Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie
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Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Querschnittsbereich Bildgebende Verfahren, Strahlenbehandlung, Strahlenschutz Jena | 18.04.2016 Dr. med. R. Kruschel Geschichte der Strahlentherapie − 1895 Entdeckung der Rö-Strahlen durch Wilhelm Conrad Röntgen − 1896 Inbetriebnahme von Röntgenapparaten − Bereits 1897 erste Strahlenbehandlung eines Naevus pigmentosus piliferus (Tierfell-Muttermal) Leopold Freund; „Ein mit Röntgen-Strahlen behandelter Fall von Naevus pigmentosus piliferus (Tierfell-Muttermal)“; Wiener Medizinische Wochenschrift; 06.03.1897 − 1903 erstes Lehrbuch der Strahlentherapie Leopold Freund; Grundriss der gesamten Radiotherapie für praktische Ärzte − Aber erst 1904 erstes Buch über Strahlenfolgen (William Herbert Rollins) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie - Neben diagnostischen Geräten Entwicklung von speziellen Therapieröhren und -generatoren. Ein wichtiger Meilenstein war die von William David Coolidge erfundene Hochleistungsröhre - In Erlangen wurde 1925 eine Anlage vorgestellt, die es erlaubte, die Röntgenröhre um den Patienten herumzuschwenken und das Ziel aus mehreren Richtungen zu bestrahlen. Diese sogenannte „Kreuzfeuerbestrahlung“ war der Vorläufer der modernen Konformaltherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie - Nach dem Zweiten Weltkrieg ersetzten radioaktive Strahler mit höherer Leistung und Maximalenergie fast alle Therapieröhren - Nur für die Behandlung von oberflächlichen Hauttumoren werden gelegentlich noch Röntgenstrahler eingesetzt (Grenzstrahlen- und Weichstrahlengeräte) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie - - Fast gleichzeitig mit der Entwicklung von Röntgenstrahlern war die Entdeckung und technische Nutzung der natürlichen Radioaktivität einhergegangen, aufbauend auf der Entdeckung des Radiums durch Marie und Pierre Curie 1898. Die von Radium abgegebene Strahlung ist viel energiereicher als Röntgenstrahlung. Der Gammastrahlenanteil kann dabei sehr tief in den Körper eindringen. Radium lässt sich zudem industriell herstellen und konfektionieren. Die Radiumstrahler benötigen keine Stromquelle und zerfallen extrem langsam. Sie eignen sich besonders zur Brachytherapie in Körperhöhlen. Daher richteten viele Kliniken nach dem Muster des 1910 in Stockholm gegründeten Radiumhemmet Strahlentherapieeinheiten ein (Stockholmer Methode), vorzugsweise innerhalb der Gynäkologie. 1949 wurde in einem Demonstrationsfilm die an der Frauenklinik der Universität Göttingen entwickelte „Göttinger Methode“ vorgestellt, eine Kleinraumbestrahlung mit Radium im „Siemens-Körperhöhlenrohr“. Sie gilt als einer der Vorläufer des heute üblichen Afterloadings 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Radiummemmet 1917 18.04.2016 (Quelle: Wikipedia) Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie - 1941 wurde unter Leitung von Enrico Fermi der erste Atomreaktor der Welt kritisch und hielt eine Kettenreaktion selbständig aufrecht. - In diesen Reaktoren ist die Herstellung von künstlichen Radionukliden möglich, die gegenüber dem Radium geeignetere physikalische Eigenschaften haben, vor allem eine höhere Dosisleistung pro Masseeinheit. - In der Teletherapie wurden die Röntgenröhren bis 1960 überall durch Strahlenkanonen mit Quellen aus radioaktivem 60Cobalt oder 137Cäsium ersetzt 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie - Wegen der damit verbundenen Strahlenschutzprobleme gab es schon 1954 die ersten Versuche, elektrisch betriebene Teilchenbeschleuniger für die Therapie zu modifizieren, angefangen mit einem großen Van-de-GraaffBeschleuniger in Berkeley, später vorwiegend mit beweglich konstruierten Betatrons. - Diese Anlagen waren jedoch sehr teuer und aufwendig bei schwacher Dosisleistung, sodass die Telecurie-Geräte (sogenannte Kobaltkanonen) in den meisten Kliniken