Forschungsgruppe MR-geführte Strahlentherapie

Der Fokus unserer Arbeitsgruppe liegt auf der Evaluation des Potentials der MR-geführten, adaptiven Radiotherapie. Hybridgeräte, sogenannte MR-Linacs, kombinieren einen Linearbeschleuniger mit einem Magnetresonanztomographen, so dass direkte MR-Bildgebung vor und während der Bestrahlung möglich ist. Seit 2018 behandeln wir Patienten mit einem MR-Linac der Firma ViewRay (MRIdian Linac), dessen Installation freundlicherweise durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft finanziert wurde.

Wir untersuchen sowohl auf medizinisch/klinischer Seite als auch auf medizinphysikalischer Seite die Vorteile dieser neuen Technologie und wie diese bestmöglich genutzt werden können.

Der im Vergleich zur konventionellen Strahlentherapie bessere Weichteilkontrast in der MR-geführten Strahlentherapie in Verbindung mit der Möglichkeit, den Bestrahlungsplan täglich an die aktuelle anatomische Situation anzupassen, versprechen eine mögliche Verbesserung des Therapieansprechens durch Dosiseskalation im Tumorgewebe bei gleichzeitiger Reduktion von therapiebedingten Nebenwirkungen.

Neben der Fragestellung, für welche Indikationen die MR-geführte Strahlentherapie einen besonderen Nutzen erbringen kann, untersuchen wir auch, ob mittels MR-geführter Strahlentherapie in bestimmten Fällen höhere therapeutische Dosen als bisher appliziert werden können.

Aus medizinphysikalischer Sicht stellt die Einführung und Weiterentwicklung der MR-geführten Strahlentherapie vielseitige Herausforderungen. In Kooperation mit weiteren Partnern führen wir eine Vielzahl kleinerer und größerer Projekte durch. Dies betrifft unter anderem die Entwicklung neuer Methoden und Phantome für Qualitätssicherung und Dosimetrie im Magnetfeld, die Entwicklung von Strategien für die tägliche Planadaption und Evaluation der Ergebnisse, und die Untersuchung von rein auf MR-Bildern basierter Bestrahlungsplanung („MR-only“).

Our group aims to evaluate the potential of online MR-guided adaptive radiotherapy. The combination of a linear accelerator and a magnetic resonance imaging unit enables for online image guidance during radiotherapy. Funded by the German Research Council (DFG), we have been treating patients with a ViewRay MRIdian linac since 2018.

The superior soft tissue contrast of MR imaging compared to cone-beam CT, the possibility of daily online adaption and gating might enable for both tumor dose escalation and simultaneous reduction of normal tissue toxicity. Our aim is to identify how this new technology can be used best from both a medical and technical point of view.

Together with cooperating institutions, we work on both clinical studies and the development of new methods and devices for quality assessment and dosimetry. We also strive to develop strategies for daily online adaption and MR-only treatment planning.

Mitarbeiter-/Innen

Prof. Dr. med. Juliane Hörner-Rieber (Leitende Oberärztin)

Dr. sc. hum. Dipl.-Phys. Sebastian Klüter

Wissenschaftliche Mitarbeiter-/innen

Dr. med. Philipp Hoegen
Dr. med. Sebastian Regnery
Dr. med. Fabian Weykamp
Dr. rer. nat. Katharina Renkamp
M.Sc. Fabian Schlüter

Doktorand-/innen / offene Doktorarbeiten

M.Sc. Carolin Buchele
M.Sc. Carolin Rippke
B.Sc. Lukas Leiner
cand. med. Efthimios Katsigiannopulos
cand. med. Charlotte Herder-Wagner

In unseren aktuellen Projekten können fortlaufend Themen für medizinische und medizinphysikalische Doktorarbeiten sowie Master- und Bachelorarbeiten vergeben werden. Bei Interesse bitten wir um direkte Kontaktaufnahme.

Kooperationspartner-/innen

Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie, LMU München

Universitätsklinik für Radioonkologie, Universitätsklinikum Tübingen

Klinik für Radio-Onkologie, Universitätsspital Zürich

Forschungsschwerpunkte / Aktuelle Projekte

MR-Linac II: Aktuell werden alle am MR-Linac behandelten Patienten in eine prospektive, nicht-interventionelle Phase-II-Studie eingeschlossen, welche das Potential der MR-geführten Strahlentherapie untersucht.

MAESTRO (MR-guided adaptive stereotactic radiotherapy for hepatic metastases): MR-geführte adaptive stereotaktische Bestrahlung von Lebermetastasen

MAGELLAN (Magnetic resonance guided adaptive stereotactic body radiotherapy for lung tumors in ultracentral location): MR-geführte adaptive stereotaktische Bestrahlung von ultrazentralen Lungentumoren

SMILE (Stereotactic MRI-guided radiation therapy for localized prostate cancer): MR-geführte stereotaktische Bestrahlung von Patienten mit Niedrig-Risiko- oder Intermediärem-Risiko-Prostatakarzinomen

PUMA (Pulmonary Magnetic Resonance-guided Online Adaptive Radiotherapy of Locally Advanced Non-Small Cell Lung Cancer): Multizentrischer Vergleich verschiedener Plattformen (MRIdian® Viewray, Unity® Elekta, ETHOS® Varian mit MRT-Shuttle) zur MR-geführten adaptiven Bestrahlung lokal fortgeschrittener nichtkleinzelliger Bronchialkarzinome (NSCLC)

