständen muss die Präzision messbar, optimierbar, reproduzierbar und beeinflussbar sein. Die Präzision inkludiert die Planung inklusive aller Bildgebungsmethoden, Planungssoftware, Pretests; sowie die Ausführung inklusive der Lagerung, Monitoring einerseits und Strahlenarrangements und Sicherheit anderseits. Bildgeführte hochpräzise Radiotherapie erfasst zunehmend weitere Bereiche der (radio)onkologischen Therapie. Eine kritische Evaluation neuer technologischer Optionen ist unbedingt notwendig, um sie zu richtiger Indikation für den richtigen Patienten einzusetzten. IGRT, im erweiterten Sinn, ist ein Schritt in die richtige Richtung. Die in dieser Schrift erörterten Messungen, Prüfungen und Analysen sind ein Beitrag zum Verständnis konkreter Probleme der Präzision im klinischen Alltag und zugleich ein konzeptueller Faktor. Technologie allein ist weder ein Zweck für sich noch die einzige Treibkraft medizinischer Handlung. Das Ziel bleibt die qualitative Verbesserung der Therapie und deren Resultate für unsere Patienten. Im Sinne einer patienten-orientierten Medizin sollen die neuen Modalitäten der Radiotherapie ihren Beitrag dazu leisten.Radiation oncology is experiencing major advances in technology. On the hardware level, there is a sharp competition in innovation without predictable end. In last decade, a large array of radiotherapy machines have been introduced to the market (Novalis, TomoTherapy, Cyberknife etc). On the software level, rapid progress has been done. Besides inherent radiation oncology technologies, diagnostic tools had become essential (MRT, PET). The synergy of those machnines and technologies induce potential advances in the field toward 4dimensional imaging and radiotehrapy execution. It is transgressing the conventional areas of radiation onoclogy. Radiation oncology is, today, interlaced strongly with the term "presicion". Under clinical conditions, this has to be achived by measurements, must enable reproduction. Presicion includes planing procedures and preplaning, involving software, imaging tools, pretests. And, it has to be true for the execution of therapy in terms of monitoring of positioning and patient safety. The research work presented in this "habilitation" is a contribution to the body of knowledge on image-guided radiotherapy