03.06.2024
Krebsbehandlung mit Protonentherapie: Neues Projekt zur Verbesserung der „Prompt Gamma-Ray Timing“-Methode gestartet
Ein Team von Forschenden der Hochschule Zittau/Görlitz und des Helmholtz-Zentrums Dresden - Rossendorf hat ein einzigartiges Projekt zur Verbesserung der Behandlungsverifikation gestartet, einem entscheidenden Aspekt der Strahlentherapie mit Protonen. Das Projekt mit dem Titel "Behandlungsverifikation für die Protonentherapie: Vorhersage der zeitlichen Verteilung prompter Gammastrahlung" zielt darauf ab, ein Simulationsmodell der „Prompt Gamma-Ray Timing“ (PGT)-Methode zu entwickeln, um diese Methode erstmalig an Krebspatient:innen anwenden zu können.
Die PGT-Methode basiert auf der präzisen Messung der Zeitverteilung prompter Gammastrahlen, die durch Reaktionen des Protonenstrahls mit den Atomkernen im Körper der Patient:innen erzeugt werden. Charakteristika dieser Zeitmessungen werden dann verwendet, um auf die Reichweite des therapeutischen Strahls im Körper zu schließen, die Behandlung bei Abweichungen von der geplanten Dosisverteilung anzupassen und somit die Sicherheit der Therapie zu erhöhen. Solche Abweichungen können zum Beispiel durch die Atembewegung, Darmbewegung oder eine Tumorschwellung entstehen.
Das Projekt bringt ein Team von Expert:innen aus Dresden und Zittau mit Forschenden in Valencia zusammen, um die Herausforderung der genauen und verlässlichen Behandlungsverifikation in der Protonentherapie zu bewältigen. Im Laufe der nächsten drei Jahre wird das Team ein Simulationsmodell entwickeln, verifizieren und an Patient:innendaten anwenden, um die Präzision der Protonentherapie weiter zu verbessern.
„Unser Ziel ist es, die Grenzen des Möglichen der PGT-Methode zu verschieben“, sagt Dr. Sonja Schellhammer, Leiterin des Forschungsprojekts und Professorin für Physik an der Hochschule Zittau/Görlitz. „Durch die Entwicklung eines Simulationsmodells können wir nicht nur während der Behandlung Abweichungen von der geplanten Dosis detektieren, sondern schaffen auch eine Datengrundlage zur Erstellung von Analysemethoden auf Basis künstlicher Intelligenz und zur Optimierung des Messsystems.“
Das Projekt hat das Potenzial, die Krebsbehandlung mit Protonenstrahlen entscheidend voran zu bringen. Denn nur durch eine Simulation des Messsystems ist es möglich, einen fundierten Erwartungswert für die Verteilung prompter Gammastrahlung zu generieren und während der Behandlung gemessene Abweichungen zu interpretieren. Eine bessere Verifikation der Behandlung könnte dann eine individualisierte Anpassung der Bestrahlung auf eine sich im Behandlungsverlauf ändernde Patient:innenanatomie ermöglichen, was die Nebenwirkungen verringern und die Behandlungsergebnisse verbessern würde.
„Dieses Projekt ist ein wichtiger Schritt zur ersten Anwendung der PGT-Methode am Patienten. In Zukunft möchten wir potentielle Abweichungen zur ursprünglich geplanten Bestrahlung in Echtzeit erkennen und bei entsprechender Notwendigkeit auch gleich korrigieren. Zur Realisierung dieser sogenannten online-adaptiven Protonentherapie bedarf es noch einiger Forschung und Entwicklung an vielen einzelnen Komponenten. Die Behandlungsverifikation nimmt hierbei eine Schlüsselrolle ein.“, sagt Dr. Toni Kögler, Forschungsgruppenleiter am Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf und am OncoRay, dem Nationalem Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie. „Wir freuen uns auf die vielfältigen Herausforderungen, die es auf diesem Wege zu erforschen gilt, und sind gespannt auf die ersten Resultate.“
Das Projekt wird von der Deutschen Krebshilfe im Rahmen des Förderprogramms „Klinische Forschung/Kliniknahe Grundlagenforschung“ finanziert.
Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an: Prof. Dr. Sonja Schellhammer, Tel: 03583 612-4766, Mail: sonja.schellhammer@hszg.de oder Dr. Toni Kögler, Tel. 0351 458 7414, Mail: toni.koegler@oncoray.de
