Die Behandlung von Hirntumoren stellt eine komplexe Herausforderung dar, bei der verschiedene Therapieansätze zum Einsatz kommen. Neben Operation, Chemotherapie und klassischen Bestrahlungsmethoden spielen die Radiochirurgie-Verfahren Gamma Knife und Cyberknife eine zunehmend wichtige Rolle. Beide Methoden ermöglichen eine hochpräzise Bestrahlung von Tumoren im Gehirn, weisen jedoch auch Unterschiede in ihrer Funktionsweise und ihren Anwendungsgebieten auf. Dieser Artikel soll einen umfassenden Überblick über Gamma Knife und Cyberknife geben, ihre jeweiligen Vor- und Nachteile beleuchten und bei der Entscheidungsfindung für das geeignete Verfahren helfen.
Grundlagen der Radiochirurgie
Die Radiochirurgie ist ein strahlentherapeutischer Eingriff, bei dem ein kleiner, klar begrenzter Tumor hochpräzise bestrahlt wird. Die Größe des Zieltumors kann einen Durchmesser zwischen 0,5 und 4 cm aufweisen. Durch einen steilen Energieabfall der angewandten Strahlen an der Grenze des Tumors zum gesunden Gewebe wird dieses geschont.
Vorteile der Radiochirurgie gegenüber herkömmlicher Strahlentherapie
Die Radiochirurgie ermöglicht die präzise Therapie von Körperregionen, die chirurgisch nur schwer zugänglich sind. Außerdem können Körperstellen behandelt werden, die mitten im Körper „versteckt“ sind, sodass im Gegensatz zur konventionellen Strahlentherapie das Gewebe auf dem Weg der Strahlen von der Haut bis zum Tumor nicht mitgeschädigt wird. Dies betrifft oft Tumore im Schädel, da durch den Schädelknochen der Zugang erschwert ist. Durch den Dosisabfall an der Tumorgrenze wird das umliegende Gewebe geschont, sodass die zu erwartenden Nebenwirkungen geringer sind und die Therapie insgesamt besser verträglich ist. Dies eröffnet neue Therapieoptionen für Menschen höheren Alters oder Patienten mit Begleiterkrankungen.
Gamma Knife: Präzision durch Kobalt-60-Quellen
Das Gamma Knife ist ein radiochirurgisches Strahlentherapiegerät, das ausschließlich zur Bestrahlung intrakranieller Prozesse dient. Im Gerät befinden sich Kobalt-60-Quellen, die halbkugelförmig angeordnet sind. Aus 192 Quellen werden Strahlen auf den Zieltumor gerichtet, sodass sich diese dort treffen und dort gezielt ihre Energie freisetzen. Während der Bestrahlung überwachen zwei Röntgenkameras die Lage des Patienten und korrigieren in Echtzeit etwaige Schwankungen zu den Planungsbildern.
Entwicklung und Innovation des Gamma Knife
Das Leksell Gamma Knife wurde von dem schwedischen Neurochirurgen Lars Leksell entwickelt und verbindet die Präzision der Neurochirurgie mit den Vorteilen der fokussierten Strahlentherapie. Seit seiner Einführung im Jahr 1968 wurde die Technologie kontinuierlich weiterentwickelt. Das aktuelle Icon-System nutzt modernste Computertechnik und Bildgebung, um Behandlungen noch präziser, sicherer und effizienter zu gestalten.
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Anwendungsgebiete des Gamma Knife
Das Leksell Gamma Knife wird bei einer Vielzahl von Erkrankungen eingesetzt, darunter:
- Hirnmetastasen
- Meningeome
- Akustikusneurinome/Vestibularisschwannome
- Hirntumoren
- Trigeminusneuralgie
- Arteriovenöse Malformationen
- Hypophysenadenome
Individuelle Behandlung: Bestrahlung mit Maske oder Ring
Es besteht die Möglichkeit, die Bestrahlung entweder mit einer Maske oder durch eine komfortable Ringanlage durchzuführen, bei der das Gesicht frei bleibt. Dies sorgt besonders bei längeren Sitzungen für ein angenehmeres Behandlungserlebnis. Die Entscheidung zwischen beiden Methoden erfolgt in enger Absprache mit den Patienten und berücksichtigt sowohl die optimale Technik als auch die persönlichen Wünsche und Bedürfnisse.
