Radiotherapie: adaptiv und präzise

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Die moderne Radiotherapie, sprich die bildgeführte Bestrahlung, verspricht kürzere Behandlungszeiten, höhere Dosen und stärkere Effekte bei größter Schonung des umliegenden Gewebes.

Ohne die lokale Beherrschung kann ein Tumor nicht geheilt werden. „Als eines der ersten Institute in Europa haben wir in Salzburg auf die adaptive Hochpräzision gesetzt, also die bildgeführte Bestrahlung“, sagt Primarius Dr. Felix Sedlmayer von der Salzburger Universitätsklinik für Radiotherapie und Radio-Onkologie. „Mittels bildgeführter Radiotherapie (IGRT) gelingt die ortsgenaue Erfassung eines Zielvolumens vor und letztlich auch während jeder therapeutischen Bestrahlung“.

Dies geschieht zumeist durch eine zusätzliche Ausstattung eines Linearbeschleunigers mit speziellen Röntgenvorrichtungen, wobei über Röntgenaufnahmen und Volums-CTs die aktuelle Lage von Leitstrukturen erfasst wird, dann mögliche Abweichungen gegenüber der Planungssituation trajektoriell berechnet und der Strahl nachgeführt, also adaptiert wird. Die IGRT bildet die elementare Voraussetzung für die Anwendung adaptiver, hochkonformaler Bestrahlungen.

In der Praxis werden beim Prostata-Karzinom vier Goldmarker in die Prostata geschossen, „wir haben somit vier Punkte im Raum und können mit zwei gegeneinander winkelversetzten Röntgenbilden feststellen, wo das Organ genau liegt, das ja ständig seine Lage verändern kann“, erklärt Sedlmayer. Damit kann die Bestrahlung punktgenauer erfolgen, ja sogar während der Bestrahlung angepasst werden. Diese Zielsicherheit erlaubt es, höhere Dosen zu verwenden, bei maximaler Schonung des umliegenden Normalgewebes.

Neben der ständigen Weiterentwicklung röntgenbasierter Systeme werden dabei erstmals auch kernspintomografische Methoden angewendet und als sogenannte MR-Linacs für die Klinik verfügbar. Die Hochpräzisionsbestrahlung macht auch die Rückkehr zu hohen Einzeldosen möglich. „Das Schlüsselwort der technischen Entwicklung lautet Konformation, ihr Ziel ist die optimale Anpassung einer applizierten Dosis auf ein Zielvolumen bei größtmöglicher Schonung umgebender Risikostrukturen“.

Verkürzte Bestrahlungszeit

Diese höheren Einzeldosierungen werden als Hypofraktionierung bezeichnet, bei mindestens gleichbleibender Effektivität ergibt sich eine deutlich verkürzte Bestrahlungszeit, „wir können damit zum Beispiel Behandlungszeiten von Mamma- und Prostatakarzinomen von bisher acht Wochen auf vier Wochen verkürzen“, sagt Sedlmayer.

Eine kürzere Behandlungszeit bedeutet auch eine kürzere Wartezeit für neue Patienten. Die Wartezeiten sind nach Analyse der GÖG/ÖBIG Bedarfsstudie 2016, die unter Mitwirkung der heimischen Gesellschaft für Radio-Onkologie entstand, ohnehin österreichweit sehr unterschiedlich, „wir sehen ein deutliches Ost-West- und ein Nord-Süd-Gefälle“, sagt Prof. Felix Sedlmayer.

Ein Zukunftsmodell

Eine weitere Möglichkeit, die Zielvolumina zu optimieren bietet die biologische Konformation, mittels PET-CT, also die Kombination aus einer anatomisch-geometrischen Darstellung, dem CT-Bild, mit einer biologischen Information. „In zahlreichen Studien konnte gezeigt werden, dass bei der primären Radiotherapie von ZNS-, Bronchus- und HNO-Tumoren die zusätzliche Information aus PET-basierten Verfahren, also mittels Positronen-Emissions-Tomografie ein hohes Potenzial zur Optimierung von Zielvolumina aufweist, deren Ausdehnung ansonsten unterschätzt worden wäre“.

Unter Radiomics versteht man, bezogen auf die Radio-Onkologie, die Algorithmus-basierte Berechnung von Merkmalen auf Basis von Bilddatensätzen einschließlich Computertomografie, Magnetresonanztomografie und Positronen-Emissions-Tomografie.

