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Kooperation mit dem Heidelberger Ionenstrahl- Therapiezentrum (HIT)

30.12.2014

Die Verwendung von Ionenstrahlung zur therapeutischen Bestrahlung von Krebspatienten kann deutliche biologische und physikalische Vorteile gegenüber einer konventionellen Strahlentherapie mit Photonen oder Elektronen aufweisen. So erlaubt das invertierte Tiefendosisprofil der Ionen eine hohe lokale Dosisdeposition bei gleichzeitiger Schonung des gesunden Gewebes. Am Heidelberger Ionenstrahl- Therapiezentrum (HIT) werden seit November 2009 mithilfe des „intensitätsmodulierten Rasterscan-Verfahrens“, bei dem der Teilchenstrahl mittels magnetischer Ablenkung hochpräzise über das Tumorgewebe bewegt wird, Protonen und Kohlenstoffionen in der Tumortherapie eingesetzt.

Wasserkalorimeter der PTB für absolute Dosismessungen im Kohlenstoff-Strahl des HIT. Das zusätzlich gezeigte Phantom wurde zur Messung und Optimierung der Strahleigenschaften benutzt.

Jede Strahlentherapie verlangt jedoch auch nach einer sehr genauen Dosimetrie, mit der die Qualität der Bestrahlung verifiziert und gesichert werden kann. Die Dosimetrie von Ionenstrahlung hat bis heute allerdings noch nicht die gleiche Präzision erreicht wie für konventionelle, hochenergetische Photonenstrahlung: Die relative Standardmessunsicherheit von ca. 3 % bei Ionen ist rund dreimal so hoch wie bei hoch-energetischen Photonen.

Das HIT und die PTB haben sich zum Ziel gesetzt, die erzielbaren Messunsicherheiten in der Dosimetrie von Ionenstrahlen deutlich zu verbessern. Dafür wird ein transportables Wasserkalorimeter der PTB benutzt, mit dem die grundlegende Messgröße in der Dosimetrie, die Wasser-Energiedosis, im Kohlenstoffstrahl direkt und absolut gemessen werden soll. Dazu müssen die Bestrahlungsbedingungen am HIT so optimiert werden, dass mithilfe des „Rasterscan-Verfahrens“ eine möglichst homogene Dosisverteilung mit hoher Reproduzierbarkeit am Messort des Kalorimeters erzielt wird. Mithilfe eines speziell konstruierten wasseräquivalenten Phantoms können die dafür notwendigen Messungen der Strahleigenschaften auch bei Abwesenheit des Wasserkalorimeters durchgeführt werden.