Biological imaging in radiation oncology

Ziel dieser Arbeit ist, die Valenzen und Perspektiven der Integration biologischer Bildgebungsverfahren (Positronenemissionstomographie [PET], Single Photon Emissionstomographie [SPECT], Magnet Resonanz Spektroskopie [MRS] etc.) in die Planung und das Monitoring der Strahlentherapie zu diskutieren. Eigene Studie an Patienten mit Hirntumoren ergab, dass die Bild Fusion aus CT/MRT und Aminosäure SPECT oder PET im Vergleich zu CT und MRT allein eine genauere Definition der Größe und Geometrie des zu bestrahlenden Zielvolumens (Target) erlaubt. Vergleichbare Ergebnisse mit unterschiedlichen Untersuchungstechniken finden sich in der Literatur auch für FDG PET bei Bronchialkarzinomen, HNO Tumoren, Zervixkarzinomen oder für MRS bei Prostatakarzinomen. Die Visualisierung von Hypoxie, Zellproliferation, Apoptose, Tumorangiogenese, Genexpression etc. führt zur Identifikation von unterschiedlichen Subvolumina im Tumor. Innovative Techniken der Strahlentherapie werden ermöglichen, Subvolumina eines Tumors, die sich in der Bildgebung als biologisch besonders aggressiv darstellen, mit einer höheren Dosis zu belegen als das übrige Tumorvolumen. Die biologische Bildgebung wird somit zu einer inhomogenen Dosisverteilung, dem so genannten Dose Painting hinführen. Darüber hinaus kann die biologische Bildgebung eine signifikante Rolle in der Evaluation des Tumoransprechens nach Radiochemotherapie spielen. Klinische Studien bei Hals Nasen Ohren Tumoren, Bronchialkarzinomen, Ösophaguskarzinomen und Zervixkarzinomen weisen darauf hin, dass die Sensitivität und Spezifität der FDG PET Untersuchung für die Evaluation des Therapieansprechens höher sind im Vergleich zur anatomischen Bildgebung (CT und MRT). Inwieweit diese biologisch orientierten Therapiekonzepte die Strahlenbehandlung und insbesondere die Ergebnisse der Therapie beeinflussen können, muss in klinischen und experimentellen Studien untersucht werden.