Physikalische Grundlagen der Strahlentherapie Verschiedene Formen der Strahlentherapie, Dosis-Wirkbeziehung, Anwendung der ST. Weitergabeskript

1. Vorlesung (QB 11) Grundlagen der
Strahlenphysik und des Strahlenschutzes
11.09.2018
1
Physikalische Grundlagen der
Strahlentherapie
Agenda
 Entwicklung der
Strahlentherapie
 Ziele der
Strahlentherapie
 Bestrahlungsgeräte
 Teletherapie
 Brachytherapie
QB 11 – Strahlentherapie / Medizinische Physik

2. Vorlesung (QB 11) Grundlagen der
Strahlenphysik und des Strahlenschutzes
11.09.2018
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Chronik
Von der Entdeckung der ionisierenden Strahlen bis heute
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Chronik
1895
1896
1896
1898
Wilhelm Conrad Röntgen
entdeckt in Würzburg die
Röntgenstrahlen.
Henri Antoine Becquerel
entdeckt die
Eigenstrahlung von
Uranerzen.
Der Wiener Arzt Leopold
Freund führt die erste
Bestrahlung eines großen
behaarten Naevus durch.
Ehepaar Marie und Pierre
Curie entdecken die
Polonium und Radium und
prägen den Begriff
„Radioaktivität“
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3. Vorlesung (QB 11) Grundlagen der
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Chronik
1905
1947
1949
B. Stenbeck und T. Sjögren
führen die erste erfolg‐
reiche Bestrahlung von
Plattenepithel‐Karzinomen
der Nase bzw. der Wange
durch.
Friedrich Dessauer führt
erste Versuche zur
Ganzkörperbestrahlung
durch.
In Göttingen findet ein von
Konrad Gund gebautes
Betatron die erste klinische
Anwendung.
Newberry entwickelt
in England einen
Linearbeschleuniger für
strahlentherapeutische
Zwecke.
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1899
Chronik
1952
1956
1965
1971
T.A. Watson setzt
Telekobaltgeräte in der
Strahlentherapie ein.
B. Rajewsky führt mit
einem 35 MeV‐Betatron
am Max‐Planck‐Institut
für Biophysik in Frankfurt
erste
strahlentherapeutische
Behandlungen mit
Elektronen im
Energiebereich über
20 MeV durch.
Erstmaliger Einsatz eine
Viellamellenkollimators –
Multileafcollimators (MLC)
in der Strahlentherapie
(Takahshi et al.).
Erste
Computertomographie‐
Aufnahme am Menschen
(Nobelpreis für Allen M.
Cormack und Godfrey
Hounsfield 1979).
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4. Vorlesung (QB 11) Grundlagen der
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Strahlentherapie
Was macht die Strahlentherapie?
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Ziel der Strahlentherapie
Zerstörung von (Tumor-)Zellen durch
die Anwendung von ionisierender
Strahlung bei überwiegend bösartigen
Tumoren.
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5. Vorlesung (QB 11) Grundlagen der
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Strahlenarten in der Strahlentherapie
 Photonen
 Elektronen
 Teilchenstrahlung
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Anwendungsziel
Ziel der Anwendung ionisierender Strahlung zur
Behandlung ist die Applikation einer bestimmten
Dosis in einem definierten Bereich des
menschlichen Körpers (Zielvolumen) unter
weitgehender Schonung der übrigen Bereiche.
(RL StrlSch i. d. Med. Punkt 7.1.1)
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6. Vorlesung (QB 11) Grundlagen der
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Strahlenwirkung
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 Zerstörung jeder
einzelnen Tumorzelle
 Je höher die
Strahlendosis, umso
wahrscheinlicher
die Tumorvernichtung
 Jede von Strahlung
getroffene Zelle kann
potentiell geschädigt sein
 Je geringer die
Strahlendosis, umso
geringer die
Nebenwirkung in
gesunden Organen
•hohe Dosis im Tumor
•geringe Dosis im Normalgewebe
Forderung
Methoden und Techniken
Strahlentherapie gestern und heute
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7. Vorlesung (QB 11) Grundlagen der
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Bestrahlungsgeräte
Teletherapie
 Linearbeschleuniger
 Telekobalt
 Gammaknife
 Betatron
 Cyberknife
 Tomotherapie
 Teilchentherapie
 Bestrahlung mit
ionisierender Strahlung von
außerhalb des Körpers
Brachytherapie
 Afterloading
 Seeds
 Bestrahlung mit ionisierender
Strahlung von innerhalb des
Körpers
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Linearbeschleuniger
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8. Vorlesung (QB 11) Grundlagen der
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8
Linearbeschleuniger
 Standardgerät der
Strahlentherapie
 Liefert Hochenergetische
Photonen (zwischen 6
und 25 MV) und
Elektronen (zwischen 4
und 22 MeV)
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Bestrahlungstechniken
Intensity Modulated Radiotherapy – IMRT
Begrenzung der Strahlenwirkung auf das Tumorgebiet durch Anpassung der
räumlichen Dosisverteilung
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Nicht
konformal
2D‐
konformal
3D‐
konformal

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Beispiel Prostata
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Image Guided Radiotherapy (IGRT)
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Gammaknife
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Gammaknife
 Gerät zur
stereotaktischen
Bestrahlung von
Läsionen im Hirn.
 201 Cobalt-
Strahlenquellen
konzentrieren ihre
Strahlung auf einen
Fokuspunkt.
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11
Cyberknife
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Cyberknife
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Tomotherapie
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Teilchentherapie
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13. Vorlesung (QB 11) Grundlagen der
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Teilchentherapie
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Teilchentherapie
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Teilchentherapie
Vorteile:
 invertiertes
Tiefendosisprofil
 tumorkonforme
Bestrahlung durch
Rasterscantechnik
 geringe Seiten- und
Reichweitenstreuung
 erhöhte radiobiologische
Wirksamkeit im Tumor
 nicht invasive
Strahllokalisation mit PET
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Telekobalt
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Betatron
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Bestrahlungsgeräte
Teletherapie
 Linearbeschleuniger
 Telekobalt
 Gammaknife
 Betatron
 Cyberknife
 Tomotherapie
 Teilchentherapie
 Bestrahlung mit
ionisierender Strahlung von
außerhalb des Körpers
Brachytherapie
 Afterloading
 Seeds
 Bestrahlung mit ionisierender
Strahlung von innerhalb des
Körpers
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16. Vorlesung (QB 11) Grundlagen der
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Afterloading
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Seedimplantation
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Seedimplantation
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Zusammenfassung
 Die ionisierende Strahlung wurde schon bald nach ihrer
Entdeckung zur Therapie eingesetzt.
 Ziel der Anwendung ionisierender Strahlung zur
Behandlung ist die Applikation einer bestimmten Dosis
in einem definierten Bereich des menschlichen Körpers
(Zielvolumen) unter weitgehender Schonung der
übrigen Bereiche.
 Man unterscheidet zwischen Teletherapie und
Brachytherapie.
 Zur Therapie werden Photonen, Elektronen oder
geladene beschleunigte Teilchen verwendet.
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18. Vorlesung (QB 11) Grundlagen der
Strahlenphysik und des Strahlenschutzes
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