Reichweitenbestimmung von Protonen in 18-Sauerstoff angereichertem Dosimetrie-Gel mittels MR-PET Bildgebung M.Runz, A.Runz, P.Mann, M.Witte, O. Jäckel Zusammenfassung In der Strahlentherapie kann bei der Patientenbestrahlung mit Ionen die entstandene Radioaktivität zur Bestimmung der Reichweite, bzw. die Übereinstimmung mit dem zu bestrahlenden Zielvolumens mittels Positronen-Emission-Tomographie (PET) nachgewiesen werden [1]. Wir präsentieren eine Methode welche dosimetrische MR-Messungen und PET-Daten zur Reichweitenbestimmung von Protonen mittels Phantommessungen überprüft. [1] W. Enghardt, K. Parodi, J. Pawelke und F. Pönisch: Ionenstrahlen werden sichtbar, Initial Satz & Grafik Studio, Rossendorf, 2003 Material und Methoden 3D-Polymer-Dosimetrie-Gele (PAGAT) wurden verwendet um eine strahleninduzierte Polymerisation zu erzeugen und diese durch die Messung der Relaxationsraten am Magnetresonanztomographen (MRT) zu bestimmen. Eine zusätzliche Anreicherung von 21,75% des Dosimetrie-Gels mit Sauerstoff-18 erzeugt bei Protonenbestrahlung (Heidelberger Ionenstrahl Therapiezentrum (HIT)) mittels einer Kernreaktion Fluor-18, welches durch PET nachgewiesen werden kann. Die Auswertung der Dosimetrie-Gele, wie auch die Aktivitätsverteilung des 18-Fluor durch PET-Messungen wurde an einem MR/PET Hybridgerät am DKFZ durchgeführt. Der Aufbau wurde für verschiedene Strahlformen getestet: (i) Pencil-Beam, (ii) Pencil-Beam Scanning und (iii) Spread-out Bragg Peak. Ergebnisse und Diskussion Die MRT Auswertung zeigte in Bezug auf Strahlform und Energiereichweite gute qualitative Übereinstimmungen mit den Berechnungen (Tabelle 1, Abbildung 1). PET-Messungen ergaben für die Bestimmung des Aktivitätsschwerpunkts ebenfalls eine gute Übereinstimmung mit den MRT-Daten (Abbildung 2). Auf Grund der geringen Auflösung konnten jedoch keine genaueren Aussagen über die Strahlformen und Reichweiten gemacht werden. Abbildung 1: Dosisverteilung (MRT transversale Ansicht) Tabelle 1: Übersicht der gemessenen Energiereichweiten aus den MRT-Daten Nr. rel. Reichweite [mm] geplant rel. Reichweite [mm] gemessen ±0.5mm ∆R [mm] ±0.5 mm 1 11.4 9.3 2.1 2 16.4 14.3 3 21.4 19.3 c 4.4 3.6 0.8 d 9.4 8.2 1.2 e 14.4 13.4 1.0 Abbildung 2: Radioaktivitätsverteilung (PET transversale Ansicht) Schlussfolgerung Die Nutzung des strahlungsempfindlichen Polymer-Gels eignet sich sehr gut für den Nachweis von Protonen-Energie-Reichweiten und der entsprechenden Strahlenformen. PET-Messungen konnten einen signifikanten Aktivitätsanstieg im Bereich der Dosisapplikation nachweisen. Verbesserungen in Bezug auf den Nachweis von Strahlform und Reichweite können durch die Nutzung eines Kleintier-PET und/oder die Erhöhung der Aktivitätskonzentration realisiert werden.