Visualization: Protecting Lung Tissue with Targeted Irradiation

Lung Motion Management1Präzise Behandlung
bewegter Tumore

Lung Motion Management1 zielt darauf ab, die Bildgebung selbst kleinster Lungentumore in Bewegung für eine hochpräzise, nicht-invasive Strahlentherapie zu ermöglichen.

Herausforderung bewegter Tumore

Jedes Jahr sterben mehr Menschen an Lungenkrebs als an Brust-, Prostata- und Bauchspeicheldrüsenkrebs zusammen2. Lungentumore bewegen sich während der Atmung und sind daher bei einer Strahlentherapie schwieriger zu treffen als statische Tumore.

Durch die Entwicklung von Elements und ExacTrac Dynamic® verfügt Brainlab über weitreichende Erfahrungen und Expertise in der Bestrahlungsplanung sowie der Positionierung und dem Monitoring von Tumoren mit hoher Präzision.

Um die Herausforderungen bei der Behandlung von Lungentumoren zu adressieren, entwickelt Brainlab den folgenden Lung Motion Management1-Workflow, um verschiedene Arten von Bewegungen zu analysieren und zu korrelieren und so eine hochpräzise Strahlentherapie bei Lungentumoren zu ermöglichen.

Photo: Using Elements software to address lung tumor motion challenges for precise radiotherapy with ExacTrac Dynamic

Präzise Analyse der Tumorbewegung

Vierdimensionale Computertomographie (4DCT) ermöglicht die Darstellung der Tumorbewegung während des gesamten Atemzyklus. Elements Motion Analysis1 identifiziert sichtbare Strukturen, die sich mit sehr kleinen Lungentumoren mitbewegen (Tracking-Surrogat). Um die Bewegung des Tumors später zuverlässig zu verfolgen, werden sichtbare Bronchien in der Umgebung zur Orientierung genutzt.

Patientenpositionierung mit modernster Bildgebungstechnologie

ExacTrac Dynamic® ermöglicht die millimetergenaue Positionierung von Patient:innen durch eine revolutionäre Thermaloberflächen-Kameratechnologie mit Echtzeit-Röntgen-Tracking. Damit kann auf minimale Bewegungen der Patient:innen während der Bestrahlung sofort reagiert werden.

ExacTrac Dynamic technology showcased with labeled layers

Zuverlässiges Tracking des Tumors in Echtzeit1

Die Tumorbewegung wird zuverlässig verfolgt, indem das Tracking-Surrogat mit Echtzeit-Röntgenbildern von ExacTrac Dynamic® kombiniert wird. Brainlab entwickelt einen speziellen Algorithmus zur Erstellung eines Korrelationsmodells der Patientenoberfläche und der inneren Tumorbewegung, welches während der Behandlung wiederholt überprüft und validiert wird.

Schonung gesunden Gewebes durch gezielte Bestrahlung

Entsprechend der Tumorbewegung kann der Behandlungsstrahl automatisiert an- und abgeschaltet werden, um den Tumor nur zu bestrahlen, wenn er sich im geplanten Bereich befindet. Im Behandlungsfall der Lunge könnte so sichergestellt werden, dass gesundes Lungengewebe bestmöglich geschützt wird und die maximale Lungenfunktion erhalten bleibt. Gleichzeitig vermeidet diese Behandlungsmethode, dass andere gesunde Organstrukturen beeinträchtigt werden.

  1. Nicht alle technischen Möglichkeiten und klinischen Anwendungen, die in diesem Abschnitt zur Veranschaulichung der Produktvision dargestellt werden, sind in der aktuellen Produktversion verfügbar. Die meisten Funktionen werden jedoch bereits in früheren Produktgenerationen klinisch eingesetzt. Bei Fragen wenden Sie sich bitte an Brainlab.

  2. Gemäß der American Cancer Society

Diagnose Lungenkrebs im frühen Stadium –
Behandlung durch innovative Technologie

Virtuelle Behandlung:
Interaktiv die Bestrahlung von Lungenkrebs verstehen

Interaktiv erleben
Screenshot of Level EX: Interactive Session for Understanding Lung Irradiation

FAQ

Was sind die Vorteile von ExacTrac Dynamic®?

Der Einsatz von ExacTrac Dynamic® gestattet eine möglichst präzise radiotherapeutische Behandlung durch die permanente Überwachung der Patientenposition mit einer Thermaloberflächenkamera sowie gelegentlicher Verifikation mittels Röntgenbildgebung. Das ExacTrac Dynamic®-System ist mit den üblichen Linearbeschleunigern nahtlos integriert und erlaubt damit einen effizienten und präzisen Behandlungsverlauf für verschiedenste Indikationen.