weiter genutzt wurden 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Strahlentherapie 1970 in der DDR 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Historisches Betatron (6 MeV, Konstruktionsbeginn 1942) (Quelle: Wikipedia) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Telecobaltgerät 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Moderner Linearbeschleuniger Photonen Elektronen 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Entwicklung der Strahlentherapie 2008 1913 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Bedenkenloser Einsatz von Strahlung 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Verwendung von Radium 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Verwendung von Radium 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Bedenkenloser Einsatz von Strahlung? 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Gesetzliche Regelungen für den Umgang mit ionisierender Strahlung 1. Röntgenverordnung (RöV) 2. Strahlenschutzverordnung (StrSchV) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Wann welche Verordnung? Diagnostik ↔ Therapie 1. LINAC Röntgenverordnung (RöV) für jede Diagnostik mit Röntgenstrahlen (aber nicht Nuklearmedizin!) 2. Strahlenschutzverordnung (StrSchV) für jede Form der Therapie mit ultraharten Röntgenstrahlen= Photonen mit Linearbeschleuniger (LINAC), Elektronen, Protonen, und Diagnostik und Therapie mit radioaktiven Stoffen 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Therapeutische Röntgenröhre Strahlenschutzverordnung gilt für Radioaktive Stoffe = Radionuklide Strahlentherapie Nuklearmedizin offene radioaktive Strahler ( z. B. umschlossene radioaktive Strahler (z.B. 192 Iridium für die Brachytherapie) 18.04.2016 131 Iod, 18 Fluor, 153 Samarium: nuklearmedizinische Diagnostik und Therapie) Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Definitionen von umschlossenen und offenen Radionukliden umschlossene radioaktive Strahler „...ständig von einer allseits dichten, festen, inaktiven Hülle umschlossen, ...eine Abmessung mindestens 2 mm.“ Offene radioaktive Strahler „...alle radioaktiven Stoffe mit Ausnahme der umschlossenen radioaktiven Stoffe.“ Strahlenschutzverordnung StrlSchV vom 20.7.2001, § 3 Begriffsbestimmungen 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Welche Strahlenarten setzen wir in der klinischen Strahlentherapie ein? allgemein verfügbar: Ultraharte Röntgenstrahlen=Photonen 4 - 25 MV Betastrahlen = Elektronen 6 – 21 MeV Gammastrahlen (Quellen: 192 Iridium) experimentell /klinische Forschung, spezielle Indikationen: Protonen Schwere Ionen ( 11 Carbon, 18 Sauerstoff etc.) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Ziele der klinischen Strahlentherapie Lokale Heilung Tumor-(=Krebs)therapie: lokale Progressions-/Rezidivfreiheit (Krebs soll nicht weiterwachsen oder nach kompletter Remission = CR nicht wieder auftreten) gutartige Erkrankungen: Symptomkontrolle Vermeidung von akuten und chronischen Nebenwirkungen (Strahlenfolgen) somatische Strahlenfolgen bei hoher Dosis (Tumortherapie) genetische Strahlenfolgen auch nach niedrigen Dosen (gutartige Erkrankungen) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Voraussetzung für komplikationslose Heilung (Tumorkontrolle) Möglichst hohe Dosis am Tumor Möglichst geringe Dosis an den Normalgeweben Wie erreichen wir diese Ziele? Bestrahlungsplanung! anatomisch – physikalisch biologisch - Fraktionierung 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Geometrisch-anatomische Bestrahlungsplanung Strahlentherapie ist wie die Chirurgie eine lokale / lokoregionäre Therapiemethode Information über die genaue anatomische Lage und Ausdehnung des zu bestrahlenden Tumors notwendig Über 90% der Strahlentherapien werden auf der Basis von CT und MRT, seltener PET-CT geplant 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Technische Durchführung der Strahlentherapie in der Klinik Teletherapie = weiter (griech.:„tele“) Abstand zwischen Strahlungsquelle und Zielvolumen, Strahlenquelle außerhalb des Körpers, perkutan (von 15 cm bis (häufig) 1 Meter, selten 2-3 Meter) Brachytherapie = kurzer („brachy“) Abstand zwischen Strahlungsquelle und Zielvolumen Strahlenquelle im Gewebe oder Hohlraum (Millimeter bis wenige Zentimeter) International Commission on Radiation Units 38/1985, 58/1997 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Balance von Wirkung und Nebenwirkung Wirkungen 18.04.2016 Nebenwirkungen Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Teletherapie: Strahlentherapie mit Linearbeschleuniger (LINAC) Photonen = ultraharte Röntgenstrahlen Energie: 6-15 000 KV = 6-15 MV Herkömmlicher Linearbeschleuniger = hundertfach höhere Energie als in der Röntgendiagnostik z. B. Röntgenstrahlen beim CT: 120 KV Tomotherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Konventionelle Röntgenröhre Röntgenstrahlen bis 150 KV für Bestrahlung von Hauttumoren (z. B. Basaliom) 18.04.2016 für Bestrahlung von degenerativen (gutartigen) Erkrankungen Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Brachytherapie: mit Nachladeverfahren (Afterloading) • • • • Radioaktive Quelle z. B. 192 Iridium in Tresor fährt computergesteuert in die Applikatoren (Katheter) strahlt genau berechnete Zeit in den Kathetern fährt nach Ende der Bestrahlung zurück in Tresor Größe der Quelle: 1 x 4 mm 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Beispiel für moderne anatomische Bestrahlungsplanung auf Basis PET-CT hohe Strahlendosis am Larnynxkarzinom (Tumor), geringe Strahlendosis am umgebenden Normalgewebe, hier z. B. die Schluckmuskukulatur dadurch Vermeidung von Schluckproblemen/Aspiration bei geheilten Patienten 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Techniken zur Bestrahlung des Tumors (Zielvolumens) 1. Einzelnes Feld 2. Kreuzfeuertechnik (alle Bestrahlungsfelder treffen sich im Tumor) 3. Anpassung der Form der Bestrahlungsfelder an die Form des Zielvolumens =conformale 3 D-Radiotherapie durch Multileaf-Kollimator 4. Intensitätsmodulierte Bestrahlungsfelder 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Einzelfeldbestrahlung mit Elektronen (e - ) Bestrahlung eines Plasmocytoms im Sternum Gute Schonung des Myocards durch definierte Reichweite von Elektronen z. B. 4 cm. Bestrahlung inguinaler Lymphknoten Gute Schonung des Hüftgelenks durch definierte Reichweite von Elektronen z. B. 6 cm. e- e18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie 2 Bestrahlungsfelder zur postoperativen Radiotherapie bei Mammakarzinom 3-D-Bestrahlungsplanung auf der Basis der CT zur Schonung von Lungenparenchym und Myocard 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Dreifelder-Technik zur Bestrahlung eines Rektumkarzinoms Dünndarm mit oralem Kontrastmittel dargestellt 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Vierfeldertechnik zur Bestrahlung eines distalen Ösophaguskarzinoms Schonung von Rückenmark, Herz und Lungen 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie 3 D konformale Radiotherapie: Anpassung der Strahlendosis an den Tumor durch Multileaf-Kollimator Bestrahlung von Hals-Brustwirbelsäulenmetastasen eines malignen Tumors Multileaf-Kollimator formt jedes Bestrahlungsfeld so, dass es an die Kontur des Tumors optimal angepasst ist und die Umgebung optimal geschont wird 18.04.2016 Gute Schonung von Kehlkopf, Speiseröhre und Trachea Vermeidung von radiogener Dysphagie Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Besondere Bestrahlungstechniken - Teletherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Besonderheit am Kopf: jeder intrakranielle Punkt ist durch 3 Koordinaten zur Kalotte definiert Stereotaktische Radiotherapie erlaubt (non-koplanare = nicht nur in einer Ebene) Bestrahlung aus beliebigen Richtungen über die gesamte Kalotte (dreidimensional) Gute Schonung benachbarter Strukturen/Organe 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Stereotaktische