Wann wurden Linearbeschleuniger erstmals für die Radiochirurgie eingesetzt?

Kurz und StrahlentherapiezentrumEs gibt im Allgemeinen zwei Arten von präzisen Radiochirurgie-Technologien, die auf die Behandlung bestimmter Erkrankungen zugeschnitten sind.

Die erste, älteste und bekannteste ist die Gamma KnifeLars Leksells stereotaktische Radiochirurgie-Technik, bei der mehrere kleinere Strahlen präzise darauf ausgerichtet werden, Tumore und Läsionen zu zerstören, ohne das umliegende Gewebe zu schädigen, ganz im Sinne seiner Philosophie, dass kein am Gehirn eingesetztes Werkzeug zu präzise sein kann.

Allerdings zählt das Gamma Knife nach wie vor zu den führenden Behandlungsmethoden in der Präzisionsradiotherapie und ist es seit seiner ersten Anwendung durch Sophiahemmet im Jahr 1968, mit der bereits seit mindestens 1949 experimentiert wurde. Der Weg zur Verwendung von Linearbeschleunigern verlief etwas holpriger und es dauerte länger, bis ihre Anwendung in der Radiochirurgie wirklich gewürdigt wurde.

Parallele Entwicklungen

Der Erste Linearer Teilchenbeschleuniger Der Linearbeschleuniger (Linac) wurde 1924 von Gustaf Ising vorgeschlagen und vier Jahre später von Rolf Wideroe gebaut. Allerdings wurden die Hochfrequenzoszillatoren, die für die Anwendung von Linacs in der Röntgen- und Strahlentherapie notwendig waren, erst nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelt.

Der erste für klinische Zwecke installierte Linearbeschleuniger wurde 1952 im Hammersmith Hospital in London ins Leben gerufen und hauptsächlich für konventionelle Röntgendiagnostik eingesetzt. Fraktionierung.

Die Fraktionierung ist in vielerlei Hinsicht das Gegenteil der Radiochirurgie. Dabei werden mehrere Bestrahlungssitzungen über mehrere Wochen hinweg durchgeführt, wodurch die Wirkung der Strahlung auf die Tumore maximiert und gleichzeitig gesunde Zellen bestmöglich geschützt werden.

Da es Anfang der 1950er Jahre aufgrund von Schwierigkeiten bei der Fokussierung der Linearbeschleunigerstrahlen an Präzision mangelte, war dies der beste Weg, die Vorteile der Strahlentherapie mit den damals verfügbaren Mitteln zu nutzen, als die Radiochirurgie auf das Gehirn durch das Gamma-Knife-Verfahren beschränkt war.

Nachdem das Gamma Knife ab den 1970er Jahren allgemein verfügbar wurde, entwickelte es sich zur Erstlinienbehandlung von Hirntumoren und ähnlichen Erkrankungen des Gehirns, während der Linearbeschleuniger (Linac) hauptsächlich fraktioniert für die Langzeit-Strahlentherapie, in Kombination mit Chemotherapie oder zu palliativen Zwecken eingesetzt wurde.

In den 1980er Jahren, als die Technologie jedoch ausgereifter wurde und man mehr über die Rolle der Radiochirurgie in verschiedenen Behandlungspfaden erfuhr, begannen Neurochirurgen, das Potenzial von Linearbeschleunigern zur Behandlung bestimmter Formen von Epilepsie oder arteriovenösen Malformationen zu untersuchen.

Den ersten Schritt hierzu leistete J. Barcia-Salorio, ein Neurochirurg aus Spanien, der Hauptautor eines Buches war. 1982 Papier Dies deutet darauf hin, dass eine mögliche Alternative zu invasiven chirurgischen Eingriffen die Anwendung der Photonen-Radiochirurgie wäre, entweder unter Verwendung von aus Kobalt erzeugter Strahlung oder unter Verwendung eines Linearbeschleunigers.

Dies bedeutete im Grunde, bei der Entwicklung eines effektiven und präzisen radiochirurgischen Systems von Grund auf neu beginnen zu müssen, unterstützt durch Fortschritte in der Computertomographie, die zu der Zeit, als Lars Leksell am Gamma Knife arbeitete, noch nicht verfügbar waren, aber in den 1980er Jahren gerade erst begannen, sich zu entwickeln.

Das erste System, das die konzeptionellen Ideen von Dr. Barcia-Salorio für ein Linearbeschleuniger-Radiochirurgiesystem aufgriff, entstand 1984. in einer Zeitung von O. Betti und V. Derechinsky, beide mit Sitz in Buenos Aires, Argentinien

Ihr System verwendete ein ähnliches Bezugssystem wie das von Dr. Leksell, allerdings unter Verwendung des Talairach-Raums anstelle des von Dr. Leksell entwickelten Koordinatensystems. Dieses System wurde mit intensiven, sich kreuzenden Linearbeschleuniger-Photonenstrahlen kombiniert, die sich im selben Punkt treffen, um eine intensive Dosis gezielter Strahlung zu erzeugen, ohne das umliegende Gewebe zu beeinträchtigen.

Darin wurde hervorgehoben, dass die Linac-Technologie so weit fortgeschritten war, dass sie präzise genug war, um ihren Einsatz als vielseitige Alternative zum Gamma Knife zumindest in Betracht zu ziehen. Nach der Veröffentlichung im Jahr 1984 begannen zahlreiche Experten für Radiochirurgie, sich mit der Lösung der verbleibenden Probleme im Zusammenhang mit der Präzision des Linac zu befassen.

Der große Sprung nach vorn kam mit die Arbeit von Ken Winston und Wendell Lutz, der den verwendeten stereotaktischen Positionierungsapparat verfeinerte und verbesserte und eine Methode zur Messung der Komponentengenauigkeit entwickelte, die zuvor nicht verfügbar war, aber der Radiochirurgie insgesamt zugute kam.

Die erste Patientin, die jemals mit einem Linearbeschleuniger-basierten Radiochirurgiegerät behandelt wurde, war im Februar 1986 im Brigham and Women's Hospital in Boston, das zur Harvard Medical School gehört.

Von dort aus haben sich Linearbeschleuniger weiterentwickelt und sind heute sowohl für die fraktionierte Strahlentherapie als auch für die Radiochirurgie bestens geeignet, sowohl mit einem einzelnen fokussierten Strahl als auch unter Verwendung des stereotaktischen Verfahrens.

Der Unterschied liegt typischerweise in der Vielseitigkeit, da Linearbeschleuniger in der Regel modifiziert werden müssen, um für die Radiochirurgie effektiv eingesetzt werden zu können, während das Gamma Knife von Anfang an für die Radiochirurgie konzipiert wurde.

Allerdings haben Bildführungssysteme, N-Lokalisatoren und fortschrittliche Behandlungsplanungswerkzeuge dazu beigetragen, dass Linearbeschleuniger besser für die Radiochirurgie geeignet sind und die Bedürfnisse des Patienten in den Mittelpunkt jeder potenziellen Behandlungswegwahl durch den Radiologen rücken.