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Karlheinz Albrecht
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Strahlentherapie: Anwendung der schädigende Wirkung der ionisierenden Strahlungen für Zerstörung der (hauptsächtlich Tumor-) Geweben. Strahlentherapie Fragen zu besprechen: 1.

Wie kann die Strahlung das Zielorgan erreichen (so daß die andere Gewebe nicht beschädigen)? Dr László Smeller Inst. Biophysik und Strahlenbiologie Semmelweis Universität 1.

zum Antikörper gebunden) β -, beschleunigtes e - : beide sind Elektronen, aber: Kontinuierliche Energieverteilung E ma hängt von Isotopart mit gleicher und leicht

1 Strahlentherapie: Anwendung der schädigende Wirkung der ionisierenden Strahlungen für Zerstörung der (hauptsächtlich Tumor-) Geweben. Strahlentherapie Fragen zu besprechen: 1. Welcher Strahlungstyp soll angewendet werden? 2. Welche Dosis anzuwenden? 3. Wie kann diese Strahlung hergestellt werden? 4. Wie kann die Strahlung das Zielorgan erreichen (so daß die andere Gewebe nicht beschädigen)? Dr László Smeller Inst. Biophysik und Strahlenbiologie Semmelweis Universität 1. Art der Strahlung α, β, e -, γ, Rtg, n, p. Elektron Photon α: Kleine Reichweite (in Geweben µm) Direkt in das Tumorgewebe eingegebene α-strahlendes Isotope (zb. zum Antikörper gebunden) β -, beschleunigtes e - : beide sind Elektronen, aber: Kontinuierliche Energieverteilung E ma hängt von Isotopart mit gleicher und leicht kontrollierbarer Energie Typische Energie einige MeV (zu niedrig) β - beschleunigtes e MeV Herstellung der Elektronenstrahlung: - Betatron - Linearbeschleuniger N Reichweite! 1cm/3MeV Absorption: elektron 6-21 MeV => 2-7 cm Tumoren nahe der Körperoberfläche

2 γ-strahlung und Röntgenstrahlung ihre Herstellungen und Spektren sind unterschiedlich! Schwächung: J J J/ Absorbierte Energie eponentiell eponentiell Ort der Photonabsorption Ort der Strahlenschädigung! Strahlenschädigung: Ionisation => unerwünschte Ionen => schädigende biochemische Prozesse => Ort der Strahlenschädigung = Ort der Ionisation Ort der Photonabsorption Ort der Inonisation, Ort der Strahlenschädigung Körperoberfläche Gewebe wegen Ausstreuung der Elektronen Relative Tiefendosis J/ absorbierte Energie Dosis 100% Dosis Relative Tiefendosiskurve Reduzierte Ionisation Maimum

3 relative Tiefendosis γ-strahlendes Isotop: zb. 60 Co Eγ MeV, typisch angewendete Aktivität: TBq 100% Hautschutz 0,2 MeV 5 cm 20 MeV 60 Co ( MeV) Hochenergetische Röntgenstrahlung Herstellung: Abbremsung der beschleunigten Elektronen in einem Anodematerial (Target). Wie in einem Röntgenröhre, aber die Beschleunigung wird in mehreren Schritten mit einem speziellen Gerät (zb. Linearbeschleuniger) durchgeführt. Protonenstrahlung 2. Dosis: Die wäre ideal, aber sie ist sehr teuer! Ein riesengroßer Beschleuniger ist notwendig! N ion 10 der Dosis was bei einer Ganzkörperbestrahlung tödlich wäre. Aber: - Lokalisiert! - Die schnell wachsende Gewebe sind empfindlicher gegen Strahlenschädigung. Fraktionierung 100% Wahrsch. 0% Dosis

3. Herstellung der Strahlungen Linearbeschleuniger e - : Linearbeschleuniger Rtg: Elektronenbeschleuniger + Anode Neutron: Atomkraftwerk Proton: Teilchenbeschleuniger (Zyklotron) Linearbeschleuniger

4 3. Herstellung der Strahlungen Linearbeschleuniger e - : Linearbeschleuniger Rtg: Elektronenbeschleuniger + Anode Neutron: Atomkraftwerk Proton: Teilchenbeschleuniger (Zyklotron) Linearbeschleuniger Zyklotron + - e -. U ~ e e in Vakuum Das Elektron wird nur zwischen den Röhren beschleunigt! E kin = 6-20 MeV Magnet Lin.Besch. Kathode 4. Wie kann die Strahlung das Zielorgan erreichen? Anode Filter Strahlentherapeutische Behandlungstypen Dosimeter Teletherapie Kontakt Therapie (Brachytherapie) Kollimator Afterloading (Nachladen) Implantationsverfahren

Teletherapie Kollimator Strahlenquelle Kollimator

Kollimator Blei oder Wolfram bestrahlter Körperteil

(Intensitätsmodulierte Radiotherapie) zu

5 Teletherapie Kollimator Strahlenquelle Kollimator aus Lamellen (multileafkollimator) Strahlenquelle Kollimator Blei oder Wolfram bestrahlter Körperteil Die Lamellen sind bewegbar: IMRT (Intensitätsmodulierte Radiotherapie) zu bestrahlendem Herd Drehungsachse (Isozentrum) Bestrahlungsplanung CT Bild MRI Bild

6 Integrierte Anwendung der bildgebenden Verfahren und der Strahlentherapie CT und Linearbeschleuniger Stereotaialer Rahmen Statt Umdrehung von einer Strahlenquelle: viele Strahlenquellen (Isotope) strahlen gleichzeitig aus unterschiedlichen Richtungen auf ein kleines Zielvolumen: Gamma-Messer (Gamma Knife) Isotop Strahlenkanal Blei

Gamma-Messer (Gamma-Knife): 200 Isotope Gesamtaktivität ~100

7 Gamma-Messer (Gamma-Knife): 200 Isotope Gesamtaktivität ~100 TBq Nur der Patient wird bewegt (mit Bett) Schießen mit mm genauigkeit. Kontakttherapie (Brachyterapie) Das Isotop wird in den Körper mit Fernsteuerung eingeschickt. (after loading) Enwickelt für Gehirntumoren Isotophalter Brachytherapie mit Isotopimplantate Prostata 125 I T 1/2 =60Tage Photonenenergie=35 kev

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