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Medizin

15. Juli 2017
Seite 1/2
Höchste Präzision bei Krebs-Therapie mit Protonen

Wissenschaftlern ist es gelungen, die Qualität der Bestrahlungsplanung für die Protonentherapie auf ein weltweit einmaliges Niveau zu heben. Sie entwickelten ein neuartiges Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Reichweite des Protonenstrahls und zeigten dessen Gültigkeit für die Anwendung am Patienten. Grundlage hierfür war die in Dresden erstmals zur Bestrahlungsplanung eingesetzte Bildgebungsmethode der Dual-Energy Computertomographie. Patienten der Universitäts Protonen Therapie Dresden (UPTD) profitieren seit Juli 2017 unmittelbar von den Forschungsergebnissen.
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Protonen besitzen für die Krebstherapie besonders günstige Eigenschaften: Sie geben bei richtig gewählter Ausgangsenergie den Großteil ihrer Energie im Tumor ab und kommen kurz darauf zum Stillstand. Gesundes Gewebe wird so optimal geschützt. Dieser besondere Vorteil kommt aber nur dann voll zum Tragen, wenn die positiv geladenen Wasserstoffkerne exakt an der richtigen Stelle im Körperinneren stoppen. Aus diesem Grund müssen die Medizinphysiker die Eigenschaften der vor dem Tumor liegenden Gewebe so genau wie möglich bestimmen. Denn sie bedingen, wie stark der Protonenstrahl bei seinem Weg durch den Körper abgebremst wird.

Die Analyse der Gewebeeigenschaften erfolgt in der Regel anhand einer aus zahlreichen Schnittbildern zusammengesetzten Computertomographie (CT)-Aufnahme. An der Universitäts Protonen Therapie Dresden wird hingegen seit 2015 erstmals die Dual-Energy Computertomographie (DECT) zur Bestrahlungsplanung eingesetzt. Das Verfahren liefert jeweils zwei CT-Aufnahmen, die mit unterschiedlichen Röntgen-Energien erzeugt werden. Aus ihnen lassen sich deutlich mehr Informationen über die Zusammensetzung von Geweben gewinnen als bisher.
 
Tumoren mit höchster Zielgenauigkeit zerstören

 
Anhand von DECT-Aufnahmen von 50 Patienten mit Hirn- oder Prostatatumor konnten OncoRay-Wissenschaftler nun zeigen, dass bei der bisherigen Standardmethode zur Berechnung der Reichweite des Protonenstrahls klinisch relevante Abweichungen auftreten können. „Die Protonen dringen bei tiefliegenden Tumoren etwa vier Millimeter weiter in den Körper ein, als es unsere bisherigen Berechnungen voraussagen“, erklärt Dr. Christian Richter, Leiter der Gruppe „Hochpräzisionsstrahlentherapie“ am OncoRay-Zentrum und am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf.

Zur Auswertung der DECT-Bilder nutzten die Wissenschaftler ein neues, sehr präzises Berechnungsverfahren, das Forscher des DKFZ als Teil des Heidelberger Instituts für Radioonkologie (HIRO) entwickelten. Mit diesem Algorithmus lässt sich das Bremsvermögen des Gewebes in jedem Bildpunkt bestimmen. In umfangreichen Untersuchungen konnten die Dresdner und Heidelberger Forscher nachweisen, dass das Verfahren in realen Bedingungen im menschlichen Gewebe sehr genau und verlässlich funktioniert. „Hiervon ausgehend konnten wir die bisherige Planungsmethode um die systematische Abweichung korrigieren. Damit können wir den Tumor ab sofort noch zielgenauer bestrahlen. Dadurch, dass der Strahl durch die verbesserte Planung weniger tief in den Körper eindringt, wird zudem noch weniger gesundes Gewebe hinter dem Tumor mitbestrahlt“, erklärt Prof. Mechthild Krause, Leiterin der Protonentherapie und Direktorin des OncoRay-Zentrums. Hiervon profitieren seit Juli 2017 rund Dreiviertel aller Patienten an der Dresdner Protonentherapie.
 
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