Internationale Expertise zur Augentumortherapie mit Protonenstrahlung erschienen
Bestrahlungsplatz für die Augenbestrahlungen am HZB. © HZB
Bestrahlungsplanung auf Basis von fusionierter multi-modaler Bildgebung mit Bildern durch Optische Kohärenztomographie, Ultraschall, Fotografie des Augenhintergrundes (Fundus), Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT in T1 und T2-Gewichtung). © HZB
Ein Team aus führenden Expertinnen und Experten aus Medizinphysik, Physik und Strahlentherapie, zu dem auch die HZB-Physikerin Prof. Andrea Denker und der Charité-Medizinphysiker Dr. Jens Heufelder gehören, hat einen Übersichtsartikel zur Protonentherapie von Augentumoren veröffentlicht. Der Beitrag ist im Red Journal, einem der renommiertesten Fachjournale in diesem Bereich erschienen. Er stellt die Besonderheiten dieser Therapieform am Auge vor, erläutert den Stand der Technik und aktuelle Forschungsschwerpunkte, gibt Empfehlungen zur Durchführung der Bestrahlungen und einen Ausblick auf künftige Entwicklungen.
Augentumore sind glücklicherweise recht selten. Während noch vor einigen Jahrzehnten die Behandlung in der Entfernung des Augapfels bestand, steht heute weltweit an einigen wenigen Standorten eine Alternative bereit, die in vielen Fällen neben einer erfolgreichen Behandlung des Tumors das Auge erhalten kann: Die Bestrahlung mit Protonen hat hohe Erfolgsaussichten. Dazu wurde bereits vor Jahrzehnten auf dem Campus Lise Meitner (am damaligen Hahn-Meitner-Institut) das dortige Zyklotron optimiert und ein Behandlungsplatz für die Protonentherapie von Augentumoren aufgebaut. An diesem Behandlungsplatz konnten in enger Kooperation mit der Charité – Universitätsmedizin Berlin in den letzten 25 Jahren bereits über 4700 Menschen erfolgreich behandelt werden.
Viele Verfahren, die im Überblicksbeitrag vorgestellt werden, gehören bei der Behandlung der Patienten am HZB seit Jahren zum klinischen Standard. Teilweise wurden sie sogar am HZB entwickelt und mit der Charité in die klinische Routine überführt. Dazu gehört zum Beispiel die auf multimodaler Bildgebung beruhende Bestrahlungsplanung auf Basis von Fotos vom Augenhintergrund, Computertomographie (CT) und Magentresonanztomographie (MRT). Das dazu nötige spezielle Bestrahlungsplanungssystem wurde am HZB in Kooperation mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) entwickelt.
Ein großes Problem dieser speziellen Form der Partikeltherapie liegt darin, dass viele Bestrahlungsplätze sogenannte In-house Lösungen mit hoher Laufzeit sind. Aufgrund der geringen Nachfrage und der Komplexität des Gebietes werden zurzeit von der Industrie keine dezidierten Behandlungsplätze für Augenbestrahlungen angeboten, sondern nur für Standardbestrahlungslösungen, z.B. an einer Gantry, die für eine Augenbestrahlung sub-optimal sind.
Das abschließende Fazit des Artikels lautet: „Mit einem durchdachten Ansatz können mit Protonen- und anderen Teilchenstrahlen hohe Tumorkontrollraten erzielt werden, mit dem Potenzial, das Auge und das Sehvermögen zu erhalten, das Kosten-Nutzen-Verhältnis bei der Behandlung von Augentumoren zu optimieren und somit die Lebensqualität der Patienten zu maximieren. Ein hoher Patientendurchsatz und eine enge Zusammenarbeit zwischen Ophthalmologie, Strahlentherapie und Medizinphysik sind entscheidend für eine erfolgreiche Partikeltherapie von Augentumoren.“
Die Particle Therapy Co-Operative Group (PTCOG) ist eine internationale wissenschaftliche Fachgesellschaft auf dem Gebiet der Protonen- bzw. Partikeltherapie. In ihr sind Forscherinnen und Forscher aus über 130 Partikeltherapiezentren organisiert. Prof. Andrea Denker ist dort Mitglied des Steering Committees, Dr. Jens Heufelder leitet als Co-Chair das Ocular Subcommittee.
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- Katalyseforschung mit dem Röntgenmikroskop an BESSY IIAnders als in der Schule gelernt, verändern sich manche Katalysatoren doch während der Reaktion: So zum Beispiel können bestimmte Elektrokatalysatoren ihre Struktur und Zusammensetzung während der Reaktion verändern, wenn ein elektrisches Feld anliegt. An der Berliner Röntgenquelle BESSY II gibt es mit dem Röntgenmikroskop TXM ein weltweit einzigartiges Instrument, um solche Veränderungen im Detail zu untersuchen. Die Ergebnisse helfen bei der Entwicklung von innovativen Katalysatoren für die unterschiedlichsten Anwendungen. Ein Beispiel wurde neulich in Nature Materials publiziert. Dabei ging es um die Synthese von Ammoniak aus Abfallnitraten.
- BESSY II: Magnetische „Mikroblüten“ verstärken Magnetfelder im ZentrumEine blütenförmige Struktur aus einer Nickel-Eisen-Legierung, die nur wenige Mikrometer misst, kann Magnetfelder lokal verstärken. Der Effekt lässt sich durch die Geometrie und Anzahl der „Blütenblätter“ steuern. Das magnetische Metamaterial wurde von der Gruppe um Dr. Anna Palau am Institut de Ciencia de Materials de Barcelona (ICMAB) mit Partnern aus dem CHIST-ERA MetaMagIC-Projekts entwickelt und nun an BESSY II in Zusammenarbeit mit Dr. Sergio Valencia untersucht. Die Mikroblüten ermöglichen vielfältige Anwendungen: Sie können die Empfindlichkeit magnetischer Sensoren erhöhen, die Energie für die Erzeugung lokaler Magnetfelder reduzieren, und am PEEM-Messplatz an BESSY II die Messung von Proben unter deutlich höheren Magnetfeldern ermöglichen.