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Physikalisch-Technische Bundesanstalt

EMRP (A programme of EURAMET) > Metrologische Absicherung radiotherapeutischer Verfahren mit komplexen Strahlungsfeldern
Metrologische Absicherung radiotherapeutischer Verfahren mit komplexen Strahlungsfeldern

Metrology for radiotherapy using complex radiation fields

Jährlich werden in Europa drei Millionen Krebsneuerkrankungen diagnostiziert. Die Strahlentherapie wird seit Jahren zur Behandlung von gut- wie bösartigen Erkrankungen eingesetzt. Ziel der Therapie ist, die Tumorzellen abzutöten und dabei das umgebende gesunde Gewebe möglichst wenig zu schädigen. Etwa 75 % der Krebserkrankungen werden radiotherapeutisch behandelt, häufig in Kombination mit chirurgischen Eingriffen oder Chemotherapie. Etwa die Hälfte aller erfolgreichen Behandlungen werden der Strahlentherapie zugeschrieben. Um eine wirksame Tumorbehandlung zu gewährleisten, muss die Höhe der Strahlendosis genau bestimmt sein. Eine Veränderung der Strahlendosis um 5 % kann in einer Veränderung in der Tumorkontrollwahrschinlichkeit von 50 % münden und die Wahrscheinlichkeit von Gewebekomplikationen auf 20 % bis 30 % erhöhen. Die Internationale Kommission für Radiologische Einheiten und Messungen empfiehlt daher eine Standardunsicherheit der auf den Tumor angewandten Dosis von weniger als 2,5 % für Teletherapie und unter 5 % für Brachytherapie. Erreicht werden können heute Unsicherheiten von 8 % in der Photonen- und Hadrontherapie und 20 % in der Brachytherapie. Dies verdeutlicht den dringenden Handlungsbedarf, eine optimal wirksame Strahlentherapie mit geringen Nebenwirkungen zeitnah zur Verfügung zu haben. Damit kann auch die Einhaltung der Eu-Direktive 97/43/EURATOM sichergestellt werden, in der die In-vivo-Dosimetrie für alle Strahlentherapiepatienten verpflichtend festgelegt ist. Typischerweise verwendete Systeme weisen eine Reihe von Unzulänglichkeiten auf: So ist zusätzliche Zeit erforderlich, um Detektoren anzubringen. Nur die Hautdosis kann direkt überprüft werden. Die punktuelle Dosisinformation lässt sichoft nur schwer in Bezug auf die geplante komplexe Dosisverteilung interpretieren. Realistische Toleranzen lassen oft nur das Erkennen grober Fehler zu, und oft genug zeigt sich, dass deutliche Abweichungen auf eine fehlerhafte Positionierung des Dosimeters zurückgehen. Eine direkte Folge des Fehlens von in-Vivo-Dosimetriesystemen ist eine erhöhte Patientengefährdung sowie eine verringerte Behandlungseffizienz. Eine zu geringe Dosis im Tumorbereich kann dazu, dass der Krebs zurückkehrt.

Es gibt mehrere Gründe für die derzeit bestehenden Defizite. So gibt es bisher keinen Primärstandard für die Einheit der Wasser-Energiedosis für nieder- und mittelenergetische Röntgenstrahlen und Punktbestrahlungen mit Protonen. Zwischen Standardreferenz- und klinischen Bedingungen klafft z. B. für hochenergetische Protonen eine Lücke. In vivo-Dosimetrieverfahren sollten darüber hinaus genauer und einfacher zu handhaben sein. Die Situation lässt sich nur verbessern, wenn alle Glieder der metrologischen Kette von Primärstandards bis zur Überprüfung der Dosis im Tumorbereich zur Verfügung stehen. Hierfür werden im Projekt neue Primärstandards für die Wasser-Energiedosis entwickelt und neue Detektoren untersucht werden. Zudem wird das Wissen über die Charakteristika existierender Detektoren, die für die Qualitätskontrolle und In-vivo-Dosimetrie eingesetzt werden, verbessert werden. Zu Projektende  wird es eine Wasser-Energiedosis geben, die für alle Arten von Strahlung standardisiert ist. Die Projektergebnisse werden in Praxisleitfäden zusammengefasst, die Anwendern von Strahlentherapien zur Verfügung stehen werden.

Zwei der technischen Arbeitspakete werden von der PTB geleitet. Im Arbeitspaket Brachytherapie wird ein Primärstandard für die Bestimmung der Wasser-Energiedosis sowie Empfehlungen für die Kalibrierkette entwickelt werden. Im zweiten, von der PTB geleiteten Arbeitspaket geht es um die Untersuchung und Charakterisierung verschiedener Dosimetertypen (punktweise, 2- und 3-dimensional), die für die Überprüfung komplexer Dosisverteilungen in Photonen- und Elektronenstrahlen genutzt werden können.

Weitere Informationen über das Projekt und die Projektpartner:

Webseite des Projektes

 

Ansprechpartner

Dr. Ulrike Ankerhold
Telefon: 0531 592 6200
E-Mail: ulrike.ankerhold@ptb.de

 



© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, letzte Änderung: 2014-03-03,  Seite drucken DruckansichtPDF-Export PDF