Softwaregestützte Positionsbestimmung von Goldmarkern bei der bildgeführten Radiotherapie der Prostata
©2009
Masterarbeit
58 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Einleitung:
Das Prostatakarzinom tritt weltweit immer öfter auf und gehört mittlerweile zu den häufigsten Krebserkrankungen des Mannes.
Die Strahlentherapie des Prostatakarzinoms stellt neben der Operation eine effiziente Therapiemöglichkeit dar.
Bei der Strahlentherapie des Prostatakarzinoms muss zur Berücksichtigung von Lagerungsungenauigkeiten und Organbewegungen im Vergleich zur Bestrahlungsplanung das zu bestrahlende Zielvolumen gegenüber dem klinischen Zielvolumen vergrößert werden. Die bildgeführte Repositionierung des Patienten basierend auf implantierten Goldmarkern bietet eine effiziente Möglichkeit, diese Ungenauigkeiten zu reduzieren.
Dazu werden dem Patienten vor Beginn der Therapie vier Goldmarker ultraschallgestützt in die Prostata implantiert. Im Zuge der Bestrahlungsplanung werden Referenzbilder erstellt, die die Lage der Marker relativ zum Bestrahlungsisozentrum festlegen. Unmittelbar vor Beginn der Bestrahlung werden mit einem integrierten kV-Bildgebungssystem zwei orthogonale Aufnahmen gemacht und mit den Referenzbildern registriert. Eine eventuell erforderliche Repositionierung des Patienten kann nach Maßgabe dieser Registrierung ferngesteuert erfolgen.
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Programm erstellt werden, das zwei Auswerteaufgaben unterstützen kann:
- Rekonstruktion der räumlichen Lage der Marker relativ zueinander aus zwei orthogonalen planaren Aufnahmen.
- Die automatische Registrierung (Matching) der OBI-Bilder (On-Board-Imaging) mit den Referenzbildern mit hoher Präzision offline.
Mit Hilfe dieses Werkzeuges können klinische Daten hinsichtlich der folgenden Fragestellungen ausgewertet werden:
- Offline-Kontrolle der online durchgeführten Positionskorrektur.
- Marker-Migration bzw. Organdeformationen im Verlauf der Behandlungsserie.
- Inter- und intrafraktionelle Bewegungen. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung1
2.Die Prostata und das Prostatakarzinom2
2.1ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE2
2.1.1Feinbau und Funktion3
2.1.2Die Lage und Fixierung im Körper3
2.2DAS PROSTATAKARZINOM4
2.3EPIDEMIOLOGIE4
2.3.1Ursachen4
2.3.2Diagnostik5
2.3.3Therapie5
2.3.4Prognose7
3.Strahlentherapie der Prostata8
3.1ALLGEMEINES8
3.2INTENSITÄTSMODULIERTE STRAHLENTHERAPIE9
3.3DAS PROBLEM DER LAGEVERÄNDERUNG UND DEFORMIERUNG DER PROSTATA IN DER STRAHLENTHERAPIE9
3.3.1Translation, Rotation11
3.3.2Deformierung, Vergrößerung, Verkleinerung12
3.3.3Maßnahmen zur Immobilisierung und […]
Das Prostatakarzinom tritt weltweit immer öfter auf und gehört mittlerweile zu den häufigsten Krebserkrankungen des Mannes.
Die Strahlentherapie des Prostatakarzinoms stellt neben der Operation eine effiziente Therapiemöglichkeit dar.
Bei der Strahlentherapie des Prostatakarzinoms muss zur Berücksichtigung von Lagerungsungenauigkeiten und Organbewegungen im Vergleich zur Bestrahlungsplanung das zu bestrahlende Zielvolumen gegenüber dem klinischen Zielvolumen vergrößert werden. Die bildgeführte Repositionierung des Patienten basierend auf implantierten Goldmarkern bietet eine effiziente Möglichkeit, diese Ungenauigkeiten zu reduzieren.
