Protonentherapie

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Protonentherapie, Mayo Clinic, Minnesota.

Bei der Protonentherapie handelt es sich um eine Therapie zur Behandlung von Krebsgeschwüren, also bösartigen Tumoren. Protonenstrahlen werden dabei zum Beispiel in einem Synchrotron oder Zyklotron erzeugt und beschleunigt und gezielt auf den Tumor geschossen. Das Verfahren wird insbesondere bei Patienten angewandt, bei denen die herkömmliche Röntgenbestrahlung nicht ausreichend genutzt werden kann, weil der Tumor entweder zu tief im Körper sitzt oder aber von empfindlichen Organen umgeben ist. Die Protonentherapie ermöglicht eine optimierte Dosisverteilung innerhalb der zu bestrahlenden Region.

Die Protonentherapie ist die am häufigsten angewandte Form der sogenannten Partikeltherapie, die zum Beispiel auch die Bestrahlungen mit den schwereren Kohlenstoff-Ionen umfasst.

Wirkungsweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eindringtiefe von Protonen in Gewebe im Vergleich zu anderen Bestrahlungsarten

Die Protonentherapie ermöglicht durch ihre Zielgenauigkeit die Behandlung von Tumoren auch in sensiblen Körperregionen. Der Beschleuniger liefert Protonen (von bis zu 60 % der Lichtgeschwindigkeit) als gut gebündelten Strahl, der präzise auf den vorher berechneten Ort im Tumorgewebe gelenkt werden kann. Beim Eindringen in den menschlichen Körper wird der Strahl so gebremst, dass die Protonen den größten Teil ihrer Energie direkt im Tumorherd entladen (Bragg-Peak). Die ionisierende Wirkung der Protonen führt dann zu einer Schädigung der Tumorzellen, insbesondere ihrer DNA.

Durch die dreidimensional präzise Protonendeposition ist die dadurch erreichbare Strahlendosis im Ziel höher als beim Einsatz der konventionellen Röntgenstrahlung und der mittels Linearbeschleuniger erzeugten Photonen. Im Gegensatz zu anderen Bestrahlungsformen sinkt bei der Protonentherapie deshalb auch das Risiko von Nebenwirkungen. Umgebendes, gesundes Gewebe wird weitgehend geschont (siehe auch Strahlentherapie).

Medizinische Bewertung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weltweit erhielten in ca. 60 Jahren bisher (Ende 2015) mehr als 130.000 Patienten eine Protonentherapie mit den verschiedensten Indikationen.[1] Die Kostenübernahme in der Gesetzlichen Krankenversicherung ist von Krankenkasse zu Krankenkasse unterschiedlich. Bei einigen Kassen erfolgt eine Einzelfallprüfung. Einige Bestrahlungszentren haben gesonderte Regelungen mit bestimmten Krankenkassen, die die Kosten bei vereinbarten Indikationen ohne gesonderten Antrag übernehmen.[2] Von einer Kostenübernahme sind beispielsweise Brustkrebs und Hirnmetastasen ausgeschlossen. Dagegen werden die Kosten beispielsweise bei verschiedenen primären Hirntumoren, HNO-Tumoren, inoperablem Leberzellkarzinom, zerebraler arteriovenöser Malformation, sowie Sarkomen – hier insbesondere Chondrosarkomen und Chordomen der Schädelbasis übernommen.[3] Prostatakarzinome werden in bestimmten Stadien auch von den gesetzlichen Krankenkassen bezahlt.[4]

Laut Pressemitteilungen des Verbands der Ersatzkassen gibt es bereits seit 2015 einen Vertrag mit dem Westdeutschen Protonentherapiezentrum Essen (WPE) und seit 2016 einen Vertrag mit der Uniklinik Carl Gustav Carus Dresden, wonach Versicherte der entsprechenden Krankenkassen behandelt werden können[5][6]. In Essen gibt es zudem u. a. eine Vereinbarung mit der AOK Rheinland/Hamburg.[7]

Die Liste der bis jetzt weltweit durchgeführten Behandlungen wird von der Particle Therapy Co-Operative Group[8] laufend auf den neuesten Stand gebracht.

