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Weltgrößte drehbare Strahlenkanone soll Krebs zerstören

Universitätsklinikum Heidelberg. Ein Koloss, 670 Tonnen schwer, 120 Millionen Euro teuer, mit dem Stromverbrauch einer Kleinstadt – das ist die Gantry, die neue Strahlenkanone der Heidelberger Uniklinik. Sie ermöglicht eine nie zuvor erreichte Präzision in der Bestrahlung von Tumoren. Aber: Nützt das den Patienten?

Lautlos dreht sich der Behandlungstisch nach links, der Boden klappt weg. Nur noch ein stählerner Roboterarm trägt die Liege, der Patient darauf verbleibt in einer Art Schwebezustand. Unter der weißen Kunststoffmaske verbirgt sich ein Mensch. Hans Winter (Name von der Red. geändert), hat einen seltenen Tumor im Kopf. Direkt an der Hauptschlagader hat sich das Geschwulst um den Sehnerv gewickelt – praktisch nicht behandelbar etwa mit Röntgenstrahlen, zu viel gesundes Gewebe würde bei der herkömmlichen Therapie zerstört. Anders ist es mit Strahlen aus Wasserstoff- oder Kohlenstoff-Ionen, ihre Wirkung lässt sich besonders treffsicher dosieren.

Blitzschnell, beinahe mit Lichtgeschwindigkeit, rast nun ein solcher Strahl durch den Raum, gerichtet exakt auf den Tumor. Erst dort entlädt sich seine zerstörerische Energie. In mehreren Sitzungen soll die Energie das Erbgut der Krebszellen nun so stark schädigen, dass es sich letztlich nicht mehr regenerieren kann. Das umliegende gesunde Gewebe bleibt verschont.
Seit einer Woche ist die Gantry, das derzeit größte zugelassene Medizinprodukt der Welt, am Heidelberger Uniklinikum in Betrieb. Die um 360 Grad drehbare Vorrichtung ermöglicht eine millimetergenaue Bestrahlung von Krebspatienten mit Kohlenstoff-Ionen – eine Weltpremiere.

Dass Strahlen ungeheure Möglichkeiten bieten, erkannte vor mehr als hundert Jahren bereits der Physiker Wilhelm Röntgen. Heute ist ihr Einsatz Routine, nicht nur in der Diagnostik, sondern auch in der Behandlung bösartiger Erkrankungen. Mehr als 60 Prozent aller Krebspatienten werden heute bestrahlt, allein oder in Kombination mit einer Operation oder Chemotherapie, sagt Jürgen Debus, medizinischer Direktor des Ionenstrahl-Therapiezentrums in Heidelburg (HIT). Mit Protonen und Schwerionen seien „neue Strahlen“ hinzugekommen.

Mediziner starten die Untersuchung des Nutzens

Wie viel besser diese wirklich sind, das wollen die Mediziner und Forscher am HIT nun grundlegend untersuchen und dokumentieren. Noch gibt es, obwohl weltweit über 100.000 Patienten mit Protonen und Schwerionen behandelt wurden, keine einzige randomisierte klinische Studie, um die Überlegenheit einer Therapie zu belegen. Diese Lücke wollen die Heidelberger schließen.

„Die neuen Strahlen versprechen eine noch höhere Präzision und Effektivität als herkömmliche Strahlen“, sagt Debus, ein großer schlanker Mann mit der Aura des erfahrenen Arztes. Während Röntgenstrahlen den größten Teil ihrer Energie schon nach wenigen Zentimetern im Körpergewebe platzieren, verlieren die schweren Teilchen die meiste Energie erst, wenn sie schon fast ganz abgebremst sind – tiefere Gewebeschichten können so erreicht werden. Der Einsatz bedeutet derzeit allerdings noch einen deutlich höheren apparativen Aufwand.


Tumor im Rasterscan: Mit Hilfe eines Computertomografen wird das Geschwulst in seinen Konturen dreidimensional dargestellt und anschließend am Rechner in digitale Scheiben von jeweils etwa einem Millimeter Stärke „geschnitten“. Die Software berechnet für jeden Punkt die notwenige Eindringtiefe der Strahlung und die höchstmögliche Strahlendosis.

