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• W2033322281 abstract "To increase tumour control probability (TCP) in prostate cancer a method was developed integrating multi-parametric functional and biological information into a dose painting treatment plan aiming focal dose-escalation to tumour sub-volumes. A dose-escalation map was derived considering individual, multi-parametric estimated tumour aggressiveness.Multi-parametric functional imaging (MRI, Choline-/PSMA-/FMISO-PET/CT) was acquired for a high risk prostate cancer patient with a high level of tumour load (cT3b cN0 cM0) indicated by subtotal involvement of prostate including the right seminal vesicle and by PSA-level >100. Probability of tumour presence was determined by a combination of multi-parametric functional image information resulting in a voxel-based map of tumour aggressiveness. This probability map was directly integrated into dose optimization in order to plan for inhomogeneous, biological imaging based dose painting.Histograms of the multi-parametric prescription function were generated in addition to a differential histogram of the planned inhomogeneous doses. Comparison of prescribed doses with planned doses on a voxel level was realized using an effective DVH, containing the ratio of prescribed vs. planned dose for each tumour voxel.Multi-parametric imaging data of PSMA, Choline and FMISO PET/CT as well as ADC maps derived from diffusion weighted MRI were combined to an individual probability map of tumour presence. Voxel-based prescription doses ranged from 75.3 Gy up to 93.4 Gy (median: 79.6 Gy), whereas the planned dose painting doses varied only between 72.5 and 80.0 Gy with a median dose of 75.7 Gy. However, inhomogeneous voxel-based dose prescriptions can only be implemented into a treatment plan until a certain level.Multi-parametric probability based dose painting in prostate cancer is technically and clinically feasible. However, detailed calibration functions to define the necessary probability functions need to be assessed in future clinical trials.Zur Steigerung der Tumorkontrollwahrscheinlichkeit (TCP) durch fokale Dosiseskalation beim Prostatakarzinom wurde ein Modell entwickelt, anhand dessen multi-parametrische funktionelle und biologische Bilddaten in einen Dose-Painting-Bestrahlungsplan integriert werden können. Hierzu wurde aus individuellen, multi-parametrischen Informationen zur Aggressivität des Tumors eine dedizierte Dosiseskalationskarte abgeschätzt.Ein High-Risk-Prostatakarzinompatient (PSA > 100) mit einem nodal negativen aber lokal fortgeschrittenen Tumor (Samenblasenbefall, cT3b cN0 cM0) wurde mit funktioneller Bildgebung (MRT, Cholin-/PSMA-/FMISO PET/CT) untersucht. Aus einer Kombination aller verfügbaren funktionellen Bilddaten wurde dann eine voxelbasierte Karte für die Tumoraggressivität ermittelt. Diese Wahrscheinlichkeitskarte wurde während der Bestrahlungsplanung direkt in die Dosisoptimierung einbezogen, um ein nicht-homogenes, funktionell bildgeführtes Dose Painting zu ermöglichen.Zur Evaluation dieser neuen Methodik wurden Histogramme der Verschreibungsfunktionen sowie ein differentielles Histogramm der geplanten inhomogenen Dosisverteilung analysiert. Zum Vergleich der verschriebenen voxelbasierten Dosiswerte mit den tatsächlich geplanten wurde ein effektives Histogramm erzeugt, das jeweils das Verhältnis zwischen verschriebener und geplanter Dosis zeigt.Multi-parametrische funktionelle Bilddaten bestehend aus PSMA, Cholin und FMISO PET/CT sowie einer mit diffusionsgewichteter MRT akquirierten ADC-Karte wurden für den klinischen Beispielfall in eine Wahrscheinlichkeitsverteilung von Tumorpräsenz übersetzt. Die darauf basierenden voxelweisen Dosisverschreibungen zeigten Werte zwischen 75,3 Gy und 93,4 Gy (Median: 79,6 Gy). Die geplanten Dosiswerte hingegen schwankten zwischen 72,5 Gy und 80,0 Gy mit einer medianen geplanten Dosis von 75,7 Gy. Es zeigte sich, dass inhomogene, voxelbasierte Dosisverschreibungen nur bis zu einem gewissen Inhomogenitätslevel ohne Qualitätseinbußen in einen Dose-Painting-Bestrahlungsplan integriert werden können.Diese Arbeit zeigt, dass multi-parametrisches, wahrscheinlichkeitsbasiertes Dose Painting technisch und klinisch machbar ist. Jedoch müssen detaillierte Kalibrationskurven für die einzelnen bildgebenden Verfahren zur Definition der notwendigen Wahrscheinlichkeitskarten in den nächsten Jahren in gezielten klinischen Studien ermittelt werden." @default.
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