Mit Protonenbeschuss gegen Krebs: Neue Methode bringt ungekannte Präzision

Protonen, also positiv geladene Teilchen von Atomkernen, machen Tumoren im Körperinneren mit höchster Effektivität den Garaus. Dazu muss der Patient nicht aufgeschnitten werden. Die Teilchenstrahlung durchdringt das gesunde Gewebe. Sie entlädt den größten Teil ihrer Energie erst am vorausberechneten Ziel. Weil es bisher nur vage festgelegt werden konnte wird auch gesundes Gewebe zerstört.

„Weltweit einmaliges Niveau“

Diesen unterwünschten und sogar gefährlichen Nebeneffekt haben Forscher in Dresden und Heidelberg jetzt deutlich reduziert. Wissenschaftler der Protonen-Bestrahlungseinrichtungen „OncoRay-Zentrum“ in Dresden und des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Heidelberg sprechen von einem „weltweit einmaligen Niveau“ der Bestrahlungsplanung. Das ermöglicht die Dual-Energy Computertomographie (DECT). Damit lässt sich die Position des zu bestrahlenden Tumors mit äußerster Präzision bestimmen. Diese neue Art der Computertomographie erzeugt für jedes Körpersegment zwei Bilder mit unterschiedlichen Röntgen-Energien. Daraus lassen sich deutlich mehr Informationen über die Zusammensetzung von Geweben gewinnen als bisher.

Der Fehler liegt bei vier Millimetern

Anhand von DECT-Aufnahmen von 50 Patienten mit Hirn- oder Prostatatumor konnten OncoRay-Wissenschaftler nun zeigen, dass es bei der bisherigen Standardberechnung die Stelle, an der die Energie der Protonen entladen wird, deutliche Abweichungen von der Wirklichkeit gibt. „Die Protonen dringen bei tiefliegenden Tumoren etwa vier Millimeter weiter in den Körper ein, als es unsere bisherigen Berechnungen voraussagen“, so Christian Richter, Leiter der Gruppe „Hochpräzisionsstrahlentherapie“ am OncoRay-Zentrum und am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. Das neue Berechnungsverfahren berücksichtigt sogar die von Patient zu Patient unterschiedliche Bremskraft der individuellen Gewebezusammensetzung.

Zunächst profitieren Patienten in Dresden

Die neue Berechnungsmethode berücksichtigt die Bremskraft des gesunden Gewebes, das der Protonenstrahl durchqueren muss, in jedem einzelnen Punkt. „Dadurch, dass der Strahl durch die verbesserte Planung weniger tief in den Körper eindringt, wird zudem noch weniger gesundes Gewebe hinter dem Tumor mitbestrahlt“, erklärt Professor Mechthild Krause, Leiterin der Protonentherapie und Direktorin des OncoRay-Zentrums. Hiervon profitieren seit Juli 2017 rund drei Viertel aller Patienten an der Dresdner Protonentherapie.

Um wirklich alle Tumorzellen zu zerstören wird routinemäßig auch umliegendes gesundes Gewebe zerstört. Dieser „Sicherheitssaum“ liegt bei konventioneller Bestrahlungsplanung bei zehn Millimeter, wenn der Tumor in einer Tiefe von 25 Zentimetern liegt. Diese Lateralschäden lassen sich jetzt deutlich reduzieren.

via Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf

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