Dazu werden dem Patienten vor Beginn der Therapie vier Goldmarker ultraschallgestützt in die Prostata implantiert. Im Zuge der Bestrahlungsplanung werden Referenzbilder erstellt, die die Lage der Marker relativ zum Bestrahlungsisozentrum festlegen. Unmittelbar vor Beginn der Bestrahlung werden mit einem integrierten kV-Bildgebungssystem zwei orthogonale Aufnahmen gemacht und mit den Referenzbildern registriert. Eine eventuell erforderliche Repositionierung des Patienten kann nach Maßgabe dieser Registrierung ferngesteuert erfolgen.
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Programm erstellt werden, das zwei Auswerteaufgaben unterstützen kann:
- Rekonstruktion der räumlichen Lage der Marker relativ zueinander aus zwei orthogonalen planaren Aufnahmen.
- Die automatische Registrierung (Matching) der OBI-Bilder (On-Board-Imaging) mit den Referenzbildern mit hoher Präzision offline.
Mit Hilfe dieses Werkzeuges können klinische Daten hinsichtlich der folgenden Fragestellungen ausgewertet werden:
- Offline-Kontrolle der online durchgeführten Positionskorrektur.
- Marker-Migration bzw. Organdeformationen im Verlauf der Behandlungsserie.
- Inter- und intrafraktionelle Bewegungen. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung1
2.Die Prostata und das Prostatakarzinom2
2.1ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE2
2.1.1Feinbau und Funktion3
2.1.2Die Lage und Fixierung im Körper3
2.2DAS PROSTATAKARZINOM4
2.3EPIDEMIOLOGIE4
2.3.1Ursachen4
2.3.2Diagnostik5
2.3.3Therapie5
2.3.4Prognose7
3.Strahlentherapie der Prostata8
3.1ALLGEMEINES8
3.2INTENSITÄTSMODULIERTE STRAHLENTHERAPIE9
3.3DAS PROBLEM DER LAGEVERÄNDERUNG UND DEFORMIERUNG DER PROSTATA IN DER STRAHLENTHERAPIE9
3.3.1Translation, Rotation11
3.3.2Deformierung, Vergrößerung, Verkleinerung12
3.3.3Maßnahmen zur Immobilisierung und […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
Bernhard Zach
Softwaregestützte Positionsbestimmung von Goldmarkern bei der bildgeführten
Radiotherapie der Prostata
ISBN: 978-3-8366-4145-6
Herstellung: Diplomica® Verlag GmbH, Hamburg, 2010
Zugl. Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Deutschland, MA-Thesis /
Master, 2009
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte,
insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von
Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der
Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen,
bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung
dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen
der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik
Deutschland in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich
vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des
Urheberrechtes.
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in
diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme,
dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei
zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.
Die Informationen in diesem Werk wurden mit Sorgfalt erarbeitet. Dennoch können
Fehler nicht vollständig ausgeschlossen werden und der Verlag, die Autoren oder
Übersetzer übernehmen keine juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung für evtl.
verbliebene fehlerhafte Angaben und deren Folgen.
© Diplomica Verlag GmbH
http://www.diplomica.de, Hamburg 2010
Inhaltsverzeichnis
i
Inhaltsverzeichnis
1
Einleitung
1
2
Die Prostata und das Prostatakarzinom
2
2.1
Anatomie und Physiologie
2
2.1.1
Feinbau und Funktion
3
2.1.2
Die Lage und Fixierung im Körper
3
2.2
Das Prostatakarzinom
4
2.3
Epidemiologie
4
2.3.1
Ursachen
4
2.3.2
Diagnostik
5
2.3.3
Therapie
5
2.3.4
Prognose
7
3
Strahlentherapie der Prostata
8
3.1
Allgemeines
8
3.2
Intensitätsmodulierte Strahlentherapie
