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2013 | Book

Einleitung Read chapter Read first chapter

Strahlentherapie atmungsbewegter Tumoren

Bewegungsfeldschätzung und Dosisakkumulation anhand von 4D-Bilddaten

Author: René Werner

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Book Series : Medizintechnik

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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About this book

Atmungsbedingte Bewegungen stellen eine zentrale Herausforderung in der Strahlentherapie dar. Als Grundlage der Berücksichtigung von Atembewegungen während der Therapie kommen zunehmend Verfahren zur 4D(=3D+t)-CT-Bildgebung zum Einsatz. Deren Integration in den klinischen Workflow bedarf aus Sicht der Bildverarbeitung zweier zentraler Schritte: einer bildbasierten Abschätzung der Organ- und Tumorbewegungen sowie der Berücksichtigung der geschätzten Bewegungen während der Dosisberechnung im Sinne einer Dosisakkumulation. Unter Rückgriff auf Verfahren zur nicht-linearen Registrierung entwickelt, evaluiert und optimiert René Werner zunächst Ansätze zur patientenspezifischen Bewegungsfeldschätzung und statistischen Bewegungsmodellierung. Hierauf aufbauend leitet er Schemata für eine präzise Dosisakkumulation her und setzt diese zur Untersuchung der Auswirkungen atmungsbedingter Bewegungen in der Strahlentherapie von Lungentumoren ein.

Table of Contents

Frontmatter
Kapitel 1. Einleitung
Zusammenfassung
Nach aktuellen Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation ist Lungenkrebs weltweit die häufigste Krebstodesursache bei Männern und die zweithäufigste bei Frauen [Ferlay et al. 2010]. Im Jahr 2008 starben weltweit etwa 1.4 Millionen Menschen an Lungenkrebs.
René Werner
Kapitel 2. 4D-CT-Bilddaten
Zusammenfassung
Als Grundlage der Bestrahlungsplanung sind Computertomographie bzw. CT-Bilddaten in der Strahlentherapie von zentraler Bedeutung. Dies gilt sowohl für die konventionelle 3D- als auch für die 4D-Strahlentherapie, wobei Letztere in der Regel auf 4D-CTBilddaten basiert.
René Werner
Kapitel 3. Patientenspezifische Bewegungsfeld-schätzung in thorakalen 4D-CT-Bilddaten
Zusammenfassung
Die patientenspezifische Bewegungsfeldschätzung in 4D-CT-Bilddaten zielt darauf ab, diejenigen Transformationen bzw. Verschiebungsfelder abzuschätzen, die die abgebildeten anatomischen bzw. pathologischen Strukturen zwischen den Atemphasen durchgeführt haben, die anhand der 3D-Bilddaten des 4D-Bilddatensatzes des betrachteten Patienten repräsentiert werden (vergleiche Kapitel 1.1.2.2).
René Werner
Kapitel 4. Modellierung der mittleren Lungenbewegung in einem Patientenkollektiv
Zusammenfassung
Die im vorherigen Kapitel erarbeiteten und evaluierten Verfahren zur registrierungsbasierten Bewegungsfeldschätzung erlauben eine genaue Bewegungsanalyse in 4D-CTBilddaten und somit im Kontext der 4D-Bestrahlungsplanung eine verlässliche Abschätzung dosimetrischer Effekte der in den 4D-Bilddaten abgebildeten Bewegungen.
René Werner
Kapitel 5. Berücksichtigung von Bewegungsvariabilitäten: Individuelle und situationsbezogene Adaption von Bewegungsfeldschätzungen
Zusammenfassung
Ergänzend zu den bislang dargestellten Verfahren zur Bewegungsfeldschätzung und -prädiktion, die ausschließlich auf der Verwendung von 4D-CT-Bildsequenzen beruhten, werden in dem vorliegenden Kapitel methodische Ansätze präsentiert, die auf eine Einbeziehung zusätzlicher patientenspezifischer Bewegungsinformationen abzielen.
René Werner
Kapitel 6. 4D-Dosisberechnung: Einsatz von Bewegungsfeldschätzungen zur Analyse atmungsbedingter dosimetrischer Effekte
Zusammenfassung
In den letzten Kapiteln wurden optimierte Verfahren zur Bewegungsfeldschätzung anhand von patientenspezifischen 4D-CT-Daten sowie Techniken zur modellbasierten Prädiktion der Bewegungen anhand von 4D-Bilddaten eines Patientenkollektivs präsentiert. In diesem Kapitel werden diese Verfahren nun eingesetzt, um anhand von 4D-Dosisberechnungen für Lungentumorpatienten Auswirkungen von Atembewegungen während der Bestrahlung abzuschätzen und zu analysieren.
René Werner
Kapitel 7. Zusammenfassung und Ausblick
Zusammenfassung
Die vorliegende Dissertation ist in dem Kontext der Strahlentherapie atmungsbewegter Tumoren entstanden. Aus Anwendungssicht stand der klinisch wichtige Fall der Therapie von Lungentumoren im Vordergrund; hierbei lag der Fokus der Arbeit auf der 4DBestrahlungsplanung, die das zentrale Bindeglied zwischen Bildgebung und Bestrahlung sowie eine integrale Komponente von Konzepten zur Berücksichtigung atmungsbedingter Bewegungen während der Therapie darstellt, bzw.
René Werner
Backmatter
Metadata
Title
Strahlentherapie atmungsbewegter Tumoren
Author
René Werner
Copyright Year
2013
Publisher
Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN
978-3-658-01146-8
Print ISBN
978-3-658-01145-1
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-01146-8

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