Gamma Knife Zentren in Deutschland und der Schweiz
Gamma Knife Behandlungen für den Kopf sind in Deutschland möglich in:
- Krefeld: Gammaknife Zentrum Krefeld
- Aachen: Universitätsklinikum RTWH Aachen
- Frankfurt: Gammaknife Frankfurt
- Hannover: Gammaknife Center Hannover
- Hamburg: ICERA Gammaknife Hamburg
Gamma Knife Zentren in der Schweiz:
- Zürich: Klinik im Park und Klinik Hirslanden
- Lausanne: Hirslanden und Clinique Cecil
Cyberknife: Flexibilität durch Roboterarm
Das Cyberknife ist ein radiochirurgisches Strahlentherapiegerät, das im Gegensatz zum Gamma-Knife, dessen Anwendungsgebiet auf den Kopf beschränkt ist, zur Behandlung von Tumoren am ganzen Körper eingesetzt werden kann. Diese Technologie nutzt hochdosierte Photonenstrahlung aus einem Linearbeschleuniger und richtet diese mit Hilfe eines frei beweglichen Roboterarms präzise auf das definierte Ziel.
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Linearbeschleuniger-gestützte Systeme
Für die Radiochirurgie können moderne Hochleistungslinearbeschleuniger (= LINAC-basiert) angeboten werden. Dabei handelt es sich um Teilchenbeschleuniger, die durch Spannung Teilchen beschleunigen und durch Magnetfelder in ihre gewünschte Richtung lenken. Linearbeschleuniger-gestützte Systeme und das Gamma Knife unterscheiden sich lediglich in technischen Einzelheiten, nicht aber im medizinischen Einsatzgebiet. Bei Linearbeschleuniger-gestützten Systemen wird der erzeugte Strahl mit einem speziellen röhrenförmigen Aufsatz kleinsträumig eingegrenzt. Dieser Strahl wird über mehrere Kreisbögen geführt und konzentriert sich in einem definierten Schnittpunkt (Isozentrum).
Cyberknife Standorte in Deutschland und der Schweiz
Zentren in Deutschland:
- München: Europäisches Cyberknife Zentrum München-Großhadern
- Güstrow: Saphir Radiochirurgie Zentrum Norddeutschland
- Frankfurt: Saphir Radiochirurgie Zentrum Frankfurt am Main
- Bochum: Deutsches Cyberknife Zentrum
- Berlin: Charité Cyberknife Zentrum
- Hamburg: Cyberknife Zentrum Hamburg
- Köln: Cyberknife der Universitätsklinik Köln
- Erfurt: Cyberknife Centrum Mitteldeutschland
- Soest: CyberKnife-Zentrum in Soest
Zentren in der Schweiz:
- Universitätsspital Bern
Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Obwohl sowohl das Gamma Knife als auch das Cyberknife der Radiochirurgie zuzuordnen sind und ähnliche Ziele verfolgen, gibt es einige wesentliche Unterschiede zwischen den beiden Verfahren:
- Anwendungsbereich: Das Gamma Knife ist primär auf die Behandlung von intrakraniellen Tumoren und Läsionen beschränkt, während das Cyberknife aufgrund seiner Robotertechnologie auch zur Behandlung von Tumoren außerhalb des Schädels eingesetzt werden kann.
- Bestrahlungsquelle: Das Gamma Knife verwendet Kobalt-60-Quellen, während das Cyberknife einen Linearbeschleuniger nutzt, um Photonenstrahlung zu erzeugen.