9
3.3
Das Problem der Lageveränderung und Deformierung der Prostata in
der Strahlentherapie
9
3.3.1
Translation, Rotation
11
3.3.2
Deformierung, Vergrößerung, Verkleinerung
12
3.3.3
Maßnahmen zur Immobilisierung und Positionsfixierung der Prostata 15
3.3.4
Maßnahmen zur verbesserten Identifizierung und Behandlung des
Zielvolumens
17
3.3.5
Positionskorrektur
19
3.3.6
Inter-Marker-Distanzen als Wert für die Bestimmung von
Deformierung und Markermigration
19
4
Bildverarbeitung und Softwareentwicklung
21
4.1
IDL
21
4.2
Anforderungen an die Software
21
4.3
GUI
22
4.4
Bildverarbeitungsprozess
23
4.4.1
Bildaufnahme, Input für die Software
24
4.4.2
Vorverarbeitung und Bildverbesserung
24
4.4.3
Segmentierung und Marker-Erkennung
26
Inhaltsverzeichnis
ii
4.4.4
Positionsbestimmung
34
4.4.5
Auflösung
34
4.4.6
Distanzberechnung
34
4.4.7
Algorithmus für die Transformations- und Rotationsberechnung
34
4.4.8
Output
35
4.5
Diskussion - Grenzen der zweidimensionalen Bildverarbeitung
35
5
Ergebnisse der Bildverarbeitung, Diskussion
37
5.1
Zu Verfügung stehende Daten
37
5.2
Ergebnisse der Bildregistrierung
37
5.2.1
Translation
37
5.2.2
Rotation
38
5.3
Ergebnisse der Auswertung der Inter-Marker-Distanzen
38
5.3.1
Datenbasis und Methodik
40
5.3.2
Ergebnisse
40
5.4
Validierung der Ergebnisse
46
5.5
Diskussion
46
5.5.1
Möglichkeiten einer statistischen Detailauswertung
46
5.5.2
Messunsicherheit
47
6
Zusammenfassung
48
Literaturverzeichnis
49
Kapitel 1 - Einleitung
1
1
Einleitung
Das Prostatakarzinom tritt weltweit immer öfter auf und gehört mittlerweile zu
den häufigsten Krebserkrankungen des Mannes.
Die Strahlentherapie des Prostatakarzinoms stellt neben der Operation eine
effiziente Therapiemöglichkeit dar.
Bei der Strahlentherapie des Prostatakarzinoms muss zur Berücksichtigung von
Lagerungsungenauigkeiten
und
Organbewegungen
im
Vergleich
zur
Bestrahlungsplanung das zu bestrahlende Zielvolumen gegenüber dem klinischen
Zielvolumen vergrößert werden. Die bildgeführte Repositionierung des Patienten
basierend auf implantierten Goldmarkern bietet eine effiziente Möglichkeit, diese
Ungenauigkeiten zu reduzieren.
Dazu werden dem Patienten vor Beginn der Therapie vier Goldmarker
ultraschallgestützt in die Prostata implantiert. Im Zuge der Bestrahlungsplanung
werden Referenzbilder erstellt, die die Lage der Marker relativ zum
Bestrahlungsisozentrum festlegen. Unmittelbar vor Beginn der Bestrahlung
werden mit einem integrierten kV-Bildgebungssystem zwei orthogonale
Aufnahmen gemacht und mit den Referenzbildern registriert. Eine eventuell
erforderliche Repositionierung des Patienten kann nach Maßgabe dieser
Registrierung ferngesteuert erfolgen.
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Programm erstellt werden, das zwei
Auswerteaufgaben unterstützen kann:
·
Rekonstruktion der räumlichen Lage der Marker relativ zueinander aus
zwei orthogonalen planaren Aufnahmen.
·
Die automatische Registrierung (Matching) der OBI-Bilder (On-Board-
Imaging) mit den Referenzbildern mit hoher Präzision ,,offline".
Mit Hilfe dieses Werkzeuges können klinische Daten hinsichtlich der folgenden
Fragestellungen ausgewertet werden:
·
,,Offline"-Kontrolle der ,,online" durchgeführten Positionskorrektur.
·
Marker-Migration
bzw.
Organdeformationen
im
Verlauf
der
Behandlungsserie.
·
Inter- und intrafraktionelle Bewegungen.
Kapitel 2 - Die Prostata und das Prostatakarzinom
2
2
Die Prostata und das Prostatakarzinom
Für das Verständnis der Problematik bei der strahlentherapeutischen Behandlung
der Prostatakarzinoms ist es erforderlich, einige grundlegende Dinge über die
Anatomie, die Lage, die Fixierung und des Organs und die Erkrankung selbst zu
wissen. In diesem Kapitel wird auf diese Grundlagen eingegangen.
