Prototyp zur Echtzeit-Verfolgung beweglicher Tumoren während der Protonentherapie

Prototyp für die MRT-geführte Protonentherapie mit Echtzeit-Bildgebung in Dresden eingeweiht

Die Einweihung fand im Beisein von Sachsens Ministerpräsident Michael Kretschmer im OncoRay – Nationales Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie statt. Nachdem mit einem durch die Sächsische Aufbaubank 2019 finanzierten Vorläufer-Prototyp die technische Machbarkeit mittels eines kompakten MRT-Geräts ohne Echtzeit-Bildgebung gezeigt wurde, finanzierte das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) nun die Entwicklung eines einzigartigen Ganzkörper-MRTs mit Echtzeit-Bildgebung. Die Infrastruktur sowie anteilig auch Personalkapazitäten werden durch die Hochschulmedizin Dresden gestellt.

Weltweit einzigartige Kombination aus  Ganzkörper-MRT-Gerät und Protonentherapieanlage

Krebspatient:innen während ihrer Bestrahlung mittels Echtzeit-MRT-Bildgebung zu überwachen und damit die Zielgenauigkeit der Protonentherapie deutlich zu verbessern – dieses Ziel haben sich sächsische Mediziner:innen zusammen mit Wissenschaftler:innen des HZDR und der TUD-Hochschulmedizin gesetzt. In Dresden ist so eine weltweit einzigartige Kombination aus einem sich um den Patienten drehbares Ganzkörper-MRT-Gerät zur Echtzeit-Bildgebung und einer Protonentherapieanlage entstanden. Im Januar 2024 startete der wissenschaftliche Betrieb.

Bessere Abgrenzung von Tumoren durch MRT-Bildgebung

Das MRT bietet gegenüber herkömmlichen Bildgebungsmodalitäten den Vorteil, dass es Tumoren mit einem höheren Bildkontrast abbilden kann. Damit ist es möglich, den Tumor von umliegenden, gesunden Geweben besser abzugrenzen und das zu bestrahlende Volumen akkurater zu definieren. Darüber hinaus kann die MRT-Bildgebung zwischen aufeinanderfolgenden Bestrahlungssitzungen eventuelle Veränderungen in Form und Größe des zu bestrahlenden Volumens abbilden. So lässt sich die Strahlapplikation individuell und unmittelbar anpassen.

Echtzeit-MRT-Bildgebung zur Verbesserung der Treffgenauigkeit der Protonentherapie

Darüber hinaus ermöglicht die Echtzeit-MRT-Bildgebung, die Tumorbewegung während einer Bestrahlungssitzung darzustellen und mit der Strahlapplikation zu synchronisieren. Mit dem nun installierten Prototyp kann weltweit erstmals untersucht werden, ob und wie die Treffgenauigkeit der Protonentherapie mit Hilfe der Ganzkörper-Echtzeit-MRT-Bildgebung verbessert werden kann.

Studien sollen den Mehrwert des Prototyps für die Untersuchung von beweglichen Tumoren prüfen

Am OncoRay – Nationales Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie hat die Forschungsgruppe „Experimentelle MR-integrierte Protonentherapie“ um Prof. Aswin Hoffmann das neue System entwickelt. Dies war eine technologische Herausforderung, da sowohl das MRT-Gerät als auch das Protonen-Bestrahlungssystem mit Magnetfeldern arbeiten, welche aufeinander einwirken und damit die Qualität der Bildgebung ebenso wie die der Applikation des Protonenstrahls beeinflussen. Nachdem die Forschungsgruppe bereits mit einem früheren Prototyp die technische Machbarkeit der gleichzeitigen Bestrahlung und Bildgebung zeigen konnte, kann nun mit dem neuen System zum weltweit ersten Mal untersucht werden, inwieweit dies mit Echtzeit-MRT-Bildgebung möglich ist. „Mit diesem neuen Prototyp mit integriertem Ganzkörper-MRT ist es möglich, bewegliche Tumoren durch Hochkontrast-Echtzeit-Bildgebung darzustellen. Die Entwicklung einer Technik, Tumoren nur dann zu bestrahlen, wenn sie zuverlässig mit dem Protonenstrahl getroffen werden, ist Ziel unserer Arbeit“, so Hoffmann. „Das sich um den Patient:innen drehbare MRT-Gerät bietet die Möglichkeit, innovative Arten der Patientenpositionierung für die Protonentherapie in sowohl liegender als auch aufrechter Position anzuwenden.“ Mit dem Prototyp werden künftig Studien durchgeführt, um den Mehrwert dieses neuen Prototyps für bewegliche Tumoren im Brustkorb, Bauchraum und Becken aufzuzeigen.