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ST: Fachverband Strahlen- und Medizinphysik

ST 5: Heavy Ion Therapy and Related Basic Research I

ST 5.6: Vortrag

Dienstag, 26. Februar 2008, 10:45–11:00, H 2033

Mathematische Betrachtung der Mehrfelderoptimierung für die biologisch effektive Dosis in der Ionentherapie — •Michael Horcicka, Michael Kraemer und Alexander Schmidt — GSI-Biophysik, Darmstadt, Germany

Seit 1997 werden an der Gesellschaft für Schwerionenforschung Tumorpatienten mit Ionenstrahlen behandelt. Ein wesentlicher Bestandteil der Bestrahlungsplanung ist die Optimierung der Teilchenzahlen von mehreren zehntausend Einzelstrahlen pro Strahlrichtung (Feld) mit dem Ziel eine homogene Dosisverteilung im Tumor zu erhalten bei hoher Schonung des umliegenden gesunden Gewebes. Mit der Mehrfelderoptimierung, bei der die Teilchenzahloptimierung für alle Felder gleichzeitig stattfindet, kann eine bessere Targetkonformität bei einer signifikanten Reduzierung der Dosis in kritischen Organen erreicht werden. Die biologisch effektive Dosis hängt nichtlinear von den Teilchenzahlen ab, daher kann das Optimierungsproblem nur numerisch bzw. iterativ gelöst werden. Die große Anzahl der Variablen in der Optimierungsfunktion verursacht einen hohen Speicherbedarf und die hohe Zahl von Iterationen führt zu langen Rechenzeiten. Verschiedene Lösungsalgorithmen werden vorgestellt und ihre Vor- und Nachteile diskutiert.