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Physikalisch-Technische Bundesanstalt

EMRP (A programme of EURAMET) > Biologisch gewichtete Größen in der Strahlentherapie
Biologisch gewichtete Größen in der Strahlentherapie

Biologically weighted quantities in radiotherapy

In der Radioherapie wird ionisierende Strahlung eingesetzt, um Krankheiten zu heilen oder deren Fortschreiten zu verzögern. Ungefähr jeder zweite Krebspatient erhält eine oder mehrere Strahlenbehandlungen. Die Dosis der in der Krebsbehandlung genutzten ionisierenden Strahlung wird als Wasser-Energiedosis mit der Einheit gray angegeben. Für die Energiedosis, mit der die Strahlenwirkung beschrieben wird, wird das Verhältnis aus der gesamten von der Strahlung an die Materie in einem kleinen Volumenelement übertragenden Energie und der Masse des bestrahlten Volumenelement betrachtet. Die Energieabgabe hängt unter anderem von der Art der bestrahlten Materie ab, weshalb die Energiedosis zusammen mit dem bestrahlten Material angegeben werden muss.

Für neue Verfahren auf Basis von Protonen- und Ionenstrahlen werden zusätzliche Gewichtungsfaktoren benötigt, um die erhöhte Tumorzellsterblichkeit für eine vorgegebene Energiedosis im Vergleich zu einem Hochenergiephotonenstrahl zu berücksichtigen. Der zunehmende Einsatz radiotherapeutischer Verfahren deren biologische Wirkung sich von der herkömmlicher Hochenergiephotonenstrahlen unterscheidet, macht es notwendig, dass ein neues Dosimetriekonzept etabliert wird, in dem klar zwischen physikalischen, d.h. Verfahren-bedingten, und biologischen Prozessen getrennt wird. Nur so kann eine Verfahren-unabhängige Konsistenz von Dosisvorgaben erreicht werden. Damit werden sich klinische Ergebnisse unterschiedlicher Radiotherapien besser vergleichen und beurteilen lassen. Dies wird wiederum in eine verbesserte Therapieplanung münden. Die Dringlichkeit der Arbeiten wird dadurch untermauert, dass in Europa in den nächsten Jahren neun neue Protonen- und vier Kohlenstoffionen-Therapiezentren ihre Arbeit aufnehmen werden. 

Im Rahmen des Verbundprojektes werden Mess-  und Simulationsverfahren entwickelt werden, die es ermöglichen werden, die physikalischen Eigenschaften der Spurstruktur eines ionisierenden Teilchens für alle relevanten Längenbereiche zu bestimmen. Daneben wird es möglich werden, auf Zellebene zu untersuchen, wie Spurstrukturcharakteristiken und strahlungsbedingte biologische Effekte zusammenhängen. Die Längenskala reicht vom Durchmesser der DNA-Doppelhelix mit 2 nm bis zum Durchmesser eines Zellkerns von 10 µm.

Das Projekt wird seitens der PTB koordiniert. Daneben leitet sie das technische Arbeitspaket Nanodosimetrie, das sich mit der Messung der Spurstruktur ionisierender Strahlung mit Nanometerauflösung befasst.

 

Weitere Informationen über das Projekt und die Projektpartner:

Projekt-Webseite

Ansprechpartner:

Dr. Hans Rabus
Tel.: 0531 592 6600
E-Mail: hans.rabus@ptb.de


© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, last update: 2013-03-26,  Seite drucken PrintviewPDF-Export PDF