Optimierte intensitätsmodulierte Strahlentherapie: Gratwanderung zwischen Unterdosierung des kranken und Überdosierung des gesunden Gewebes

(f.l.t.r.) Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang Schlegel, Priv.-Doz. Dr. rer. nat. Thomas Bortfeld

Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang Schlegel (Spokesperson)
Priv.-Doz. Dr. rer. nat. Thomas Bortfeld
Priv.-Doz. Dr. med. Dr. rer. nat. Jürgen Peter Debus

Deutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg

Bestrahlen ist ein wirkungsvolles Mittel, um Krebstumore zu bekämpfen. Allerdings kann dabei auch gesundes Körpergewebe geschädigt werden - das erschwert die Therapie.

Lässt sich ein Weg finden, um bei der Strahlenbehandlung nur Tumorzellen zu zerstören?

Dass das geht, bewiesen Wolfgang Schlegel, Thomas Bortfeld und Jürgen Peter Debus vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg mit der intensitätsmodulierten Strahlentherapie. Wolfgang Schlegel leitet am DKFZ die Abteilung Medizinische Physik mit dem Forschungsschwerpunkt Radiologische Diagnostik und Therapie. Thomas Bortfeld war bis vor kurzem stellvertretender Leiter der Abteilung Medizinische Physik, Jürgen Peter Debus ist Mitarbeiter in der Strahlentherapie.

Schwierige Gratwanderung

Die Strahlentherapie ist nach der Chirurgie die erfolgreichste und am häufigsten eingesetzte Therapie bei Krebserkrankungen. Ziel ist es, den Tumorzellen eine so hohe Strahlendosis zu verabreichen, dass sie zerstört werden. Doch das ist schwierig, weil bösartige Tumore manchmal unmittelbar neben sehr strahlenempfindlichen gesunden Organen liegen, etwa Augen, Hirnstamm, Rückenmark oder Lunge. Diese Organe dürfen durch die Bestrahlung nicht geschädigt werden.

Die von den Forschern am DKFZ entwickelte Methode ermöglicht eine Strahlenbehandlung, bei der ausschließlich der Tumor erfasst wird. Im angrenzenden gesunden Gewebe ist die Strahlendosis so niedrig, dass sie ungefährlich ist. Dadurch können die Ärzte den Tumor stärker bestrahlen - das erhöht die Heilungschance für den Patienten.

Die Dosierung wird fein variiert

Basis des Verfahrens ist die 3D-Strahlentherapie-Planung: Anhand von Computertomographie-Bildern simuliert eine Software das vom Tumor befallene Körperareal und berechnet die Dosisverteilung im Gewebe. Bei kompliziert geformten Tumoren, die unmittelbarer neben sensiblem gesundem Gewebe liegen, stößt das jedoch an Grenzen. Tumore mit gewölbter Gestalt, die ein Risikoorgan umschließen, ließen sich bisher nicht bestrahlen. Die intensitätsmodulierte Strahlentherapie weist nun einen Ausweg. Der Trick: Die Dosis ist nicht einheitlich, sondern wird von Ort zu Ort variiert. Dadurch lassen sich Punkte im Tumor, die an ein Risikoorgan grenzen, schwach bestrahlen, während sehr dicke Bereiche des Tumors einer hohen Intensität ausgesetzt werden. Beim Bestrahlen überlagert man dazu mehrere, in ihrer Intensität modulierte Strahlenfelder, die durch computergesteuerte Blenden, sogenannte Multi-Leaf-Kollimatoren, erzeugt werden. Um die optimale Überlagerung zu berechnen, haben die Forscher eigens ein Programm entwickelt: die inverse Strahlentherapie-Planung.

Das neue Verfahren macht Nebenwirkungen der Bestrahlung seltener, wie erste klinische Tests belegen. Die weltweite Vermarktung hat die aus dem DKRZ ausgegründete MRC Medizintechnische Systeme GmbH in Heidelberg übernommen.