Ziel der Strahlentherapie ist es durch ionisierende Strahlung das Wachstum eines Tumors innerhalb eines Patienten bei möglichst geringer Schädigung von umliegendem Normalgewebe zu kontrollieren. Vor dem Beginn einer strahlentherapeutischen Behandlung steht jedoch ein virtueller Planungsprozess um für jeden individuellen Patienten die optimale Therapie zu bestimmen. Dafür wird die innerhalb des Patienten deponierte Strahlungsenergie mit physikalischen Dosisberechnungsalgorithmen simuliert und mathematischen Methoden optimiert. Das Resultat dieses Prozess, der sog. Bestrahlungsplan, ist zentrale Grundlage für klinische Therapieentscheidungen.
Im klinischen Routinebetrieb werden für diesen computer-gestützten Prozess geschlossene Softwarelösungen von zertifizierten Herstellern verwendet, welche die Weiterentwicklung, Forschung und Lehrmöglichkeiten in diesem Bereich stark einschränken. Um diese Lücke zu schließen wurde in unserer Forschungsgruppe am Deutschen Krebsforschungszentrum eine Bestrahlungsplanungssoftware namens matRad (MATLAB® und radiation) entwickelt. matRad ist komplett in MATLAB implementiert. Die Software bildet die Pipeline von Patientendaten-Import, Dosisberechnung bis hin zur Dosisoptimierung ab und kann sowohl über ein Skripting Interface als auch eine graphische Nutzeroberfläche flexibel für Forschung und Lehre eingesetzt werden. Eine kliniknahe Nutzung am Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum wird derzeit erprobt.
Wir haben unser Software Paket unter der GNU General Public License (GPLv3) auf dem öffentlichen Versionsverwaltungssystem GitHub zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus haben wir die Funktionsweise von matRad mit einem klinisch zertifizierten System validiert und die Ergebnisse im Medical Physics Journal als Open Access Artikel veröffentlicht. Derzeit wird matRad weltweit an 19 Forschungs- und Lehrinstituten im Bereich der Strahlentherapie verwendet.
