Anwendung eines interaktiven volumenbasierten Visualisierungssystems zur Beurteilung dreidimensionaler Bestrahlungspläne

Abstract

Die Dosiskonzentration auf das Zielvolumen mit größtmöglicher Schonung der Risikoorgane muß bei der dreidimensionalen Bestrahlungsplanung exakt berechnet und beurteilt werden, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Kommerzielle Bestrahlungsplanungssysteme bieten verschiedene Hilfsmittel zur Planevaluation, wobei neben der Schnittbild-Darstellung mit Isodosenlinien und den Dosis-Volumen-Histogrammen aller relevanter Objekte die räumliche Rekonstruktion der Dosisverteilung einen zunehmenden Stellenwert gewinnt. Im Unterschied zu früheren Planungssystemen wird heutzutage vermehrt Wert auf eine realitätsnahe Visualisierung gelegt, um das Verhältnis zwischen Dosis und VoI schneller beurteilen zu können. Trotz der großen Fortschritte in der 3D-Darstellung werden die interaktiven Möglichkeiten moderner Graphiksysteme noch unzureichend genutzt. Die Verwendung des interaktiven 3D-Visualisierungssystems VOXEL-MAN zur Darstellung der Planungsdaten ermöglicht einen schnellen Zugriff auf relevante Planungsbereiche und eine optimierte Darstellung der Planungsergebnisse, woraus ein geringerer Arbeitsaufwand für den Therapeuten und durch genauere Dosisbeurteilung eine verbesserte Patientenversorgung resultiert. Im einzelnen bietet das System : •übersichtliche Darstellung beliebiger VoI- und Dosiskombinationen trotz hoher Informationsfülle •Betrachtung des 3D-Bildes aus allen Richtungen und in beliebiger Vergrößerung •Beurteilung der Dosisverteilung in der Umgebung jedes Punktes auf Schnittbildern •schneller Zugriff auf kritische Dosisbereiche •gleichzeitige Darstellung alternativer Pläne (auch biol./phys. Dosis) im 3D-Bild •Einbindung von bestrahlungsrelevanten Bildern und Texten (z. B. Planungsparameter) •Erweiterbarkeit um spezifische strahlentherapeutische Funktionen (hier Feldgrenzen, Dosisregler)

Um die Planbeurteilung zu erleichtern, werden in dieser Arbeit anhand von Bestrahlungsplanungen aus drei Körperregionen gemeinsame Visualisierungsparameter festgelegt und ein einheitlicher Ablauf der Planbeurteilung entwickelt. Durch die vollständig interaktive Bearbeitung kann dieser Ablauf jederzeit für spezielle Fragestellungen abgeändert werden. Regionale anatomische Besonderheiten werden präsentiert und die Vorgehensweise zur Beurteilung des jeweiligen Bestrahlungsplanes besprochen. Durch die Erweiterung von VOXEL-MAN um ein spezielles Strahlentherapie-Menü werden komplexe Befehlsabfolgen vereinfacht und zusätzliche Funktionen implementiert. Für den klinischen Einsatz des Systems in der Strahlentherapie ist eine direkte Verbindung zum Planungsrechner von großer Bedeutung. Optimal wäre eine integrative Vernetzung zwischen einem modernen Planungssystem und VOXEL-MAN, dessen in dieser Arbeit ebenfalls beschriebenen Segmentationswerkzeuge eine komfortable interaktive Definition der Volumes of Interest ermöglichen. Neben der Anwendung in der Bestrahlungsplanung werden Einsatzmöglichkeiten des Systems als strahlentherapeutischer Atlas für verschiedene Anwendergruppen dargestellt.