Bestehende Einrichtungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das erste Protonentherapie-Zentrum in West-Europa ist seit 1984 am Paul Scherrer Institut (PSI) in Villigen in der Schweiz in Betrieb. Bis Ende 2012 wurden dort rund 6000 Patienten mit Augentumoren mit Protonen behandelt. Am PSI wurde erstmals eine Gantry für die sogenannte Spot-Scanning-Protonen-Technik ausgerüstet. Die Tumoren werden dabei mit einem ca. 7 mm breiten Protonenstrahl dreidimensional abgescannt. Bis Ende 2012 wurden damit mehr als 850 Patienten bestrahlt, seit Februar 2007 mit einem neuartigen supraleitenden Kompaktzyklotron. Das PSI konnte ebenfalls die intensitätsmodulierte Protonentherapie etablieren. Der erste Patient mit einem Chordom im Bereich der Wirbelsäule wurde mit dieser Methode bereits 1999 am PSI behandelt.

In Deutschland existieren fünf Protonentherapieeinrichtungen: das Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT) mit insgesamt drei Bestrahlungsplätzen und davon einer Gantry für Protonen und Schwerionen,[9] das Rinecker Proton Therapy Center (RPTC)[10] in München mit vier Gantries,[11] das Westdeutsche Protonentherapiezentrum Essen (WPE)[12] in Essen mit vier Behandlungsräumen, drei davon als sogenannte, um 360 Grad drehbare Gantries und ein Behandlungsraum mit einer horizontalen Strahlführung (Fixed-Beam-Line) und einem noch zu eröffnenden Augentherapieplatz, die Universitäts Protonen Therapie Dresden[13] am Universitätsklinikum Dresden, das Marburger Ionentherapiezentrum (MIT) mit 3 Behandlungsplätzen sowie die Augentumortherapie[14] des Helmholtz-Zentrums Berlin (bis 2008 Hahn-Meitner-Institut) in Berlin. Dort wurden seit 1998 über 2000 (Stand Ende 2012) Augentumor-Patienten behandelt. Das RPTC in München ist das erste rein klinisch betriebene Protonentherapiezentrum Europas, die Patientenbehandlung hat dort im März 2009 begonnen.

Weiterhin wurden von 1997 bis 2008 im Rahmen eines Pilotprojektes bei der GSI in Darmstadt Patienten mit Kohlenstoffionen behandelt. Das Nachfolgeprojekt am Universitätsklinikum Heidelberg ist das Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum,[9] es wurde im November 2009 eröffnet. Am HIT wurden seitdem mehr als 2500 (Stand 2014) Patienten mit Protonen und Kohlenstoffionen vorwiegend im Rahmen von klinischen Studien behandelt. HIT ist die erste Anlage in der Welt, die mit der Scanningtechnik sowohl Protonen als auch Kohlenstoffionen applizieren kann. Für Forschungszwecke stehen darüber hinaus andere Ionen wie zum Beispiel Helium und Sauerstoffionen zur Verfügung.

Das Westdeutsche Protonentherapiezentrum Essen hat im Frühjahr 2013 den Betrieb aufgenommen. Seit dem Frühjahr 2016 sind alle vier Behandlungsräume in Betrieb, in denen bisher (Stand Dezember 2017) über 1000 Patienten behandelt wurden.[15] Das WPE wendet neben dem Uniform Scanning und dem Double Scattering routinemäßig die Pencil Beam Scanning Methode (PBS) an, mit welcher die Intensitätsmodulierte Protonentherapie (IMPT) ebenfalls zum Standardprogramm dieses Zentrums gehört. Unter Verwendung von PBS und IMPT kann bei Tumoren des Zentralen Nervensystems (ZNS) die gesamte Kraniospinale Achse (CSA, beinhaltet Gehirn und Spinalkanal) routinemäßig bestrahlt werden. Die Verfügbarkeit der IMPT ermöglicht zudem einen Simultaneous Integrated Boost (SIB) – also eine gleichzeitige Boostbestrahlung – für Tumore der Schädelbasis, im HNO-Bereich und der Prostata. Ein spezieller Schwerpunkt liegt auf der Behandlung von Kindern, welche hier für alle Altersgruppen angeboten werden kann.

