Mechanismen und On-line Dosimetrie bei selektiver RPE Therapie

Kapitel 8: Zusammenfassung ________________________________________________ 167
8 Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit wurden sowohl in vitro als auch in vivo Untersuchungen zu
Mechanismen der selektiven RPE-Zellschädigung bei Bestrahlung mit Einzelpulsen und
Pulszügen durchgeführt, und zwei Ansätze einer nichtinvasiven On-line Dosimetrie bei
SRT untersucht und validiert.
In in vitro Experimenten an Schweine-RPE wurden sowohl die RPE-Schadens- als auch
die Mikroblasenbildungsschwelle bei Einzelpulsbestrahlung im Milli- bis Mikrosekunden
Zeitbereich untersucht. Bei 5 µs Laserpulsdauer konnte bei RPE-Zellschädigung
immer intrazelluläre Mikroblasenbildung an den stark absorbierenden Melanosomen
nachgewiesen werden. Dabei wurden sowohl die bei Blasenbildung entstehenden Drucktransienten
als auch die durch Lichtreflexion an der Mikroblasenoberfläche entstehenden
Signale gemessen. Bei 500 µs und 3 ms Pulslänge fand primär eine RPE-Schädigung
ohne Mikroblasenbildung statt, die auf einen rein thermischen Schaden schließen läßt.
Erst bei Bestrahlung mit zwei- bis dreifacher Schadensschwellenenergie konnte bei diesen
Pulslängen Mikroblasenbildung gemessen werden. Bei 50 µs Laserpulslänge zeigte
sich ein Übergangsbereich. So konnte bei dieser Pulslänge Mikroblasenbildung bei 16 %
geschädigten RPE-Zellen gemessen werden. Bei 84 % wurde keine Blasenbildung nachgewiesen.
Diese experimentellen Ergebnisse wurden durch ein mathematisches Modell nach Arrhenius
zur thermischen Denaturierung innerhalb eines Melanosomenfeldes mit den gemessenen
Schwellenparametern verglichen. Bei den beiden langen Pulsdauern 3 ms und
500 µs ist eine thermische Denaturierung des RPEs wahrscheinlich. Bei 50 µs Pulslänge
ist für die berechnete thermische Denaturierung direkt auf der Melanosomenoberfläche,
also der wärmsten Stelle, schon die 1.7-fache, zwischen den Melanosomen die doppelte
Bestrahlung nötig. Bei der kürzesten Pulslänge 5 µs ist eine berechnete thermische Denaturierung
auf der Melanosomenoberfläche erst mit doppelter, zwischen den Melanosomen
mit dreifacher Bestrahlung möglich. Dies deutet auf andere Schädigungsmechanismen
als eine rein thermische Schädigung hin.
Da bei Einzelpulsbestrahlung mit 5 µs Laserpulsen bei RPE-Schädigung immer Mikroblasen
gemessen wurden, ist ein primärer RPE-Schaden durch Mikroblasen für diese
Pulslänge naheliegend. Eine primär thermische RPE-Schädigung kann bei 500 µs und
3 ms angenommen werden, da hier im schwellennahen Bereich keine Mikroblasenbildung
vorliegt.
Für die bei selektiver RPE Therapie verwendeten Behandlungsparameter mit repetierenden
1.7 µs Laserpulsen konnten immer, sowohl in vitro an Schweine-RPE als auch bei
Patientenbehandlung, Puls-zu-Puls Abweichungen von den thermoelastischen Transienten
bei erzeugtem RPE-Schaden optoakustisch gemessen werden. Die in vitro gemesse-