@phdthesis{Roesch2013,
  author    = {Roesch, Johannes},
  title     = {Der Einfluss von Rotations- und Translationsbewegungen bei kranieller stereotaktischer Radiotherapie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-106137},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Hintergrund: Kranielle Stereotaxie ist ein wichtiges Therapieinstrument zur Behandlung kranieller neoplastischer L{\"a}sionen. Mittels bildgef{\"u}hrter Radiotherapie konnten in den vergangenen Jahren Genauigkeit und Komfort der Patientenlagerung essentiell verbessert werden. Folgende Arbeit untersucht die Bedeutung der bildgef{\"u}hrten Patientenlagerung (Image Guidance) in Bezug auf geometrische Unsicherheiten und deren Einfluss auf die dosimetrische Verteilung. Material und Methoden: In W{\"u}rzburg wurden zwischen 2006 und 2010, 98 kranielle L{\"a}sionen in 71 Patienten radiochirurgisch behandelt. Mittels Cone-Beam CT wurden die Patientenverlagerungen bezogen auf alle 6 Freiheitsgrade vor Behandlungsbeginn (n=98) sowie nach der Therapie (n=64) aufgezeichnet. Aus den Daten f{\"u}r die einzelnen Raumachsen wurde der absolute Versatz (3D-Vektor) sowie maximale Rotation um die resultierende Drehachse berechnet. Die Prae- sowie Posttherapeutische Verlagerungen wurden im Planungssystem simuliert. F{\"u}r Szenarien mit unterschiedlichen Sicherheits{\"a}umen (0 mm,1 mm, 2 mm) wurde der Ausgleich der Translationen sowie der Rotationen in Bezug auf Dosis-Konformit{\"a}t und Zielabdeckung getrennt untersucht. Ergebnisse: Der mittlere Prae-IG Versatz betrug 3.96 mm ± 1.89 mm mit einer mittleren maximalen Rotation im Raum von 2,02°±0,84°. Der mittlere Lagerungsfehler nach Therapieende betrug 0,88mm±0,61mm mit einer mittleren maximalen Rotation von 0,65°±0,64°. Die Verlagerung w{\"a}hrend der Bestrahlung korrelierte signifikant mit der Behandlungszeit (0,7mm±0,5mm f{\"u}r t<23min; 1,2mm±0,7mm f{\"u}r t>23min). Die Simulation der Behandlung ohne IG-Ausgleich zeigte einen Einbruch der Zielabdeckung (Coverage Index) von 96,0\%±5,7\% auf 72,1\%±19,0\% und der Konformit{\"a}t (Paddick Conformity Index) von 73,3\%±11,1\% auf 43,4\%±17,8\%. Pro 1mm Abweichung nahmen Zielabdeckung sowie Konformit{\"a}t um 6\% bzw. 10\% ab. Alleiniger Ausgleich der Translationen ohne Rotationen f{\"u}hrte zu nicht signifikanten Einbussen. Bewegungen w{\"a}hrend der Bestrahlung f{\"u}hrten zu einem Abfall des CI auf 94,3\%±6,8\% bzw. des PCI auf 70,4\%±10,8\%. Ein 1mm Sicherheitssaum gen{\"u}gte um diese Bewegungen zu kompensieren Schlussfolgerungen: Bildgef{\"u}hrte Radiotherapie ist ein wichtiges Instrument zur Verbesserung der Therapiepr{\"a}zision. Unter offensichtlichen Voraussetzungen kann auf den pr{\"a}therapeutischen Ausgleich der rotatorischen Komponente bei kranieller Stereotaxie verzichtet werden. Bewegungen w{\"a}hrend der Behandlung reduzieren die gew{\"u}nschte Zielabdeckung sofern dem nicht durch geeignete Sicherheitss{\"a}ume Rechnung getragen wird.},
  subject      = {Radiochirurgie},
  language  = {de}
}
@article{GuckenbergerRoeschBaieretal.2012,
  author    = {Guckenberger, Matthias and Roesch, Johannes and Baier, Kurt and Sweeney, Reinhart A. and Flentje, Michael},
  title     = {Dosimetric consequences of translational and rotational errors in frame-less image-guided radiosurgery},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-75669},
  year      = {2012},
  abstract  = {Background: To investigate geometric and dosimetric accuracy of frame-less image-guided radiosurgery (IG-RS) for brain metastases. Methods and materials: Single fraction IG-RS was practiced in 72 patients with 98 brain metastases. Patient positioning and immobilization used either double- (n = 71) or single-layer (n = 27) thermoplastic masks. Pre-treatment set-up errors (n = 98) were evaluated with cone-beam CT (CBCT) based image-guidance (IG) and were corrected in six degrees of freedom without an action level. CBCT imaging after treatment measured intra-fractional errors (n = 64). Pre- and posttreatment errors were simulated in the treatment planning system and target coverage and dose conformity were evaluated. Three scenarios of 0 mm, 1 mm and 2 mm GTV-to-PTV (gross tumor volume, planning target volume) safety margins (SM) were simulated. Results: Errors prior to IG were 3.9 mm± 1.7 mm (3D vector) and the maximum rotational error was 1.7° ± 0.8° on average. The post-treatment 3D error was 0.9 mm± 0.6 mm. No differences between double- and single-layer masks were observed. Intra-fractional errors were significantly correlated with the total treatment time with 0.7mm±0.5mm and 1.2mm±0.7mm for treatment times ≤23 minutes and >23 minutes (p<0.01), respectively. Simulation of RS without image-guidance reduced target coverage and conformity to 75\% ± 19\% and 60\% ± 25\% of planned values. Each 3D set-up error of 1 mm decreased target coverage and dose conformity by 6\% and 10\% on average, respectively, with a large inter-patient variability. Pre-treatment correction of translations only but not rotations did not affect target coverage and conformity. Post-treatment errors reduced target coverage by >5\% in 14\% of the patients. A 1 mm safety margin fully compensated intra-fractional patient motion. Conclusions: IG-RS with online correction of translational errors achieves high geometric and dosimetric accuracy. Intra-fractional errors decrease target coverage and conformity unless compensated with appropriate safety margins.},
  subject      = {Medizin},
  language  = {en}
}