Strahlentherapie - Geschichte Dr. Lars Leksell 1907-1986 1968 Gamma-Knife Radiosurgery 18.04.2016 Leksell Gamma Knife® Perfexion™ / Elekta Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Stereotaxie - Begriffe Stereotaxie: Methode, welche im Patienten unter Nutzung eines externen 3-dimensionalen Koordinatensystems, was rigide am Patienten fixiert ist, einen Punkt definiert Frame: rigide Verbindung zwischen Patient und Koordinatensystem 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Stereotaxie - Begriffe Stereotaxie (griechisch: stereo – räumlich, táxein – rigide fixieren) Einzeitbestrahlung = Radiochirugie 18.04.2016 Fraktionierte Bestrahlung = Radiotherapie Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Fokussierung der Strahlendosis auf einen kleinen Tumor im Gehirn durch stereotaktische Technik Positionierung im 3-dimensionalen Lasersystem 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Besonderheit bei Hirntumoren: Zielvolumen (=Tumor und Margin) im MRT oder PET definiert, Bestrahlungsplanung im CT MRT T1 und T2 gewichtete Aufnahmen werden mit CT fusioniert 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Cyberknife 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Stereotaktische Bestrahlung auf der Basis eines PET mit 68 Gallium-DOTATOC: Dosisverteilung Meningeom: postoperative Radiotherapie nach inkompletter Resektion 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Alleinige Radiotherapie für Rezidiv nach vorausgegangener Operation Stereotaktische Radiotherapie eines Oligodendroglioms °II auf der Basis von PET 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Intensitätsmodulierten Radiotherapie = IMRT Planungs-Zielvolumen Bestrahltes Volumen (100%Isodose) Risikoorgan 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Prinzip der Intensitätsmodulierten Radiotherapie = IMRT (step & shoot) 1. Jedes Bestrahlungsfeld wird in kleine Voxel zerlegt (z. B. 3 x 5 mm) 2. Jedes Voxel wird verschieden stark bestrahlt 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Prinzip der Intensitätsmodulierten Radiotherapie = IMRT (step & shoot) + + Ergebnis: + 1.0 + + = 0.5 Inhomogene Dosisverteilung innerhalb eines Bestr.-Feldes 0.0 3D-Kompensator 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Intensitätsmodulierten Radiotherapie = IMRT 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Intensitätsmodulierten Radiotherapie = IMRT Vorteil: Dosisreduktion und Schonung von normalen Geweben in Konkavitäten, z. B. Rückenmark, Speicheldrüse 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Schonung des Rückenmarks durch IMRT Vermeidung des Risikos der radiogenen Querschnittslähmung IMRT-Plan Im Kopf-HalsBereich Kehlkopf-Ca und LymphknotenMTS rechts 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Zielvolumenkonzept – IMRT (Zervixkarzinom) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Medulloblastom: Zielvolumen = gesamter Liquorraum mit Dosisboost hintere Schädelgrube cranio-spinale Achse: 36 Gy hintere Schädelgrube (Tumorbett): 55 Gy +/- zytostatische Chemotherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Bestrahlung der craniospinalen Achse mit Tomotherapie Bei Tumoren, die potentielle in den gesamten Spinalraum metastasieren (Medulloblastom, Ependymom °III der hinteren Schädelgrube) muss der gesamte Liqourraum bestrahlt werden. Technische Lösung: Helicale Tomotherapie: Patient bewegt sich kontinuierlich in Längsrichtung, rotierende Strahlenquelle (wie im CT) , Lagerung in Maske und Vakuummatte = hohe Genauigkeit 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Tomtherapie Konstruktion: vereinigt die Vorteile eines Spiral-CTs und eines klassischen Linearbeschleunigers 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie TomoTherapy (6 MeV Photonen) Helicale Tomotherapie ist wie ein CT gebaut und erlaubt daher die Bestrahlung aus unendlich vielen Kreispunkten (Rotationsbestrahlung) aber nur in transversaler