IMRT

Intensitätsmodulierte Strahlentherapie
(Intensity Modulated Radiation Therapy)

Ziel jeder Strahlentherapie ist der Eintrag einer möglichst hohen Dosis in den Tumor bei gleichzeitig optimaler Schonung des umliegenden gesunden Gewebes.

Eine besondere Hürde für die Bestrahlungsapplikation stellen Tumoren dar, die von mehreren Risikoorganen umgeben sind oder gar ein Risikoorgan umschließen. Lange Zeit waren solche Bestrahlungsgebiete mit der konformalen Bestrahlungstechnik nicht mit dem Ziel der endgültigen Heilung (kurativ) beherrschbar.

Etwa seit dem Jahr 2000 findet eine Bestrahlungstechnik immer breitere klinische Anwendung, welche als IMRT oder intensitätsmodulierte Strahlentherapie bezeichnet wird.

Unsere Abteilung kann auf eine langjährige Erfahrung mit dieser komplexen Technik zurückblicken, welche bereits seit Ende 2005 routinemäßig für unsere Patienten zur Verfügung steht. Wir gehören damit zu den Einrichtungen mit der größten Erfahrung hinsichtlich klinischer Anwendung und notwendiger Qualitätssicherung in Sachsen, da konsequent jeder Bestrahlungsplan messtechnisch kontrolliert wird.

Prinzip der IMRT-Bestrahlung

Wie in der konformalen Technik wird der Tumor aus verschiedenen Einstrahlrichtungen bestrahlt, jedoch wird nunmehr auch die Strahlintensität innerhalb jedes einzelnen Bestrahlungsfeldes während der Bestrahlung individuell variiert. Mit anderen Worten: die Intensität des Strahls ist nicht mehr gleichmäßig über die gesamte Querschnittsfläche des Bestrahlungsfeldes wie bei der konformalen Technik, sondern variiert von Ort zu Ort. Es entsteht ein „Dosisgebirge“. Die Überlagerung dieser „Dosisgebirge“ im Überschneidungsbereich aller Bestrahlungsfelder ergibt dann wieder eine gleichmäßige Dosisverteilung über das gesamte kompliziert geformte Zielvolumen. Unsere Abteilung setzt das derzeit modernste Verfahren zur Variation der Intensität ein: den dynamischen Multileafkollimator (MLC), dessen einzeln steuerbare Wolfram-Lamellen während der Bestrahlung Teile des Bestrahlungsgebietes abdecken oder freigeben. Auf diese Weise können Risikoorgane selbst dann in hohem Maße geschont werden, wenn sie vom Tumor umschlossen sind.

Verteilung der Dosis über den Querschnitt eines IMRT-Bestrahlungsfeldes. Im rechten Bild ist die Analogie zum Gebirge auf einer Landkarte besser zu erkennen: Rot = hohe Dosis über Gelb und Grün bis Blau = niedrige Dosis. Die Linien gleicher Dosis entsprechen den Höhenlinien auf der Karte.

Dieser Film zeigt den Ablauf der Bestrahlung eines IMRT-Bestrahlungsfeldes und das dabei entstehende „Dosisgebirge“

Dieser Film zeigt den Ablauf der Bestrahlung eines IMRT-Bestrahlungsfeldes und das dabei entstehende „Dosisgebirge“.

Räumliche Dosisverteilung eines IMRT- Planes für den Kopf-Hals-Bereich
Räumliche Dosisverteilung eines IMRT- Planes für den Kopf-Hals-Bereich

Die Schonung des von Zielvolumen umschlossenen Rückenmarks ist gut zu erkennen. Die vielen gelben Linien markieren die Begrenzung der Bestrahlungsfelder aus verschiedenen Richtungen.

Die Bestrahlungsplanung für IMRT nennt man „inverse Planung“, da im Gegensatz zum konventionellen Vorgehen das gewünschte Ergebnis durch bestimmte vom Arzt festgelegte Randbedingungen vorgegeben wird. So wird beispielsweise festgelegt, welche Zieldosis zur Zerstörung des Tumors benötigt wird und welche Dosis in Risikoorganen maximal auftreten darf, um unerwünschte Nebenwirkungen auszuschließen oder zu reduzieren. Anschließend versucht eine Optimierungs-Rechnung, die real im Patienten erreichbare Dosisverteilung durch gezielte Variation der Strahlintensitäten möglichst nahe an die geforderten Vorgaben anzunähern.

Qualitätssicherung der IMRT

Auch wenn eine IMRT-Bestrahlung viele klinische Vorteile bietet, ist der hohe Zeitaufwand zu berücksichtigen, welcher auch zu einer Verlängerung der Patientenliegezeit gegenüber der konformalen Therapie führt. In Rücksprache mit den Strahlentherapeuten legt der Medizinphysiker die jeweils zur Anwendung kommende Technik fest, um ein Optimum zwischen Liegezeit und Dosisanpassung zu erreichen.

Das gesamte Verfahren ist sehr komplex, so dass vor jeder Bestrahlung sichergestellt werden muss, dass die im Planungsprozess berechnete Dosis auch tatsächlich vom Linearbeschleuniger real appliziert wird. Unsere Abteilung folgt den Empfehlungen der DIN 6875-3 sowie dem Bericht 19 der Deutschen Gesellschaft für medizinische Physik und führt speziell ausgewählte regelmäßige Prüfungen am Bestrahlungsgerät durch.

Außerdem wird jeder IMRT-Bestrahlungsplan vor der ersten Anwendung am Patienten mit Hilfe eines geeigneten Meßsystems überprüft. Hierbei können Abweichungen erkannt und entsprechend beseitigt werden. Dieser Prozess bietet eine hohe Sicherheit für den Patienten und ist Teil unseres klinikinternen Qualitätssicherungs-Systems.

Darstellung der messtechnischen Qualitätssicherung der IMRT mittels EPID Portal-Dosimetrie:
Darstellung der messtechnischen Qualitätssicherung der IMRT mittels EPID Portal-Dosimetrie:

Links oben im Bild sichtbar ist die geplante Dosisverteilung eines Bestrahlungsfeldes, rechts die tatsächlich applizierte und mittels EPID gemessene Dosis. Das mittlere Bild zeigt den Vergleich (Gamma-Evaluation 3%, 2mm).
Die Übereinstimmung zwischen Messung und Berechnung ist hervorragend und der Bestrahlungsplan kann für die Anwendung am Patienten freigegeben werden.
(Software Portal Dosimetry Version 10.0, Varian Medical Systems)