Die Tomotherapie in technischen Details

Präzisionsarbeit im Kampf gegen Krebs

Mit der Tomotherapie steht in Konstanz eine neue schonende Bestrahlungsmethode zur Verfügung, die durch eine deutlich erhöhte Präzision Schäden am gesunden Gewebe verringert.

Die Gemeinschaftspraxis Prof. Dr. Zwicker & Partner, die auch die Abteilung für Strahlentherapie am Klinikum Konstanz betreut, setzt als erste Einrichtung in der Region ein Tomotherapiegerät im Kampf gegen den Krebs ein. Damit verfügt Konstanz über ein Gerät der neuesten Generation in der Strahlentherapie. Auch ungünstig liegende Tumore, wie sie in Gehirn, im Kopf-Hals-Bereich, in der Lunge oder der Prostata auftreten, können mit wesentlich größerer Zielgenauigkeit und in optimal abgestimmter Dosierung durch die neue Technik erreicht werden.

Die Tomotherapie ist eine Kombination aus Linearbeschleuniger (Strahlenquelle) und Computertomographie. Das CT kann bei jeder Bestrahlung Position und Form des Tumors auf den Millimeter genau lokalisieren. Die neu gewonnen Bilder werden dann mit den Vorgaben des Bestrahlungsplans abgeglichen. Stimmen Lage und Bestrahlungsplan überein, kreist der Linearbeschleuniger spiralförmig um den Patienten und nimmt aus verschiedenen Richtungen das Tumorgewebe exakt unter Beschuss. Je nach Größe und Komplexität des Tumors dauert die Bestrahlung zwischen zwei und zwanzig Minuten.

Intensitätsmodulierte Radiotherapie (IMRT): der Arzt konturiert die Zielvolumina dreidimensional und definiert Dosen und Constraints (Einschränkungen).  IMRT-Optimierung mittels Doses + Constraints. Ein Rechencluster aus 32 Prozessoren erzeugt zehntausende von Feldern (Beamlets), um diese Vorgaben bestmöglich zu erfüllen. Jede Iteration benötigt 4 Sekunden.
Intensitätsmodulierte Radiotherapie (IMRT): der Arzt konturiert die Zielvolumina dreidimensional und definiert Dosen und Constraints (Einschränkungen). IMRT-Optimierung mittels Doses + Constraints. Ein Rechencluster aus 32 Prozessoren erzeugt zehntausende von Feldern (Beamlets), um diese Vorgaben bestmöglich zu erfüllen. Jede Iteration benötigt 4 Sekunden.
Inverse Planung: Bei der  Therapieplanung werden keine Felder und Winkel mehr definiert. Stattdessen definiert der Therapeut die gewünschten Dosen für Zielvolumina und Risikoorgane und gewichtet diese Ziele bei einer interaktiven Optimierung.
Inverse Planung: Bei der Therapieplanung werden keine Felder und Winkel mehr definiert. Stattdessen definiert der Therapeut die gewünschten Dosen für Zielvolumina und Risikoorgane und gewichtet diese Ziele bei einer interaktiven Optimierung.
IGRT (Image Guided Radiotherapy): Tägliche hochauflösende Kontroll-CTs nutzen die 3,5-MeV-Photonen des LINAC ohne Beeinträchtigung z.B. durch metallische Implantate. Dosis 0.3-3 cGy. Das Matching erfolgt automatisch und manuell.
IGRT (Image Guided Radiotherapy): Tägliche hochauflösende Kontroll-CTs nutzen die 3,5-MeV-Photonen des LINAC ohne Beeinträchtigung z.B. durch metallische Implantate. Dosis 0.3-3 cGy. Das Matching erfolgt automatisch und manuell.
Die Gantry hat 85 cm Durchmesser. Das Isozentrum der Ringgantry ist im Betrieb auf 0,1 mm konstant. Die besten C-Design-Gantrys schaffen nur ±1 mm.
Die Gantry hat 85 cm Durchmesser. Das Isozentrum der Ringgantry ist im Betrieb auf 0,1 mm konstant. Die besten C-Design-Gantrys schaffen nur ±1 mm.
Der Beschleuniger rotiert bis zu 6x pro Minute um den Patienten. Der 110 cm breite Xenon-Detektorbogen mit 738 Kanälen kann bis zu 80 vier bis zwölf Millimeter breite CT-Schichten aufnehmen.
Der Beschleuniger rotiert bis zu 6x pro Minute um den Patienten. Der 110 cm breite Xenon-Detektorbogen mit 738 Kanälen kann bis zu 80 vier bis zwölf Millimeter breite CT-Schichten aufnehmen.
Die 64 Lamellenpaare des binären Multileaf-Kollimators sind 6,25 mm breit und 100 mm dick. Sie können alle 20 Millisekunden umschalten. Die Transmission liegt unter 0,5 %.
Die 64 Lamellenpaare des binären Multileaf-Kollimators sind 6,25 mm breit und 100 mm dick. Sie können alle 20 Millisekunden umschalten. Die Transmission liegt unter 0,5 %.
Der Stehwellen-LINAC erzeugt 6-MeV-Photonen mit 8 Gy/min, oder für die Bildgebung Strahlung der Energie 3,5-MeV.
Der Stehwellen-LINAC erzeugt 6-MeV-Photonen mit 8 Gy/min, oder für die Bildgebung Strahlung der Energie 3,5-MeV.
Der Primärkollimator besteht aus 23 cm Wolfram mit 0,01 % Durchlass. Er kann auf 1 – 5 cm Breite eingestellt werden. Das bestrahlte Field-of-view ist 40 cm groß.
Der Primärkollimator besteht aus 23 cm Wolfram mit 0,01 % Durchlass. Er kann auf 1 – 5 cm Breite eingestellt werden. Das bestrahlte Field-of-view ist 40 cm groß.
Die Patientenliege erlaubt ein bis zu 160 cm langes Behandlungsvolumen. Jede Rotation wird planerisch in 51 Projektionen unterteilt. Jeder Zielpunkt wird von 2-5 überlappenden Rotationen erfasst, also von 100-250 Beamlets.
Die Patientenliege erlaubt ein bis zu 160 cm langes Behandlungsvolumen. Jede Rotation wird planerisch in 51 Projektionen unterteilt. Jeder Zielpunkt wird von 2-5 überlappenden Rotationen erfasst, also von 100-250 Beamlets.
Die 4.000-100.000 Strahlenfelder (Beamlets) werden berechnet.
Die 4.000-100.000 Strahlenfelder (Beamlets) werden berechnet.
Bilddaten aus der PET-CT sind zur Bestrahlungsplanung besonders gut geeignet, weil sie vitales Tumorgewebe hervorheben.
Bilddaten aus der PET-CT sind zur Bestrahlungsplanung besonders gut geeignet, weil sie vitales Tumorgewebe hervorheben.
Bei der Tomotherapie können sensible Organe sehr gut ausgespart und sogar mehrere Tumorherde in einem Arbeitsgang bestrahlt werden.
Bei der Tomotherapie können sensible Organe sehr gut ausgespart und sogar mehrere Tumorherde in einem Arbeitsgang bestrahlt werden.
Letzte Änderung:15.12.2011