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Ionisierende Strahlung

Umweltradioaktivität - Medizin - Beruflicher Strahlenschutz - Nuklear-spezifische Gefahrenabwehr

Ionisierende Strahlung

Teletherapie

Bei der Teletherapie (griechisch tele: fern) befindet sich die Strahlenquelle in räumlicher Entfernung zum Tumor. Dabei werden meist im Körperinnern liegende Tumoren von außen durch die Haut hindurch bestrahlt. In diesem Fall spricht man von einer perkutanen Strahlentherapie (perkutan – durch die Haut hindurch). Es können verschiedene Strahlenqualitäten zum Einsatz kommen.

Photonen (ultraharte Röntgenstrahlung)

Der Therapiestrahl wird in einem Linearbeschleuniger erzeugt. Wie in einem Röntgengerät werden dabei zunächst negativ geladene Teilchen, Elektronen, erzeugt, die dann stark beschleunigt werden. Durch eine anschließende abrupte Abbremsung der Elektronen entstehen Photonen in Form von sogenannter Röntgenbremsstrahlung. Diese energiereichen Photonen werden für die Bestrahlung von Tumoren im Körperinnern verwendet.

Beim Eintritt des Photonenstrahls in den Körper kommt es zunächst zu einem Anstieg der Dosis, dann zu einem langsamen Abfall infolge Schwächung. Die Bestrahlung mit Photonen ist das am häufigsten eingesetzte Verfahren in der modernen Strahlentherapie.

Elektronen

Die im Linearbeschleuniger erzeugten Elektronen können auch direkt zur Bestrahlung verwendet werden. Wegen ihres steilen Dosisabfalls in der Tiefe des Gewebes werden Elektronen für oberflächliche Bestrahlungen verwendet.

Protonen und Schwerionen

Die Bestrahlung mit Protonen und Schwerionen ist derzeit bis auf wenige Ausnahmen (Protonenbestrahlung bei Chordomen (eine seltene Art von Knochentumoren) der Schädelbasis und Melanomen in der Aderhaut des Auges ) noch keine Standardtherapie und wird aktuell im Rahmen klinischer Studien weiter erforscht.

Physikalische Eigenschaften

Anders als bei Photonen und Elektronen erfolgt die Energieabgabe bei Protonen und Schwerionen erst in der Tiefe des Gewebes im sogenannten Bragg-Peak. Auf dem Weg dahin wird hingegen nur wenig Strahlungsenergie im Gewebe deponiert, und unmittelbar hinter dem Bragg-Peak fällt die Dosis sofort wieder steil ab.

Durch die Wahl einer geeigneten Teilchenenergie kann das Dosismaximum genau in den Tumor gelegt werden. Durch diese Besonderheit der Protonen und Schwerionen kann der Tumor mit einer hohen Dosis bestrahlt werden, während das umliegende Gewebe optimal geschont wird.

Protonen unterscheiden sich in ihrer Wirkung auf das bestrahlte Gewebe kaum von Photonen. Schwerionen dagegen wirken bei Verabreichung einer physikalisch gleich großen Dosis stärker auf das bestrahlte Gewebe als Photonen.

Möglichkeiten und Probleme

Die Bestrahlung mit Protonen und Schwerionen verspricht insbesondere für die Behandlung von strahlenunempfindlichen Tumoren Vorteile, die mit Hilfe der konventionellen Photonenbestrahlung bisher nur unzureichend behandelt werden können, da die eingeschränkte Toleranz benachbarter Risikoorgane eine Steigerung der Bestrahlungsdosis verhindert.

Die streng lokalisierte Energieabgabe im Bragg-Peak birgt jedoch auch Probleme: Bereits geringfügige Lageabweichungen des Patienten können zu erheblichen Abweichungen zwischen angestrebter und tatsächlich erzielter Dosisverteilung im kranken Gewebe führen. Ähnliches gilt bei Bestrahlung von Geweben mit variabler oder inhomogener Dichte, da die Lage des Bragg-Peaks auch von der Dichte des jeweiligen Gewebes abhängt.

Gammastrahlung (Kobalt-60)

Früher wurden zur Strahlentherapie häufig Telekobaltgeräte verwendet, bei denen der Gammastrahler Kobalt-60 als Strahlenquelle diente. Gammaquanten sind streng genommen Photonen, allerdings entstehen sie im Unterschied zur Röntgenstrahlung beim radioaktiven Zerfall von Atomkernen. Diese Form der Bestrahlung spielt in der modernen Strahlentherapie heute kaum noch eine Rolle.

Stand: 23.08.2017

© Bundesamt für Strahlenschutz