Was bedeutet 4D-CT und wie wird es bereits heute eingesetzt?

4D-CT oder vierdimensionale Computertomographie ist eine fortgeschrittene Bildgebungstechnologie, die den Ort und die Bewegung eines Tumors zeitlich erfassen kann. Gegenwärtig wird es vor allem im Bereich der Radiotherapie, insbesondere für Leber- und Lungenindikationen, eingesetzt.

Für die 4D-Computertomographie werden eine Reihe an CT-Scans aufgenommen, während die Patient:innen frei atmen. Die Bilder werden dann je nach Atemzustand sortiert. Auf diese Weise erhält man mehrere Volumina des Tumors („Bins“), die jeweils einen bestimmten Atemzustand zu einem gewissen Zeitpunkt darstellen. Hiermit wird eine vierte Dimension zum sonst dreidimensionalen CT-Scan hinzugefügt.

Dies erlaubt für die Strahlentherapie eine genaue Analyse der Tumorbewegung und eine präzisere Planung. Somit kann entweder der ganze Bereich, in dem sich der Tumor bewegt (Bewegungsbereich oder „Motion Envelope“), oder nur der Tumor in bestimmten Atemphasen bestrahlt werden (momentan in der Entwicklung bei Brainlab).

Was bedeutet Tracking-Surrogat?

Surrogat bedeutet „Ersatz“ und meint das umliegende Gewebe eines kleinen Lungentumors, welches sich mit diesem mitbewegt. Da sehr kleine Tumore oft nicht ausreichend dargestellt werden können, wird das Tracking-Surrogat verwendet, um die Bewegung des Tumors zuverlässiger zu verfolgen.

Wie viel niedriger ist die Dosis des 2D-Röntgens von ExacTrac Dynamic® im Vergleich zu Cone Beam CT?

Die Dosis eines 2D-Röntgens oder konventionellen Röntgens ist in etwa fünfzigmal kleiner als die Dosis eines Cone Beam CT. (De Los Santos et al., Int J Radiation Oncol Biol Phys, 2013; Cheng et al., Radiat. Prot. Dosim, Vol 175, Iss 3, 2017)

Bei welchen Indikationen kann ExacTrac Dynamic® eingesetzt werden?

Bereits mit der Vorgängerversion ExacTrac® konnten wir langjährige Erfahrung und Expertise in der Bestrahlung von kranialen Tumoren sowie von der Wirbelsäule, Prostata und Leber sammeln. Darüber hinaus wird ExacTrac Dynamic® auch bei der Behandlung von Brustkrebs eingesetzt und wird zukünftig die Behandlung von Lungenkrebs unterstützen. Aktuell werden weltweit mehr als 1.000 ExacTrac®- und ExacTrac Dynamic®-Systeme klinisch verwendet.

Ist Lung Motion Management* bereits im Einsatz?

Bei ExacTrac® in Kombination mit Vero® ist die Methode zum Teil im Einsatz. Diese Systeme unterstützen noch nicht die vorgestellte Bewegungsanalyse zur Lokalisierung sehr kleiner Tumore und haben keine Thermaloberflächenkamera zur permanenten Überwachung der Patient:innenposition (nur Infrarotmarker). Dennoch arbeitet das Vero®-System bereits mit einem Korrelationsmodell, das aus zeitlicher Information der externen Atembewegung (Infrarotmarker) und lokalisierter interner Zielposition (Röntgen-Fluoroskopie) aufgebaut wird. Während der Behandlung wird das Korrelationsmodell verwendet, um die Zielposition vorherzusagen, welche stets mittels Röntgenbildern überprüft werden kann. Die aus den Verifikationsbildern gewonnenen Informationen können zur Aktualisierung des Korrelationsmodells verwendet werden.

* Kommerziell noch nicht verfügbar.

Wie lässt sich diese Methode mit Deep Inspiration Breath Hold (DIBH)* vergleichen?

Unser System wird auch DIBH für Lungenindikationen unterstützen. Die Wahl der Behandlungsstrategie ist und bleibt jedoch dem behandelnden medizinischen Personal überlassen. Man weiß allerdings aus klinischer Erfahrung, dass Patient:innen, die an einem Lungenkarzinom erkranken, nicht so tief einatmen oder den Atem nicht ausreichend lang anhalten können. Des Weiteren wird beim Lung Motion Management** der Tumor in der Lunge während des Ausatmens, das heißt in der stabileren Phase des Atemzyklus, bestrahlt.

* In mehreren Ländern kommerziell noch nicht erhältlich. Bitte kontaktieren Sie Ihren Handelsvertreter.

**Kommerziell nicht verfügbar.