Robust optimering for anatomiske variationer i protonterapi

Ph.d. studerende Nadine Vatterodt.

Baggrund

Protonterapi bliver i stigende grad brugt til behandling af kræft verden over. Kombinationen af protoners fysiske egenskaber og dét at give stråler fra flere vinkler gør det muligt at give stråleterapi, som overvejende rammer tumoren og skåner raske organer.

Forud for stråleterapi bliver alle patienter CT-skannet. Hospitalsfysikere bruger skanningen til at   designe stråleplanen ved at optimere de vinkler og doser strålingen gives ved. Disse dosisplaner indeholder således den stråledosis, man forventer at patienten vil modtage til henholdsvis tumor og raske organer.

Problem

Ulempen ved protonterapi er, at selv små anatomiske forandringer i stråleretningen kan lede til store ændringer i den stråledosis, som patienten rent faktisk modtager. I værste fald kan dette lede til flere bivirkninger og dårligere overlevelse. Man laver derfor daglige såkaldte cone beam CT-skanninger i behandlingsrummet, som bruges til at positionere patienten helt præcist.

Andre anatomiske forandringer, såsom vægttab, hævelser, forekomst af snot og væske i bihuler og skrump af tumoren, vurderes også på cone beam CT-skanningerne. Hvis det vurderes, at eventuelle ændringer vil medføre store usikkerheder i stråledosis, så CT-skanner man patienten igen og hospitalsfysikerne planlægger stråleterapien på ny. Man har ikke entydige kriterier for, hvornår man bør lave en ny stråleplan og planlægningen er meget tidskrævende. Man risikerer derfor at introducere nye usikkerheder og forsinkelse af behandlingen.

Formål

I dette Ph.D-projekt undersøger vi den anatomiske variation ved protonterapi for hoved-hals-kræftpatienter. Vi vil udvikle individualiserede og adaptive tilgange til robust optimering af planer for protonterapi ved at kortlægge anatomiske ændringer og deres effekt på stråledosis i en retrospektiv patientkohorte.

Forventet resultat

I dette Ph.D-projektet, som er finansieret af EU Horizon2020 Marie Skłodowska-Curie Innovative Training NetworkRAPTOR, tager vi de første skridt imod at realisere drømmen om adaptiv protonterapi i real tid. Vi forventer at resultaterne vil facilitere implementering af kliniske protokoller for hoved-hals-kræft i protonterapi med robust optimering for anatomisk variation. Dette vil kunne forbedre de kliniske resultater og mindske tidsforbruget både for klinikere og patienter.