Als angewandte Wissenschaft ist die Medizinphysik eng mit dem rasanten Fortschritt der Medizin verbunden. Insbesondere die Strahlentherapie von Tumorpatienten und -patientinnen hat sich in den letzten 20 Jahren zu einer hochspezialisierten Therapieform entwickelt, die mit einem grossen technologischen Aufwand die Behandlung von Patienten sicherstellt.

Die Medizinphysik trägt die Verantwortung für alle technischen Aspekte der Behandlung. Sie berät den Arzt, die Ärztin bei der Wahl der Behandlungsmethode und sie führt die aufwändige computergestützte Therapieplanung durch. Für eine sichere Behandlung unserer Patientinnen und Patienten wird die korrekte Anwendung des Therapieplans kontinuierlich überwacht und durch sorgfältige Tests und Messungen der erzeugten Strahlung sichergestellt.

Die Medizinphysik evaluiert und implementiert auch laufend neue Verfahren und Methoden, um dem Patienten, der Patientin den neuesten Stand der Technologie zugute kommen zu lassen. Am Stadtspital Triemli sind als kombinierbare, moderne Behandlungsmethoden im Einsatz:

Die Prostata ist ein Organ, dessen Position sich in Abhängigkeit von Blasen- und Rektumsfüllung relativ zur Knochenstruktur verändern kann. Durch einen kleinen Eingriff kann die Prostata mit Bild-Markern versehen werden, deren Position relativ zur Prostata konstant bleibt. Diese Marker sind auf den Röntgen-Aufnahmen deutlich sichtbar (siehe Abbildung links) und werden dazu benutzt, das Zielvolumen Prostata (welches auf den Röntgenaufnahmen nicht gut identifizierbar ist) optimal zu den Bestrahlungsfeldern auszurichten. Damit wird es möglich, die Bestrahlung präziser (mit einem kleineren Sicherheitsbereich um das Zielorgan) durchzuführen. Die Strahlenbelastung für Rektum und Blase kann so möglichst klein gehalten werden und Nebenwirkungen treten weniger stark auf.

Bei der Rotationsbestrahlung (VMAT - Volumetric Intensity Modulated Arc Therapy, deutsch auch «Volumen-intensitätsmodulierte Roations-Therapie») handelt es sich um eine hochkonformale Bestrahlung eines Zielvolumens bei gleichzeitiger Schonung von Risikoorganen.

In weniger als einer Minute können komplexe Tumorgebiete effizient und unter grösstmöglicher Schonung vom umgebenden gesunden Gewebe und von Organen bestrahlt werden (siehe Abbildung).

Aufgrund der Eigenschaften ergeben sich zwei wesentliche Anwendungsgebiete für VMAT: Einerseits die kurative Bestrahlung von schwierigen, innerhalb von gesunden Organen eingebetteten Zielvolumen, und andererseits die Bestrahlung von Patienten und Patientinnen, deren Liegezeit am Bestrahlungsgerät schmerzbedingt sehr kurz sein muss.

Die Organe und Körperteile des Brust- und Bauchraums bewegen sich teilweise stark mit der Atmung. Um eine möglichst schonende und zielgerichtete Bestrahlung zu ermöglichen, werden solche Zielorgane immer zu jenen Zeitpunkten bestrahlt, in welchen sich das Ziel in einer optimalen, vordefinierten Position befindet (bei der Brust z.B. bei einer möglichst grossen Entfernung zum Herzen, also im eingeatmeten Zustand). Die Brustkorb-Position wird dabei über Infrarot-Reflektoren und -Detektoren bestimmt; der Bestrahlungszeitpunkt wird über die Brustkorbposition definiert.

Gating stellt sicher, dass das Zielorgan die verschriebene Strahlendosis erhält und Nebenwirkungen durch die Bestrahlung von gesundem Gewebe minimiert werden.

Für die vierdimensionale Planung wird zunächst eine 4D-Computertomographie durchgeführt, d.h. ein zeitlich aufgelöstes Computertomogramm erstellt. Das 4D-CT ermöglicht es dem Arzt, den Bewegungsrahmen des Bestrahlungsziels ebenso zu berücksichtigen wie die Beweglichkeit der zu schonenden Strukturen und Organe. Mit diesem Wissen kann eine individuelle optimierte Bestrahlungsplanung durchgeführt werden. Bei Bedarf kann basierend auf den 4D-Aufnahmen eine atemgesteuerte Bestrahlung verordnet werden. 

Die extrakraniale stereotaktische Bestrahlung (engl.: stereotactic body radiation therapy, SBRT) ist eine Technik zur Behandlung kleiner Tumoren (Grössenordnung zwischen 1 und 5 cm) in wenigen, hochdosierten Bestrahlungssitzungen.

SBRT ist eine nicht-invasive, ambulant durchführbare Alternative zur chirurgischen Entfernung eines Tumors. Wichtige Indikationen sind das Frühstadium des Bronchuskarzinoms, Lungen- und Lebermetastasen. SBRT ermöglicht eine effektive Therapie auch für jene Patientinnen und Patienten, die aufgrund von schlechter Lungenfunktion oder zusätzlicher Krankheiten nicht operierbar sind.

Ein SBRT-Bestrahlungsplan basiert auf einem 4D-Computertomogramm, über welches die Lage des Tumors und die Tumorbewegung bestimmt wird. Zur Schonung der Haut und des umgebenden Gewebes erfolgt die Bestrahlung aus vielen Einstrahlrichtungen (siehe Abbildung). Aufgrund der hohen Strahlen-Einzeldosen sind erhöhte Genauigkeitsanforderungen zu erfüllen: präzise Lagerung, Bildgebung und Überwachung der Atmung bilden die Basis für den Behandlungserfolg.

Dr. rer. nat. Peter Pemler
Radioonkologie-Klinikinformationssystem, Therapieplanung, Gating
Telefon +41 44 416 35 70
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Dr. Federico Hasenbalg
IGRT, Stereotaxie, Gerätemanagement
Telefon +41 44 416 35 71
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Dr. techn. Thomas Buchsbaum
Therapieplanung, IGRT, Gating
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Dr. Vasiliki Vlachopoulou
Linac, QA, Dosimetrie
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Claudia Erckes, dipl. Ing.
Interstitielle Brachytherapie, dermatologische Röntgentherapie, Qualitätssicherung
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Thomas Dossenbach
Therapieplanung,
Qualitätssicherung
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Gabriela Rüthemann
Therapieplanung
Telefon +41 44 416 35 78