Hoge precisie protonentherapie voor thoracale tumoren (PROTHORAC)

Kanker in de borstkas, zoals long- en slokdarmkanker, kan worden behandeld met fotonen- of protonentherapie. Protonentherapie wordt gekozen als het een lagere kans op bijwerkingen biedt. Hoewel protonentherapie veelbelovend is voor thoracale tumoren, blijft het uitdagend door doordat het te bestralen gebied meebeweegt met de ademhaling. Daarnaast hebben eerdere projecten aangetoond dat thoracale tumoren weliswaar goed worden behandeld, maar dat er ruimte is om nog preciezer te bestralen, zodat minder dosis in gezond weefsel terechtkomt. Hierdoor kan de kans op bijwerkingen verder verminderd worden. Technologische ontwikkelingen zijn ook essentieel voor hypofractionering (behandelen in minder bestralingssessies), wat de behandelcapaciteit vergroot. Dit is belangrijk gezien de toename van kankerpatiënten en het tekort aan zorgpersoneel.

Onderzoeksrichting/voorgestelde oplossing

De drie Nederlandse protonentherapiecentra ontwikkelen gezamenlijk technieken om de stralingsdosis in gezond weefsel rond thoracale tumoren te verminderen. Dit omvat ademhalingsondersteuning (WP1), nieuwe rekentechnieken voor het verkleinen van onzekerheden in het bestralingsveld (WP2), en dosis-gestuurde patiëntpositionering (WP3). De gecombineerde werkwijze wordt getest in een computersimulatiestudie in de drie protonentherapiecentra (WP4).

Relevantie

Verhoogde behandelprecisie van protonentherapie bij thoracale tumoren verkleint de kans op bijwerkingen en bevordert verdere ontwikkeling van hypofractionering. Dit verkort de behandelduur, vergroot de behandelcapaciteit en verlaagt de kosten. Alle Nederlandse protonencentra nemen deel, wat alle patiënten ten goede komt.

Onderzoeksvragen

1. Wat is de beste methode om het effect van ademhalingsbeweging op bestraling te verminderen en de dosis in omliggende organen te reduceren?
2. Hoe kunnen rekentechnieken worden toegepast om de invloed van onzekerheden te verminderen en de dosis in omliggend weefsel te reduceren?
3. Wat is de snelste en beste manier om thoracale tumoren te positioneren op basis van de dosisverdeling?

Onderzoeksopzet

In WP1 ontwikkelen we methoden om de invloed van ademhaling op de behandeling te verminderen met mechanische ventilatie. WP2 ontwikkelt rekenmethodes om onzekerheden in het bestralingsveld te beperken na implementatie van gestuurde ademhaling en dosis-gestuurde positionering (WP3). WP3 verbetert de techniek voor nauwkeurige patiëntpositionering. WP4 combineert alle kennis en technieken in een computersimulatiestudie die in de drie protonencentra in Nederland wordt uitgevoerd.

Verwachte uitkomsten

Een workflow voor protonenbestraling bij thoracale tumoren die de stralingsdosis in omliggend weefsel vermindert. Klinische eindgebruikers zijn direct betrokken, wat de verspreiding en het gebruik van resultaten versnelt. Resultaten worden gedeeld via wetenschappelijke tijdschriften, congressen, LinkedIn, en websites van protonencentra. Patiëntenverenigingen en patiënten worden geïnformeerd via presentaties en nieuwsbrieven.

Omschrijving stappen nodig om resultaat te implementeren

Aan het eind van het project worden kennis en technieken geëvalueerd. De techniek voor het verminderen van de ademhalingsbeweging kan direct worden ingezet na aanschaf van de benodigde apparatuur. Dit geldt ook voor de rekentechnieken die worden ontwikkeld. Commerciële beschikbaarheid en naleving van wet- en regelgeving voor dosis-gestuurde patiëntpositionering zal worden gerealiseerd via een UMCG spin-off start-up.