Augen-Tumor-Therapie mit Protonen - Hahn-Meitner-Institut Berlin
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Hahn-Meitner-Institut
Berlin
Augen-Tumor-Therapie
mit ProtonenAugentumoren und ihre Behandlung
Bösartige Tumoren des der Erhalt des Seh-
Auges sind selten. Beson- vermögens davon
ders diejenigen, die sich im abhängig, wie nahe
Augeninneren entwickeln, stel- der Tumor an der Aus-
len die Ärzte aber vor besondere trittsstelle des Sehnervs und
Probleme: Immer ist das gesamte an der Macula liegt, die für das
Auge und damit auch die Sehkraft „Scharfsehen“ zuständig ist. Denn der
gefährdet. Mit jährlich etwa 500 bis 600 Nachteil dieser Methode ist, daß die Strah-
Neuerkrankungen in Deutschland ist das lendosis nicht mit ausreichender Genauig-
maligne Melanom der Aderhaut, der „mitt- keit auf den Tumor begrenzt werden kann.
leren Schicht“ zwischen Lederhaut und Dadurch besteht die Gefahr einer Sehnerv-
Netzhaut, am häufigsten. schädigung, die zur Erblindung führen
kann.
Behandlungsziel: Erhaltung
von Auge und Sehkraft Gezieltere Wirkung geladener
Die Entfernung des gesamten Augapfels Teilchen
wird nur noch bei sehr großen und ander- Eine Alternative bietet die Bestrahlung von
weitig nicht behandelbaren Aderhaut- außen mit Protonen, das heißt mit einem
melanomen durchgeführt. In allen übrigen Teilchenstrahl aus Kernen des Wasserstoff-
Fällen, besonders wenn eine weitgehende Atoms. Der entscheidende Vorteil besteht
Erhaltung der Sehkraft möglich scheint, darin, daß diese Art von Strahlen wesentlich
versucht man heute, das Auge zu retten. präziser auf ein umgrenztes Ziel gerichtet
Neben chirurgischen Verfahren, bei denen werden kann. Je nach gewünschter Ein-
der Tumor herausoperiert wird, kommt in dringtiefe werden die Teilchen auf die be-
erster Linie die Strahlentherapie in Frage. nötigte Energie „beschleunigt“. Sie errei-
Weil die übliche Bestrahlung von außen chen dann das berechnete Ziel, verlieren
aber das gesamte Auge schädigt, wurden hier ihre restliche Energie und führen punkt-
Techniken entwickelt, eine radioaktive genau (oder volumengenau) zur höchsten
Strahlenquelle von hinten direkt an den Strahlendosis. Das Gewebe hinter dem
Tumor zu bringen: die sogenannte Kontakt- Tumor und auch seitlich davon wird optimal
therapie oder Brachytherapie. Dabei ist geschont.Behandlung mit dem Protonenstrahl Protonen: Seit 20 Jahren bewährt betroffenen Auges. So können mit der Pro- bei Aderhautmelanomen tonenbestrahlung grundsätzlich günstigere Die Protonentherapie wird beim Ader- Ergebnisse durch eine wesentlich schonen- hautmelanom bereits seit Mitte der siebzi- dere Behandlung erzielt werden. Am besten ger Jahre mit Erfolg eingesetzt. In rund 96 sind die Resultate der Protonentherapie bei Prozent der Fälle läßt sich der Tumor voll- „kleinen“ Tumoren bis fünfzehn Millimeter kommen zerstören. Der entscheidende Durchmesser, die mehr als drei Millimeter Pluspunkt der Protonentherapie ist, daß vom Sehnerv beziehungsweise von der nicht nur das Auge, sondern bei einem Macula entfernt sind. großen Teil der Patienten auch eine befrie- digende Sehkraft erhalten bleiben. Die Hei- lungschancen sind dabei sogar mindestens genauso gut wie nach Entfernung des Schematische Darstellung der Bestrahlung: Eine Blende, die exakt der Größe des Tumors im Auge ent- spricht, begrenzt seitlich den Strahl. Die Tiefenverteilung regelt ein Reichweiten-Modulator. Die maximale Dosis ist damit präzise begrenzt. Am Ende des Tumors fällt die Dosis auf Null ab.
Protonentherapie jetzt auch in Deutschland
Aufgrund des großen technischen Auf- gung durchläuft. Mit einem präzise gesteu-
wands, der zur Erzeugung des Protonen- erten Behandlungsstuhl wird der Patient
strahls erforderlich ist, konnte diese The- dicht vor die Austrittsöffnung des Strahl-
rapie bisher weltweit nur an wenigen Zen- rohres gefahren. Eine Maske und ein Beiß-
tren durchgeführt werden. In Deutschland block helfen ihm, seinen Kopf zu fixieren;
steht allein am Hahn-Meitner-lnstitut in eine Narkose ist nicht erforderlich. Mit Hilfe
Berlin eine Protonentherapieeinrichtung zur von Plättchen, die zuvor auf die Lederhaut
Verfügung, an der in Zusammenarbeit mit des Auges genäht wurden, läßt sich die
dem Klinikum Benjamin-Franklin Patienten Position des Tumors über Röntgenauf-
mit intraokularen Tumoren behandelt wer- nahmen exakt bestimmen. So kann der
den. Die Kapazität reicht voraussichtlich für Patient mehr als einen Millimeter genau
alle Patienten in Deutschland aus, bei positioniert werden, selbst bei wiederkeh-
denen die Protonentherapie in Frage renden Behandlungen. Aus einem benach-
kommt. barten Kontrollraum geschieht die Überwa-
chung der Protonenbestrahlung; sie dauert
Was den Patienten erwartet pro Sitzung nur etwa eine Minute. Zur
Im Behandlungsraum befindet sich das Behandlung sind in der Regel vier Sitzun-
Strahlrohr, aus dem der Protonenstrahl gen erforderlich, die alle innerhalb einer
austritt. Es ist der letzte Strang der Strecke, Woche erfolgen.
die der Teilchenstrahl bei seiner Beschleuni-
Bestrahlungsraum in der
Beschleunigeranlage.
