Metrologie in der Krebstherapie mit ionisierender Strahlung und Ultraschall

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1 Metrologie in der Krebstherapie mit ionisierender Strahlung und Ultraschall Physikalisch-Technische Bundesanstalt

2 Krebs, wichtige Zahlen Mit Strahlen gegen Krebs Die Herausforderung der Dosimetrie Die Antwort der Metrologie 2

3 Krebs Neuerkrankungen in Deutschland in 2004 (2002) Männer: ( ) Frauen: ( ) ( 3

4 Häufigkeit der Todesursachen Heilbarkeit von Krebserkrankungen (degro.org/jsp_public/cms/index.jsp): 4

5 Krebs-Neuerkrankungen in % der Krebspatienten werden geheilt unter Zuhilfenahme von Strahlentherapie, z.t.. in Kombination mit anderen Behandlungsformen, wie z.b. Chemotherapie oder Chirurgie Angenommen, diese Zahl könnte um nur einen Prozentpunkt, also von 26 % auf 27 % angehoben werden. Dies würde bedeuten, dass es allein in Deutschland und in jedem Jahr 4000 weniger krebsbedingte Todesopfer gäbe. 5

6 Krebs, wichtige Zahlen Mit Strahlen gegen Krebs Die Herausforderung der Dosimetrie Die Antwort der Metrologie 6

7 Externe Strahlentherapie 7

8 Therapie mit Protonen und schweren Ionen MV 6 MV 8 MV 10 MV 15 MV 25 MV rel. Ionisation spread out Bragg-Peak Bragg-Peak 0.6 Tumor mm Tiefe im Phantom 8

9 High Intensity Therapeutic Ultrasound (HITU) 9

10 Überleben des gesunden Gewebes Dosisfenster 5 % Abtötung des Tum ors Wahrscheinlichkeit Behandlungserfolg Dosis 10

11 Krebs, wichtige Zahlen Mit Strahlen gegen Krebs Die Herausforderung der Dosimetrie Die Antwort der Metrologie 11

12 Konventionelle Strahlentherapie Intensity-ModulatedRadiationTherapy Multileaf Kollimator Tumorkonformität Definition Röntgen Betatron CT Ionen Wasser- Energiedosis IMRT Messunsicherheit Dosimetrie 12

13 Krebs, wichtige Zahlen Mit Strahlen gegen Krebs Die Herausforderung der Dosimetrie Die Antwort der Metrologie 13

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15 Primärnormal-Messeinrichtung Sekundärnormal-Messeinrichtung 15

16 Strahlungsfeld Messort D Anzeige M A Ansprechvermögen R = M D Das Ansprechvermögen R hängt ab von der Strahlungsart und energie, und von zahlreichen weiteren Parametern, D = M d.h. eine Dosisbestimmung nach D = geht so nicht, es muss m das 'richtige' R Ansprechvermögen (für vorliegende Strahlungsart und energie etc.) bekannt sein. Es muss eine rückführbare Dosisbestimmung unter klinischen Bedingungen erfolgen M R 16

17 Kalorimeter bisher für 10 cm x 10 cm Feld Kalorimeter bei kleineren Feldgrößen bis zu 3 cm x 3 cm Experimentelle Bestimmung des Ansprechvermögens von Alanin Ansprechvermögen von Alanin auch rechnerisch bestimmen Vergleich des exp. und rechnerisch ermittelten Ansprechvermögens Ansprechvermögen rechnerisch für kleine Felder ermittelten (1 cm x 1 cm) 17

18 Forderung (1976): Dosismessung im bestrahlten Volumen mit einer Unsicherheit von 2,5 % (k( = 1) Bislang nicht erreicht ( aber es besteht Hoffnung! ) 18

19 Dr. M. Anton, Dr. M. Bambynek, R. Böttcher, Dr. L. Büermann, M. Boche, Dr. K. Derikum, H. Drehsler, A. Essmann, P. Galimov, W. Gries, Th. Hackel, Dr. J. Illemann, Dr. R.-P. Kapsch, Dr. H.-M. Kramer, Dr. A. Krauss, A. Lachmann, Ch. Makowski, M. Meier, K.-H. Misselhorn, K.-H. Mühlbradt, Dr. M. Rouijaa, D. Schaub, A. Schlesner, Dr. Th. Schneider, M. Schrader, Dr. H.-J. Selbach, O. Tappe, I. Warkehr, K. Winkelhöfer

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21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Physikalisch-Technische Bundesanstalt