2.1
Anatomie und Physiologie
Die Prostata ist etwa kastaniengroß (ca. 3 cm lang, 4 cm breit, 2 cm dick), und
findet sich nur bei Männern. Die Prostata wiegt ungefähr 20 g, es bestehen aber
erhebliche Schwankungen. Sie umgibt den Anfangsteil der Harnröhre, ist mit ihrer
Basis mit dem Blasenfundus verwachsen und reicht mit ihrer Spitze bis zum
Beckenboden. Der Ausführungsgang der Samenblase zieht durch die Prostata. Die
Vorderfläche und die Seitenfläche sind rund, die Rückfläche ist abgeplattet. Sie ist
dem Rektum zugewandt und kann daher bei der digitalen Untersuchung getastet
werden, wodurch Veränderungen diagnostiziert werden können.
Abbildung 1: Die Lage der Prostata. Aus Henry Grays ,,Anatomy oft the human
body".
Die Prostatakapsel umschließt den rechten und den linken Prostatalappen. Diese
wiederum bestehen jeweils aus vier Läppchen, dies sind:
·
Lobulus inferoposterior
Kapitel 2 - Die Prostata und das Prostatakarzinom
3
·
Lobulus inferolateralis
·
Lobulus superomedialis
·
Lobulus anteromedialis
Aufgrund der Entwicklungsgeschichte unterscheidet man
1.
die testosteronabhängige Außenzone. Sie umfasst ca. 75% der Prostata
und besteht aus ca. 30-50 Drüsen,
2.
die Innenzone, die den Ausführungsgang der Samenblase umschließt.
Diese Innenzone besteht aus Muskelzellen und verzweigten Drüsen und ist
östrogenabhängig, und
3.
die periurethrale Mantelzone, welche hauptsächlich Schleimhautdrüsen
enthält. (vgl. Reuter, 2004, S 1756f)
Abbildung 2: Form der Prostata. Aus Henry Grays ,,Anatomy oft the human
body".
2.1.1
Feinbau und Funktion
Das Organ besteht aus ca. 30-50 tubuloalveolären Einzeldrüsen, deren
Ausführungsgänge in die Harnröhre münden. Diese sind durch glatte Muskelzüge,
Bindegewebsfasern und elastische Netze verbunden.
Die Prostata bildet ein dünnflüssiges, schwach saures Sekret, das reich an
Enzymen ist und die Beweglichkeit der Samenzellen stimuliert. Dieses Sekret
macht ca. ein Viertel der Flüssigkeitsmenge des Ejakulats aus und hat einen pH-
Wert von 6,45. (vgl. Frick, Leonhardt, Starck, 1992, S 208f)
2.1.2
Die Lage und Fixierung im Körper
Die Prostata ist im Beckenbindegewebe befestigt und wird beiderseits von Teilen
des Musculus levator ani flankiert. Zur Fixierung des Organs trägt der M.
Kapitel 2 - Die Prostata und das Prostatakarzinom
4
puboprostaticus bei, der beim Lig. Puboprostaticum von der Symphyse zur
Prostata zieht. Zur Symphyse besteht ein Abstand von ca. 1-1,5cm. Zusätzlich zur
bindegewebigen Organkapsel wird die Prostata vom Eingeweideblatt der
Beckenfaszie eingehüllt. (vgl. Frick, Leonhardt, Starck, 1992, S 208f)
2.2
Das Prostatakarzinom
Das Prostatakarzinom ist der zweithäufigste Tumor des Mannes nach dem 50.
Lebensjahr. Entscheidend für eine Heilung ist die frühzeitige Erkennung des
Prostatakarzinoms. Ein nicht unerheblicher Anteil der Prostatakarzinome ist ohne
Krankheitszeichen und bleibt zu Lebzeiten unerkannt. Je nach Stadium der
Erkrankung und Alter des Patienten werden bestimmte Behandlungsformen, auch
in Kombination angewendet, Beispiele hierfür sind:
·
Operation
·
Strahlentherapie
·
Hormontherapie
Die Heilungsaussichten sind im frühen Stadium der Erkrankung gut. (vgl.
http://www.dgu.de/
[1])
Die Kenntnisse über die Ursachen, Pathogenese, biologisches Verhalten und die
Genetik des Prostatakarzinoms sind noch lückenhaft. (vgl. Hinkelbein, Miller,
Wiegel, 1999, S 5)
2.3
Epidemiologie
Das Prostatakarzinom ist in Deutschland die zweithäufigste Todesursache unter
den Krebserkrankungen und hat mit 12,5% einen hohen Anteil unter den neuen
Krebsfällen. Je nach Rasse und geographischer Verteilung gibt es unterschiedliche
Krankheitsraten.
