Physikalische Möglichkeiten und Grenzen

3.3. BESTRAHLUNGEN MIT SCHWEREN GELADENEN TEILCHEN 73kleinen Energien nur oberflächennahe Tumoren behandeln können [12].3.3.2 Die ProtonengantryBei fast allen der heute bestehenden Protonentherapieeinrichtungen wird mit räumlichfesten vertikalen oder horizontalen Strahlen behandelt. Dies ist z. B. bei Bestrahlungenvon Augentumoren vollkommen ausreichend. Zur konformierenden Bestrahlung tiefliegenderTumoren sind jedoch i. allg. mehrere Strahlungsfelder aus unterschiedlichenRichtungen erforderlich (vgl. Kapitel 2). Die stets mögliche Drehung des Bestrahlungstischesoder -Stuhles in der Horizontalebene ist nicht immer ausreichend. Oft ist eswünschenswert, den Strahl wie bei Photonenbestrahlungen isozentrisch in der Vertikalebenedrehen zu können, um – bei zusätzlicher Tischdrehung – Einstrahlungenaus allen Richtungen in einer 4π-Geometrie zu ermöglichen. Erst dadurch können alleMöglichkeiten der Dosiskonformation ausgeschöpft werden.Nun ist die dazu nötige mehrfache magnetische Strahlumlenkung bei Protonen im100-MeV-Bereich aufgrund der hohen Steifigkeit des Strahls naturgemäß wesentlichaufwendiger als bei Elektronen im 10-MeV-Bereich. Die einzigen bisher in der Therapieeingesetzten Protonengantries (in Loma Linda) haben daher enorme Dimensionenmit Durchmessern von etwa 12 m [92]. Am Paul Scherrer Institut (PSI) in Villigen,Schweiz, wurde vor kurzem eine ”Kompaktgantry“ mit einem Durchmesser von nur4 m fertiggestellt. Die bemerkenswerte Reduktion der Abmessungen konnte durch eineKombination der Strahlablenkung mit der Strahloptik der Gantry und eines zur Rotationsachseexzentrisch an der Gantry montierten Patiententisches erreicht werden (s.Abbildung 3.10). Die erste Patientenbehandlung mit dieser Gantry ist für Ende 1995am PSI vorgesehen [61]. Weitere Installationen von Gantries für die konformierendeTumortherapie mit Protonen sind geplant. Auch gibt es Ansätze, ein supraleitendesZyklotron direkt auf einer Gantry zu montieren, wodurch die Strahlführung erheblichvereinfacht würde [11].3.3.3 Strahlformung, Energie- und FluenzmodulationDer nach dem Austritt aus dem Beschleuniger zunächst feine und näherungsweise monoenergetischeProtonenstrahl muß für die Tumortherapie sowohl lateral als auch inder Tiefe aufgeweitet werden. Eine laterale Aufweitung erreicht man entweder durchpassive Streuung oder durch ”Spot-Scanning“-Techniken.3.3.3.1 Passive AufstreuungBei der passiven Technik werden Streufolien aus Materialien hoher Ordnungszahl (beispielsweiseBlei) verwendet, die eine starke laterale Aufstreuung bei geringem Energieverlustbewirken. Heute wird im allgemeinen eine von Koehler et al. entwickelte Methodeverwendet, bei der zwei Streufolien zum Einsatz kommen, von denen die zweite