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SYMPOSIUM ON NEW DEVELOPMENTS IN MOLECULAR IMAGING AND RADIATION THERAPY
Geneva, 30-31October 2003
 Dear
colleagues,
On behalf of the Swiss
Society of Radiobiology and Medical Physics (SSRMP) and the Local
Organizing Committee, we extend a warm invitation to this joint
Symposium on October 30 to 31, 2003 in Geneva, also accommodating
the SGSMP and SBMP annual general meetings.
We are planning to offer you a symposium that is
composed of stimulating scientific presentations given by leading
experts in the fields of radiation therapy and molecular imaging.
There will also be a platform for SSRMP members' activities
outside radiation oncology.
Also we encourage students, engineers, physicians
and faculty members to join our symposium.
Dr Habib Zaidi
Chairman of the Symposium
Report (taken from
SGSMP-Bulletin 2003/3)
Die Jahresversammlung der SGSMP wurde in diesem Jahr mit einem Symposium über neuere Entwicklungen in der Strahlentherapie und in molekularer Bildgebung verbunden. Eine kleine Industrieausstellung fand ebenfalls statt.
Schwerpunkt des ersten Tages war die Strahlentherapie. Nach der Eröffnung der Veranstaltung durch den lokalen Organisator, Habib Zaidi, Wolf Seelentag, Präsident der SGSMP sowie Bernard Gruson, Direktor des Genfer Universitätsspitals (HUG) eröffnete Calvin Huntzinger von Varian Medical Systems (USA) die Sitzung mit einem Vortrag über "Dynamic Targeting". In seiner Präsentation zeigte Herr Huntzinger die Möglichkeiten auf, wie der Einfluss inter- und intrafraktioneller Organbewegungen durch Triggern des Linacs resp. Verfolgung der Organbewegung während der Strahlentherapie minimalisiert werden kann. Diese Methoden können durch eine im Linac eingebaute Röntgeneinrichtung mit Siliziumdetektoren unterstützt werden, welche die Möglichkeit zu DRRs,
"cone-beam"-CTs oder fluoroscopic kV-Imaging bietet.
Im nächsten Vortrag stellte Paul Seiler den aktuellen Stand der am Paul-Scherrer-Institut in Villigen entwickelten
"TULOC"-Methode (TUmor LOCation) vor. Mittels eines winzigen implantierbaren Sensors können Organbewegungen mit einer Genauigkeit von 1-2 mm und einer Repetitionsfrequenz von 30 Hz verfolgt werden. Früher berichtete Probleme mit Wirbelströmen, welche durch in der Nähe liegende Metallstrukturen hervorgerufen werden, konnten zwischenzeitlich mit einer Wirbelstromkorrektur nahezu beseitigt werden. Einem erfolgreich durchgeführten Experiment am Linac des Zürcher Tierspitals soll nun ein Versuch mit einem Prostatapatienten folgen. Für die Weiterführung der Methode mit dem Ziel, einen genügend kleinen kabellosen Sensor zu entwickeln, ist der Redner derzeit noch auf der Suche nach weiteren finanziellen Mitteln.
Anschliessend präsentierte Andy Beavis von der Universität Hull in England verschiedene Methoden der funktionellen MR-Bildgebung. Er zeigte anhand von Bildbeispielen auf, wie die Methoden der MR-Spektroskopie, des
T2-mapping, des dynamisch kontrastverstärkten MRI, das diffusionsgewichtete MRI oder das
R2*-mapping geeignet sind, die Lokalisierung von Tumoren zu verbessern, damit eine höhere Dosis appliziert werden kann, während functional MRI (fMRI) das Auffinden von Risikoorganen erleichtert, um diese vor überhöhter Strahlenbelastung zu schützen.
Den Höhepunkt des ersten Tages bildete für viele Anwesende der "Auftritt" unseres Ehrenmitglieds, Prof. Bernhard Rassow von der Universität Hamburg. Seit Vortrag und seine experimentellen Vorführungen zum Thema
"Optische Illusionen und Täuschungen" waren derart kurzweilig, dass die dafür vorgesehenen 50 Minuten blitzartig überzogen waren. Anfangs versuchte der Redner die Zuhörer anhand zahlreicher Beispiele davon zu überzeugen, dass nicht alles optische Täuschungen sind, was als solche
"verkauft" wird. Dies im Gegensatz zur sogenannten "Mondillusion". Durch diese jedem geläufige optische Täuschung erscheint uns der Mond tief am Horizont viel grösser, als wenn er hoch über uns steht. Sehr eindrucksvoll waren auch die Beispiele von Geometrien, welche vom Gehirn falsch interpretiert werden. Unter Zuhilfenahme weiterer Bildbeispiele konnte Prof. Rassow uns im weiteren davon überzeugen, dass die Interpretation von Falschfarbenskalen, welche in vielen Computerprogrammen Einzug gehalten haben, gefährlich sein kann! Mit "Oskar", dem rotierenden Schüttelphantom, beendete der Redner seine spannende Präsentation, für die er viel Applaus erntete.
