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19.07.2017 | Zusammenarbeit von CNAO und GSI für Ionenstrahltherapie-System der nächsten Generation

Foto: CNAO

Behandlungsplatz am CNAO.

Bild: CC BY 2.5 Patrick Lynch (modified)/C.Graeff

Aufgabe des Kontrollsystems.

 

Das nationale Schwerionentherapiezentrum Italien „Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica” (CNAO) und das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung haben einen Vertrag unterzeichnet, um die Technologie der Krebstherapie mit Schwerionen weiterzuentwickeln. Die Kooperation sieht vor, dass GSI das am CNAO etablierte Kontrollsystem für Ionenstrahltherapie übernimmt und vor Ort in Darmstadt weiterentwickelt.

Die Krebstherapie mit Schwerionen ist eine mittlerweile etablierte Behandlungsmethode, die eine effektive Tumorbestrahlung ermöglicht und gleichzeitig gesundes Gewebe schont. CNAO in Italien ist eine der europäischen Einrichtungen, an denen diese Therapieform zur Verfügung steht; dabei kommt die bei GSI entwickelte Rasterscan-Methode zum Einsatz. Um diese Methode weiterzuentwickeln, wird bei GSI nun das Bestrahlungskontrollsystem von CNAO aufgebaut. „Das Kontrollsystem, das am CNAO entwickelt wurde, hat für uns den Vorteil, dass es sehr flexibel und einfach zu warten ist, da es vor allem aus modernen Industriekomponenten besteht“, erklärt Michael Scholz, Leiter der GSI-Biophysik. „Damit können die bei GSI geplanten Weiterentwicklungen schnell umgesetzt werden.“

Dabei geht es vor allem um eine Verkürzung der Bestrahlungszeit und die Integration von Techniken zur Bewegungskompensation. Diese ermöglichen die präzisere Behandlung von Tumoren, die sich durch die Atmung bewegen. Der Transfer dieser Entwicklungen in eine klinische Umgebung wird durch die enge Kollaboration mit CNAO sehr erleichtert. „Wir erwarten von dieser Kollaboration große Vorteile bei der zukünftigen Behandlung von Patienten mit bewegten Tumoren, wie in der Leber oder der Lunge“, sagt Sandro Rossi, Generaldirektor bei CNAO. Das neue Kontrollsystem soll 2018 für erste Testbestrahlungen am GSI-Therapieplatz eingesetzt werden. 

CNAO und GSI arbeiten seit Jahren erfolgreich zusammen. Unter anderem wurden Teile des Injektor-Linearbeschleunigers und des Strahldiagnose-Systems für die Therapieanlage in Italien von GSI entwickelt, aufgebaut und in Betrieb genommen.

Am CNAO, das seit 2011 in Betrieb ist, wurden bereits 1300 Patienten mit der Schwerionentherapie behandelt. Das Zentrum hat sowohl Erfahrung in der klinischen Umsetzung als auch bei der Lizenzierung neuer Technologien für medizinische Anwendungen. Das dortige Bestrahlungskontrollsystem beinhaltet das sogenannte Dosis-Applikationssystem, Echtzeit-Computer und Detektoren, die die präzise Bestrahlung kontrollieren. Das System ist auch beim neuen österreichischen Therapiezentrum MedAustron in Betrieb.

Von 1997 bis 2008 wurden bei GSI 440 Patienten in einem Pilotprojekt mit Schwerionen behandelt. Der Erfolg führte dazu, dass sich die Schwerionentherapie in Europa etablierte. Seit die Schwerionentherapie routinemäßig in Kliniken angeboten wird, entwickeln GSI-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler die Technologie weiter, um auch bewegte Tumore behandeln zu können. Neue Methoden wie Strahlnachführung und 4D-Optimierung werden bereits experimentell getestet.


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Behandlungsplatz am CNAO.
Aufgabe des Kontrollsystems.
Beim Rasterscanning-Verfahren wird ein dünner Ionenstrahl präzise über das Ziel gesteuert. Herzstück ist das Kontrollsystem, das Messungen der Dosis und Strahlposition verarbeitet und die Magnete zur Ablenkung des Strahls steuert.
Foto: CNAO
Bild: CC BY 2.5 Patrick Lynch (modified)/C.Graeff