IMRT= Intensitätsmodulierte Radiotherapie

Die Bestrahlung einer bestimmten Tumorregion erfolgt üblicherweise über verschiedene Bestrahlungsfelder. Diese Felder treffen aus unterschiedlichen Winkeln auf den Körper und strahlen im Tumorzentrum die gewünschte Dosis ab. Die Intensität dieser Bestrahlungsfelder ist dabei immer gleich, so dass die Dosis an jedem Punkt innerhalb des Bestrahlungsfeldes die Gleiche ist. Im Gegensatz zur konventionellen Bestrahlung wird bei der IMRT (Iintensitätsmodulierte Radiotherapie) die Intensität der Strahlendosis innerhalb eines Bestrahlungsfeldes so variiert, dass die Umgebung der Tumorregion mit unterschiedlichen Bestrahlungsdosen behandelt werden kann. Um dies zu erreichen wird jedes Bestrahlungsfeld in winzig kleine Pixel (kleinste Quadrate) unterteilt und jedes Quadrat bekommt per Computer eine entsprechende Bestrahlungsdosis zugeordnet. Dadurch kann der Tumor von der zu schonenden Umgebung wesentlich besser abgegrenzt werden. Dank dieser neuen Technologie wird der Tumor zielgenau bestrahlt, wobei diese Therapie nicht wesentlich mehr Behandlungszeit in Anspruch nimmt als herkömmliche Behandlungsverfahren.

An der Entwicklung der IMRT waren Forscher des Deutschen Krebsforschungszentrums in Heidelberg entscheidend beteiligt. Untersuchungen zeigten, dass durch den Einsatz dieser neuen Technik die Rate der Nebenwirkungen nach einer Strahlentherapie von 15% auf 4% gesenkt werden konnte. Die Senkung der Nebenwirkungsrate führt dazu, dass man den Tumor, insbesondere Tumore der Prostata mit einer höheren Strahlendosis behandeln kann, wodurch sich die Heilungschancen bei Patienten mit lokalisierten Krebserkrankungen weiter verbessert.

IGRT= Image guided Radiotherapy

Hochpräzise Techniken, wie eine IMRT, erfordern eine exakte Lagerung und Fixierung des Patienten, welche auch täglich reproduzierbar sein muss. Dazu wird dem Patienten im Rahmen der Computertomographie zur Bestrahlungsplanung eine individuelle Maske zur Fixierung des Kopfes angepasst. Moderne Linearbeschleuniger verfügen zudem über einen sogenannten On-Board- Imager, wodurch man in der Lage ist, vor, während und nach einer Bestrahlung eine 3Dimensonale Bildgebung mittels einer Computertomographie zu erstellen. Dadurch ist man in der Lage die Position des Tumors bzw. der zu bestrahlenden Region über den gesamten Behandlungszeitraum zielgenau zu verifzieren. Die exakte Positionierung des Patienten ist dabei mit ausschlaggebend für den Erfolg der Behandlung. Man spricht in diesem Gesamtzusammenhang von der „bildgeführten“ oder „Image Guided“ Radiotherapie (IGRT).