Bei
Nordafrikanern
und
Nordeuropäern
kommt
das
Prostatakarzinom häufiger vor als bei Asiaten. 70% der Erstdiagnosen werden im
7. Und 8. Lebensjahrzehnt gestellt. (vgl. Hinkelbein, Miller, Wiegel, 1999, S 5ff)
Das Prostatakarzinom ist die in Deutschland am häufigsten diagnostizierte
Krebserkrankung des Mannes. Etwa 90% aller Erkrankten sind älter als 60 Jahre,
das mittlere Erkrankungsalter liegt bei 70 Jahren. (vgl. Robert Koch Institut, 2007,
S 7)
2.3.1
Ursachen
Für die Entstehung des Prostatakarzinoms gibt es komplexe Zusammenhänge der
Ursachen, die noch nicht vollständig geklärt sind. Als Ursachen werden
genetische, endogene und exogene Faktoren identifiziert. Risikofaktoren sind
beispielsweise ein hoher Gehalt an gesättigten Fettsäuren in der Nahrung, wenig
Konsum
von
Gemüse
oder
erhöhtes
Alter.
Verwandte
von
Kapitel 2 - Die Prostata und das Prostatakarzinom
5
Prostatakarzinompatienten entwickeln dreimal häufiger diesen Tumor. Eine
Vasektomie erhöht das Risiko gering. (vgl. Hinkelbein, Miller, Wiegel, 1999, S
7f)
2.3.2
Diagnostik
Erste Schritte zum Nachweis eines Prostatakarzinoms sind:
·
Die Bestimmung des prostataspezifischen Antigens (PSA) im Blut
·
Die digitale rektale Untersuchung
Erhärtet sich durch diese Untersuchungen der Verdacht auf ein Prostatakarzinom,
so wird der Prostata eine Gewebeprobe entnommen und vom Pathologen
histologisch untersucht, da nur auf diese Weise festgestellt werden kann, ob eine
bösartige Erkrankung vorliegt. Bei positivem Befund müssen weitere
Untersuchungen
wie
Röntgenuntersuchungen
oder
Knochenszintigraphie
durchgeführt werden, um die Ausbreitung und den Grad der Erkrankung genau
festzustellen. (vgl.
http://www.krebsgesellschaft.de
[1])
Bei der Beurteilung der lokalen Tumorausbreitung sowie der Abklärung der
lymphogenen
Tumormanifestation
ist
die
Magnetresonanz
der
Computertomographie aufgrund des besseren Weichteilkontrastes überlegen. (vgl.
Hinkelbein, Miller, Wiegel, 1999, S 56)
2.3.3
Therapie
Die ärztliche Beratung für Männer mit Prostatakarzinom ist äußerst wichtig. Die
Patienten können sich, abhängig vom Stadium, zwischen verschiedenen
Behandlungsmöglichkeiten
entscheiden.
Diese
haben
vergleichbare
Überlebensraten, aber unterschiedliche Begleiterscheinungen. Für die Wahl der
individuell angemessenen Behandlungsform sind das Alter, der allgemeine
Gesundheitszustand und etwaige Begleiterkrankungen im Hinblick auf die
Lebenserwartung zu berücksichtigen. (vgl. Robert Koch Institut, 2007, S 7ff)
Prinzipiell muss bei der Wahl der Behandlungsmethode des Prostatakarzinoms
zwischen organbegrenztem und organüberschreitendem Prostatakarzinom
unterschieden werden.
