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Urknall in der Strahlentherapie

12.08.2009
Ärzte am Münchner Uniklinikum der LMU nutzen Erkenntnisse aus CERN für die bestmögliche Strahlenbehandlung

Intensitätsmodulierte Strahlentherapieverfahren (IMRT) haben seit einigen Jahren Einzug in die klinische Routine in der Strahlentherapie gehalten. Mit der so genannten Intensitätsmodulation, deren technische Spielarten auch die Tomotherapie und das Cyberknife umfassen, ist es möglich, hochkomplexe Zielvolumina zu umschließen und somit die Nebenwirkungswahrscheinlichkeit deutlich zu reduzieren.

Das aktuell im Klinikum der Universität München eingeführte Bestrahlungsverfahren wurde durch die Arbeitsgruppe für medizinische Physik unter der Leitung von Dr. Markus Alber an der Universität Tübingen federführend entwickelt und dort von einem Ärzteteam um Prof. Claus Belka und Dr. Ute Ganswindt in die breite klinische Routine eingeführt. Aus dem Entwicklungsprototyp ist in Zusammenarbeit mit der Firma Computerized Medical Systems (Saint Louis/USA und Freiburg/Deutschland) ein kommerzielles Produkt entwickelt worden. Diese Bestrahlungsplanungs-Software, die als MONACO bezeichnet wird, kommt aktuell an der Universität München erstmalig zum klinischen Einsatz in Deutschland.

Die Berechnungsverfahren ("Monte Carlo-Algorithmen"), die zur Planung der optimalen Strahlungsbehandlung angewandt werden, resultieren zum Teil aus der Grundlagenforschung aus der internationalen Großforschungseinrichtung CERN im Kanton Genf/Schweiz. In riesigen Teilchenbeschleunigern werden dort unter anderem Versuche zur Entstehung der Welt und zum Urknall durchgeführt. Um das Verhalten der Teilchen zu analysieren, bedarf es komplexer Rechenvorgänge, die auch bei der medizinischen Behandlungsplanung in der Strahlentherapie von Nutzen sind.

Hohe Rechenleistung sorgt für geringe Nebenwirkungen

Vorteile dieses IMRT-Verfahrens der zweiten Generation ist die Implementierung von so genannten Monte-Carlo-Berechnungsroutinen, mit denen es möglich ist, die Dosisverteilung, die bei der Bestrahlung im Patienten erzielt wird, mit bislang unerreichter Präzision vorauszuberechnen. Insbesondere bei komplizierten Dosisverteilungen an Grenzflächen zwischen Luft und Knochen, wie sie bei Bestrahlung im Gesichtsschädelbereich auftreten, bietet dieses Dosisberechnungsverfahren eine optimale Möglichkeit, die Dosen im behandelten Patienten im Voraus hochpräzise im Computer abzubilden. Neben dieser optimalen Vorausberechung von Dosisverteilungen ist es mit dem neuen Bestrahlungsplanungssystem erstmalig möglich auf das biologische Reaktionsverhalten von gesunden Geweben spezifisch Rücksicht zu nehmen und die Strahlenverteilung somit zu perfektionieren. Somit ermöglichen es die im Programm implementierten Computerroutinen dem behandelnden Arzt auf einfache Weise, die bestmögliche Entscheidung zwischen einer möglichen Schädigung von umliegenden Normalgeweben und einer optimalen Behandlung des Tumors zu treffen.

Einfachere Anwendung bedeutet größere Sicherheit für Patienten
Mit diesem Verfahren wird die Anwendung von IMRT erheblich vereinfacht und dem behandelnden Arzt eine viel intuitivere Steuerung der Bestrahlungsplanung ermöglicht. Für den Patienten bedeutet es im Umkehrschluss, dass immer das Optimum des physikalisch Erreichbaren in der Bestrahlungsplanung angeboten werden kann. Das aus Tübingen nach München gewechselte Behandlungsteam hat im klinischen Einsatz mit dem Prototyp dieses Behandlungsplanungssystems bereits weit mehr als 700 Patienten mit Tumoren der Prostata, des Kopf-Hals-Bereiches und des Gesichtsschädels, inklusive von komplexen Meningeomen, behandelt. In wissenschaftlichen Untersuchungen konnte die hohe Effizienz und die effektive Normalgewebsschonung dieses Verfahrens belegt werden.

In Kombination mit Linarbeschleunigern, die über eine Ausstattung mit einem Cone-Beam-CT zur präzisen Lagerungskontrolle des Patienten verfügen, kann mit dieser Bestrahlungsplanungstechnologie eine - im Rahmen der physikalischen Grenzen - perfekte IMRT-Bestrahlung erreicht werden.

Kontakt
Prof. Dr. Claus Belka
Direktor der Klinik und Poliklinik
für Strahlentherapie und Radioonkologie
Klinikum der Universität München
Tel: 089 7095-4521 (Campus Großhadern)
Und 089 5160-7561 (Campus Innenstadt)
E-mail: claus.belka@med.uni-muenchen.de
Klinikum der Universität München
Im Klinikum der Universität München (LMU) sind im Jahr 2008 an den Standorten Großhadern und Innenstadt etwa 500.000 Patienten ambulant, poliklinisch, teilstationär und stationär behandelt worden. Die 44 Fachkliniken, Institute und Abteilungen verfügen über mehr als 2.300 Betten. Von insgesamt 9.800 Beschäftigten sind rund 1.700 Mediziner. Forschung und Lehre ermöglichen eine Patientenversorgung auf höchstem medizinischem Niveau. Das Klinikum der Universität München hat im Jahr 2008 etwa 64 Millionen Euro an Drittmitteln eingeworben und ist seit Juni 2006 Anstalt des öffentlichen Rechts.

Philipp Kressirer | idw
Weitere Informationen:
http://www.uniklinikum-muenchen.de

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