Das Projekt --- eine Erfolgsgeschichte

Die Erfolge der Augentherapie mit Protonen (OPTIS-Projekt) und das internationale Interesse an der am PSI entwickelten Spot-Scanning-Technik für die Bestrahlung von tiefliegenden Tumoren an der Gantry veranlasste 1998 die Direktion des PSI, Strategien zur weiteren Entwicklung der Protonentherapie am PSI zu erarbeiten. Basierend auf einer in Auftrag gegebenen Studie über die Zukunft der Protonentherapie am PSI und der Konsultation von Persönlichkeiten schweizerischer Strahlentherapiezentren wurde im Oktober 1998 beschlossen, die Forschung und Entwicklung zu verstärken, um die am PSI entwickelte innovative Technik zusammen mit der Industrie zur Marktreife zu bringen. Die Spot-Scanning-Technik wird für den späteren Spitaleinsatz vorbereitet und den neusten Erkenntnissen aus der klinischen Forschung angepasst. Durch Weiterentwicklung der Scanning-Verfahren sollen auch bewegliche Tumoren mit der geforderten hohen Präzision bestrahlt werden können (beispielsweise bestimmte Lungenkarzinome). Eine Steigerung der behandelten Patientenzahl soll das Erfolgspotential dieser Therapieform ausloten helfen.

Im Rahmen einer Vorprojektstudie wurde 1999/2000 die Umsetzung der gesetzten Ziele abgeklärt. Der eigentliche Projektstart von PROSCAN erfolgte im Herbst 2000. In der heutigen NA-Halle, in vernünftiger Nähe zu der dort stehenden Gantry, wurde ein auf die vorgesehenen Anwendungen ausgerichtetes Medizinzyklotron installiert. Die Beschaffung des Zyklotrons ist im Mai 2001 erfolgt. Das PSI hat sich nach eingehender Evaluation verschiedener Angebote für ein supraleitendes 250 MeV-Zyklotron von ACCEL Instruments GmbH entschieden. Dieses Zyklotron erfüllt die anspruchsvollen PSI-Spezifikationen und ermöglicht am PSI seit 2007 einen Ganzjahresbetrieb für die Behandlung tief liegender Tumoren mit Protonenstrahlen. Neben der bestehenden Gantry wird im Rahmen des Projekts PROSCAN eine neue Gantry 2 entwickelt und getestet, die mit fortgeschrittenen Bestrahlungsoptionen ausgestattet ist und auch die Bestrahlung von beweglichen Tumoren (bestimmte Lungen- und Mammakarzinome etc.) ermöglicht. Dies wird durch mehrfaches schnelles 3-dimensionales paralleles Scanning erreicht. Die neue Gantry 2 wird intensitätsmodulierte Protonentherapie auch bei beweglichen Tumoren ermöglichen. Die Bestrahlungspräzision wird mit der Gantry 2, dem weltweit modernsten Bestrahlungsgerät in der Protonentherapie, im Vergleich zur modernsten intensitätsmodulierten Photonentherapie nochmals deutlich verbessert.

Modell der Protonentherapieanlage am PSI.

Das PSI kann mit der erweiterten Anlage seinen internationalen Ruf als Technolgiebasislabor für fortgeschrittene Protonentherapie behalten und ausbauen. Mit der Erweiterung der Strahlentherapie-Einrichtungen am PSI kann aber auch die klinische Forschung zur Protonentherapie weiter intensiviert werden. Zudem werden in Zukunft an den beiden Gantries ca. 300 Patientinnen und Patienten pro Jahr von der neuartigen Strahlentherapie tief liegender Tumoren profitieren können; dies zusätzlich zu den 200 bis 250 Patientinnen und Patienten, die heute schon am PSI weitgehend routinemässig und mit eindrücklichen Erfolgsraten von über 98 Prozent eine Augentherapie erhalten.

Die Federführung für die Erweiterung der Protonentherapie liegt beim PSI, welches auch die Spezifikationen für alle Anlagenteile erstellt hat. Soweit möglich werden Aufträge für die Lieferung der Anlagenteile in die Industrie vergeben. Auch die Schweizer Industrie profitiert von dieser Entwicklung und dem sich eröffnenden zukünftigen Markt in der Medizinaltechnik. Kompaktzyklotron, Strahllinien, sowie die beiden Behandlungsräume (neue Gantry 2 und OPTIS/Horizontalstrahl) dienen als Referenz für den Bau von Spitalanlagen.

Der Medizinpavillon am PSI wurde im Jahre 2004 den erweiterten Anforderungen angepasst.

 

Im Anästhesieraum am PSI (seit 2004 in Betrieb) werden Kleinkinder auf die Bestrahlung mit Protonen vorbereitet.

 

Zyklotron COMET während Aufbau (2004).

Die Realisierung der Erweiterung der Protonentherapie-Aktivitäten am PSI wurde im Herbst 2000 gestartet (Projekt PROSCAN). Im Frühjahr 2004 wurden die Komponenten des neuartigen supraleitenden Medizinzyklotrons am PSI angeliefert und zusammengebaut. 2005 wurden die Inbetriebnahmetests gestartet und Erfahrungen für den Dauerbetrieb gesammelt. Im Jahre 2006 wurde das Zyklotron zusammen mit der Gantry 1 für den Patientenbetrieb vorbereitet. Seit 2007 ist die Protonentherapie am PSI mit dem neuen supraleitenden Zyklotron COMET in Betrieb.

Parallel dazu wurde die neue Gantry 2 entwickelt und aufgebaut und eine neue OPTIS2-Augenbestrahlungsstation an das neue Zyklotron angekoppelt. OPTIS2 ist seit Oktober 2010 am neuen Standort routinemässig für den Patientenbetrieb im Einsatz. Die neue Gantry 2 wird 2013 für den Patientenbetrieb bereit stehen. Die neuartigen Scanning-Verfahren für die Behandlung von beweglichen Tumoren (z.B. bestimmte Lungen- und Brustkarzinome) werden nach sorgfältigen Tests für die Tumorbestrahlung bei Patienten freigegeben. Parallel zur Erweiterung der technischen Ausrüstung der Protonentherapieanlage wurde 2011 auch das Medizingebäude und die medizinische Infrastruktur erweitert.

Die Investitionen für den Ausbau, inkl. OPTIS2, Gantry 2, und Erweiterung der Patienteninfrastruktur, belaufen sich auf ca. 50 Mio. Franken. Finanziert werden sie durch das PSI, aus Mitteln von Donatoren und aus Sponsorgeldern, einem Förderungsbeitrag von 20 Millionen Franken des Kantons Aargau, sowie durch den Technologietransfer zur Industrie. Die am PSI entwickelte Protonentherapie und das zugehörige Know-how aus dem Betrieb mit der Spot-Scanning-Technik lizenziert das PSI (nicht-exklusiv) an die Industrie. Fachleute des PSI beraten Kliniken bei der Spezifizierung und beim Aufbau und Betrieb von Protonentherapieanlagen. Das PSI betreibt auch Aus- und Weiterbildung für Strahlenmediziner und Medizinphysiker für die Anwendung der Protonentherapie und bringt damit seine langjährige technische und klinische Erfahrung auch in die Praxis an Spitälern.