teletherapieEinrichtung eines Bestrahlungsraums [1].Zur therapeutischen Anwendung von Strahlung werden unterschiedliche Strahlungsarten eingesetzt: Photonen-, Elektronen-, Protonen- und Schwerionen-Strahlung. Diese Strahlungen werden auf unterschiedliche Weise erzeugt und ihre Eigenschaften in den verschiedenen Therapieverfahren genutzt (siehe Tabelle).

Die Strahlung wird in der Regel mit Hilfe von Teilchenbeschleunigern generiert und auf die gewünschte Energie gebracht. Für den Patienten ist nur ein Teil der Technik sichtbar. Für den Fall der Photonentherapie sind in der nebenstehenden Abbildung die sichtbaren Vorrichtungen im Bestrahlungsraum dargestellt: Teile des Teilchenbeschleuniger (Linearbeschleuniger) selbst, das Bestrahlungsfeld, der Behandlungstisch und die Lasermarkierungen, die der genauen Positionierung des Patienten dienen.

In der Teletherapie werden unterschiedliche Techniken und Verfahren angewandt, die der optimalen Bestrahlung jedes individuellen Tumors dienen. Welche Strahlung (Photonen, Elektronen, etc.) und welche Technik angewandt wird, ist sowohl tumor- als auch patientenspezifisch und wird vom Behandlungsteam entschieden. Am häufigsten wird Photonen- und Elektronenstrahlung verwendet.

Für die Teletherapie stehen unter anderen die im folgenden genannten Bestrahlungstechniken zur Verfügung. Der eigentlichen Bestrahlung geht in der Regel die Planung der Bestrahlung auf Basis von CT-Aufnahmen (siehe Computertomographie) voraus. Dieser Prozess aus Planung und Bestrahlung wird auch als 3D-konformale Strahlentherapie bezeichnet.

Allgemeine Konzepte

3D-konformale Strahlentherapie

Bei einer 3D-konformalen Strahlentherapie wird das Zielvolumen aus unterschiedlichen Richtungen bestrahlt. Mit Hilfe von Multilamellenkollimatoren (siehe Abbildung rechts) wird das Bestrahlungsfeld an die Form des Tumors angepasst. Dieses Vorgehen stellt die Grundlage für weitere Techniken dar und wird beispielsweise für die Bestrahlung der Prostata häufig verwendet. Die Planung der Bestrahlung erfolgt auf der Basis einer Computertomographie-Untersuchung.

Boost-Bestrahlung

Eine Boost-Bestrahlung wird zusätzlich zur 3D-konformalen Bestrahlung durchgeführt. Dabei wird eine zusätzliche Dosis direkt in das Tumorbett appliziert. Damit soll die lokale Tumorkontrolle erhöht werden.

3dkonformaleMultilamellenkollimator [1]

Spezielle Therapieverfahren

Intensitätsmodulierte Strahlentherapie (IMRT)

Bei einer IMRT werden die Bestrahlungsfelder genau an das sogenannte Zielvolumen (die Körperregion, die therapiert werden soll) angepasst. Dafür wird aus mehreren Richtungen bestrahlt. In jeder Einstrahlrichtung wird das Feld mit sogenannten Multilamellenkollimatoren an die Tumorform angepasst (siehe Abbildung). Außerdem wird die Intensität der Strahlung je nach Einstrahlrichtung und -form optimiert.
Mit dieser Technik können vor allem Tumoren bestrahlt werden, die dicht an Risikoorganen (beispielsweise dem Rückenmark) grenzen (siehe Abbildung rechts). Denn durch die Anpassung der Felder ist ein steiler Dosisabfall am Rand des Zielvolumens möglich und damit auch eine Erhöhung der Dosis im Zielvolumen.

imrtAbstraktion eines Kopf-Hals-Tumors [1]
Intensitätsmodulierte Rotationstherapie

Intensitätsmodulierte Rotationstechniken werden je nach Hersteller auch VMAT™ (Elekta), RapidArc™ (Varian) oder SmartArc™ (Phillips) genannt. Die Techniken sind jedoch vergleichbar. Eine spezielle Form dieses Verfahrens stellt die Tomotherapie dar.
Die intensitätsmodulierte Rotationtherapie ist eine Weiterentwicklung der IMRT. Dabei wird das Bestrahlungsfeld ebenfalls durch Multilamellenkollimatoren an das Zielvolumen angepasst. Zudem rotiert aber während der eigentlichen Bestrahlung die Strahlenquelle um den Patienten. Durch die Anpassung zusätzlicher Parameter (wie die Rotationsgeschwindigkeit) ermöglicht diese Technik weitere Optimierungen der Dosisverteilung und führt damit zu einer besseren Schonung des Normalgewebes. Gleichzeitig ist die Bestrahlungszeit pro Fraktion kürzer als bei einer konventionellen IMRT-Bestrahlung.

