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Current prognostic models for soft tissue sarcoma (STS) patients are solely based on staging information. Treatment-related data have not been included to date. Including such information, however, could help to improve these models. A single-center retrospective cohort of 136 STS patients treated with radiotherapy (RT) was analyzed for patients’ characteristics, staging information, and treatment-related data. Therapeutic imaging studies and pathology reports of neoadjuvantly treated patients were analyzed for signs of response. Random forest machine learning-based models were used to predict patients’ death and disease progression at 2 years. Pre-treatment and treatment models were compared. The prognostic models achieved high performances. Using treatment features improved the overall performance for all three classification types: prediction of death, and of local and systemic progression (area under the receiver operatoring characteristic curve (AUC) of 0.87, 0.88, and 0.84, respectively). Overall, RT-related features, such as the planning target volume and total dose, had preeminent importance for prognostic performance. Therapy response features were selected for prediction of disease progression. A machine learning-based prognostic model combining known prognostic factors with treatment- and response-related information showed high accuracy for individualized risk assessment. This model could be used for adjustments of follow-up procedures.

Introduction Radiomics, a recently introduced concept, describes quantitative computerized algorithm-based feature extraction from imaging data including computer tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRT), or positron-emission tomography (PET) images. For radiation oncology it offers the potential to significantly influence clinical decision-making and thus therapy planning and follow-up workflow. Methods After image acquisition, image preprocessing, and defining regions of interest by structure segmentation, algorithms are applied to calculate shape, intensity, texture, and multiscale filter features. By combining multiple features and correlating them with clinical outcome, prognostic models can be created. Results Retrospective studies have proposed radiomics classifiers predicting, e. g., overall survival, radiation treatment response, distant metastases, or radiation-related toxicity. Besides, radiomics features can be correlated with genomic information ("radiogenomics") and could be used for tumor characterization. Discussion Distinct patterns based on data-based as well as genomics-based features will influence radiation oncology in the future. Individualized treatments in terms of dose level adaption and target volume definition, as well as other outcome-related parameters will depend on radiomics and radiogenomics. By integration of various datasets, the prognostic power can be increased making radiomics a valuable part of future precision medicine approaches. Conclusion This perspective demonstrates the evidence for the radiomics concept in radiation oncology. The necessity of further studies to integrate radiomics classifiers into clinical decision-making and the radiation therapy workflow is emphasized.

Image-guided radiotherapy (IGRT) has been integrated into daily clinical routine and can today be considered the standard especially with high-dose radiotherapy. Currently imaging is based on MV- or kV-CT, which has clear limitations especially in soft-tissue contrast. Thus, combination of magnetic resonance (MR) imaging and high-end radiotherapy opens a new horizon. The intricate technical properties of MR imagers pose a challenge to technology when combined with radiation technology. Several solutions that are almost ready for routine clinical application have been developed. The clinical questions include dose-escalation strategies, monitoring of changes during treatment as well as imaging without additional radiation exposure during treatment.

To describe an emerging concept of high-precision radiotherapy, a modality characterized by adaptation to patient and organ movements, which might occur between fractions or even during radiation delivery. Today’s unprecedented technical capabilities to visualize the target volume and create conformal dose distributions allow for avoidance of critical structures or targeted treatment intensification within a conventionally imaged, anatomically defined tumor. The success of selective dose escalation depends on (1) correct staging and target volume identification, which can be improved by biological imaging, and (2) identification of biologically relevant subvolumes, which determine tumor control. Current efforts are directed at different methods, such as positron emission tomography and magnetic resonance spectroscopy, and integrating them into treatment planning. Early clinical trials assessing the safety and efficacy of image- and biology-guided radiotherapy are ongoing. The same modalities might be used to determine the individual tumor response during treatment and to adapt therapy. Temporal changes in tumor biology, which might represent both a challenge and a chance with regard to adaptation of treatment, need to be addressed in greater detail.