Ebene (koplanar) mit einer Voxelgröße von etwa 5 mal 5 mm Bildgeführte Therapie IGRT= CT vor jeder Bestrahlung und Lagekorrektur Universitätsklinikum Jena 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Tomotherapie – LK-Stationen bei Mb. Hodgkin 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Dosis Volumen Histogramme (DVH) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie DVH - numerisch 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Bestrahlung bewegter Lungenrundherde Problem Prinzip In Exspiration wird bestrahlt In Inspiration wird nicht bestrahlt 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Atemgetriggerte Bestrahlung Gating: 2 x CT (Exspiration + Inspiration) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie CT – Fusion in Ein- und Ausatmung 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Gating - Technik 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Atemgesteuerte RT eines peripheren BroCa Volumen (ml) 20 15 10 5 0 prä: 18 ml 18.04.2016 prä: 18 ml 3 Mo post: 12 ml 6 Mo post: 7,4 ml 9 Mo post: 5,7 ml Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie 3 Mo post: 12 ml 6 Mo post: 7,4 ml 9 Mo post: 5,7 ml Tumorvolumen 18 12 7,45,7 13 Mo post: 3,9 ml 13 Mo post: 3,9 ml 3,9 3,1 17 Mo post: 3,1 ml 17 Mo post: 3,1 ml Lungenmetastase eines Ewing-Sarkoms unter zytostatischer Chemotherapie progredient vor und nach atemgesteuerter Radiohtherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Charakteristikum einer Fibrose 3 Jahre nach Bestrahlung einer Hilusmetastase: begrenzt auf das bestrahlte Volumen vor RT 18.04.2016 Subakut: Pneumonitis Chronisch: Lungenfibrose Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Besondere Bestrahlungstechniken Brachytherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Prinzip der Afterloading-Kontakttherapie Gynäkologische Tumoren (Cervix und Corpus uteri) Bronchialkarzinom (intracavitär, intraluminal) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Vorteil der Brachytherapie steiler Dosisabfall von Strahlenquelle in die Umgebung gute Schonung der Nachbarorgane keine Dosisbelastung des Personals weil der Patient während der Bestrahlung alleine im Strahlen-OP ist Rö-Kontrolle nach Platzierung der Katheter 18.04.2016 Computertomogramm (CT) mit Katheter Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Berechnete Dosisverteilung im CT Planung und Dosisverteilung Intraluminale Brachytherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Planung und Dosisverteilung interstitielle Brachytherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Interstitielle Brachytherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Planung und Dosisverteilung interstitielle Brachytherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Kontrolluntersuchung 3 Monate nach Interstitieller Brachytherapie (Zunge/Mundboden)) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Interstitielle Teilbrustbestrahlung 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Klinische Strahlenbiologie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Unterschiedliche Strahlenempfindlichkeit der Zelle je nach Zellzyklus Um die Zellzahl um den Faktor 1000 zu vermindern braucht man • 17 Gy wenn die Zellen in der strahlenresistenten G-0 Phase sind, aber nur • 8 Gy wenn die Zellen in der strahlensensiblen G-2 Phase sind. Zellüberlebenskurven nach einmalige Bestrahlung 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Im Tumor sind mehr Zellen in der strahlensensiblen G 2 Phase als in Normalgeweben Normalgewebszellen 200 µm Tumorzellen Wegen unterschiedlicher Strahlenempfindlichkeit überleben weniger Tumorzellen als Zellüberleben nach Bestrahlung mit einer bestimmten Dosis (z. B. 4 Gy) 18.04.2016 Normalgewebszellen Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Schematische Darstellung des zellulären Überlebens nach fraktionierter Bestrahlung 107 Erholung vom akuten (subletalen) Strahlenschaden 104 100 