Raymond Miralbell aus Genf erläuterte im Anschluss den Stand der Bemühungen, ein Protonentherapiezentrum im Raum Genfersee zu errichten. Bereits vor einiger Zeit wurden dafür von der Genfer Regierung 3.88 Mio CHF für eine Projektstudie bewilligt, physisch wird dieses Geld jedoch nicht vor 2005 zur Verfügung stehen.
Etwas anders sieht es aus am PSI, wie Eros Pedroni berichtete. Mittlerweile werden bis zu 17 Patienten am Tag mit der weiterhin weltweit einzigartigen Spot-Scanning-Technik behandelt. Im Frühjahr 2004 soll das neue Medizinzyklotron
"COMET" ans PSI geliefert werden, damit die Protonentherapie am PSI im Rahmen des PROSCAN-Projekts ausgebaut und zukünftig unabhängig von den monatelangen PSI-Shutdowns betrieben werden kann. Herr Pedroni präsentierte im weiteren seine Vorstellungen für die geplante Gantry-2 am PSI. Mittels magnetischem Scanning sowie Repainting in zwei Richtungen soll die intensitätsmodulierte Protonentherapie (IMPT) zur generellen Applikationstechnik etabliert werden.
Den Abschluss des ersten Tages bildete der Vortrag von Prof. Ugo Amaldi vom CERN. Gemäss Statistiken profitierten ca. 14 % aller Krebspatienten unmittelbar von der Hadronentherapie, entsprechend 2'800 Patienten jährlich pro 10 Mio. Einwohner. Amaldi machte einen Ausflug in die Kohlenstoffionentherapie und erläuterte deren Vor- und Nachteile gegenüber der Protonentherapie. So wird beispielsweise in japanischen Studien die höhere Energiedichte der Kohlenstoffionen derart ausgenutzt, dass bereits heute versuchsweise Tumoren in Lunge und Leber in nur einer Fraktion behandelt werden. Andererseits wurde über die Kohlenstoffionengantry am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg berichtet, welche gigantische 25 m lang werden soll. Ugo Amaldi beendete diese informative Sitzung des ersten Tages mit einem breiten Überblick über den Status der verschiedensten im Bau befindlichen bzw. geplanten Hadronentherapieanlagen auf der ganzen Welt.
Der folgende Tag stand unter dem Thema "Molecular Imaging" und wurde eingeleitet durch Habib Zaidi vom HUG. Er zeigte verschiedene Möglichkeiten der Quantifizierung bei SPECT und PET auf, wie etwa Compton-verstärkte PET, das kombinierte PET/CT, analytische und iterative Rekonstruktionsmethoden sowie anatomisch geführte und MC-basierte Bildrekonstruktion. Von Bedeutung sind in diesem Zusammenhang auch Streuungs- und Schwächungskorrekturen, welche aufgrund von Berechnungen oder Messungen ermittelt werden können.
Prof. Bruce Hasegawa von der University of California at San Francisco (USA) lenkte den Blick auf neue kombinierte Verfahren in der Radiologie. Gegenüber den Einzelmethoden haben die kombinierten Verfahren wie die Emissions-Transmissions-Computer-Tomographie (ETCT) oder die korrelierte CT/SPECT den Vorteil der Korrelation von strukturellen und funktionellen Bilddaten. Peter Weilhammer (Perugia und CERN) stellte die Frage nach der Zukunft der Compton-verstärkten Bilddarstellung in der Nuklearmedizin. Die heutigen Nachteile von SPECT und PET verlangen alternative Methoden und verbesserte Technologien. Er beschrieb die sogenannte Compton-Camera und sagte ihr aufgrund der guten räumlichen Auflösung und der hohen Empfindlichkeit eine grosse Zukunft voraus.
