Korrektur von Bildartefakten

Für die präzise Dosisberechnung bei der Strahlentherapie einer Krebserkrankung werden Bilder des Patienten benötigt, die mit Hilfe von Röntgen-Computertomographen (CT) gewonnen werden.

Immer mehr Menschen besitzen jedoch Metall-Implantate, die CT-Aufnahmen verfälschen und dadurch die Genauigkeit der Dosisberechnung erheblich beeinträchtigen. Forscher um PD Dr. Barbara Dobler am Universitätsklinikum und um Professor Elmar Lang an der Universität Regensburg wollen nun einen Algorithmus in der Bestrahlungsplanung etablieren, der Metall-Artefakte in CT-Bildern korrigieren kann. Ziel ist eine genauere Vorhersage der Dosisverteilung im Patienten für eine bessere Bestrahlungsplanung.

Ein wichtiger Bestandteil der Strahlentherapie ist die Bestrahlungsplanung. Hierbei wird festgelegt, aus welchen Richtungen und mit welchen Techniken ein Patient bestrahlt wird. Um die räumliche Dosisverteilung berechnen zu können, wird die Elektronendichteverteilung im Patienten benötigt. Diese Information ist in Bildern enthalten, die durch Computertomographen gewonnen werden. Zahnfüllungen oder Implantate aus Metall verursachen in diesen Bildern Artefakte, die sich großflächig als sehr helle und sehr dunkle Streifen, also zu hohe und zu niedrige Elektronendichtewerte darstellen. Hierdurch wird die Abgrenzung der verschiedenen Strukturen im Körper erschwert und eine Aussage über die tatsächliche Elektronendichte im Körpergewebe verhindert, weshalb eine präzise Dosisberechnung nicht mehr gewährleistet werden kann.

Um die Unsicherheit für Patienten zu verringern, wollen die Wissenschaftler einen Korrektur-Algorithmus für die Computertomographie einsetzen. Der Algorithmus wurde an der Universität Regensburg ursprünglich für die diagnostische Bildgebung entwickelt, mit dem Ziel, Details in Röntgen-Computertomographien besser erkennbar zu machen. Nun soll der Algorithmus auch der Strahlentherapie zugänglich gemacht werden. Mit speziellen Phantomen, die aus unterschiedlichen Materialien gebaut werden und als Modell des Patienten dienen, soll bestimmt werden, wie sehr die Genauigkeit der berechneten Dosisverteilungen durch die Korrektur der Artefakte erhöht wird.

„Wenn es uns gelingt, die Metallartefakte in CT-Bildern soweit zu reduzieren, dass einerseits eine genaue Abgrenzung der verschiedenen Gewebe im Patienten möglich ist und andererseits die Elektronendichteverteilung korrekt wiedergegeben wird, stellt dies eine deutliche Erhöhung der Sicherheit bei der Strahlentherapie von Patienten mit Metallimplantaten dar“, erläutern PD Dr. Barbara Dobler und Professor Elmar Lang die Motivation für das Forschungsprojekt.

Quelle: idw-online.de
Bild: idw-online.de