Bildgeführte Strahlentherapie (IGRT)

Bei der IGRT ist am Linearbeschleuniger selbst oder im Bestrahlungsraum ein Bildgebungssystem (beispielsweise ein spezieller Computertomograph) installiert. Damit kann direkt vor einer Bestrahlung die Patientenlagerung überprüft oder der Bestrahlungsplan an neue Gegebenheiten, wie etwa einen geschrumpften Tumor, angepasst werden. Diese Technologie ist vor allem dann sinnvoll, wenn hohe Dosen mit einer hohen Genauigkeit appliziert werden sollen.

Tomotherapie

Die Tomotherapie verbindet die IMRT mit der IGRT. Dabei dreht sich der Linearbeschleuniger um den Patienten und kann auch CT-Bilder erzeugen. Damit kann (wie bei der IGRT) beispielsweise die Lagerung des Patienten überprüft und eine Korrektur vorgenommen werden.
Während der eigentlichen Bestrahlung wird der Behandlungstisch vorgeschoben, sodass insbesondere lang gestreckte Tumoren behandelt werden können. Außerdem erfolgt eine Intensitätsmodulation vergleichbar mit einer IMRT. 

Intraoperative Strahlentherapie (IORT)

Mit der IORT kann schon während der Operation eine Bestrahlung durchgeführt werden. Der Vorteil dabei ist, dass das offenliegende Organ, der Tumor oder das Tumorbett direkt mit einer hohen Dosis bestrahlt werden können. Durch die Bestrahlung des Tumorbetts kann das Risiko eines Rezidivs gesenkt werden. Um das Normalgewebe zu schonen, wird ein Tubus verwendet, der direkt auf das zu bestrahlende Gewebe positioniert wird.  

Stereotaktische Radiochirurgie (SRT)

Bei einer SRT wird ein kleines, abgrenzbares Tumorvolumen mit einer hohen Dosis bestrahlt. Es handelt sich dabei um eine sehr präzise und millimetergenaue Bestrahlungstechnik. Deswegen darf sich der Tumor während der Bestrahlung nicht bewegen. Dazu wird ein sogenannter stereotaktischer Rahmen (siehe Abbildung 9) angefertigt, der das zu bestrahlende Körperteil fixiert. In der Regel wird eine Bestrahlung dieser Art in einer Fraktion durchgeführt.

Cyberknife

Bei der robotergestützten Radiochirugie wird eine hohe Dosis mit einer hohen Genauigkeit appliziert. Dafür ist ein kleiner Linearbeschleuniger auf einem Roboterarm montiert, der den Bewegungen des Tumors (etwa durch die Atmung) folgt. Die Bewegungen werden durch ein Bildgebungssystem detektiert und die neuen Koordinaten an den Roboterarm weitergeleitet. Zudem sind mit dem Roboterarm mehr Einstrahlrichtungen möglich als bei einem konventionellen Linearbeschleuniger. Diese Technik wird insbesondere bei Kopf-Hals-Tumoren, aber auch bei Lungen-, Leber und ausgewählten Prostatakarzinomen eingesetzt.

Partikeltherapie

In der Partikeltherapie wird mit Protonen oder Schwerionen (beispielsweise Kohlenstoffionen) bestrahlt. Diese schweren geladenen Teilchen haben auf Grund ihrer vergleichsweise großen Masse ein spezielles Verhalten beim Durchgang durch Materie. Vereinfacht dargestellt deponieren sie den Großteil ihrer Energie in einem sehr begrenzten Areal. So wird das umliegende gesunde Gewebe  weniger belastet als bei einer konventionellen Bestrahlung mit Photonen oder Elektronen. Somit kann im Zielvolumen eine höhere Dosis bei gleichzeitiger Schonung des gesunden Gewebes appliziert werden. Diese Therapie wird vor allem für Tumoren im Kopf-Hals-Bereich angewendet. Auf Grund der hohen technischen Anforderungen, der Komplexität und der Kosten gibt es deutschlandweit nur wenige Zentren, die eine Partikeltherapie durchführen können .

[1] eigene Darstellung