Die am PSI entwickelte
Spot-Scanning-Technik besitzt noch ein beträchtliches Verbesserungspotential.
Deshalb wird parallel zur Erweiterung der medizinisch genutzten Protonentherapie-Einrichtungen
auch die Gantry-Technik und die Technik der Strahlführung und -applikation
weiter optimiert. Vorgesehen ist insbesondere die Erhöhung der Scanning-Geschwindigkeit,
um die große Empfindlichkeit des dynamischen Strahls gegenüber Organbewegungen
während des Scannings, wie z.B. durch Atmung, zu reduzieren. Das Zielvolumen,
d.h. Tumor plus Sicherheitssaum, wird mit dem gegenwärtigen System
nur einmal pro Bestrahlungsfraktion abgetastet. Wegen dieser technischen
Einschränkung können wir heute nur gut fixierte, nicht bewegliche
Tumoren im Kopf - und Halsbereich, im Bereich der Wirbelsäule
und im Beckenbereich optimal behandeln. Für eine Erweiterung der medizinischen
Indikationen auf andere Körperregionen (z.B. Lungen- und Mammakarzinome)
soll das gesamte Zielvolumen 5-50 Mal schneller und wiederholt abgescannt
werden können (bei gleichbleibender Bestrahlungsdauer).
Gantry2; copyright@PSI
Die neue Gantry 2 hat
zudem eine zweite, zusätzliche magnetischen Achse (innerhalb und senkrecht
zum Spalt des 90° Magneten). Eine weitere Steigerung der
Effizienz wird durch Steuerung der Intensität des Strahles direkt
mit der Ionenquelle bzw. einer vertikalen Ablenkplatte im neuen Beschleuniger
COMET erzielt. Die Präzision der Dosisabgabe im Tumor wird
noch erhöht, indem in der neuen PROSCAN-Anlage die Energie
des Strahles mit dem Degrader sehr schnell variiert werden kann; dies
erfordert eine dynamische Strahlführung (mit lamellierten Magneten).
Die Strahltests haben gezeigt, dass ein Tumorvolumen von einem halben Liter mit der neuen Technik in weniger als 10 Sekunden einmal dreidimensional abgescannt werden kann.
Der Design der neuen Gantry
2 ermöglicht, dass die Tumorbestrahlungen von fast allen Richtungen
erfolgen können; dies ist vom klinischen Betrieb sehr erwünscht.
Während der Behandlung ist zudem jederzeit ein freier Zugang zum Patienten gewährleistet (fester Boden um den Patiententisch herum).
Das Ziel aller dieser Entwicklungen
ist, die Bestrahlungspräzision auch bei beweglichen Tumoren optimal zu
gewährleisten und die Einsatzfähigkeit der PSI-Spot-Scanning-Methode
so zu erhöhen, dass die bisher weltweit eingesetzte passive Streufolientechnik und die
dafür notwendigen riesigen Gantries von 10-12 m Durchmesser überflüssig werden.