In der Tat: Während der Radioonkolge spricht, dreht sich die sichtbare Vorrichtung der Gantry um Hans Winters Kopf. Hinter der Rückwand des weißen Behandlungsraums, dem Inneren eines futuristischen Raumschiffs nicht unähnlich, liegt das eigentliche Kunststück der Konstrukteure: ein haushohes Gerüst aus Stahl und Magneten, insgesamt 670 Tonnen schwer, dennoch exakt und millimetergenau um 360 Grad drehbar.

Die Gantry kann Strahlenbündel aus fast allen Richtungen in einen Tumor lenken. Weltweit gibt es bislang erst fünf Anlagen, bei denen eine Krebstherapie mit Schwerionen durchgeführt wird – drei stehen in Japan, eine in China.

Krebstherapie mit 670 Tonnen schwerem Koloss

Braucht die Onkologie tatsächlich derartige Kolosse, schon im Bau 120 Millionen Euro teuer, mit dem Stromverbrauch einer Kleinstadt? Radioonkologe Debus ist davon überzeugt. Bereits seit 1997 ist er gemeinsam mit dem Physiker Thomas Haberer mit der Entwicklung dessen beschäftigt, was nun in Heidelberg Patienten nutzen soll. Haberer entwickelte das Rasterscan-Verfahren, das dafür sorgt, dass die im Teilchenbeschleuniger des HIT erzeugte Strahlung in genau definierten Portionen zum Patienten gelangt.

Am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt begannen die Wissenschaftler mit einem Pilotprojekt, zwischen 1997 und 2008 wurden mehr als 400 Patienten erfolgreich bestrahlt, die gesammelten Erfahrungen nach Heidelberg transportiert. Die Uniklinik ist nicht nur Bauherr, sondern auch Betreiber des HIT, das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) kooperieren.

Projekte in Kiel, Marburg und München scheiterten

Weil die Forscher viel Eigenleistung beisteuerten und die Uniklinik Bauträger und Betreiber ist, blieb der Strahlentherapie-Einheit in Baden-Württemberg das Schicksal vergleichbarer Einheiten in Kiel, München und unlängst in Marburg erspart. Weil sich die Bauherren hier zu hohe Einnahmen versprochen hatten, nicht erst forschen, sondern gleich mit dem kommerziellen Betrieb beginnen wollten, sind die dortigen Anlagen entweder gar nicht in Betrieb gegangen oder bleiben bislang nur in der Grundlagenforschung aktiv.

Aktuell erstatten die Krankenkassen rund 20.000 Euro pro Patient und Therapie, in Marburg etwa hätten jährlich mehr als 2200 Menschen bestrahlt werden müssen, um ein lohnendes Betriebsergebnis zu erzielen. Als sich aber zeigte, dass in der Anlage niemals so viele Menschen behandelt werden könnten – Konstrukteur Siemens hatte sich verschätzt – stoppte der Inhaber, der private Klinikbetreiber Rhön-Klinikum AG, die Krebsstrahlentherapie bevor sie überhaupt begonnen hatte.

In Heidelberg kalkulierte man von Beginn an vorsichtig, gerechnet wird derzeit mit rund 750 Patienten im Jahr – wie das Defizit ausgeglichen wird, sagen die beiden HIT-Direktoren nicht, aber eine Mischkalkulation mache den Betrieb möglich.
Schwer zugängliche Tumoren im Strahl

Elf Studien zur Strahlentherapie laufen derzeit am HIT. In einem Projekt werden Leberkrebs-Patienten behandelt. Der Tumor wird mit Ionen bestrahlt, um die Zeit zu überbrücken, solange der Patient auf eine Lebertransplantation wartet. „Das vom Tumor befallene Organ kann uns der Patient dann zu Forschungszwecken spenden“, sagt Debus. So könnte man im Labor genauestens dokumentieren, ob der Tumor komplett vernichtet und das gesunde Gewebe des Organs durch die Strahlung gut geschont wurde.

Und ein großes Ziel haben Debus und Haberer dann auch noch: Die Bestrahlung von bewegten Organen wie der Lunge – hier muss die Strahlenkanone quasi der Atmung folgen. An Puppen testen die Heidelberger das Verfahren bereits. Haberer: „Bis wir das bei Patienten einsetzen können, wird es aber noch ein paar Jahre dauern.“

via: www.spiegel.de/wissenschaft/medizin/

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