Nowadays, multileaf collimation of the treatment fields from medical linear accelerators is a common option. Due to the design of the leaf sides, the tongue and groove effect occurs for certain multileaf collimator applications such as the abutment of fields where the beam edges are defined by the sides of the leaves. In this study, the tongue and groove effect was measured for two pairs of irregular multileaf collimator fields that were matched along leaf sides in two steps. Measurements were made at 10 cm depth in a polystyrene phantom using Kodak EDR2 films for a photon beam energy of 6 MV on an Elekta Sli-plus accelerator. To verify the measurements, full Monte Carlo simulations were done. In the simulations, the design of the leaf sides was taken into account and one component module of BEAM code was modified to correctly simulate the Elekta multileaf collimator. The results of measurements and simulations are in good agreement and within the tolerance of film dosimetry.

Das lokal begrenzte Prostatakarzinom kann durch interstitielle Brachytherapie mit Jod-125-Seeds erfolgreich therapiert werden. Es wird ein hierzu geeignetes klinikinternes physikalisch-technisches Qualitatssicherungsprogramm vorgestellt. Weiterhin werden die Anforderungen der neuen deutschen Strahlenschutzverordnung (StrlSchV), die am 1. August 2001 in Kraft getreten ist, berucksichtigt. Material und Methoden: Fur die Jod-125-Monotherapie der Prostata werden RAPID STRANDS® (Amersham Health, Braunschweig, Germany) verwendet. Die Ermittlung der Korperdosis des beruflich strahlenexponierten Personals wird entsprechend den Vorgaben der neuen StrlSchV nach den neuen Messgrosen Hp (10) und Hp (0,07) vorgenommen. Die Kenndosisleistung der Seeds wird mit einer kalibrierten Schachtkammer vom Typ HDR 1000 Plus und mit einem Elektrometer vom Typ MAX 4000 gemessen. Die sonographischen Schichtbilder der Prostata werden mit einem Falcon-Ultraschallgerat vom Typ 2101 (B-K Medical A/S, Danemark) aufgenommen. Fur die Bestrahlungsplanung wird das Programm VariSeed (Fa. Varian, Darmstadt, Deutschland) verwendet. Die korrekte Beladung der Nadeln wird vor Applikation autoradiographisch kontrolliert. Nach Applikation werden im OP-Raum Strahlenschutzmessungen durchgefuhrt. Ergebnisse: Beim Personal ergaben sich, bezogen auf jeweils zwei Applikationen, fur die Tiefen-Personendosis Hp (10) Messwerte zwischen 0 μSv und 14 μSv. Bei der Uberwachung der Strahlenexposition der Hande ergaben sich Oberflachen-Personendosiswerte Hp (0,07) von bis zu 1 mSv. Die Kenndosisleistungswerte der RAPID STRANDS® lagen alle im 95%-Konfidenzintervall, das vom Hersteller zugesichert wird. Die Autoradiographieaufnahmen dokumentierten – bis auf einen Fall – die korrekte Nadelbeladung. Die interstitielle transperineale Applikation der Jod-125-Seeds konnte bei allen Patienten wie geplant erfolgen. Der OP-Raum zeigte bisher bei den Strahlenschutzmessungen keine Kontamination. Schlussfolgerung: Das vorgestellte physikalisch-technishce Qualitatssicherungsprogramm deckt den physikalisch-technischen Bereich der klinikinternen Qualitatssicherung ab und lies sich problemlos in den Behandlungsablauf integrieren. Es hat folgende Vorteile: Die autoradiographische Dokumentation der korrekt beladenen Nadeln ist der Nachweis dafur, dass die Voraussetzung fur die Erzeugung der verordneten Dosisverteilung erfullt ist. Die klinikinterne Bestimmung der Kenndosisleistung ist die Grundlage zur korrekten Dosisapplikation.