Seit Oktober 2015 hat das Marburger Ionenstrahl-Therapiezentrum (MIT) den Patientenbetrieb aufgenommen. Das MIT ist eine GmbH mit den Gesellschaftern Universitätsklinik Heidelberg und Rhön-Klinikum AG. Dem MIT stehen für die Therapie Protonenstrahlen wie auch Kohlenstoff-Ionenstrahlen an vier Behandlungsplätzen zur Verfügung. Seit Inbetriebnahmen wurden 142 Patienten behandelt (Stand: Oktober 2016). Die Anlage ist ähnlich gebaut wie das Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT).

Seit September 2014 erfolgt die Patientenversorgung an der Protonentherapieanlage in Dresden. Sie wurde vom Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden und der Medizinischen Fakultät der Technischen Universität Dresden zusammen mit dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf aufgebaut. Neben der Krankenversorgung steht die Anlage den Forschern des „Zentrums für Innovationskompetenz für Medizinische Strahlenforschung in der Onkologie – OncoRay“ zur Verfügung.[16]

Das erste hospital-based Protonentherapie-Zentrum der Welt wurde im Jahre 1990 am Loma Linda University Medical Center (LLUMC) in Kalifornien eröffnet. Im klinischen Routinebetrieb wurden dort bislang über 16.000 Patienten mit über 50 unterschiedlichen Tumorarten und anderen Krankheitsbildern behandelt. Mit jährlich 1000 bis 1500 Patienten werden hier mit einem leistungsstarken Synchrotron (250 MeV, Optivus[17]) mehr Behandlungen durchgeführt als in allen anderen Protonentherapiezentren weltweit. Für die behandelten Prostatakrebs-Patienten der LLUMC existiert das weltweit größte nachsorgende Programm auf der Basis der Patientenselbstorganisation Brotherhood Of The Balloon, die über 4000 Mitglieder hat (Stand Mai 2009).[18]

Weltweit und auch in Europa existieren diverse Zentren, sind geplant oder befinden sich bereits im Bau. Eine aktuelle Liste über eröffnete und geplante Zentren aktualisiert die PTCOG regelmäßig.[19]

Zukünftige Standorte von Therapiezentren in Deutschland, Österreich und in der Schweiz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

An mehreren Standorten in Deutschland wird ebenfalls der Bau von Protonentherapiezentren in Betracht gezogen, beispielsweise im Rhein/Main/Saar-Gebiet durch das Klinikum in Offenbach am Main oder das Universitätsklinikum des Saarlandes, in Köln/Bonn/Aachen, sowie in Berlin, Markranstädt[20] und in der Region Hamburg/Schleswig-Holstein.

Projekte und Standorte:

  1. In Wiener Neustadt(Österreich) wurde von 2011 bis 2014 das MedAustron[21] gebaut, ein Zentrum für Therapie und Forschung, das Protonen und Kohlenstoffionen verwenden wird[22]. Seit Beginn des Jahres 2014 befindet sich die Beschleunigeranlage im technischen Probebetrieb und Patienten werden ab Herbst 2016 behandelt.[23]
  2. In der Gemeinde Galgenen im Kanton Schwyz soll das erste rein klinisch tätige Protonentherapiezentrum der Schweiz entstehen.[24] Das Therapiezentrum wird sich auf die ambulant durchgeführte Strahlentherapie mit Protonen spezialisieren. Es soll für Patienten aus der ganzen Schweiz und dem Ausland offenstehen. Die Inbetriebnahme ist für 2016[veraltet] geplant.

