Untersuchung der Atemvariabilität frei-atmender Lungen- und Lebertumorpatienten in der Strahlentherapie - Martin Weichel (2015)
Zur Untersuchung von Ausmaß und Eigenschaften der intra- und interfraktionären Atemvariabilität wurden jeweils 6 Atemsurrogatkurven von 5 freiwilligen Probanden ohne bekannte Vorerkrankungen (Studenten), sowie von 5 Strahlentherapie-Patienten, aufgezeichnet und analysiert. Die Aufzeichnung erfolgte mittels Real-time Position Management Systemen der Firma Varian Medical Systems. Die liegenden Probanden wurden mittels Lagerungshilfen immobilisiert. Jede Studenten-Atemkurve umfasste etwa 10 min. Dabei begann die Aufzeichnung etwa 1 min nach Liegebeginn. Die Patienten-Atemkurven umfassen je etwa 1 min bis 2 min, mit einem Aufzeichnungsbeginn zwischen 10 min und 50 min nach Liegebeginn. Sie wurden beim 4D-Planungs-CT und unmittelbar nach den Bestrahlungsfraktionen aufgezeichnet. Die Aufbereitung und Analyse der Daten bewerkstelligten selbst entwickelte Matlab-Routinen. Behandelt wurden die Parameter Atemzugamplitude, Periodendauer und Baseline(shift) der anterior-posterioren Kurven. Die Atembewegung unterlag intra- und interfraktionär einer deutlichen Variabilität. Atemzugamplituden wiesen intrafraktionär eine Spannweite von bis zu 36 mm auf. Interfraktionär erreichte die Spannweite der Fraktionsmittelwerte bis zu 6 mm. Periodendauern zeigten intrafraktionär bis zu 13,1 s Spannweite. Interfraktionäre Spannweiten der Fraktionsmittelwerte kamen auf bis zu 3,9 s. Verschiedene systematische Eigenschaften konnten im Ansatz gezeigt werden. Atemzugamplituden und Periodendauern wiesen beispielsweise tendenziell eine Normalverteilung ihrer Werte auf. Bei den Periodendauern deutete sich ein Zusammenhang zwischen Ausmaß der intra- und interfraktionären Variabilität an. In den ersten Minuten der Liegezeit wurden systematische Baselineshifts beobachtet. Zudem zeigen die Baselines eine ungerichtete Variabilität zwischen einzelnen Atemzügen die in Größenordnung des Baselineshifts lag. Die Ergebnisse sollten anhand größerer Stichprobenumfänge präzisiert und verifiziert werden.