Strahlentherapie

»Jede Bewegung könnte fatale Folgen haben«

06. November 2020, 09:30 Uhr   |  medical design

»Jede Bewegung könnte fatale Folgen haben«
© Brainlab

ExacTrac Dynamic kombiniert erstmals oberflächen- und röntgenbasiertes Tracking in der Strahlentherapie.

Interview mit Claus Promberger, Vice President R&D Radiation Oncology bei Brainlab

medical design: Mit ExacTrac Dynamic präsentiert Brainlab ein neues System für die Patientenüberwachung für die Strahlentherapie. Warum ist die Bestimmung der Position während der Behandlung so wichtig?

Claus Promberger, Vice President R&D Radiation Oncology
© Brainlab

Claus Promberger, Vice President R&D Radiation Oncology

Claus Promberger: Da unterscheiden wir zwischen zwei Hauptfällen. Der erste ist, dass jede ungewollte Bewegung im Grunde zu einer Fehlbehandlung führen würde. In der Strahlentherapie wollen wir nur eine bestimmte Stelle treffen und so viel umliegendes Gewebe wie möglich schützen. Insbesondere im Bereich des Kopfes beziehungsweise des Gehirns wäre selbst die kleinste Bewegung fatal.

Der zweite Fall bezieht sich auf Organe oder Bereiche, deren Bewegung der Patient gar nicht kontrollieren kann – die Lunge zum Beispiel oder in der Nähe des Herzens. Diese natürlichen, inneren Bewegungen plant man mit ein und strahlt nur in dem Zeitbereich, in dem der Patient in der richtigen Position liegt.

Bei der oberflächengesteuerten Strahlentherapie geht man davon aus, dass eine perfekte Korrelation zwischen Oberfläche und Bewegung der inneren Organe bzw. des Tumors besteht. Studien haben jedoch gezeigt, dass diese stark von der Behandlungsstelle abhängt. Können Sie das an einem Beispiel genauer erklären?

Wir wissen, dass es Organe gibt, die sich kaum bewegen. Das Gehirn beispielsweise liegt fest im Knochen und hier finden kaum Bewegungen statt. Hier funktioniert die Korrelation ziemlich gut und wir können sehr exakt –anhand der Position des Knochens – bestrahlen. Bei Lungenkrebs funktioniert das nicht so gut. Wenn der Patient atmet, kann es sein, dass sich die Oberfläche (Brustkorb, Anm. d. R.) kaum beziehungsweise nicht sichtbar bewegt. Aber die Lunge selbst bewegt sich natürlich und damit auch der Tumor. Das heißt, würden wir nur auf die Oberfläche achten, würden wir diese Bewegungen nicht bemerken.

Was könnte im schlimmsten Fall passieren?

Man weiß ja heute, dass diese Bewegungen stattfinden und bestrahlt daher meist größere Regionen. Würde man das nicht machen, käme es zu einer Unterdosierung und der Tumor würde nicht ausreichend bestrahlt. Diese größere Region beeinflusst aber das Normalgewebe.

Das heißt, man entscheidet sich im Grunde für das kleinere Übel. Lösen Sie mit Ihrem System dieses Dilemma?

Ja und Nein! Unser Ansatz ist, dass wir dem Oberflächenmodell nicht alleine vertrauen sondern mithilfe eines Korrelationsmodells aus Oberfläche und internen Aufnahmen den Bestrahlungsbereich soweit reduzieren, dass man tatsächlich nur den Tumor trifft. Für diesen Ansatz ist unser Gerät vorbereitet,  befindet sich aber softwaretechnisch noch in der Entwicklung. 

Bisher galt beim Tracking entweder oberflächenbasiert oder röntgenbasiert. Mit ExacTrac Dynamic bieten Sie als erster Hersteller eine Kombination für die Positionierung und Überwachung an. Warum war das vorher nicht möglich?

Bisher war es in der Bestrahlungstechnik so, dass die körperinneren Bereiche vom Behandlungsgerät selbst beobachtet wurden. Für das Tracking der Oberfläche hatte man einen anderen Anbieter. Das Problem: Die Systeme haben nicht miteinander kommuniziert und somit hatte man die Bewegungsmuster von Oberfläche und Innenleben nicht zu einem Zeitpunkt. Mit unserer integrativen Herangehensweise können wir diese verbinden und zeitgleich anzeigen, das ermöglicht eine klare Korrelation. 

Wie profitieren Anwender (Arzt) und Patient davon?

Die Behandlung mit einem rahmenlosen System ist für die Patienten angenehmer aufgrund des nicht-invasiven Charakters dieser Fixationsmethode. Diese nicht-invasive Fixationsmethode gewährleistet die gleiche Behandlungsqualität wie bei invasiven Methoden. Zudem können wir die Behandlung beschleunigen, da wir alle Bilder – Oberfläche und Innenleben – in einem Moment betrachten und im Zweifelsfall nur eine Korrektur vornehmen müssen. Das heißt für den Patienten, statt wie bisher an ca. 30 Tagen zur Behandlung zu kommen und wieder zu gehen, kann er in ein bis zwei Wochen die Therapie abschließen. Für den Arzt heißt das, er kann zum einen seine Systeme besser ausnutzen und zum anderen mehr Patienten behandeln.

Herzstück des Systems ist eine 4D-Wärmebildkamera. Was ist das Besondere daran und welche Vorteile bietet sie gegenüber der vormals üblichen Verwendung von bis zu drei 3D-Kameramodulen? 

Nur eine Kamera reicht in der Praxis nicht, um alle Bewegungen zu erkennen. Daher ging man dazu über, mehrere Kameras an verschiedenen Stellen im Raum zu positionieren. Damit hat man zwar mehr Sicht auf den Patienten, löst aber ein grundlegendes Problem nicht: Homogene Körperbereiche, zum Beispiel ein flacher Bauch, lassen sich nur schwer verbindlich beobachten. Daher versuchte man hier die zu überwachende Region zu vergrößern oder lief Umwege, was aber zu einer ungenaueren Abbildung führte. Unsere Lösung ist, dass man die Thermosignatur des Körpers miteinbezieht. Das macht unsere 4D-Thermalkamera. Sie erzeugt eine Hybrid-Thermaloberfläche durch Korrelieren der Wärmesignatur des Patienten mit der rekonstruierten 3D-Oberflächenstruktur.

Vor kurzem wurde im LMU Klinikum München weltweit die erste Patientin mit ExacTrac Dynamic behandelt. Vor allem die Indikation der Patientin stellte eine Herausforderung für die Ärzte da. Woran lag das?

Die Patientin litt nach der Aussage des Klinikums an einem Vestibularisschwannom (Akustikusneurinom, Anm. d. Red.), das nahe am Hörnerv liegt. Hier will man natürlich das umliegende Gewebe maximal schonen, damit es nicht zu Beeinträchtigungen kommt. 

Sehen Sie auch außerhalb der Strahlentherapie Einsatzmöglichkeiten für das System?

Ich sehe das System überall dort, wo es darum geht, den Patienten an eine exakte Position zu bringen und in dieser genau zu überwachen. Spontan würde ich aber nichts priorisieren beziehungsweise bleiben wir erst einmal bei dem einen Anwendungsfall.

Vielen Dank für das Gespräch!

Mehr Informationen zum ExacTrac Dynamic finden Sie:

Das Interview führte Melanie Ehrhardt, Redakteurin medical design

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