Strahlentherapie: Kopfmasken überflüssig machen

Mehr Sicherheit in der Strahlentherapie: Forschende wollen eine Mehtode zur präzisen Positionerung der Patienten und kontinuierlichen Bewegungskontrolle entwickeln, damit auf Masken verzichtet werden kann.

Da es bei der Strahlentherapie darauf ankommt, dass Patienten bei jeder Bestrahlungseinheit die gleiche Position innehaben, kommen besonders bei Kopftumoren unbequeme Masken und Stützen zum Einsatz.

Das Forschungsprojekt an der Fakultät Geoinformation der HTWD ielt darauf ab, eine Methode zu entwickeln, die weitestgehend auf diese Hilfsmittel verzichtet und eine Behandlung in einer angenehmeren, zum Beispiel halbaufrechten Position ermöglicht. Durch den Einsatz eines kamerabasierten Trackingsystems soll eine präzise und berührungslose Positionierung des Patienten sowie eine kontinuierliche Bewegungskontrolle während der Therapie realisiert werden. Dafür erfassen mehrere im Behandlungsraum angebrachte Kameras kontinuierlich die individuellen Gesichts- oder Körpermerkmale des Patienten, welche nachfolgend mit Hilfe Künstlicher Intelligenz (KI) nachprozessiert werden.

In Kombination mit den 3-D-Daten der Computertomographie (CT) soll so ein optisches berührungsloses Bewegungsanalyseverfahren realisiert werden. Notwendig dafür ist ein universell parametrisierbares Mensch-Modell („Digitaler Zwilling“), welches die individuelle Beschaffenheit der Patienten abbilden kann.

Genau hier setzt das Forschungsprojekt an der Fakultät Geoinformation der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTWD) an, da vorhandene Modelle bislang anatomisch nicht ausreichend detailliert für die Anforderungen der Strahlentherapie sind. Die Forschenden streben ein Kopfmodell an, das auf den vorhandenen CT-Daten der Bestrahlungsplanung und den Beobachtungsdaten des Kamerasystems basiert. So sollen die anatomische Korrektheit sowie die individuelle Beschreibung der Patienten gesichert sein.

„Mit extrahierten keypoints des Kopfes, sogenannten facial landmarks, in Kombination mit photogrammetrischen Methoden entwickeln wir so einen redundanten Algorithmus, der zudem die eingesetzten KI-Methoden überprüfbar macht. Durch die Kombination von CT-Daten und photogrammetrischen Bilddaten können die Kameras von außen die innere Position des Tumors exakt bestimmen.“, erläutert Prof. Danilo Schneider, der das Projekt zusammen mit den Projektpartnern an der HTWD betreut.

Diese Maßnahme wird mitfinanziert durch Steuermittel auf der Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes und wird kofinanziert von der Europäischen Union.