2.3.3.1
Kontrolliertes Zuwarten
Bei älteren Patienten und geringem Malignitätsgrad ist anstatt einer Therapie ein
kontrolliertes Zuwarten möglich. Mittels Verlaufskontrolle, die z.B. durch die
PSA-Verdoppelungszeit oder DNA-Zytometrie durchgeführt wird, wird das
Tumorwachstum überwacht, erst wenn ein deutliches Tumorwachstum zu
erkennen ist, wird eine Therapie eingeleitet. (vgl.
http://www.dgu.de/
[1])
Kapitel 2 - Die Prostata und das Prostatakarzinom
6
Unter geeigneten Umständen kann kontrolliertes Zuwarten dazu führen, das der
Patient ohne Behandlung die statistische Lebenserwartung erreicht und dadurch
keine, die Lebensqualität einschränkenden, Nebenwirkungen in Kauf nehmen
muss. Der mögliche Zugewinn an Lebensjahren durch eine Therapie des Krebses
muss jeweils im konkreten Fall gegen Vor- und Nachteile eines
Behandlungsverzichts abgewogen werden. Die Mehrzahl der Prostatakarzinome
bedroht auch unbehandelt das Leben ihres meist älteren Trägers nicht. Die
Strategie des kontrollierten Zuwartens ist erfolgreich, wenn der Patient trotz der
Erkrankung nicht am Prostatakarzinom selbst, sondern an einer anderen
Todesursache stirbt. (vgl.
http://media.gek.de/
[1])
2.3.3.2
Operation
Wenn ein organbegrenztes Tumorwachstum wahrscheinlich ist und eine
mindestens zehnjährige Lebenserwartung besteht, wird die Indikation zur
kompletten Entfernung der Prostata, Samenblasen und Samenleiter gestellt. Diese
Operation wird radikale Prostatektomie genannt. Die Harnblase wird danach mit
der Harnröhre wieder verbunden. (vgl. Robert Koch Institut, 2007, S 14)
Häufigste Nebenwirkungen dieser Behandlungsform sind Impotenz und
Inkontinenz in 26-90% der Fälle. (vgl. Hinkelbein, Miller, Wiegel, 1999, S 85)
Ein ein- oder beidseitiger Erhalt der für die Erektion notwendigen Nerven kann
unter bestimmten Voraussetzungen durchgeführt werden. (vgl. Robert Koch
Institut, 2007, S 14)
2.3.3.3
Bestrahlung
Als
strahlentherapeutische
Verfahren
stehen
die
externe
3-D-
Konformationsbestrahlung und das über Ultraschall gesteuerte Einbringen von
strahlendem Material (Brachytherapie) zur Verfugung. Diese Behandlung kann in
vielen Fällen ambulant erfolgen. Sie stellt eine gute Alternative zur radikalen
Prostatektomie dar. (vgl. Robert Koch Institut, 2007, S 14)
Die Bestrahlung wird auch in Kombination mit einer neoadjuvanten totalen
Androgenblockade durchgeführt. Hierbei kommt es zu einer Vorbehandlung
durch Androgenblockade, wodurch das Prostatavolumen reduziert wird. Die Folge
ist ein kleineres Zielvolumen bei Bestrahlung, dadurch wird der Patient einer
kleineren Dosisbelastung ausgesetzt. (vgl. Hinkelbein, Miller, Wiegel, 1999, S
128)
Auf die Strahlentherapie als Behandlungsform des Prostatakarzinoms wird im
Rahmen von Kapitel 3 noch genauer eingegangen.
Kapitel 2 - Die Prostata und das Prostatakarzinom
7
2.3.3.4
Hormonentzugstherapie
Das Prostatakarzinom ist ein testosteronabhängig wachsender Tumor. Der
Testosteronentzug bewirkt eine Rückbildung oder Wachstumsverlangsamung der
Tumorzellen von zwei bis vier Jahren. Diese nicht heilende, operative oder
medikamentöse Therapieform wird vor allem beim fortgeschrittenen und
metastasierenden Prostatakarzinom angewendet. (vgl. Robert Koch Institut, 2007,
S 15)
2.3.3.5
Chemotherapie
Spricht das Prostatakarzinom nicht mehr auf einen Hormonentzug an, stellt sich
die Indikation der Chemotherapie. Allerdings gibt es derzeit keinen Beleg, dass
durch den Einsatz der Chemotherapie die Prognose verbessert werden kann. (vgl.
