Linearbeschleuniger

Wie funktioniert Strahlentherapie technisch?

Der Linearbeschleuniger spielt in der modernen Strahlentherapie eine wichtige Rolle. Negativ geladene Elektronen werden in einer Vakuumröhre geradlinig (linear) beschleunigt.
Die schnellen Teilchen werden im Kopf des Linearbeschleunigers auf eine kleine Metallscheibe (Target) gelenkt. Die Elektronen werden im Metall abgebremst. Dies erzeugt eine hochenergetische Röntgenstrahlung, die auch als Photonenstrahlung bezeichnet wird. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass sie tief in das Gewebe eindringt. Die Therapie mit Elektronenstrahlung wird bei Bedarf ebenfalls eingesetzt. Die beschleunigten Elektronen werden dann direkt auf den Patienten gelenkt und wirken dort an der Oberfläche z. B. bei bösartigen Hauterkrankungen wie Basaliomen.


Der Lamellen-Kollimator (Multileaf-Collimator) sorgt dafür, dass Strahlenfelder heute nicht mehr einfach nur rund oder rechteckig sind. Er besteht aus abschirmenden Metalllamellen, die computergesteuert bewegt werden können. Ähnlich wie Blenden bei einer Kamera bündeln und formen sie den Strahlengang und sorgen für eine zielgenaue Anwendung. So lassen sich Strahlenfelder erzeugen, die selbst sehr unregelmäßig geformte Tumoren zielgenau bestrahlen.


Sicherheit wird bei der Behandlung der Patienten mit dem Linearbeschleuniger groß geschrieben. Das gesamte Bestrahlungssystem wird während der Bestrahlung laufend überwacht. Bei kleinsten Abweichungen vom Normalwert schaltet der Beschleuniger die Strahlung automatisch ab. Wichtige Überwachungssysteme (z. B. die Dosismessgeräte) sind doppelt vorhanden und arbeiten unabhängig voneinander. Beim Ausfall eines Systems steht dann noch das Reservesystem zur Verfügung.


Neben der geräte-internen Überwachung gibt es umfangreiche Messungen und Überprüfungen durch die Mitarbeiter der Medizinischen Physik. Im Jahr werden in regelmäßigen Prüfintervallen über 100 Messungen und Kontrollen vorgenommen. Überprüfungen durch unabhängige Sachverständige und durch die Ärztekammer Westfalen-Lippe dienen ebenfalls der Qualitätssicherung. Seit der Inbetriebnahme des neuen Linearbeschleunigers Mitte 2010 stehen moderne Therapiemöglichkeiten wie IMRT, IGRT und Gating zur Verfügung. Die Patienten können hierdurch noch zielgenauer behandelt werden.

Begriffe rund um die Bestrahlung mit Linearbeschleunigern:

Konformationsbestrahlung

Mit diesem Begriff bezeichnet man alle Behandlungstechniken, bei denen die Bestrahlungsfelder möglichst zielgenau an den unregelmäßig geformten Tumor angepasst werden. Mit Hilfe des Bestrahlungsplanungssystems wird aus den Daten einer Computertomographie ein dreidimensionales Modell der zu bestrahlenden Körperregion erzeugt. Weitere Bilddaten aus der Magnetresonanz-Tomographie (MRT) oder der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) können ebenfalls zur Bestrahlungsplanung genutzt werden.

Intensitäts-modulierte Radiotherapie (IMRT)

Die IMRT ist eine moderne Weiterentwicklung der Konformationstherapie. Die Intensität innerhalb eines Bestrahlungsfeldes wird mit Hilfe des Lamellenkollimators so moduliert, dass bestimmte Bereiche des Tumors mehr oder weniger Dosis erhalten können. Man kann durch diese Technik eine höhere Gesamtdosis im Tumor erzielen und gleichzeitig das gesunde Gewebe besser schonen.

Bildgeführte Strahlentherapie (IGRT- Image-guided Radiotherapie)

Mit einer am Linearbeschleuniger gekoppelten Röntgenröhre werden vor jeder Bestrahlung Röntgenaufnahmen durchgeführt. Man erreicht hierdurch eine höhere Präzision bei der Bestrahlung. Zusätzlich ist es möglich, mit der Röntgeneinrichtung am Beschleuniger eine Computertomographie vor Beginn der Bestrahlung aufzunehmen und diese mit der Computertomographie vor Beginn der Therapie zu vergleichen.

Atem-getriggerte Bestrahlung (Gating)

Durch eine von der Atmung gesteuerte und an die Atemphasen angepasste Bestrahlung lässt sich bei Lungen- und Brustdrüsenkarzinomen die Dosis an gesundem Herz- und Lungengewebe weiter reduzieren. Des Weiteren können kleinere Tumoren z. B. in der Leber und anderen Organen im Oberbauchbereich gezielt und schonend bestrahlt werden.

Virtuelle Simulation

Bisher waren zur Vorbereitung der Bestrahlung zwei bis drei längerer Voruntersuchungen (Simulationen und Computertomographie) notwendig. Bei der virtuellen Simulation ist nur eine Computertomographie erforderlich. An einem Computertomographen mit besonders großer Öffnung wird ein dreidimensionales Patientenmodell aufgezeichnet. Gleichzeitig werden die Markierungen für die Lagerung des Patienten bei der bevorstehenden Bestrahlung mit einem beweglichen Lasersystem auf den Patienten projiziert und eingezeichnet. Die gesamte Untersuchung dauert durchschnittlich 15 Minuten. Alle weiteren Vorbereitungen werden am virtuellen Patientenmodell - in Abwesenheit des Patienten - getroffen.