Durch interstitielle Brachytherapie mit Jod-125-Seeds kann das lokal begrenzte Prostatakarzinom erfolgreich therapiert werden. Es wird die Technik der transperinealen Permanentimplantation von Jod-125-Seeds mit intraoperativer Bestrahlungsplanung vorgestellt, die fur eine Therapie des Prostatakarzinoms bis zum Studium T2a geeignet ist. Material und Methode: Einige Wochen vor der Seedimplantation wird mithilfe von transrektalem Ultraschall (TRUS) das Prostatavolumen bestimmt, um die benotigte Anzal der Jod-125-Seeds abzuschatzen. Zu Beginn der Behandlung wird die Prostata durch zwei perineal gesetzte Nadeln fixiert. Anschliesend wird eine ultraschallbasierte, intraoperative Bestrahlungsplanung durchgefuhrt, mit der die Verteilung der Seeds in der Prostata optimiert wird. Zur interstitiellen Brachytherapie werden RAPID STRANDS® verwendet, d. h. die Jod-125-Seeds sind in einem versteiften Vicrylgewebe in 1-cm-Abstanden eingebettet. Bei der Applikation der Jod-125-Seeds wird die transversale Positionierung der Applikationsnadeln mit TRUS und die kraniokaudale Positionierung der Applikationsnadeln mithilfe einer Durchleuchtungseinheit und TRUS uberwacht. Ungefahr 4 Wochen nach der Seedimplantation wird mithilfe von CT-Schichtbildern eine postoperative Berechnung der Dosisverteilung der applizierten Seeds durchgefuhrt. Ergebnisse: Das Verfahren hat den Vorteil, dass Ultraschallbildaufnahme, Bestrahlungsplanung und Seedapplikation bei unveranderter Prostatalage durchgefuhrt werden. Bei der Applikation ermoglicht die kombinierte Bildgebung aus TRUS und Durchleuchtung eine sichere Platzierung der Seeds in der Prostata. Schlussfolgerung: Die Methoden zur Berechnung der tatsachlich erreichten Dosisverteilung mussen noch optimiert werden, da die postoperative Uberprufung des individuellen Ergebnisses bisher nur mit methodisch bedingten Schwierigkeiten moglich ist.

Konformationstechniken, wie sie heutzutage routinemasig fur Patienten mit Prostatakarzinom angewandt werden, erlauben, durch Adaption der Bestrahlungsfelder an das Planungszielvolumen (PTV) umliegendes Normalgewebe zu schonen. Um die Vorteile dieser Techniken jedoch vollstandig nutzen zu konnen, ist die korrekte Patientenpositionierung eine wichtige Voraussetzung. In dieser Studie wurde mittels Portal-Imaging (EPID) untersucht, welche Positionierungsgenauigkeiten im Beckenbereich unter Verwendung unterschiedlicher Lagerungshilfen moglich sind.

106Ru-Augenapplikatoren der Fa. Bebig (Berlin) werden zur strahlentherapeutischen Behandlung von intraokularen Tumoren eingesetzt. Die Applikatoren werden sklerakontaktierend am Bulbus fixiert und nach mehreren Tagen wieder entfernt. Durch eine klinikinterne Eingangsprufung wurden folgende therapierelevante Mangel bei den Augenapplikatoren entdeckt: mangelhafte Dichtheit und inkonsistente Dosisleistungsangaben des Herstellers. Ein Teil dieser klinikinternen Eingangsprufung wurde inzwischen vom Hersteller der 106Ru-Augenapplikatoren ubernommen und erfolgreich eingesetzt.

Monte-Carlo-Dosisberechnungsverfahren fur klinische Photonen- und Elektronenstrahlung besitzen das Potential, die Dosis mit einer Genauigkeit von besser als ±2% vorhersagen zu konnen. Um diese Prazision zu erreichen, ist jedoch die Kenntnis der Wechselwirkungseigenschaften in jedem Volumenelement essenziell.

Durch Einfuhrung der HDR-Brachytherapie in Afterloading-Technik konnte die Strahlenbelastung des beruflich strahlenexponierten Personals minimiert werden. Allerdings werden bei Afterloading-Geraten immer wieder Storungen bei der Strahlerruckfuhrung gemeldet, die sofortige Masnahmen zur Schadensbegrenzung erforderlich machen.