Table Of ContentGrundlagen der Strahlentherapie
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
E. Richter T. Feyerabend
Grundlagen
der Strahlentherapie
Mit 141 Abbildungen und 74 Tabellen
Springer
Prof. Dr. Eckart Richter
Dr. Thomas Feyerabend
Medizinische Universitiit zu Liibeck
Klinik rur Strahlentherapie und Nuklearmedizin
Ratzeburger Allee 160, 23538 Liibeck
ISBN 978-3-540-58230-4
Die Deutsche Bibliothek -CIP-Einheitsaufnahme
Richter, Eckart:
Grundlagen der Strahlentherapie: mit 74 Tabellen/E. Richter;
T. Feyerabend. -Berlin; Heidelberg; Ne w York; Barcelona;
Budapest; Hongkong; London; Mailand; Paris; Santa Clara;
Singapur; Tokio; Springer, 1996
ISBN 978-3-540-58230-4 ISBN 978-3-662-00113-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-00113-4
NE: Feyerabend, Thomas:
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1996
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Vorwort
Vor 100 Jahren entdeckte W.C. Röntgen die nach ihm benannten
Strahlen. Selten wurde eine Entdeckung derartig rasch in die tägliche
Routine übernommen wie die Röntgenstrahlen. Wenige Monate
nach der Entdeckung folgten die ersten Mitteilungen über die An
wendung ionisierender Strahlen in der Therapie von Erkrankungen.
Leopold Freund berichtete 1896 über den Versuch, einen Tierfell
nävus mit Röntgenstrahlen zu behandeln. Über die erste Heilung
eines Hautkrebses veröffentlichten Thor Sjögren und Tage Steinbeck
einen Bericht im Jahre 1899. In den ersten Jahrzehnten nach ihrer
Entdeckung wurden die Röntgenstrahlen in den einzelnen Fachdis
ziplinen, insbesondere in der Dermatologie, Chirurgie und Gynäko
logie, von den Fachkollegen selbst angewendet; ein eigenständiger
Facharzt für die medizinische Strahlenkunde bestand nicht.
Der immense Wissenszuwachs und die ständigen technischen
und methodischen Weiterentwicklungen waren der Grund, einen
eigenständigen Facharzt für Radiologie einzuführen. Aber auch in
nerhalb der Radiologie wurden zwangsläufig Spezialisierungen not
wendig. Das Gebiet der Radiologie war in seiner Gesamtheit nicht
mehr von einer Einzelperson in vollem Umfang zu vertreten. Seit
wenigen Jahren sind die drei Teilgebiete der Radiologie - Diagno
stik, Strahlentherapie und Nuklearmedizin - als eigenständige Fach
gebiete etabliert.
Der Studierende der Medizin muß sich während seiner Ausbil
dung mit der gesamten Radiologie auseinandersetzen. Der Strahlen
therapie kommt dabei eine zunehmend größere Bedeutung zu, da
etwa 75% aller Tumorpatienten im Verlauf ihrer Erkrankung strah-
VI Vorwort
lentherapeutisch behandelt werden. Es mangelt bisher an Lehrbü
chern, die in das Gebiet der Strahlentherapie einführen. Mit dem
vorliegenden Buch wird versucht, diese Lücke zu schließen. Es ba
siert auf einer vieljährigen Lehrtätigkeit und soll dem Studierenden,
aber auch dem nicht strahlentherapeutisch tätigen Arzt erleichtern,
sich in dieses Fachgebiet einzuarbeiten. Es wurde versucht, neben
der Vermittlung von physikalischen, technischen und methodischen
Grundlagen, strahlenbiologischen Erkenntnissen und onkologi
schem Basiswissen durch spezielle Kapitel zur Therapie einzelner
Tumorformen den klinischen Bezug herzustellen. In diesen Kapiteln
werden Indikationen zur Strahlentherapie, die Stellung der Strah
lentherapie im onkologischen Gesamtbehandlungskonzept, ihre
Durchführung und Behandlung von Nebenwirkungen sowie die
Ergebnisse dargestellt.
Das Buch konnte nur mit großzügiger Unterstützung durch den
Springer-Verlag entstehen. Zu Dank verpflichtet sind wir Frau I.
Heinze für die Abfassung des Manuskriptes. Besonderer Dank gilt
Frau Dr. Heilmann, sie hat durch ihre ständige Bereitschaft zur
Diskussion wesentlich zu der jetzigen Form des Buches beigetragen.
Wir hoffen, daß das Buch eine breite Leserschaft findet und sind
für Anregungen und konstruktive Kritik dankbar.