Robert Koch Institut, 2007, S 15)
2.3.3.6
Hochintensiver fokussierter Ultraschall und andere neue
Therapieformen
In der Literatur, vor allem im Internet, gibt es außer den gängigen Therapieformen
noch Hinweise auf weitere Möglichkeiten zu Behandlungen, für die es allerdings
noch nicht genügend Langzeit-Daten gibt bzw. deren Entwicklung noch andauert.
Beispiele hierfür sind:
·
Hochintensiver fokussierter Ultraschall
·
Laser
·
Mikrowellen
·
Magnetfeld induzierte Seeds
·
Radiowellen induzierte Thermoablation
·
Transurethrale Prostataresektion
2.3.4
Prognose
Entscheidend für den Heilungserfolg des Prostatakarzinoms sind die frühe
Erkennung und die vollständige Entfernung des Tumors. Dies kann mittels
Operation oder Strahlentherapie erreicht werden. Hat der Tumor die
Bindegewebskapsel, welche die Prostata umgibt, nicht durchbrochen, liegt die
Langzeitheilungswahrscheinlichkeit bei ca. 90 %, hat der Tumor jedoch die
Kapsel durchbrochen sinkt diese auf ca. 50 %. Der Tumor ist nicht mehr heilbar,
wenn Metastasen in den Lymphknoten oder anderen Organen vorliegen. Doch
auch in diesem Stadium kann der Tumor durch Hormonbehandlung noch mehrere
Jahre am Wachstum gehindert werden. (vgl.
http://www.dgu.de/
[1])
Kapitel 3 - Strahlentherapie der Prostata
8
3
Strahlentherapie der Prostata
3.1
Allgemeines
Die Strahlentherapie wird bei organbegrenztem oder lokal fortgeschrittenem
Prostatakarzinom
ohne
Fernmetastasen
als
Alternative
zur
radikalen
Prostatektomie angewendet. Die Strahlentherapie kann von außen (Perkutane
Strahlentherapie) oder von innen (Brachytherapie) erfolgen. Die Brachytherapie
ist aber mit einem hohen logistischen Aufwand verbunden. Der Focus dieser
Arbeit liegt auf der perkutanen Strahlentherapie. Brachytherapie des
Prostatakarzinoms wird an der Universitätsklinik für Strahlentherapie und
Radioonkologie am LKH Graz nicht durchgeführt.
Generell stellt sich bei der Strahlentherapie die Frage, wie genug Dosis
eingebracht werden kann, um den Tumor zu zerstören und das gesunde
benachbarte Gewebe nicht oder nur gering zu schädigen.
Die Wirksamkeit der Strahlentherapie ist auf jeden Fall abhängig von der
Strahlendosis. Es gibt eine klare Dosis-Wirkungs-Beziehung, wobei bei die
Nebenwirkungsrate bei konventionellen Bestrahlungen über 70Gy deutlich
ansteigt. (vgl.
http://www.urologielehrbuch.de
[1], 2009)
Üblich sind bei der Strahlentherapie der Prostata Dosen zwischen 64 76 Gy,
wobei die höheren Werte nur mit entsprechender Technik, wie beispielsweise
mittels 3D-Konformationsstrahlentherapie applizierbar sind. Wird die IMRT
(Intensity-Modulated Radiation Therapy) angewendet, so ist durch die bessere
Anpassung des Strahlenfeldes an die Konturen des Organs eine noch höhere Dosis
möglich. Beispielsweise wurde nur bei 7% der Patienten, denen eine Dosis von 81
Gy appliziert wurde nach mehr als 2,5 Jahren eine positive Gewebsbiopsie
beobachtet, bei Patienten, denen nur 70,2 Gy appliziert wurden, lag dieser Wert
bei 45%. (vgl. Radiotherapy and Oncology [1], 2003, S 295)
Die Strahlentherapie kann ambulant durchgeführt werden und dauert ca. 7-9
Wochen, wobei 5-mal in der Woche bestrahlt wird. Die Bestrahlung selbst dauert
nur einige Minuten.
