Protonentherapie: Anpassung der Strahlendosis bei der Krebsbehandlung

10.10.2024

Forschende des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben erfolgreich einen neuen Workflow entwickelt, der eine tägliche Anpassung der Protonentherapie an die aktuelle Lage des Tumors und die Anatomie der Patientinnen und Patienten ermöglicht. Diese Studie stellt einen wichtigen Schritt in der individualisierten Krebstherapie dar.

Die Anatomie des menschlichen Körpers ist dynamisch und unterliegt täglichen Schwankungen. Veränderungen in der Füllung von Darm und Blase, Schleimansammlungen in den Nasennebenhöhlen oder geringfügige Gewichtsschwankungen können den Körper von Tag zu Tag verändern.

Bild: Frau steht neben einem medizinischen Gerät, was in der Krebstherapie eingesetzt wird; Copyright: Mahir Dzambegovic/Paul Scherrer Institut PSI

Die Medizinphysikerin Francesca Albertini hat einen neuen Workflow entwickelt. Damit kann der Behandlungsplan bei der Tumorbekämpfung mit Protonen täglich an kleinste körperliche Veränderungen angepasst werden.

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Bei der Protonentherapie, die zur gezielten Behandlung von Tumoren eingesetzt wird, haben selbst minimale Abweichungen von wenigen Millimetern eine signifikante Auswirkung auf die Strahlendosis und die Effektivität der Therapie.

Wie funktioniert die Protonentherapie?

Die Protonentherapie zielt darauf ab, Krebszellen mithilfe von Protonenstrahlen abzutöten. Im Gegensatz zu den in der gewöhnlichen Strahlentherapie verwendeten Photonen sind Protonen geladene Teilchen, deren Eindringtiefe im Gewebe genau steuerbar ist. Sie geben den Großteil ihrer Energie gezielt im Tumor ab, wodurch das umliegende Gewebe geschont wird. Um die Bestrahlung optimal zu planen, wird vor Beginn der Behandlung ein Computertomogramm (CT) erstellt, um die zu bestrahlenden Körperareale zu identifizieren.

Neuer Workflow: Schnelle Anpassung an die Anatomie

Das neue Verfahren am PSI ermöglicht es, den Behandlungsplan der Protonentherapie täglich an die aktuelle Anatomie anzupassen. Dabei wird vor jeder Behandlung eine niedrigdosierte CT-Aufnahme erstellt. Auf Basis dieser aktuellen Aufnahme wird die Strahlendosis für die jeweilige Bestrahlungssitzung angepasst. Die Forschenden haben eine spezielle Software entwickelt, die den Behandlungsplan automatisch anpasst und so für eine präzisere Strahlentherapie sorgt.

2Ein solches Verfahren bringt im Grunde nur Vorteile mit sich", erklärt Francesca Albertini, Medizinphysikerin am Protonentherapiezentrum des PSI. "Wir können sicherstellen, dass das Zielvolumen – sprich der Tumor – genau getroffen wird. Dabei verkleinert sich insgesamt die Strahlenlast, da gesundes Gewebe weniger belastet wird."

Herausforderung: Effizienz und Dauer der Behandlung

Eine mögliche Herausforderung bei dieser Methode ist die verlängerte Dauer der Behandlungssitzungen, da die Anpassung des Behandlungsplans zusätzliche Zeit beansprucht. Das Team am PSI hat jedoch darauf geachtet, die Geschwindigkeit des Ablaufs zu optimieren. Insgesamt dauerte die Bestrahlung mit Anpassung im Durchschnitt nur vier Minuten länger als ohne Anpassung, was den neuen Workflow effizient macht.

Erste Studie mit positiven Ergebnissen

Die Machbarkeitsstudie des PSI umfasste fünf Patientinnen und Patienten, die gegen Tumorarten in knochenreichen Regionen wie Schädel und Schädelbasis bestrahlt wurden. Diese Bereiche weisen im Vergleich zu anderen Körperregionen, wie dem Unterleib, geringere tägliche Schwankungen auf. Die Forschenden planen nun, den Workflow auf weitere Körperregionen auszudehnen, in denen größere tagesaktuelle Veränderungen erwartet werden.

MEDICA.de; Quelle: Paul Scherrer Institut (PSI)

Mehr über das PSI unter: www.psi.ch/de