3D-Trajektorienberechnung und Bewegungsanalyse in thorakalen 4D-CT-Bilddaten zur optimierten Strahlentherapie von Lungentumorpatienten

Atembewegungen sind eines der Hauptprobleme der Strahlentherapie thorakaler Tumoren. Die Optimierung bestehender Bestrahlungstechniken erfordert ein detailliertes Verständnis der Atemdynamik. Gegenstand des Beitrages sind hierzu erforderliche Analysen respiratorischer Bewegungen, durchgeführt auf Basis von 4D(=3D+t)-CT-Bilddaten von Lungentumorpatienten. Es wird z.B. das von dem Tumor während der Atmung überstrichene Volumen (Internal Target Volume) bestimmt. Weiterhin werden dreidimensionale Tumortrajektorien berechnet und analysiert. Zur Untersuchung der regionalen Lungenbewegung werden darüber hinaus mittels nicht-linearer Registrierung 3DVoxeltrajektorien geschätzt. Durch Einführung einer normalisierten Tumorbewegung wird gezeigt, dass für das betrachtete Patientenkollektiv ein annähernd linearer Zusammenhang zwischen craniocaudaler Tumorbewegung und Tumorlokalisation besteht. Die Resultate können zu einer Optimierung der Strahlentherapie durch z.B. verbesserte Sicherheitssaumkonzepte oder die Abschätzung des Bewegungseinflusses auf thorakale Dosisverteilungen genutzt werden.