18.04.2016 Anzahl der Fraktionen (Dosis in Gray [Gy]) Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Dosiswirkungskurven nach Holthusen 1933 1,0 1,0 0 0 Dosis [Gy] 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Dosiswirkungskurven nach Holthusen 1933 1,0 1,0 0 0 Dosis [Gy] 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Dosiswirkungskurven nach Holthusen 1933 1,0 1,0 0 0 Dosis [Gy] Rate komplikationsloser Heilungen 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Zelluläres Überleben nach klinischer Strahlentherapie Nach einer Strahlendosis (Fraktion) überleben noch Tumorzellen z. B. solche, die in der späten S Phase sind und wenig strahlenempfindlich sind Ursache für das Wiedernachwachsen des Tumors (klinisch: Tumorrezidiv) wiederholte Bestrahlungen in der klinischen Praxis mit 10 – 40 Fraktionen 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Zelluläres Überleben nach klinischer Strahlentherapie - Nach fraktionierter Radiotherapie überleben weniger Tumorzellen als Normalgewebszellen (die unvermeidbar mitbestrahlt werden, z. B. beim Lungentumor das unmittelbar benachbarte normale Lungenparenchym) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Tumorheilung versus Komplikation - Lokale Tumorheilung wird erreicht, wenn keine Tumorzelle mehr überlebt - Lokale Komplikationsfreiheit wird erreicht, wenn die überlebenden Normalgewebszellen ausreichen, um die Funktion aufrecht zu erhalten 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Begriffsbestimmung Strahlentherapie = Radiotherapie Einsatz ionisierender Strahlung in der Medizin Methodischer Begriff Klinischer Begriff Strahlentherapie Radioonkologie = allgemein für klinische Anwendung ionisierender Strahlung bei benignen und malignen Erkrankungen 18.04.2016 = Therapie maligner Tumoren durch ionisierende Strahlung Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Allgemeine Indikationen für ionisierende Strahlen in der Medizin − Benigne Erkrankungen (siehe auch Vorlesung Haut-Muskel-Gelenke, 8. Semester) − Semimaligne Erkrankungen (lokal infiltrierend wachsend jedoch ohne Metastasierungspotential [Basaliom, Desmoidtumor] − Maligne Erkrankungen (solide Tumoren: morphologisch abgrenzbar und hämatologische Malignome: diffus im Körper verteilt) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Strahlentherapie bei benignen Erkrankungen Hypophysenadenom: postoperativ oder bei Rezidivwachstum mit Risiko der Visusminderung 10 Jahre progressionsfrei 85% Milker-Zabel S et al. IJROBP 2001; 50: 1279-1286 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Strahlentherapie bei benignen Erkrankungen heterotope Ossifikation: Prophylaxe vor Wechsel einer Totalendoprothese der Hüfte Heterotope Ossifikation nach Implantation einer Totalendoprothese 18.04.2016 Radiotherapie mit 1 x 7 Gy vor Endoprotehesenwechsel Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Keine erneute Ossifikation 6 Monate nach Endoprothesenwechsel Strahlentherapie benigner Erkrankungen akute Entzündung am muskulo-skelettalen System: Fersensporn 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Morbus Dupuytren Elektonenbestrahlung: Eindringtiefe der Strahlen ca. 11 mm 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Onkologie: Behandlung von Krebserkrankungen Krebstherapie = interdisziplinäre Therapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Diagnosestellung Staginguntersuchungen Therapiekonzepte Symptome Verdachtsdiagnose Diagnostik Histologische Diagnose Palliative Therapie Chemotherapie Strahlentherapie Operation 18.04.2016 Staging= Ausbreitungsdiagnostik TNM Formel Keine Fernmetastasen Kurative Therapie Operation Strahlentherapie Chemotherapie Fernmetastasen Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Konzepte und Ziele in der Krebstherapie Therapiekonzept Therapieziel Patient hat Chancen auf Kurativ (dauerhafte) Heilung wegen lokal begrenztem Tumor (Stadium M0) Erhöhung von z. B. 5- oder 10-Jahres – Überleben