Literatur / Publikationen

To fly or not to fly: Stereotactic MR-guided adaptive radiotherapy effectively treats ultracentral lung tumors with favorable long-term outcomes // Regnery S, Katsigiannopulos E, Hoegen P, Weykamp F, Sandrini E, Held T, Deng M, Eichkorn T, Buchele C, Rippke C, Renkamp K, König L, Lang K, Thomas M, Winter H, Adeberg S, Klüter S, Debus J, Hörner-Rieber J // Lung Cancer. 2023 Mar 21;179:107175
A body mass index-based method for "MR-only" abdominal MR-guided adaptive radiotherapy // Rippke C, Renkamp K, Stahl-Arnsberger C, Miltner A, Buchele C, Hörner-Rieber J, Ristau J, Debus J, Alber M, Klüter S // Z Med Phys. 2023 Feb 7;S0939-3889(22)00134-9
Stereotactic magnetic resonance-guided online adaptive radiotherapy of adrenal metastases combines high ablative doses with optimized sparing of organs at risk // Hoegen P, Katsigiannopulos E, Buchele C, Regnery S, Weykamp F, Sandrini E, Ristau J, Liermann J, Meixner E, Forster T, Renkamp K, Schlüter F, Rippke C, Debus J, Klüter S, Hörner-Rieber J // Clin Transl Radiat Oncol. 2022 Dec 19;39:100567
Dosimetric Benefit of Adaptive Magnetic Resonance-Guided Stereotactic Body Radiotherapy of Liver Metastases // Weykamp F, Katsigiannopulos E, Piskorski L, Regnery S, Hoegen P, Ristau J, Renkamp K, Liermann J, Forster T, Lang K, König L, Rippke C, Buchele C, Debus J, Klüter S, Hörner-Rieber J // Cancers (Basel). 2022 Dec 8;14(24):6041
SMART ablation of lymphatic oligometastases in the pelvis and abdomen: Clinical and dosimetry outcomes. // Regnery S, Buchele C, Piskorski L, Weykamp F, Held T, Eichkorn T, Rippke C, Katharina // Renkamp C, Klüter S, Ristau J, König L, Koerber SA, Adeberg S, Debus J, Hörner-Rieber J. Radiother Oncol. 2022 Mar;168:106-112.
Quality assurance for on‐table adaptive magnetic resonance guided radiation therapy: A software tool to complement secondary dose calculation and failure modes discovered in clinical routine // Rippke C, Schrenk O, Renkamp CK, Buchele C, Hörner-Rieber J, Debus J, Alber, M, Klüter, S // J Appl Clin Med Phys. 2022 Mar;23(3):e13523
Adaptive MR-guided Stereotactic Radiotherapy is Beneficial for Ablative Treatment of Lung Tumors in High-risk Locations // Regnery S, Buchele C, Weykamp F, Hoegen P, Eichkorn T, Held T, Ristau J, Rippke C, König L, Thomas M, Winter H, Adeberg S, Debus J, Klüter S, Hörner-Rieber, J // Front Oncol. 2022 Jan 11;11:757031.
Stereotactic body radiotherapy of lymph node metastases under MR-guidance: First clinical results and patient-reported outcomes // Weykamp F, Herder-Wagner C, Regnery S, Hoegen P, Renkamp CK, Liermann J, Rippke C, Koerber SA, König L, Buchele C, Klüter S, Debus J, Hörner-Rieber J // Strahlenther Onkol. 2022 Jan;198(1):56-65.
MR-guided radiotherapy of moving targets // Spindeldreier CK, Klüter S, Hoegen P, Buchele C, Rippke C, Tonndorf-Martini E, Debus J, Hörner-Rieber J // Radiologe. 2021 Dec;61(Suppl 1):39-48
Magnetic resonance-guided stereotactic body radiotherapy of liver tumors: Initial clinical experience and patient-reported outcomes // Weykamp F, Hoegen P, Klüter S, Spindeldreier CK, König L, Seidensaal K, Regnery S, Liermann J, Rippke C, Koerber SA, Buchele C, Debus J, Hörner-Rieber J // Front Oncol. 2021 Jun 9;11:610637.
Stability of conventional and machine learning-based tumor auto-segmentation techniques using undersampled dynamic radial bSSFP acquisitions on a 0.35 T hybrid MR-linac system. // Friedrich F, Hörner-Rieber J, Renkamp CK, Klüter S, Bachert P, Ladd ME, Knowles BR. // Med Phys. 2021 Feb;48(2):587-596.
MR-guided radiotherapy: the perfect partner for immunotherapy? // Hoerner-Rieber J, Klüter S, Debus J, Adema GJ, Ansems M, Verheij M // Front Oncol. 2021 Feb 2;10:615697.
A practical implementation of risk management for the clinical introduction of online adaptive Magnetic Resonance-guided radiotherapy // Klüter S,Schrenk O, Spindeldreier CK, Gliessmann S, Kress M, Debus J, Hörner-Rieber J // Phys Imaging Radiat Oncol. 2021 Jan 22;17:53-57.
Magnetresonanz (MR)-geführte Strahlentherapie: Der Beginn einer neuen Ära in der Radioonkologie? // Hoegen P, Spindeldreier CK, Buchele C, Rippke C, Regnery S, Weykamp F, Klüter S, Debus J, Hörner-Rieber J // Radiologe. 2021 Jan;61(1):13-20.
First prospective clinical evaluation of feasibility and patient acceptance of magnetic resonance-guided radiotherapy in Germany // Klüter S, Katayama S, Spindeldreier CK, Koerber SA, Major G, Alber M, Akbaba S, Debus J, Hörner-Rieber J // Strahlenther Onkol. 2020 Aug;196(8):691-698
Direct determination of k(B,Q,Q0) for cylindrical ionization chambers in a 6 MV 0.35 T MR-linac. // Krauss A, Spindeldreier CK, Klüter S. // Phys Med Biol. 2020, 65(23):235049.
Technical design and concept of a 0.35 T MR-Linac. // Klüter S. // Clin Transl Radiat Oncol 2019, 18:98101.