Positioniersystem ermöglicht hoch dosierte Behandlung von Krebs in der Wirbelsäule und Lunge: Strahlen treffen Tumor millimetergenau

Positioniersystem ermöglicht hoch dosierte Behandlung von Krebs in der Wirbelsäule und Lunge
Strahlen treffen Tumor millimetergenau

Mit einer hohen Strahlendosis können Krebsgeschwulste in nur einer Behandlung zerstört werden. Damit jedoch kein gesundes Gewebe zerstört wird, muss die Strahlenquelle äußerst präzise positioniert werden. Möglich ist dies mit einer Technik, die jetzt am Universitätsklinikum Erlangen installiert wurde.

DÜSSELDORF. Mit einer millimetergenauen Bestrahlungstechnik wollen Krebsspezialisten im Universitätsklinikum Erlangen künftig neben Hirntumoren auch andere Krebszellen abtöten. Sie verwenden dazu ein röntgenbasiertes Positioniersystem, das dafür sorgt, dass die Strahlen den Tumor so präzise treffen, dass kein umliegendes gesundes Gewebe während der Bestrahlung geschädigt wird. Die Technik schafft nach Aussage der Mediziner die Voraussetzung dafür, dass Krebs mit einer hohen Dosis an Röntgenstrahlen in nur einer einzigen Behandlung ohne Nebenwirkungen zerstört werden kann.

Das Münchener Medizintechnikunternehmen Brainlab entwickelte dieses Positioniersystem für die Strahlenquelle. Es besteht aus einem Röntgensystem zur Positionsbestimmung und einem Computerprogramm, mit dem die optimale Lage des Patienten berechnet wird. Im Boden des Bestrahlungsraumes wurden dazu zwei Röntgenröhren versenkt. Diesen Röhren sind an der Decke gegenüber zwei Röntgen-Detektoren angeordnet. Mit dem Röntgensystem werden kurz vor der Bestrahlung aus zwei unterschiedlichen Winkeln Röntgenbilder erstellt, die die räumliche Lage des Patienten präzise ermitteln.

Das von Brainlab entwickelte Softwareprogramm vergleicht diese Daten mit den vorab in einer Datenbank abgelegten 3D-Daten des Patienten aus der Computertomographie und ermittelt Abweichungen von der Sollposition in Millimetergenauigkeit. Dabei wertet das Computerprogramm die in den Röntgenbildern abgebildeten Knochenstrukturen aus. Anschließend positioniert die computergesteuerte Behandlungsliege den Patienten so, dass die Strahlquelle direkt auf den Tumor gerichtet ist.

"Wir erwarten, dass wir mit diesem Verfahren die Heilungsraten entscheidend verbessern können", sagt Rolf Sauer, Direktor der Universitäts-Strahlenklinik in Erlangen. Durch das computergesteuerte und vollautomatische Positioniersystem könne nicht nur die Effizienz, sondern auch die Präzision der Behandlung deutlich gesteigert werden. Die Betreiber des neuen Bestrahlungszentrums wollen künftig nicht nur Tumore im Gehirn, sondern auch an der Lunge und am Rückenmark mit dieser Technik behandeln.

Die Einmalbestrahlung von Krebsgeschwulsten mit hoher Dosis wird seit Jahren vor allem bei der Behandlung von Gehirntumoren angewandt. Dabei wird der Schädel des Patienten mit einem mechanischen System fixiert. Ein so genannter stereotaktischer Ring, mit dem die Lage des Tumors über ein Koordinatenkreuz genau bestimmt werden kann, wird unter örtlicher Betäubung an den Schädelknochen angeschraubt. Die knöchernen Strukturen des Patientenkopfes dienen dabei als Referenzsystem, um Tumore mit hochenergetischen, stark gebündelten Röntgenstrahlen aus vielen Richtungen gezielt bestrahlen zu können.

Zwar ist diese aufwendige und für den Patienten unangenehme Prozedur auch noch bei der neuen Bestrahlungsanlage notwendig. "Doch mit unserem System ist es uns gelungen, den gesamten Positioniervorgang, der heute noch dreißig bis sechzig Minuten dauert, auf wenige Minuten zu reduzieren", sagt Stefan Vilsmeier, Gründer und Vorstandsvorsitzender der Brainlab AG.

Mit der neuen Positioniertechnik könnte in wenigen Monaten vielleicht sogar auf die Fixierung des Kopfes verzichtet werden. "Wir arbeiten zurzeit an Masken, mit denen wir mit einer vergleichbaren Genauigkeit die Lage des Tumors bestimmen und beschreiben können", berichtet Vilsmeier. Diese müssten jedoch zunächst im klinischen Einsatz getestet werden. Mit ähnlichen Hilfsmitteln erfolge heute die Lagebestimmung von Tumoren in der Wirbelsäule oder in der Lunge.

Das Universitätsklinikum Erlangen ist die erste Klinik in Deutschland, an der das Positioniersystem von Brainlab eingesetzt wird. "Für die Patienten in Erlangen ist diese neue Bestrahlungsanlage sicher ein Fortschritt", sagt Wolfgang Schlegel, Leiter der Abteilung Medizinische Physik im Deutschen Krebsforschungszentrum (DFKZ) in Heidelberg. Neu sei die Technik jedoch nicht. "An mehreren Kliniken weltweit werden ähnliche Systeme eingesetzt", berichtet der DFKZ-Forscher, der sich seit Jahren mit der Präzisionsstrahlentherapie beschäftigt. Die Anlagen mussten meist jedoch von verschiedenen Herstellern zusammengekauft und verknüpft werden. "Da hatten es die Erlangener Mediziner einfacher. Die Technik wurde von einem Anbieter geliefert und installiert", sagt Schlegel.

Eine wirkliche Verbesserung bei der Bestrahlung von Tumoren sei künftig nur mit einer Kombination von Strahlenquelle und Röntgentomographie zu erreichen, unterstreicht der Krebsforscher. Mit dieser Technik, die am Krebsforschungszentrum installiert ist, kann die Position von Krebszellen in Organen wie der Prostata dreidimensional erfasst werden, ohne dass das Organ vorher mit implantierten Markern gekennzeichnet werden muss.

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