Linearbeschleuniger in der Strahlentherapie?
Hallo!
Ich wollte fragen wie so ein Linearbeschleuniger bei der Strahlentherapie (Teletherapie) auf Teilchenebene funktioniert?? Bzw. was genaue passiert da mit den Atomen und der Energie?
Und was genau passiert dann mit dem Tumor? Verbrennt er dann?
Danke schon mal im Voraus!
1 Antwort
Für eine Teletherapie (Wikipedia: "Teletherapie … ist eine Kombination aus fernübertragenen Angesicht-zu-Angesicht-Sitzungen mit einem Anteil von supervidierten Sitzungen. Der Begriff setzt sich zusammen aus den Wörtern Telematik und Therapie.") ist eine Strahlentherapie ungeeignet, die Patienten müssen schon in persona im Bestrahlungsraum erscheinen.
Das Bestrahlungsgerät besteht aus einem Beschleunigerrohr, einem Target, einer Blende und einem Tisch.
- Im Linearbeschleuniger werden die Elektronen auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt.
- Sie treffen auf ein Schwermetallziel auf, die Targetfläche ist dabei 45 Winkelgrad zur (waagerechten) Beschleunigerrichtung angeschrägt.
- Im Target werden Bremsstrahlen ausgelöst, die im 90-Gradwinkel zum Strahl wieder austreten, hier also senkrecht nach unten.
- Mit einer im ausgeschalteten Zustand mittels einfachem Licht justierte Blende wird ein Ausschnitt auf dem auf dem Tisch liegenden Patienten beleuchtet, bei eingeschalteten Beschleuniger dann also mit Röntgenstrahlen (γ-Strahlen).
Die γ-Strahlen "zerschlagen" die DNA der Zellen. Erst einmal aller Zellen. Da Tumorzellen typischerweise eine dichtere DNA haben, nehmen vorrangig diese die Strahlen auf. Weitere Zellorganellen werden kaum oder gar nicht geschädigt. Ohne DNA sterben die Zellen, da ihre "Bau- und Betriebsanleitung" verloren gegangen ist.
Damit möglichst wenige gesunde Zellen bestrahlt werden, wird der Beschleuniger rund um den Patienten geschwenkt, s. d. immer nur der Tumor im Zentrum der Bewegung liegt. So nimmt gesundes Gewebe möglichst wenig Schaden, der Tumor aber die ganze Zeit "die volle Ladung".
Der Gewebeschaden sieht wie eine Verbrennung aus. Der Körper baut dann die "verbrannten" Zellen ab, dafür benötigt er "Kraft", es belastet stark. Im Endeffekt handelt es sich um eine gezielte, innere Verletzung, die der Körper wieder heilen muss.
Das Tumorgewebe schirmt tiefere Schichten des Tumors ab, s. d. die Behandlung sozusagen je Tumorschale wiederholt werden muss. Damit das gut gelingt, werden tatsächlich Markierungen auf den Patienten gemalt, die beim optischen Ausrichten auf dem Behandlungstisch helfen. Die jeweils verabreichte Dosis wird skrupulös von medizinischen Physiker:innen ausgerechnet. Zwischen den Bestrahlungen gibt es Pausen, die so lange sein müssen, dass sich der Körper erholen kann, und so kurz, dass der Tumor nicht wieder zu wachsen anfängt. Daher wird neben der genauen Bestrahlungsmenge auch ein genauer Terminplan erstellt, der exakt einzuhalten ist.
Statt Bremsstrahlen zu erzeugen, können einige Beschleuniger geschwenkt werden, um mit einem (tausendmal schwächeren) Elektronenstrahl direkt zu bestrahlen (β-Strahlen).
(DNA "zerschlagen": Die DNA ist "aufgerollt" und ein sehr, sehr langkettiges Molekül. Die Röntgenstrahlen übertragen auf die chemischen Bindungen des Moleküls so hohe Energien, dass diese Bindungen sich lösen. Die radikalisierten Molekülschnipsel können nicht mehr rekombinieren.)