VMAT = Volumenmodulierte Rotationsbestrahlung

Eine weitere Verbesserung der statischen IMRT-Technik stellt eine sogenannte volumenadaptierte Rotationsbestrahlung (VMAT, Rapid Arc) dar. Bei dieser Technik rotiert das Gerät mit einer variablen Geschwindigkeit während des Strahlens kontinuierlich um den Patienten, während sich gleichzeitig die Lamellen des MLC hin und her bewegen. Während der Rotation wird zusätzlich die Strahlintensität variiert oder ganz abgeschaltet, um z.B. sensible Organe besonders zu schonen. Die Berechnung eines solchen Bestrahlungsplanes folgt den gleichen Prinzipien, wie sie für die IMRT mit feststehenden Strahlrichtungen beschrieben wurden. Der größte Vorteil in dieser Technik liegt im Zeitgewinn, denn während eine Bestrahlung mit IMRT im Durchschnitt 15 – 20 Minuten benötigt, verkürzt diese hochkomplexe Technik, durch die schnelle Rotationbewegung während der Strahlung, die Strahlzeit auf ca. 2-5 Minuten. Diese Technik kommt besonders bei Tumoren, die einer körpereigenen Bewegung unterliegen zum Tragen, wodurch der Sicherheitssaum der Bestrahlung weiter eingeengt werden kann, da nicht so gravierende Lageveränderungen des Tumors berücksichtigen werden müssen. Ein weiterer Vorteil der VMAT-Technik ist die sehr enge Anpassung der Dosis an das zu bestrahlende Tumorvolumen. In vielen Fällen gelingt die Anpassung nochmals deutlich besser, als mit IMRT praktisch realisierbar. Damit kann gesundes Gewebe noch besser geschont werden. Teilsektoren mit dem Ziel, strahlensensible Organe komplett aus dem Strahl herauszuhalten, sind ebenfalls möglich. Verschiedene Studien zeigten, dass durch diese spezielle Technik, die Dosis im Tumor erhöht werden konnte bei besserer Schonung der Risikoorgane, was letztlich zu einer Erhöhung der lokalen Tumorkontrollrate bei zeitgleicher Senkung der Spätnebenwirkungen führte.

SGRT = Surface Guided Radiation Therapy

Die Oberflächen angeführte Strahlentherapie ist eine moderne Technologie in der Strahlentherapie. Sie benutzt ein spezielles 3-D Kamerasystem, dass die Körperoberfläche des Patienten in Echtzeit optisch erfasst und überwacht. Die wesentlichen Merkmale dieser Methode sind keine zusätzliche Strahlenbelastung bei der Positionsüberwachung und eine exakte Patientenlagerung vor und während der Bestrahlung. Dabei wird die aktuelle Position der Hautoberfläche mit der geplanten idealen Lage aus dem Planungs-CT verglichen. Schon kleinste Abweichung können so erkannt und gegebenenfalls automatisch korrigiert werden. Häufig sind keine dauerhaften Hautmarkierungen für eine exakte Patientenlagerung mehr nötig, was dem Patienten Komfort erhöht und Hautirritation minimiert. Das System erkennt Bewegungen wie Atmung. So sind z. B. bei Brustkrebsbehandlung atemgesteuerte Bestrahlungen möglich, um Herz und Lunge besser zu schützen. Die oberflächengeführte Strahlentherapie sorgte dafür, dass die Strahlen mit höchster Präzision und Sicherheit genau das geplante Zielgebiet treffen.

Stereotaxie

Bei der Stereotaxie handelt es sich um ein spezielles Bestrahlungsverfahren, bei der durch eine perkutane Strahlentherapie ein klar umschriebenes Zielvolumen im Gehirn, Lunge, Leber oder Lymphknoten präzise mit einer hohen Strahlendosis als Einzeitbestrahlung oder in wenigen Fraktionen behandelt wird. Gemäß den Vorgaben der Arbeitsgruppe Stereotaxie der DEGRO ist das Zielvolumen bildgebend klar abgrenzbar und nicht durch eine diffuse Infiltration in kritische serielle Risikoorgane charakterisiert. Bei Tumorerkrankungen wird die stereotaktische Bestrahlung auf den makroskopischen Tumor und ein kleines, unmittelbar angrenzendes Volumen potentieller mikroskopischer Tumorausbreitung begrenzt. Die stereotaktischen Bestrahlungsdosen sind durch die extreme Hypofraktionierung biologisch mindestens gleich hoch, häufig höher, im Vergleich zu radikalen Bestrahlungsdosen in konventioneller Fraktionierung. Diese werden in wenigen Fraktionen, max. 12 Fraktion appliziert. Eine risikoadaptierte Anpassung der Fraktionierung und der Gesamtdosis hinsichtlich des Volumens und der Lage des Zielvolumens ist essentiell. Das primäre Ziel einer stereotaktischen Bestrahlung ist das Erreichen einer langdauernden lokalen Tumorkontrolle bei minimaler Nebenwirkungswahrscheinlichkeit. Meist resultiert aus der lokalen Tumorkontrolle ein übergeordnetes klinisches Ziel, z. B. Symptomkontrolle oder Prognoseverbesserung der zugrundeliegenden Erkrankung (Definition Arbeitsgruppe Stereotaxie DEGRO).