- Fixierung: Beim Gamma Knife wird in der Regel ein stereotaktischer Rahmen am Kopf des Patienten befestigt, um eine exakte Positionierung sicherzustellen. Das Cyberknife hingegen kann in vielen Fällen ohne Rahmen auskommen, da es über ein bildgestütztes System verfügt, das die Position des Tumors in Echtzeit verfolgt und die Bestrahlung entsprechend anpasst.
- Flexibilität: Das Cyberknife bietet aufgrund seines Roboterarms eine höhere Flexibilität bei der Bestrahlung, da es den Tumor aus verschiedenen Winkeln erreichen kann.
Mögliche Nebenwirkungen der Radiochirurgie
Das Auftreten von Nebenwirkungen ist sehr selten und stark abhängig von der behandelten Erkrankung, der Lokalisation des erkrankten Gewebes sowie der benötigten Bestrahlungsdosis. Daher ist eine pauschale Aussage darüber im Vorfeld nicht möglich. Individuelle Risiken für bestimmte Nebenwirkungen werden im Vorgespräch mit dem behandelnden Arzt besprochen.
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Bei der Bestrahlung von Tumoren im Gehör kann es anschließend zu Schwindel oder Schwerhörigkeit bis Gehörlosigkeit kommen. Allgemein können behandelte Tumoren anschwellen, sodass es zu einer Drucksymptomatik kommt, falls die Schwellung im Schädel stattfindet. Im Rahmen höherer Dosen, kann es zum Auftreten von sogenannten Radionekrosen kommen, das heißt zu Gewebezerfall durch externe Einflüsse.
Kosten und Kostenübernahme
Typische Kosten liegen in der Größenordnung von 7000 bis 10.000 Euro. In vielen Ländern, z.B. den Niederlanden und Frankreich, ist die Radiochirurgie fester Bestandteil der Regelversorgung und wird von der Krankenkasse übernommen. In Deutschland werden die Kosten für eine radiochirurgische Behandlung noch nicht durch den allgemeinen ambulanten Vergütungskatalog der gesetzlichen Krankenkassen abgebildet, sodass eine automatische Abrechnung über die Versichertenkarte nicht möglich ist. Grundsätzlich können gesetzliche Krankenkassen aber die Kosten für die Therapie übernehmen. Zum einen können Einzelfallentscheidungen herbeigeführt und zum anderen Verträge zur Integrierten Versorgung mit medizinischen Leistungserbringern abgeschlossen werden.
Die Wahl des geeigneten Verfahrens
Die Entscheidung, ob Gamma Knife oder Cyberknife die geeignete Behandlungsmethode ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter:
- Art und Lage des Tumors: Nicht alle Tumoren sind für beide Verfahren gleichermaßen geeignet.
- Größe des Tumors: Die Radiochirurgie ist in der Regel auf Tumoren mit einem Durchmesser von weniger als 3-4 cm beschränkt.
- Vorherige Behandlungen: Bei bereits vorbestrahlten Tumoren kann die Wahl des Verfahrens eingeschränkt sein.
- Individuelle Patientenmerkmale: Alter, Allgemeinzustand und Begleiterkrankungen können die Entscheidung beeinflussen.
- Verfügbarkeit der Technologie: Nicht alle Zentren bieten beide Verfahren an.
Die Rolle der Strahlentherapie in der Hirntumorbehandlung
Die Strahlentherapie ist nach der Operation die wichtigste Behandlungsmaßnahme bei Tumoren des Zentralnervensystems. Die medizinisch einsetzbare Strahlung wird heute durch hochmoderne „Linearbeschleuniger“ erzeugt. Es entsteht hierbei eine „hochenergetische Röntgenstrahlung“, die dazu in der Lage ist, in größere Körpertiefen vorzudringen. Moderne Bestrahlungsplanungssysteme können unter Zuhilfenahme der modernen bildgebenden Verfahren diese Strahlung im gewünschten Zielgebiet fokussieren. Strahlung ist darauf ausgerichtet in erster Linie das Tumorgewebe zu erreichen und normales, gesundes Gewebe zu schonen. Generell wird aber eine Wirkung auf das ganze lebende Gewebe ausgeübt.