In seinem zweiten Beitrag stellte Bruce Hasegawa ein bildgebendes System für kleine Labortiere vor. Die Verbrauchsrate von Kleintieren, insbesondere von Mäusen, für Versuchszwecke steigt jährlich um 10-15% und macht verbesserte Untersuchungsmethoden notwendig. Auch auf diesem Gebiet wird die Lösung in einer dualen Bilddarstellung zu finden sein, und zwar entweder in der PET/CT, SPECT/CT oder MR/PET bzw. deren
"Mikro"-Formen. Dabei werden die Photomultiplier-Röhren beim Mikro-PET künftig vermutlich durch Festkörperdetektoren ersetzt.
Prof. Daniel Slosman vom HUG ging auf die Perspektiven bei der klinischen PETBildgebung ein. Obwohl weltweit etwa 3000 PET-Geräte im Einsatz sind, hat es sich als standalone-Gerät in der klinischen Routine nicht genügend bewährt. Um die Gleichsetzung der Begriffe im Wortspiel
"nuclear medicine = unclear medicine" zu überwinden, sieht auch er die Zukunft nur in einer kombinierten bzw. integrierten PET/CT. Dadurch werde beispielsweise die Treffsicherheit der Diagnose bei Onkologie-Patienten von gegenwärtig 91 auf 98 % erhöht.
Als weiterer Radiologe kam Prof. Hussain Abdel-Dayem vom New York Medical College (USA) auf die Herausforderung für die klinische Anwendung der PET in der Onkologie zu sprechen. Ausgehend von den klinischen Anwendungen des PET (z.B. zur Charakterisierung der metabolischen Struktur von Läsionen) ging er auf die technischen Anforderungen ein (Empfindlichkeit, Auflösung, Geschwindigkeit etc.) und machte schliesslich einige Änderungsvorschläge für die nuklearmedizinische Praxis (z.B. Ersatz von Tc-99m HDP durch F-18 Natriumfluorid für die Knochenszintigraphie; Ersatz von Tl-201 und Tc-99m MIBI in der Nuklear-Kardiologie durch Rb-82, N-13 und O-15).
Prof. Alan Perkins von der Nottingham University (UK) stellte die Frage nach der Zukunft der
"targeted radionuclide therapy". Er ging von der Tatsache aus, dass die konventionelle Strahlentherapie anstelle der geforderten 55 bis 65 Gy im Tumor kaum mehr als die Hälfte applizieren kann, um das gesunde Gewebe ausreichend zu schonen. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, gibt es bereits etablierte nuklearmedizinische Therapiemethoden wie etwa die Schilddrüsenablation mit I-131 oder die Radiosynoviorthese mit Y–90, Re-186 oder Er-169. Er plädierte für die targeted therapy mit Antikörpern, die vor allem bei soliden Tumoren angewandt und intrakavitär verabreicht wird. Vorteile bietet ausserdem die fraktionierte Radioimmuntherapie. Erfolgversprechend sei schliesslich auch die Therapie mit α-Strahlern, deren Energie um eine Grössenordnung höher, deren LET sogar um zwei Grössenordnungen höher ist als jene der β-Strahler. Deshalb brauche es in Zukunft einzelne spezielle Zentren mit entsprechenden Generator-Systemen.
Im letzten Beitrag diskutierte Prof. Patrick Aebischer vom EPFL die Zukunftsaussichten für die Anwendung von Genen in der molekularen Bildgebung. Anwendungsgebiete wären etwa Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson. Zur Lösung des Hauptproblems, die Gene ins Gewebe (z.B. im Gehirn) zu bringen, werden verschiedene Techniken vor allem mittels PET erprobt. Wünschenswert sind unter anderem eine bessere räumliche und zeitliche Auflösung, um das Schicksal der transplantierten Stammzellen verfolgen zu können. In einer abschliessenden Zeremonie erhielt Habib Zaidi für seine Arbeiten zur Bildgebung in der Nuklearmedizin den diesjährigen
"Young Investor Medical Imaging Science Award" des Nuclear Medical and Imaging Sciences Technical Committee (NMISTC) des IEEE. Für die Besichtigung des Zyklotrons gab es noch so viele Interessenten, dass die Führung durch die Geneva Cyclotron Unit des HUG in zwei Gruppen durchgeführt werden musste.
Auch wenn die Informationsdichte mancher Beiträge einige Anforderungen an das Fassungsvermögen der Zuhörer stellte, bot das Symposium ein vielseitiges, spannendes und lehrreiches Programm, das durch hochkarätige Referenten bestritten wurde. Für die hervorragende Organisation sei dem Tagungspräsidenten und seinem Team von Herzen gedankt.
Horst W. Nemec (Basel), Werner Roser (Villigen)
Scientific Publications
Full-length papers of the symposium are planned to be published
in "Zeitschrift
für Medizinische
Physik".
Program
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