Der Behandlungsstuhl ist
computergesteuert und
ermöglicht eine sehr
genaue Positionierung.Warum Strahlentherapie mit Protonen
Die Behandlung von Krebstumoren mit Organe oder Gewebe liegen, deren Funktion
Strahlen basiert darauf, daß die Strahlen- nicht beeinträchtigt werden darf, gelingt dies
energie im Gewebe Schäden an der Erbsub- mit Röntgenstrahlen, Gammastrahlen und
stanz der Zellen verursacht und dadurch auch Elektronenstrahlen nicht gut genug: Sie
zum Zelltod führt. Strahlentherapie ist geeig- „streuen“ einen Teil ihrer Energie bereits auf
net, um lokal begrenzte Tumoren zu zer- dem Weg zu ihrem eigentlichen Ziel – und
stören. auch noch in dessen Umgebung.
Problem: Gezielte Bestrahlung Protonen: Effektiv am Tumor,
Weil die Strahlentwicklung auch normales schonend für umliegendes Gewebe
Gewebe schädigt, sollte sie möglichst genau Protonen haben als „schwere“ atomare Teil-
auf das „Zielvolumen“ begrenzt sein. Gerade chen einige Vorteile, die gerade in schwieri-
in Regionen, wo in der Umgebung eines gen Situationen für die Strahlentherapie aus-
Tumors wichtige und strahlenempfindliche genutzt werden können.
Werden sie in speziellen Anlagen beschleu-
nigt, läßt sich ein energiereicher Protonen-
strahl erzeugen, der sehr präzise auf ein
relative Protonenstrahlung bestimmtes Ziel ausgerichtet werden kann.
Dosis Gammastrahlung Je stärker die Protonen beschleunigt wer-
Elektronenstrahlung
den, desto tiefer dringen sie in den Körper
ein und schädigen das dabei durchlaufene
Gewebe nur minimal. Erst gegen Ende der
genau bestimmbaren Reichweite hat die
Strahlung eine maximale Wirkung und fällt
dann praktisch sofort auf Null ab. Dahin-
terliegende Gewebe und Strukturen bleiben
so verschont. Auch seitlich ist der Protonen-
strahl scharf begrenzt.
Eine derartige Strahlentherapie ist also
ideal, wenn das Zielgebiet in der Nähe von
Eindringtiefe „Risikoorganen“ liegt, wie beispielsweise
das Aderhautmelanom am Augenhinter-
Der Vorteil der Protonenstrahlung: Die Dosis steigt grund. Hier gelingt im Vergleich zur Gamma-
erst vor dem Zielvolumen steil an und bricht dahin- oder Elektronenstrahlung eine sehr viel exak-
ter abrupt ab. Zum Vergleich: Die Tiefenwirkung tere und effektivere Zerstörung der Tumoren.
von Gamma- und Elektronenstrahlung.Das Ionen-Strahl-Labor ISL
Die Apparaturen zur Augen-Tumor-Thera- zum Ziel. Über ein Rechnersystem wird das
pie sind Teil des „lonen-Strahl-Labors Zyklotron eingestellt und die Qualität des
Berlin“ (ISL) im Hahn-Meitner-lnstitut. Die Strahls ständig überwacht.
Beschleunigeranlage dient seit langer Zeit Hahn-Meitner-lnstitut
der physikalischen Grundlagenforschung. Abteilung lonenstrahltechniken
Zentrales Gerät im ISL ist das Zyklotron. Es - Augen-Tumor-Therapie -
ist in Deutschland die einzige Beschleuni- GlienickerStraße 100
geranlage, an der eine solche Therapie 14109 Berlin
sinnvoll durchgeführt werden kann. Das Telefon: 030/80 62-2415
Zyklotron beschleunigt die atomaren Teil- Fax: 030/80 62-20 97
chen in einer Spiralbahn zu hohen Ge-
schwindigkeiten. Starke Elektromagnete Ansprechstelle für den medizinischen
halten dabei die Protonen auf ihrer Bahn. Bereich:
Nach dem Erreichen des äußersten Um- Augenklinik im Universitätsklinikum
laufs und damit der Endenergie wird der Benjamin-Franklin
Protonenstrahl herausgelenkt und gelangt Hindenburgdamm 30
durch Vakuum-Rohre zum Therapieplatz. 12200 Berlin
Magnetfelder und elektrische Linsen lenken Telefon. 030 / 84 45-23 31
und fokussieren den Strahl auf seinem Weg Fax. 030/84 45-20 19
Das Zyklotron ist ein
Kreisbeschleuniger für
geladene atomare Teil-
chen. Neben der Tumor-
therapie dient es heute
überwiegend der physika-
lischen Materialforschung
Juli 1999
im lonen-Strahl-Labor
Berlin (ISL).Sie können auch lesen