Patient hat keine Aussicht auf (dauerhafte) Heilung, z. B. wegen Fernmetastasen bei Diagnosestellung (Stadium M 1) Linderung von Beschwerden= Verbesserung der Lebensqualität/ Verhinderung von Komplikationen 18.04.2016 Palliativ Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie virtuelles Tumorkonsilium (interdisziplinäres Tumorboard) Medizinischer Onkologe zytostat. Chemotherapie target Therapie: Antikörper, Tyrosinkinasehemmer Tumor-Chirurg Strahlentherapeut Operation Radiotherapie Patient Pathologe Diagnose/Stadium Nuklearmediziner Labormediziner Szintigraphie/PET: Fernmetastasen? nuklearmed. Therapie z. B. 131 Iod bei diff. SD CA z. B. Tumormarker 18.04.2016 spezielle Disziplinen: Med. Psychologie, Palliativmedizin, Schmerzmedizin, Ophthalmologie, Orthopädie, … Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Multidisziplinarität der Krebstherapie Generelle Empfehlungen in Leitlinien für viele maligne Tumoren und Bewertung der einzelnen Methoden in Abhängigkeit vom Stadium der Erkrankung (in der Regel für kurative Stadien) In jedem Einzelfall wird die optimale Kombination und Sequenz der 3 Methoden im Tumorboard diskutiert (für kurative und palliative Stadien) 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Mammakarzinom: Beispiel für Multimodale Therapie Sehr häufig: 1. Brusterhaltende Operation 2. Adjuvante Chemotherapie 3. hormonelle Therapie (Östrogen- und Progesteronrezeptor) 4. ggf. Antikörpertherapie (gegen Her 2 neu) 5. immer Strahlentherapie Senkt das Risiko des Lokalrzidivs Tumoren ohne LK-Metastasen: von 29 auf 10 % nach 10 Jahren Tumoren mit LK-Metastasen: von 45 auf 13 % nach 10 Jahren 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Kombination aus Radiotherapie und zytostatischer Chemotherapie Ziel: in erster Linie Verstärkung der zytoziden Wirkung der ionisierenden Strahlung an der Tumorzelle (lokale Wirkungsverstärkung) und nur sekundär systemische Wirkung der Zytostatika auf (mikroskopische) Fernmetastasen 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Therapiekonzepte: Kombination aus lokoregionärer Strahlentherapie und zytostatischer Chemotherapie 1. Gleichzeitige Gabe von Bestrahlung und Zytostatik 2. Sequentielle Gabe von Bestrahlung und Zytostatika 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Kombination von Operation mit Radiotherapie (Operation obligat in der Primärtherapie) Rektumkarzinom T3 N0 oder jedes T N+ Radiochemotherapie 13 % Lokalrezidive/5 Jahre Operation Radiochemotherapie Operation 6 % Lokalrezidive/5 Jahre Verbesserung der Ergebnisse durch veränderte Reihenfolge von Radiotherapie und Operation 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Kombination aus Radiotherapie und zytostatischer Chemotherapie (Operation als Reservemaßnahme bei Rezidiv) Platttenepithelkarzinom des Analkanals 18.04.2016 +Radiotherapie zytostatische Chemotherapie simultan Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie 5 Jahres Überleben: 75% Gleichzeitige Gabe vs. sequentielle Gabe von Zytostatika bei nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinom Stadium III [NSCLC] 5- Jahres-Überleben besser nach simultaner (rot) als nach sequentieller (blau) Radiochemotherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Kombination von Operation, Radiotherapie und Chemotherapie simultan und sequentiell Glioblastoma multiforme +Radiotherapie zytostatische Chemotherapie simultan und sequentiell mit Temozolomid +/- Operation +Radiotherapie alleine 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Radiotherapie + Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR)- Antikörper Cetuximab bei Kopf-HalsKarzinomen Gesamt ÜL: Cetuximab ja/ nein Akne°2-4 unter Cetuximab ja/ nein Bonner JA et al. Lancet Oncol 2010 Verbessertes Gesamtüberleben durch Gabe von EGFRAntikörper während Strahlentherapie 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 18.04.2016 Grundlagen und Einführung in die klinische Strahlentherapie
