Reduzierung von respirationsbedingter Pankreasbewegung mittels eines MRT- und Partikeltherapie-kompatiblen abdominellen Korsetts

Fragestellung:

Die intrafraktionelle Bewegung von abdominellen Tumoren erfordert entsprechend große Sicherheitssäume in der Radioonkologie und führt zu einer erhöhten Strahlenbelastung des umliegenden gesunden Gewebes. Für die geplante Magnetresonanztomographie (MRT)-geführte Partikeltherapie (PT) von Pankreaskarzinomen wurde ein innovatives, patientenspezifisches abdominelles Korsett zur Reduktion der atmungsbedingten Pankreasbewegung entwickelt, welches die hohen Materialansprüche der MRT sowie der PT erfüllt. Das Maß an Bewegungsreduktion durch das Korsetts und dessen Verträglichkeit wurde in einer Patientenstudie untersucht.

Methodik:

Vorbereitend wurden drei abdominelle Korsetts unterschiedlicher Beschaffenheit und Patientenindividualität in ihrer Anwendbarkeit für die MRT-geführte PT bei abdominellen Tumoren untersucht. Das Modell, das die höchste Reproduzierbarkeit in der PT bei Oberbauchtumoren ermöglichte und so eine konformale Strahlentherapie ermöglichte, wurde in einer durch die lokale Ethikkommissioin gebilligte Patientenstudie getestet. Für 12 Patienten (neun weiblich, Alter 71.6±8.6 Jahre) mit Tumoren des Oberbauchs wurde ein Polyethylene-Korsett individuell hergestellt. An einem 3T MRT Scanner wurden von den Patienten sowohl mit Korsett als direkt darauffolgend auch ohne Korsett unter freier Atmung zeitauflösende Bildsequenzen (orthogonale 2D-cine MRT und retrospektiv rekonstruierte 4D-MRT) akquiriert. Das Pankreas wurde in allen Bildern manuell konturiert und die Bewegung des Massenschwerpunktes zwischen maximaler Inspiration und Exspiration in 3D analysiert. Basierend auf einem detaillierten Erhebungsbogen wurde die Verträglichkeit des Korsetts in klinischer Anwendung untersucht.

Ergebnis:

Durch Applikation des Korsetts wurde bei hoher Patientenverträglichkeit eine Reduktion der Pankreasbewegung vorwiegend in der Hauptrichtung der Atmung (inferior-superior) um 49% (p<0.05) erreicht, während kein signifikanter Effekt auf die Bewegung anterior-posterior und links-rechts gefunden wurde. Des Weiteren konnte eine Reduzierung der Bewegungsvariabilität von 36% (p<0.01) festgestellt werden.

Schlussfolgerung
Ein patienten-spezifisches Korsett konnte entwickelt werden, das den Materialansprüchen und dem klinischen Workflow der MRT-geführten PT genügt und die respirationsbedingte Pankreasbewegung in IS Richtung signifikant reduzieren konnte. Dies stimmt mit den Ergebnissen überein, die mit einem Korsett für die Photonentherapie gefunden wurden [1], dessen Beschaffenheit jedoch für die Protonentherapie ungeeignet ist. Bei hoher Patientenverträglichkeit konnte das Korsett so als innovatives Hilfsmittel in den klinischen Workflow überführt werden.