Reel tids dosisrekonstruktion til anatomi der bevæger sig under strålebehandling ved brug af MR-linac

Ph.d. studerende Andreas Hagner, Aarhus Universitetshospital. 

Baggrund

Under stråleterapi kan tumorer bevæge sig som følge af kropslige processer. Dette kan svække dosisdækningen af tumoren og give en uacceptabelt høj dosis til risiko organer. Normalt tager man højde for denne bevægelse ved at bestråle et udvidet volumen omkring tumoren, hvilket sker på bekostning af det raske væv som får mere stråling.

Dog er der udviklet forskellige strategier til at skåne det raske væv under behandlingen. Eksempler herpå kunne være at bruge gating til kun at bestråle når tumoren er i den rigtige position eller man kan bruge MLC tracking, som bruger strålingsmaskinens bladkollimator til at forme stålingen til tumorens bevægelse.

For at kunne benytte disse strategier og justere behandlingen i realtid skal man kunne overvåge tumorens position. Dette kan man gøre med en ny type af strålemaskiner, som kombinerer MR-skanning med strålebehandling, kaldet MR-linac. MR-skanning har fordele ift. konventionel røntgenstråling da man med MR har høj opløsning af bløddelsanatomi, og dermed kan se patientens organer under behandlingen. Selvom denne teknologi i dag er i brug i Danmark har man ikke en metode til at udregne dosis under behandlingen på disse nye maskiner. Et system, kaldet DoseTracker, med evnen til at udregne dosis i real tid er blevet udviklet i Aarhus og dette Ph.d.-projekt skal implementere og videreudvikle dette system for MR-linac.

Del 1.

Del 1 består af at ændre på DoseTrackers dosis beregnings algoritme til at passe med specifikationerne for de MR-linacs der er installeret på hhv. Odense Universitets hospital og på Rigshospitalet.

Derefter skal dosis beregningens præcision kvantificeres først ved sammenligning med behandling planlægnings systemer og derefter vha. dosis målinger i phantomer. 

Del 2.

Målet med del 2 er at bruge DoseTracker til at lave dosis baseret gating på de MR-linacs der er i OUH og RH. Da DoseTracker kan beregne dosis til tumorer og risiko organer har det mulighed for at forbedre gating behandlinger da den kumulative dosis til risiko organer kan beregnes og behandlingen kan derved stoppes hvis disse får en for høj dosis.

Del 3.                       

I del 3 skal DoseTracker implementeres på University of Sydneys MR-linac. Sydney har en special bygget forsknings MR-linac med evnen til at lave MLC tracking under behandling. Dettes indvirkning på dosis fordelingen i phantomer vil blive undersøgt og kvantificeret vha. af DoseTracker.

Læs Andreas' statusrapport for projektet fra november 2020 HER (på engelsk).