Neuere Entwicklungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Entwicklung kleinerer und billigerer Teilchenbeschleuniger verspricht, diese Therapiemöglichkeit einer immer größeren Zahl von Krebspatienten zugänglich zu machen. Beispielsweise wird an der Entwicklung eines supraleitenden Zyklotrons in Tischgröße[25] und der Laser-Beschleunigung von Ionen[26] gearbeitet. Konzerne, die führend mit der Forschung, Entwicklung und dem Verkauf derartiger Anlagen als medizinische Therapieeinrichtigungen tätig sind, sind Hitachi, Mitsubishi und Varian Medical systems.[27]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wiktionary: Protonentherapie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Hans Rinecker: Protonentherapie – Neue Chance bei Krebs. Herbig, 2005, ISBN 3-7766-2422-1

Quellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Super User: PTCOG Patient Statistics. Abgerufen am 14. Dezember 2017 (englisch).
  2. Kostenübernahme Rinecker Proton Therapy Center, abgerufen am 28. Januar 2013.
  3. Protonentherapie AOK Bayern, abgerufen am 28. Januar 2013
  4. Protonenbehandlung von Prostatapatienten – Interview mit Dr. Dirk Geismar. In: Westdeutsches Protonentherapiezentrum Essen (WPE). 28. März 2017 (wpe-uk.de [abgerufen am 14. Dezember 2017]).
  5. vdek – Verband der Ersatzkassen e. V.: Ersatzkassen schließen Vereinbarungen mit Universitätsklinikum Essen zur Protonentherapie – Nordrhein-Westfalen. Abgerufen am 14. Dezember 2017.
  6. Pressemitteilung des Verbands der Ersatzkassen vom 27. April 2016, abgerufen am 23. September 2017
  7. Gesetzliche Krankenkassen und WPE vereinbaren zukunftsweisende Zusammenarbeit. In: Westdeutsches Protonentherapiezentrum Essen (WPE). 20. April 2015 (wpe-uk.de [abgerufen am 14. Dezember 2017]).
  8. PTCOG: Particle Therapy Co-Operative Group Facharbeitsgruppe zur Partikeltherapie
  9. a b Webseite des HIT, abgerufen am 9. Juni 2015
  10. Rinecker Proton Therapy Center Protonentherapiezentrum in München
  11. H. Rinecker: Protonentherapie – Neue Chance bei Krebs, F.A. Herbig Verlagsbuchhandlung, München 2005, Seite 59.
  12. Homepage des WPE
  13. Universitäts Protonen Therapie Dresden, abgerufen am 14. Juli 2017
  14. Protonentherapie am Helmholtz-Zentrum Berlin, abgerufen am 14. Juli 2017
  15. 1000. Patient behandelt – Protonentherapie In: wpe-uk.de, abgerufen am 9. Januar 2018.
  16. Universitäts Protonen Therapie Dresden Homepage der Universitätsklinik, abgerufen am 19. April 2016
  17. Homepage Optivus Hersteller von Geräten zur Protonentherapie
  18. Proton Beam Therapy and Prostate Cancer Treatment Information Infoseite der Patientenorganisation Brotherhood Of The Balloon
  19. Super User: PTCOG – Facilities in Operation. Abgerufen am 14. Dezember 2017 (englisch).
  20. Jörg ter Vehn: Projektplaner sicher: Brasilianer wollen 230 Millionen investieren in Krebsbehandlungs-Zentrum. In: lvz.de. 2. September 2016, abgerufen am 9. Januar 2018.
  21. Webseite MedAustron.
  22. Kurier: Protonenstrahlen sollen Buben Ashya mit Gehirntumor retten. Artikel vom 8. September 2014, abgerufen am 7. März 2015.
  23. Patienteninformation auf der Homepage von MedAustron. Abgerufen am 19. April 2016.
  24. Homepage des Proton Therapy Center Switzerland
  25. J. N. A. Matthews: Accelerators shrink to meet growing demand for proton therapy. (PDF-Datei; 905 kB) In: Physics Today. Band 62, Nummer 3, März 2009, S. 22. doi:10.1063/1.3099570
  26. Forschungsbericht 2012 - Max-Planck-Institut für Kernphysik Laserbeschleunigung von Ionen
  27. Laura Wood: Global Pediatric Proton Therapy Market & Forecast, Research and Markets, PRNewswire, 11.September 2017, Dublin
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