Wie Strahlung wirkt
Jedes Gewebe, damit auch Tumor und normales gesundes Gewebe, setzt sich aus einzelnen Zellen zusammen. Normale Zellen ebenso wie Tumorzellen unterliegen einer bestimmten Zellteilung, die schließlich zu einer Gewebsvermehrung führt. Im normalen Gewebe unterliegen der Nachschub durch Zellteilung und die Absterberate durch Zellalterung einem fließenden Prozess, der sich in einem Gleichgewicht von Zellbildung und Absterben befindet. Im Tumorgewebe ist dieses Gleichgewicht gestört. Strahlung ist dazu in der Lage diesen Zellteilungsprozess zu behindern. Tumorzellen können sich nicht mehr teilen und gehen zu Grunde. Im Gegensatz dazu können sich normale Zellen von Strahlung erholen und werden nicht abgetötet. Bei einer Strahlentherapie von Tumoren des zentralen Nervensystems wird daher gezielt Tumorgewebe zerstört und Normalgewebe geschont.
Fraktionierung der Strahlentherapie
Dieser Trennungseffekt zwischen Tumorzellabtötung und Zellerholung von gesundem Gewebe wird besonders gut ausgenutzt, wenn die Bestrahlung auf mehrere geringe Einzeldosen aufgeteilt wird. Konsequenterweise ist die Gabe der Strahlentherapiedosis in vielen, zeitlich voneinander getrennten Einzelsetzungen erheblich schonender als die Gabe einer hohen Einzeldosis.
Zielvolumina und Therapietechnik
Die Auswahl der Therapiefelder orientiert sich an den biologischen Eigenschaften der Tumoren. Im Wesentlichen unterscheidet man zwei Eigenschaften. Einige Tumoren neigen dazu, ausschließlich lokal infiltrativ in das umgebende Gewebe zu wachsen und nach chirurgischer Entfernung an Ort und Stelle erneut zu wachsen (Lokalrezidiv). Andere Tumoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie über die Hirnwasserwege metastasieren. Im Wesentlichen werden daher die Zielvolumina bzw. Nach Auswahl der Therapiefelder bzw. notwendigen Zielvolumina wird über die korrespondierende Therapietechnik entschieden.
Bedeutung der computergestützten Bestrahlungsplanung
Strahlenbehandlungen der erweiterten Tumorregion erfordern eine computergestützte Bestrahlungsplanung, die in individuellen Therapieplanungen mündet, die ihrerseits aus unterschiedlichsten individuell ausgerichteten und konfigurierten Therapiefeldern bestehen. Moderne Bestrahlungsplanungssysteme erlauben heute eine optimale Anpassung der Therapiefelder an das Zielgebiet und eine Ausblendung von Normalgewebe. Diagnostische Bildgebungen wie Kernspintomographie und Computertomographie werden in die Planungssysteme integriert und erlauben eine zuverlässige Identifizierung von Tumor und Normalgewebe. Die modernen Technologien unterliegen einer ständigen Weiterentwicklung mit der Möglichkeit, auch die Intensität der Bestrahlung innerhalb des Tumors zu modifizieren. Hierdurch wird eine weitere, individuellere Anpassung der Bestrahlungsfelder erreicht.
Dosis und Fraktionierung
Gesamtdosis und Fraktionierung, Planungszielvolumina und Bestrahlungstechnik werden bei der Behandlung von Hirntumoren wesentlich durch die Ausbreitungscharakteristik des jeweiligen Tumors, die Dosiswirkungsbeziehung des Tumorgewebes und durch die Strahlentoleranz benachbarter Risikostrukturen bestimmt. Dabei ist neben der Strahlentoleranz des Gehirns diejenige der Augenlinsen, des Chiasma opticum und der Nervi optici sowie des Hirnstamms und des Zervikalmarks besonders zu beachten.