Physikalische Grundlagen

Die Strahlentherapie verwendet – wie der Name schon sagt – „Strahlung“, um bestimmte medizinische Wirkungen, wie z.B. die Zerstörung eines Tumors zu erreichen. Wenn von Strahlung gesprochen wird, denkt man vielleicht zuerst an die für uns sichtbaren Sonnenstrahlen. In der Therapie finden Strahlen mit ähnlichen Eigenschaften Anwendung, deren Energie jedoch um ein Vielfaches höher ist, als die des sichtbaren Lichtes. Auch sind diese Strahlen für unsere Sinnesorgane nicht wahrnehmbar.

Eine immer wieder auftauchende Frage ist, ob noch Strahlung nach Abschaltung des Gerätes „im Körper steckt“. Wir können Sie hier wirklich beruhigen. Es verhält sich bei der Bestrahlung von außen ähnlich wie mit einer Lampe in einem abgedunkelten Raum. Wird die Lampe ausgeschaltet, bleibt auch keine Reststrahlung bestehen, sondern es ist dunkel. Die einzige Ausnahme ist die SEED-Therapie, bei der kleine permanente Strahlenquellen in das betroffene Organ implantiert werden.

Strahlenarten und Eigenschaften

Das Ziel der Therapie besteht darin, die Energie der Strahlung im Tumor zu konzentrieren, um damit eine Zerstörung der Tumorzellen oder eine Hemmung der Tumorausbreitung zu erreichen. Strahlung mit dieser Eigenschaft wird auch als  „ionisierende“ Strahlung bezeichnet. Am häufigsten angewendet wird hochenergetische Photonenstrahlung, auch als Röntgenstrahlung bekannt. Ebenfalls sehr verbreitet sind Elektronenstrahlen; seltener werden Protonen- und Teilchenstrahlen angewendet. Jede Strahlenart hat bestimmte physikalische Eigenschaften, die sie für die jeweiligen Anwendungsgebiete hervorheben.

So wirken Elektronen vor allem oberflächlich und sind deshalb für die Behandlung von Hautkrebs besonders geeignet. Das tiefer liegende gesunde Gewebe wird effektiv geschont, da die Elektronen die gesamte Energie bereits an der Oberfläche abgegeben haben.

Photonenstrahlung hingegen ist sehr durchdringungsfähig und daher besonders für die Behandlung von Tumoren im Körperinneren geeignet. Die Haut wird hierbei fast ohne Wechselwirkung durchdrungen. Hautrötungen treten zwar auf, heilen aber nach Therapieabschluss in der Regel komplikationslos aus.

Protonenstrahlung ist aktuell in großer Diskussion und auch hier in Dresden wird in naher Zukunft eine Protonentherapie-Anlage in Betrieb gehen. Protonen können ebenfalls tief in den Körper eindringen und geben ihre Energie hierbei gezielt in einem eng begrenzten Gebiet ab. So können tiefer liegende Organe noch besser geschont werden. Der medizinische Gewinn dieser sehr teuren Behandlungsform muss jedoch noch in kontrollierten klinischen Studien bewiesen werden.

Berechnung der Strahlenwirkung

Heutzutage kann man die Energieabgabe der Strahlung in bestimmten Materialien sehr genau messen. Auf Grundlage der Messung kann anschließend die Ausbreitung und Wirkung im menschlichen Körper mit Hilfe moderner Computersystem exakt vorausberechnet werden. Die Medizinphysiker des Fachbereiches Strahlenphysik können mit Hilfe dieser Systeme eine individuelle Optimierung der Therapie vornehmen (Bestrahlungsplanung).

Links: Elektronen-Linearbeschleuniger (Fa. Varian) für die Strahl-Erzeugung
Rechts: Viel-Lamellen-Kollimator zum individuellen Ausblenden des Strahls