Bei Milliarden von Pixel sind Anomalien mit freiem Auge nicht mehr erkennbar, „es ist also die Aufgabe von Mathematikern Algorithmen zu errechnen, mit deren Hilfe bestimme Anomalie-Muster erkannt und dann mit klinischen Resultaten verknüpft werden können“.

Forschung erst am Anfang

Aus heutiger Sicht hat Radiomics das Potenzial, die klinische Entscheidungsfindung, die Therapieplanung sowie die Nachsorge signifikant zu beeinflussen. „Die Forschung dazu steckt allerdings noch in den Kinderschuhen“, sagt Prof. Sedlmayer.

Fakt ist, dass sich durch Radiomics für die Radiotherapie ein großes Forschungsfeld ergibt, „gerade durch die im Laufe einer Behandlung mittels IGRT gesammelten umfangreichen Bilddatensätze können mit anderen wichtigen Parametern verschränkt werden, etwa um frühzeitig individuelle Vorhersagen über Ansprechen auf Therapieformen treffen zu können“. In Zukunft sollten Radiomics-basierte prognostische Modelle eine Vorhersagekraft unter anderem für das Gesamtüberleben, Therapieansprechen, Fernmetastasierung und therapieinduzierte Nebenwirkung zeigen.

Die Personalisierung der Krebsbehandlung macht auch vor der Radio-Onkologie nicht halt. Vermeintlich ähnliche Tumore zeigen große Unterschiede im Ansprechen auf Therapien.

Die zunehmend subtilere Diagnostik von der Bildgebung bis zur Molekulargenetik machen Entscheidungspfade komplexer, und auch für die Strahlentherapie bestimmen zunehmend individuelle Konzepte der Eskalation und der Beruhigung den interdisziplinären Diskurs.

Hypofraktionierung

Ein Paradebeispiel für Individualisierung ist die Radiotherapie des Mamma-Karzinoms. Bei Subtypen niedrigen Risikos kann eine Teilbrustbestrahlung mit wenigen Einzelfraktionen ausreichend sein, im Gegensatz zur mehrwöchigen Ganzbrustbehandlung.

Im Einzelfall kann sogar eine einzelne, noch während der Operation durchgeführte Bestrahlung, kurz: IORT, intraoperative Radiotherapie– eine weitere Bestrahlungsbehandlung ersetzen.

„IORT ist Hypofraktionierung par excellence, unter höchstkonformalen Bedingungen und unter maximaler Zeitnähe zur OP, was das Wiederwachstum im Gewebe verbliebener mikroskopischer Tumorzellreste, die sogenannte Tumorzell-Repopulation, verhindert“. Dieses Prinzip wurde vor allem in Salzburg frühzeitig beim Mamma-Karzinom beforscht und angewendet, mittlerweile hat es sich international etabliert.

Jetzt steht fest, dass die sofortige Bestrahlung des Tumorbettes als vorgezogenen Boost vor der nachfolgenden Ganzbrustbestrahlung auch nach über zehn Jahren Nachbeobachtung konkurrenzlos niedrige lokale Tumorkontrollraten erbringt.

Im Rahmen des Kongresses in Salzburg wurde auch deutlich, wie eng Österreichs Radio-Onkologen mit technisch-physikalischen Experten und strahlenbiologischen Grundlagenforschern zusammenarbeiten. Die Anwendung dieses Wissens und die Forschung zu neuen Effekten findet immer schneller den Weg in die klinische Praxis, für Prof. Felix Sedlmayer und seine Kollegen bedeutet dies ungeahnte Chancen, „aber auch neue Herausforderungen im täglichen klinischen Ablauf, die alle Berufsgruppen betreffen: Medizinphysik, RTs, Pflege und Ärzteschaft“.

Patientenzahl steigt

Am Universitätsinstitut für Radiotherapie und Radio-Onkologie am Klinikum in Salzburg werden pro Jahr rund 1.700 Patienten behandelt, 13 Ärzte, sechs Physiker und 30 Röntgentechnische-Assistenten stehen zur Verfügung. Krebserkrankungen sind derzeit mit allen drei Fachbereichen, also Bestrahlung, Chemotherapie und Operation zu rund 50 Prozent heilbar, abhängig von den unterschiedlichen Tumorarten und dem Zeitpunkt des Erkennens.

Trotz besserer Methoden steigt die Zahl der Patienten, „das ist mit der demografischen Entwicklung begründet, mehr ältere Menschen bedeutet automatisch mehr Krebserkrankungen“.

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