Spot-Scanning
Der Therapieplan zeigt die besondere Präzision der Spot-Scanning-Technik am Beispiel eines Hirntumors. Die Dosis wird in jeder Ebene der jeweiligen Begrenzung (gelb) individuell angepasst. Das Gewebe ausserhalb des Tumors bleibt weitgehend unbelastet.
Die mit dem Zyklotron COMET beschleunigten Protonen werden zu einem ca. 5 bis 7 mm breiten Strahl fokussiert (Spot). Mit Magneten werden die Protonen zum Bestrahlungsgerät, der Gantry, und dort zum Patienten auf den Tumor gelenkt. Schritt für Schritt tasten die Hochdosis-Spots den Tumor in allen drei Dimensionen ab (Scanning). Die Eindringtiefe der Protonen-Spots wird an der Gantry 1 mit einem System von Kunststoffplatten, die in den Strahlweg geschoben werden, gesteuert. Diese Bewegungen dauern nur wenige Millisekunden. Schicht um Schicht werden im Tumor einzelne Linien bestrahlt, und indem die Patientenliege in Schritten von 5 mm langsam im Strahlbereich bewegt wird, werden alle räumlichen Dimensionen mit den Spots erfasst.
In der neuen Gantry 2 wird ein fortgeschrittenes Scanning-Verfahren eingesetzt: Die Strahlablenkung in den Tumor geschieht gleichzeitig in zwei Dimensionen, und die Energieänderung erfolgt in Bruchteilen einer Sekunde im sogenannten «Degrader» (Abschwächer), am Ausgang des Zyklotrons.
Mit der Behandlungstechnik am PSI wird der Protonen-Bleistiftstrahl mit Computern so gesteuert, dass sich der Hochdosis-Spot für eine präzis vorgegebene Zeit sehr genau am gewünschten Ort im Tumor befindet. Durch Überlagern vieler einzelner Spots – für ein Volumen von 1 Liter sind es ca. 10'000 – wird der Tumor gleichmässig mit der verlangten Strahlendosis belegt, wobei diese für jeden einzelnen Spot individuell überwacht wird. Das erlaubt eine äusserst präzise, homogene Bestrahlung, die an die meist unregelmässige Form des Tumors optimal angepasst ist. Diese Methode, eine dynamische, dreidimensional angepasste Strahlentherapie, nennen wir Spot-Scanning-Technik. Am PSI seit 1996 für die Therapie von Krebspatienten im Einsatz, ermöglicht sie eine hoch präzise Bestrahlung des Tumors bei noch geringerer Belastung der gesunden Umgebung als die konventionelle Photonentherapie.
In der neuen Gantry 2 wird ein fortgeschrittenes Scanning-Verfahren eingesetzt: Die Strahlablenkung in den Tumor geschieht gleichzeitig in zwei Dimensionen, und die Energieänderung erfolgt in Bruchteilen einer Sekunde im sogenannten «Degrader» (Abschwächer), am Ausgang des Zyklotrons.
Mit der Behandlungstechnik am PSI wird der Protonen-Bleistiftstrahl mit Computern so gesteuert, dass sich der Hochdosis-Spot für eine präzis vorgegebene Zeit sehr genau am gewünschten Ort im Tumor befindet. Durch Überlagern vieler einzelner Spots – für ein Volumen von 1 Liter sind es ca. 10'000 – wird der Tumor gleichmässig mit der verlangten Strahlendosis belegt, wobei diese für jeden einzelnen Spot individuell überwacht wird. Das erlaubt eine äusserst präzise, homogene Bestrahlung, die an die meist unregelmässige Form des Tumors optimal angepasst ist. Diese Methode, eine dynamische, dreidimensional angepasste Strahlentherapie, nennen wir Spot-Scanning-Technik. Am PSI seit 1996 für die Therapie von Krebspatienten im Einsatz, ermöglicht sie eine hoch präzise Bestrahlung des Tumors bei noch geringerer Belastung der gesunden Umgebung als die konventionelle Photonentherapie.
Prinzip der am PSI entwickelten Spot-Scanning-Technik:
Durch Verschieben und Überlagern der Dosis-Spots eines Protonen-Bleistiftstrahls können beliebig geformte Dosisverteilungen erzeugt, und die Dosis kann besonders präzise dreidimensional an die Form des Tumors angepasst werden.
