DPMA - Erfinderaktivitäten 2006/2007

Figur 4: Bestrahlung aus verschiedenen Richtungen mit jeweils
angepasster Kollimator-Öffnung (aus DE 199 05 823 C1): Das zu
bestrahlende Volumen (9) liegt hier zusätzlich eng an einem
Risikoorgan (19) an, das nach Möglichkeit von der Bestrahlung
ausgespart werden soll.
3.3. Intensitätsmodulierte Strahlentherapie (IMRT)
Eine weitere Verbesserung der konformen Bestrahlung
lässt sich mit intensitätsmodulierter Strahlentherapie
(IMRT) erzielen. Der Begriff IMRT umfasst
unterschiedliche Realisierungen [8]: entweder wird die
Gesamtdosis an einer bestimmten Winkelstellung der
Gantry auf kleinere Dosissegmente aufgeteilt (US
2007/0041493 A1), oder die einzelnen Kollimator-Lamellen
werden während der Bestrahlung verfahren und
modulieren so die an einen bestimmten Ort eingetragene
Strahlung (dynamischer MLC, vgl. DE 102 34 953 A1).
Ein Nachteil der IMRT, die den routinemäßigen Einsatz im
klinischen Umfeld stark einschränkt, sind jedoch die
deutlich höheren Anforderungen an die Positionierung der
Patienten.
3.4. Dosisfraktionierung, Zeitfaktor
Wie im Abschnitt 2.2 ausgeführt, ist ein gewisser Mindesteintrag
an Strahlung nötig, um überhaupt wirksam den
Tumor zu bekämpfen; gleichzeitig soll die Strahlenmenge
so niedrig sein, dass Nebeneffekte an gesundem Gewebe
schnell und möglichst ohne Nebenwirkungen ausheilen
können. Ein Kompromiss liegt in der Fraktionierung der
Dosis, d.h. in der Aufteilung auf mehrere
Bestrahlungseinheiten von etwa 1,8 – 2,5 Gy täglich ([1];
[5], Kap. 14.12). Damit sinkt zwar die Zahl abgetöteter
Zellen pro Bestrahlung, über den gesamten
Behandlungszeitraum kann jedoch die eingebrachte Dosis
vervielfacht werden.
Nachteile einer fraktionierten Bestrahlung sind eine
mögliche wachsende Strahlenresistenz der Tumoren
während der Gesamtbehandlungszeit von 2 – 7 Wochen,
der insgesamt höhere Strahlungseintrag sowie die
Notwendigkeit, die Position von Tumoren in bewegten
Körperteilen (z.B. im Bauchbereich) vor jeder Bestrahlung
neu bestimmen zu müssen.
3.5. Behandlungsplanung
Ausgehend von den Vorgaben der vorliegenden Bestrahlungseinrichtung
sowie der vom behandelnden Arzt,
eventuell mit Computerhilfe (DE 10 2005 058 871 B3) festgelegten
Dosisfraktionierung, wird im Rahmen der der Behandlung
vorausgehenden Planung die optimale räumliche
Aufteilung der einzubringenden Dosis für eine Vielzahl
möglicher Gantry-Positionen berechnet (z.B. DE 10 2005
056 701 A1, DE 103 05 421 A1; [5], Kapitel 7 und 11).
Dabei muss nicht immer an jeder Gantry-Position der
jeweilige maximale Tumorquerschnitt bestrahlt werden,
sondern nur der Teil, der unter Berücksichtigung
eventueller Risikoorgane gerade am besten zugänglich ist;
die Kollimatoreinstellungen in Figur 4 wären somit nicht
optimal, da sie die Risikostruktur (19) nicht aussparen.
Die Planung erfolgt dabei in der Regel invers, d.h. es
werden ausgehend vom zu bestrahlenden Volumen und
der dafür nötigen, tumorspezifischen Dosis unter
Festhaltung einiger Parameter (z.B. Strahlfraktionen,
Strahlenergie oder Strahlenart) die restlichen, freien
Parameter wie Strahlrichtung, Strahlquerschnitt und
Gewichtung eines Einzelstrahls optimiert, wobei aus
Effizienzgründen eine möglichst geringe Anzahl von
Teilstrahlen angestrebt wird (siehe z.B. WO 2003/099380
A1, US 2007/0003011 A1, US 2006/0256915 A1, WO
2004/105574 A2, US 2007/0127623 A1, DE 101 45 491 A,
DE 103 18 204 A1).
Zusätzlich können, wenn auch unter deutlich höherem
Rechenaufwand, die biologischen Eigenschaften des
durchstrahlten Gewebes (US 2006/0285640A1, [7], [9])
oder seine funktionelle Aktivität (DE 103 20 611 A1)
berücksichtigt werden. Schrumpft der Tumor zwischen einzelnen
Behandlungstagen aufgrund der Bestrahlung oder
ist anderweitig von erheblichen Form- oder Positionsänderungen
auszugehen, etwa bei Tumoren im
Bauchbereich, so muss der Behandlungsplan vor der
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