Die Überlebensraten für Patienten mit Prostatakarzinom nach der Strahlentherapie
sind mit jenen der radikalen Prostatektomie vergleichbar. (vgl. Hinkelbein, Miller,
Wiegel, 1999, S 126)
Kapitel 3 - Strahlentherapie der Prostata
9
3.2
Intensitätsmodulierte Strahlentherapie
Höhere Strahlendosen als bei der 3D-Konformationsstrehlentherapie können
durch die Anwendung der sogenannten Intensitätsmodulierten Strahlentherapie
(IMRT) appliziert werden, wobei die Nebenwirkungswahrscheinlichkeit vor allem
bei zahlreichen Tumoren der Kopf-Hals-Region, des Bauchraums und des
Beckens niedrig bleibt. Im Gegensatz zur konventionellen Bestrahlung werden die
einzelnen Bestrahlungsfelder bei der IMRT noch einmal in mehrere kleine
Segmente zerlegt damit bietet die IMRT die Möglichkeit, die Dosisverteilung
räumlich dem zu bestrahlenden Zielvolumen konformal anzupassen und weniger
strahlentolerante Gewebsstrukturen besser zu schonen, ohne die gewünschte
Dosis, die der Prostata und den Samenblasen verabreicht werden soll zu
verändern.
3.3
Das Problem der Lageveränderung und Deformierung der
Prostata in der Strahlentherapie
Ziel der strahlentherapeutischen Behandlung der Prostata ist es, ein gut adaptiertes
Planungszielvolumen festzulegen, das einerseits möglichst immer die Prostata
völlig umschließt und zum anderen möglichst wenig mit dem Rektum oder der
Blase überlappt.
Bei der Behandlung kann es zu Ungenauigkeiten bei der Positionierung des
Patienten kommen, diese Positionierungsfehler können durch die röntgen-basierte
Darstellung des Beckens und nachfolgende Repositionierung des Tisches
ausgeglichen werden.
Aufgrund der mangelnden Fixierung der Prostata kann es jedoch auch zu
Verschiebungen des Organs relativ zu den Beckenknochen kommen. Diese
Lageänderungen führen dazu, dass die bestrahlte Region nicht mehr mit dem in
der Bestrahlungsplanung festgelegten Zielvolumen übereinstimmt. Gründe dafür
können sein:
·
Volumenveränderungen des Rektums oder der Blase
·
Atmung
·
Retrogrades Urethrogramm
·
Anatomische Veränderungen des Organs selbst
Diese Verschiebungen treten vorwiegend zwischen den einzelnen Behandlungen
bei ca. 70-90% der Patienten auf. Auch während Behandlung werden in bis zu
29% der überprüften Patienten Bewegungen der Prostata beobachtet
(,,Intrafraction motion"). (vgl. International Journal of Radiation Oncology,
Biology, Physics [5], 2002, S 263)
Kapitel 3 - Strahlentherapie der Prostata
10
Lageveränderungen von zu behandelnden Arealen durch verschiedene Ursachen
und in unterschiedlichen Intervallen spielen bei der Strahlentherapie eine große
Rolle.
Beispiele hierfür sind in der nachfolgenden Tabelle angeführt.
Tabelle 1: Beispiele für Lageveränderungen von Organen (vgl. Seminars in
Radiation Oncology [1], S 259)
Zeitintervall
Areal / Organ
Vorhersehbar
Tag
Haut
Nein
Stunde
Prostata
Nein
Minute
Blasenfüllung
Ja
Sekunde
Atmung, Herzschlag
Peristaltik
Ja
Nein
Diese Translationen, Rotationen und Deformationen der Prostata können großen
Einfluss auf die Dosisverteilung und somit den Behandlungserfolg haben, deren
automatische Überprüfung ,,online" sowie ,,offline" und gegebenenfalls Korrektur
ist somit eine große Herausforderung.
Abbildung 3: Faktoren, welche die Dosiszufuhr beeinflussen (vgl. Meyer et al.,
2007, S 306)
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 2009
- ISBN (eBook)
- 9783836641456
- DOI
- 10.3239/9783836641456
- Dateigröße
- 1.6 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau – Elektrotechnik
- Erscheinungsdatum
- 2010 (Januar)
- Note
- 1,3
- Schlagworte
- medizinische physik strahlentherapie prostata goldmarker bildverarbeitung
