Welche intratumorale Strahlendosis

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Protonentherapie
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Protonen-Scanning in der klinischen Praxis
Welche intratumorale StrahlendosisKonzentration ist erreichbar?
Versuche, klinische Evidenz für eine unterschiedliche intrazelluläre Wirkung der verschiedenen Klassen ionisierender Strahlung – die Photonen elektromagnetischer Wellen bei Röntgenbehandlung und die Partikel Protonen – zu finden, haben keine grundsätzlichen gewebespezifischen Unterschiede gezeigt. Protonen wirken biologisch im
Vergleich um einen Faktor 1,1 mehr als Photonen (Röntgen) auf die „Tumor Sterilization Probability“, TSP und „Healthy Tissue Complication Probability“, HTCP. Dies bezieht sich gleichermaßen auf alle Tumor- und Gewebearten.
Klinische Vorteile der Protonen resultieren aus
der physikalisch völlig unterschiedlichen OrtsDosisverteilung der beiden Strahlenarten: Der
exponentielle intrakorporale Dosisabfall des
Photonen/Röntgenstrahls einerseits und im
Gegensatz dazu das Bragg-Peak-Phänomen
der Protonen mit einem Dosisgipfel, der präzise
in den Tumor lokalisierbar ist. Die unterschied-
liche Tiefenlage der Tumoren wird durch Auswahl der Energieintensität des Protonenstrahls
eingestellt. Im Gegensatz zu Röntgen ist Partikelbestrahlung somit nicht zwei-, sondern
dreidimensional zielbar und im Tumor konzentriert. Im Einstrahlbereich weisen Protonen eine niedrigere, nicht höhere Strahlung als im Tumor auf. Wiederum im Gegensatz zu Röntgen
gibt es hinter dem Tumor keinerlei Strahlung.
Diese Dosisverteilung des Protonenstrahls entspricht nach §§ 6, 80 und 81 der Strahlenschutzverordnung von 2001 den Forderungen
zur Dosisminimierung.
Mit dem Protonen-Scanning – wie an vier
Therapieplätzen des Rinecker Proton Therapy
Centers, RPTC, in München realisiert – werden
bis zu 10 000 überlappende einzelne Spots dosiskontrolliert in den Tumor gesetzt. Dieses Verfahren führt zu der niedrigsten Schadensstrahlung im tumorumgebenden gesunden Gewebe.
a)
Abb. 1 Fallbeispiel: Chondrosarkom der Schädelbasis eines 30
jährigen Mannes; Gegenüberstellung eines Bestrahlungsplans der Schädelbasis mit Protonenstrahlung (Abb. 1a) versus Photonen/Röntgenstrahlung (Abb. 1b). Der Vergleich der beiden Pläne zeigt die höhere Dosiskonfor-
malität der Protonenbestrahlung. Die Photonen-/Röntgenbestrahlung gestattet die Einstrahlung der erforderlichen Kurationsdosis nicht. Die ausrei-
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chende Schonung von zentralnervösen Strukturen – wie beispielsweise des
Hirnstamms – und damit die Bestrahlbarkeit wird erst durch die Protonenbestrahlung möglich. Der Patient wurde mit 35 Fraktionen zu je 2,0 CGE (Gesamtdosis 70,0 CGE) innerhalb des Zielvolumens von Juni bis Juli 2009 bestrahlt. Mehr als ein Jahr nach Protonenbestrahlung ist der Patient rezidivfrei
und beschwerdefrei.
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In der klinischen Praxis erlaubt diese Methode
in einem signifikanten Teil der Fälle eine Optimierung der Höhe der Tumordosis. Dies ist bei
Tab. 1
Strahlenexposition
im Gesunden – Röntgen versus Protonen
Tumortyp und
Klassifikation
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der Röntgenbestrahlung wegen der genannten
Umgebungsschäden, die auch bei modernsten
Applikationsformen wie IMRT, Cyberknife und
Strahlenexposition im Gesunden* [Joule]
Röntgen
Protonen
Lunge (rechts) Stage I/II
67,6
18,1
Pankreas-Karzinom
97,4
32,0
Leber-Tumor
(kleines Volumen)
32,5
10,8
Prostata-Karzinom
117,5
41,2
Chordom/Chondrosarkom
(Schädelbasis)
18,2
7,7
Meningeom
20,8
5,9
Gliom
25,5
7,2
Nasopharynx-Karzinom
66,3
40,3
*bei rechnerisch gleicher Tumordosis (physikalisch)
Rapid Arc auftreten, oft nicht möglich.
Die Abbildung 1a und b sowie die Tabelle 1 verdeutlichen in den bisherigen klinischen Erfahrungen am RPTC bei mehr als
5500 Einzelbestrahlungen gewonnene Vergleichswerte Röntgen versus Protonen.Abhängig von der Tumorposition, kann rechnerisch
bezogen als Mittelwert auf eine identische Tumordosis, eine Strahlenbelastung des gesunden Gewebes außerhalb des Zielgebiets von
durchschnittlich nur 36% der Röntgenbelastung angenommen werden.
Prof. Manfred Herbst und Priv.-Doz. Dr. med.
Dr. habil. Hans Rinecker, München
Dieser Beitrag entstand mit freundl. Unterstützung der
Prohealth AG, München.
b)
Abb. 1
Fortsetzung
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