Intraoperativ navigierte Markierung von Tumorresektionsgrenzen zur Planung adjuvanter Bestrahlungsvolumina

Intraoperative navigated marking of tumor resection margins for planning target volumes in adjuvant radiotherapy

by Frederik Holdorf
Doctoral thesis
Date of Examination:2025-08-26
Date of issue:2025-08-22
Advisor:PD Dr.Dr. Boris Schminke
Advisor:Prof. Dr. Stefan Rieken
Referee:PD Dr.Dr. Boris Schminke
Referee:Prof. Dr. Stefan Rieken
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-11445

 

 

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Abstract

English

Oral squamous cell carcinoma is among the most common tumor entities worldwide. In addition to surgery, adjuvant radiation therapy is an important element of oncological treatment. Intensity-modulated radiation therapy (IMRT) achieves intensified irradiation of risk areas while preserving healthy tissue. Precise contouring of the clinical target volume (CTV) is therefore essential for optimal tumor control and minimizing the risk of side effects. However, defining the CTV in the postoperative setting is difficult due to changes in anatomy, tissue loss and the plastic reconstruction techniques used. One approach is to mark the tumor resection margins intraoperatively using special navigation systems. This study examines whether the use of such intraoperative digital markings allows a reduction of the CTV. In patients with extensive resections of the oral cavity, resection margins were marked using intraoperative navigation. After surgery, these digital coordinates were imported into the radiation planning software and matched with postoperative imaging. The CTVs were then contoured using the markers and compared with the conventional contoured target volumes. The study demonstrates that the use of intraoperative navigated tumor bed markings for contouring target volumes enables a significant reduction of the CTV. We established a personalized digital workflow for the exchange of information between the involved disciplines in our clinic.
Keywords: computer-assisted surgery; adjuvant radiotherapy; clinical target volume; oral squamous cell carcinoma

German

Mundhöhlenkarzinome gehören zu den häufigsten Tumorentitäten weltweit. Neben der Chirurgie ist die adjuvante Radiatio wesentlicher Bestandteil der onkologischen Therapie. Die intensitätsmodulierte Radiotherapie (IMRT) erreicht eine hochkonformale Bestrahlung von Risikobereichen, während gesundes Gewebe geschont wird. Eine präzise Konturierung des Clinical target volume (CTV) ist für eine optimale Tumorkontrolle und die Risikominimierung von Nebenwirkungen somit entscheidend. Die Festlegung des CTV ist im postoperativen Setting jedoch aufgrund der veränderten Anatomie, des Gewebsverlusts und der entsprechenden plastischen Rekonstruktionstechniken erschwert. Ein Lösungsansatz besteht in der intraoperativen Markierung der Tumorresektionsgrenzen mithilfe spezieller Navigationssysteme. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob die Nutzung solcher intraoperativen, digitalen Markierungen eine Reduktion des CTV ermöglicht. Dabei erfolgte bei Patienten mit ausgedehnten Resektionen der Mundhöhle eine navigierte Markierung der Resektionsgrenzen. Postoperativ wurden diese digitalen Koordinaten in die Bestrahlungsplanungssoftware importiert und mit der postoperativen Bildgebung gematched. Anschließend wurden die CTVs mithilfe der Marker konturiert und mit den unabhängig davon erstellten konventionell konturierten Zielvolumina verglichen. Die Arbeit zeigt, dass die Nutzung intraoperativ navigierter Tumorbettmarkierungen zur Zielvolumenkonturierung eine signifikante Reduktion des CTV ermöglicht. Wir etablierten einen personalisierten digitalen Workflow zum Informationsaustausch zwischen den beteiligten Fachdisziplinen in unserer Klinik.
Schlagwörter: Mundhöhlenkarzinom; Intraoperative Navigation; Zielvolumen; Adjuvante Bestrahlung
 
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