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Wissen & Umwelt

Teilchenkanone gegen Krebs

Das neu eröffnete Ionenstrahl-Therapiezentrum der Universitätsklinik Heidelberg ist europaweit einzigartig. Hier sollen schwerstkranke Krebs-Patienten behandelt werden, für die es bislang keine Chance auf Heilung gab.

Heidelberger Ionenstrahlen-Anlage (Foto: dpa)

Im neuen Therapiezentrum können künftig jedes Jahr 1300 der rund zehntausend Krebspatienten behandelt werden, deren Tumore bislang mit einer herkömmlichen Strahlentherapie nicht behandelbar waren - entweder weil sie im Körperinneren schwer zugänglich waren, oder weil sie in extrem strahlungsempfindlichem Gewebe wie dem Gehirn oder dem Darm lagen.

Wie mit einem chirurgischen Skalpell

"Das Ionenstrahl-Therapiezentrum ist sicherlich eines der größten medizinischen Forschungsprojekte, die jemals in Deutschland umgesetzt wurden. Eine Bestrahlung mit Ionen wird vielen Krebspatienten helfen", so Jürgen Debus, ärztlicher Direktor der Klinik für Strahlentherapie des Uniklinikums Heidelberg.

Patient vor der Behandlung mit einem Ionenstrahl (Foto: HIT)

Nicht bewegen! Kunststoffmasken fixieren den Kopf während der Bestrahlung

Ob in Hirn, Lunge, Bauchspeicheldrüse oder Prostata - mit den Ionenstrahlen können Ärzte bösartiges Gewebe in so gut wie jedem Winkel des Körpers wie mit einem chirurgischen Skalpell ausschneiden, ohne das umliegende Gewebe stark zu schädigen. "Der Strahl durchdringt die ersten Zentimeter des gesunden Gewebes so rasend schnell und ungebremst, dass das Gewebe kaum beeinträchtigt wird", erklärt Marc Münter, ärztlicher Leiter des Therapiezentrums. Erst im Tumor kommt es zum Crash und "alle Energie der Strahlen wird mit einem Mal freigesetzt."

Durch die geringeren Langzeitnebenwirkungen werden vor allem auch krebskranke Kinder von der neuen Therapie profitieren.

Autopiloten und Phantome

Teilchenbeschleuniger im Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (Foto: HIT)

Millionen Mal rasen die Ionen im Kreis herum, bis sie 75 Prozent so schnell sind wie Licht

Wie sie den Ionenstrahl bei einem Patienten genau dosieren müssen, haben die Ärzte vorher virtuell geplant und an einem Phantom aus Wasser ausprobiert. Grundlage ist eine spezielle Software, die vorhandene computer-tomographische Informationen zur Größe, Lage und Ausdehnung des Tumors mit der nötigen Strahlendosis verbindet. "Das ist schon eine sehr technisierte Medizin" gibt Marc Münter zu, aber sie sei trotzdem verbunden mit viel Menschlichkeit. "Das ist wie bei einem Autopiloten im Flugzeug. Die wichtigen Manöver müssen von Menschen durchgeführt werden. Alles wird von Ärzten genauestens geplant."

Hightech unter dem Krankenhausrasen

Die energiereiche Ionenstrahlung wird in einem unterirdischen Teilchenbeschleuniger hergestellt, zwei Stockwerke tief unter der Erde, verborgen unter einem harmlosen Grashügel, abgeschirmt von Stahlbetonmauern, die dicker sind als Doppelbetten breit.

Die Physiker arbeiten mit Wasserstoffatomen sowie mit Helium-, Kohlenstoff- und Sauerstoffatomen. Sie streifen den Atomen die kleinen Elektronen ab und bringen die übriggebliebenen Ionen in Fahrt. In zwei Teilchenbeschleunigern geht es erst in einer fünf Meter langen Röhre geradeaus, dann noch schneller im Kreis herum. Damit die schweren Teilchen bei ihrem Aufprall auch wirklich genug Wucht haben, müssen sie sehr schnell sein: dreiviertel so schnell wie das Licht.

Himmel und Hölle in Bewegung gesetzt - alles dreht sich um den Tumor

Gantry im Heidelberger Krebstherapie-Zentrum (Foto: HIT)

Sie lenkt die Strahlen nach Wunsch: Die Gantry ist drei Stockwerke hoch, drehbar und weltweit einmalig

Die Technik, die dahinter steckt, um die Ionenstrahlen fein zu dosieren und auch wirklich nur die bösartigen Zellen zu treffen, ist "so komplex wie ein Airbus." "Einige Patienten haben schon Angst, denn sie liegen ja auf einem monströsen Roboter. Andere sind von der Technik begeistert", berichtet Marc Münter aus seinem Klinikalltag.

Damit der Ionenstrahl den Tumor im richtigen Winkel trifft, wird der Patient auf einem robotergesteuerten Behandlungstisch in bis zu sechs Richtungen gehoben, geneigt und gedreht.

Die Strahlenquelle selbst ist ebenfalls drehbar - über eine aufwändige blaue Konstruktion, die sich 25 Meter lang über drei Stockwerke erstreckt. Dies ist die so gennante Schwerionen-Gantry, die - einmalig auf der Welt - 360° um den Patienten rotiert, um den optimalen Einstrahlwinkel für die Behandlung einzustellen.

Stromverbrauch einer Kleinstadt

Bestrahlungsplatz im Heidelberger Krebstherapie-Zentrum (Foto: HIT)

Aus jedem Winkel kann der Strahl auf den Patienten gerichtet werden

So viel Hightech hat einen enormen Stromverbrauch und einen stolzen Preis. 119 Millionen Euro hat die Anlage gekostet, je zur Hälfte aus Bundesmitteln und vom Universitätsklinikum Heidelberg finanziert. Die Kosten für eine Behandlung liegen bei rund zwanzigtausend Euro und werden von einigen Krankenkassen übernommen. Weitere Ionenstrahl-Anlagen werden zurzeit in Marburg-Gießen und Kiel gebaut.

Die konventionelle Strahlentherapie ist bei der Behandlung der meisten Tumoren sehr erfolgreich und wird auch weiterhin ein unverzichtbarer Pfeiler in der Krebstherapie bleiben. Sie ist nach der Chirurgie die erfolgreichste und am häufigsten eingesetzte Therapie und kommt bei mindestens der Hälfte aller Tumorpatienten zum Einsatz.

Über 200.000 Krebskranke sterben jedes Jahr, fast eine halbe Million erkranken neu daran. In zwanzig Jahren, schätzt die Deutsche Krebshilfe, werden es 50 Prozent mehr sein.

Autorin: Ulrike Wolpers

Redaktion: Judith Hartl

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