Volumenmodulierte Strahlentherapie

(VMAT – Volumetric Arc Therapy)

Diese Bestrahlungstechnik ist eine Weiterentwicklung der statischen intensitätsmodulierten Bestrahlung (IMRT), und wird seit 2008 kommerziell angeboten. Unsere Bestrahlungsgeräte wurden hierfür 2010 technisch aufgerüstet und als eine der ersten Kliniken Deutschlands konnten wir diese Technik im Oktober 2010 in die klinische Anwendung überführen. Da beide Bestrahlungsgeräte aufgerüstet wurden, können wir VMAT ausnahmslos für alle Patienten einsetzen, insofern keine Nachteile gegenüber der konformalen Planung oder der IMRT bestehen.

Prinzip der VMAT Bestrahlung

Bei dieser Technik rotiert das Gerät mit einer variablen Geschwindigkeit während des Strahlens kontinuierlich um den Patienten, während sich gleichzeitig die Lamellen des MLC hin und her bewegen. Während der Rotation wird zusätzlich die Strahlintensität variiert oder ganz abgeschaltet, um z.B. sensible Organe besonders zu schonen.

Die Berechnung eines solchen Bestrahlungsplanes folgt den gleichen Prinzipien, wie sie für die IMRT mit feststehenden Strahlrichtungen beschrieben wurden.

Vorteile

Der für jeden Patienten am meisten sichtbare Vorteil der VMAT Bestrahlung liegt im Zeitgewinn. Mit einem Umlauf von 360° um den Patienten, der maximal 2 Minuten dauert, ist die gesamte komplizierte Bestrahlung abgeschlossen. Für eine komplexe Bestrahlung im Kopf-Hals Bereich, die mit herkömmlicher IMRT eine Bestrahlungszeit von etwa 15 Minuten benötigt, werden jetzt mit 2 Rotationen nur noch 4 Minuten gebraucht. Das kommt natürlich den Patienten zugute, die Schwierigkeiten mit längerem Liegen z.B. aufgrund von Luftnot haben.

Eine schnelle Durchführung ist aber auch wichtig bei Tumoren, die sich während der Bestrahlung innerhalb des Körpers bewegen. Ein Beispiel hierfür ist die zeitlich veränderliche Lage der Prostata, bedingt durch die Aktivität benachbarter innerer Organe. Diese Bewegung wird normalerweise durch einen Sicherheitssaum um den Tumor berücksichtigt, welcher bei der VMAT-Technik aufgrund der Schnelligkeit der Bestrahlung reduziert werden kann.

Ein weiterer Vorteil der VMAT-Technik ist die sehr enge Anpassung der Dosis an das zu bestrahlende Tumorvolumen. In vielen Fällen gelingt die Anpassung nochmals deutlich besser, als mit IMRT praktisch realisierbar. Damit kann gesundes Gewebes noch besser geschont werden. Teilsektoren mit dem Ziel, strahlensensible Organe komplett aus dem Strahl herauszuhalten, sind ebenfalls möglich.

Dosisverteilung eines Rotations- IMRT-Planes (RapidArc) im Beckenbereich
Dosisverteilung eines Rotations- IMRT-Planes (RapidArc) im Beckenbereich

Die Dosis ist sehr eng an Tumor und Lymphabflussgebiete angepasst, so dass der nicht im Sicherheitssaum liegende Anteil der Harnblase (blau konturiert) sehr gut aus dem Hochdosisgebiet herausgehalten werden kann.

Qualitätssicherung der VMAT Bestrahlung

Bei diesem im Vergleich zur IMRT mit festen Strahlrichtungen wesentlich komplexeren Verfahren sind die Anforderungen an eine Qualitätssicherung ebenfalls bedeutend höher. Spezielle Leitlinien existieren aktuell nicht, so dass es im Wesentlichen dem Anwender obliegt, Verfahren und Toleranzen festzulegen.

Aufbauend auf unserer langjährigen Erfahrung auf dem Gebiet der IMRT führen wir eine patientenbezogene Qualitätskontrolle jedes Bestrahlungsplanes vor der ersten Bestrahlung durch. Wir nutzen hierfür das 3D Dosimeter „ArcCheck“ der Firma Sun Nuclear Cooperation. Hierbei handelt es sich um ein zylinderförmiges Messgerät mit knapp 1400 einzelnen Detektoren. Dieses Messgerät wird einmalig anstelle des Patienten bestrahlt und die in jedem Detektorpunkt gemessene mit der berechneten Dosis verglichen.

Ergänzt wird die patientenbezogene Qualitätssicherung durch weitere speziell optimierte Tests an den Bestrahlungsgeräten, welche auf Empfehlungen in aktuellen Veröffentlichungen und eigenen Untersuchungen basieren.

Darstellung der messtechnischen Qualitätssicherung der VMAT mittels ArcCheck-Dosimetrie:
Darstellung der messtechnischen Qualitätssicherung der VMAT mittels ArcCheck-Dosimetrie:

Rechts oben im Bild sichtbar ist die geplante Dosisverteilung des Bestrahlungsplanes in der Detektorebene, links die tatsächlich applizierte und mittels ArcCheck gemessene Dosis. Das mittlere Bild zeigt den Vergleich (Gamma-Evaluation 3%, 3mm), im unteren Anteil ist ein Querprofil dargestellt.
Die Übereinstimmung zwischen Messung und Berechnung ist hervorragend und der Bestrahlungsplan kann für die Anwendung am Patienten freigegeben werden.
(Software SNC Patient Version 6.2.3, Sun Nuclear Cooperation)