Lübeck, im Sommer 1995 E. Richter
Th. Feyerabend
Inhaltsverzeichnis
Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1 Geschichtliche Entwicklung der Strahlentherapie .. 3
2 Physikalische Grundlagen ..................... . 7
2.1 Grundbegriffe der Strahlenphysik ............... . 7
2.2 Arten ionisierender Strahlung .................. . 9
2.2.1 Korpuskularstrahlung ......................... . 9
2.2.2 Photonenstrahlung ............................ . 10
2.2.3 Radioaktivität ................................ . 13
2.3 Erzeugung ionisierender Strahlung .............. . 16
2.3.1 Aufbau und Funktionsweise einer Röntgenröhre .. 16
2.3.2 Erzeugung ultraharter Röntgenstrahlen .......... . 18
2.3.3 Erzeugung von Elektronenstrahlen .............. . 20
2.3.4 Erzeugung schneller Neutronen ................ . 20
2.4 Wechselwirkung ionisierender Strahlung
mit Materie .................................. . 20
2.4.1 Direkt ionisierende Strahlung .................. . 23
2.4.2 Indirekt ionisierende Strahlung ................. . 23
2.4.3 Schwächungsgesetze ........................... . 27
2.4.4 Sekundärprozesse ............................. . 30
2.5 Dosisbegriffe ................................. . 30
2.5.1 Dosis und Dosisleistung ....................... . 30
2.5.2 Allgemeine Dosisbegriffe ...................... . 32
2.5.3 Dosisbegriffe für den Strahlenschutz ............ . 35
2.5.4 Dosisverteilung ............................... . 36
VIII Inhaltsverzeichnis
3 Grundlagen der Strahlenwirkung 45
3.1 Mechanismen der Strahlenwirkung ............. . 45
3.1.1 Energieübertragung ........................... . 45
3.1.2 Primäi'prozesse ............................... . 47
3.1.3 Molekulare Veränderungen .................... . 49
3.2 Biologische Strahlenwirkung ................... . 53
3.2.1 Stochastische und nichtstochastische
Strahlenwirkung .............................. . 53
3.2.2 Genetische und somatische Strahlenwirkung ..... . 54
3.2.3 Strahlenwirkung kleiner Dosen « 1 Gy) ......... . 56
3.2.4 Kanzerogene Wirkung ionisierender Strahlung ... . 56
3.2.5 Strahlenwirkung in der pränatalen Phase ........ . 57
3.2.6 Strahlenrisiko ................................ . 57
3.3 Strahlenfolgen ................................ . 59
3.3.1 Strahlenwirkung auf zellulärer Ebene ............ . 59
3.3.2 Strahlenwirkung auf normale Gewebe und Organe . 74
3.3.3 Wirkung der Bestrahlung auf Tumoren .......... . 82
4 Apparative Grundlagen ........................ . 90
4.1 Bestrahlungsgeräte ............................ . 90
4.1.1 Röntgenbestrahlungseinrichtung ............... . 90
4.1.2 y-Bestrahlungseinrichtung ..................... . 92
4.1.3 Beschleunigereinrichtungen .................... . 96
4.1.4 Afterloadinggeräte ............................ . 102
4.1.5 Zusatzeinrichtungen für die Strahlentherapie .... . 104
4.2 Therapiesimulator ............................ . 108
4.3 Bestrahlungsplanungssystem ................... . 109
5 Allgemeine onkologische Therapie ............. . 112
5.1 Überblick über die allgemeine Geschwulstlehre ... . 112
5.1.1 Einteilung der malignen Tumoren .............. . 112
5.1.2 Häufigkeit ................................... . 113
5.1.3 Wachstumsverhalten in einem Organ ........... . 113
5.1.4 Metastasierungswege .......................... . 114
Inhaltsverzeichnis IX
5.2 Klinisches Erscheinungsbild maligner Tumoren ... 116
5.3 Klinische Stadieneinteilung maligner Tumoren .... 116
5.3.1 Typing, Grading, Staging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.3.2 Prinzipien der TNM-KlassifIkation ..... . . . . . . . . . . 117
5.3.3 Andere Klassifikationen ........................ 118
5.3.4 Bedeutung der Stadieneinteilungen .............. 119
5.4 Überblick über die onkologischen Therapieformen 120
5.4.1 Zielsetzung.................................... 120
5.4.2 Therapiemöglichkeiten ......................... 121
5.5 Onkologische Nachsorge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
5.5.1 Beurteilung des Therapieerfolgs ................. 125
5.5.2 Früherkennung von Rezidiven und Metastasen .... 126
5.5.3 Erkennung, Beurteilung und Behandlung
von Spätreaktionen ............................ 127
6 Allgemeine Strahlentherapie .................... 128
6.1 Bestrahlungsmethoden ......................... 128
6.1.1 Abstandsbezogene Einteilung ................... 128
6.1.2 Zielbezogene Einteilung ........................ 130
6.2 Bestrahlungstechniken ......................... 133
6.2.1 Bestrahlungstechniken
mit unterschiedlicher Strahlenqualität . . . . . . . . . . . . 133
6.2.2 Bestrahlungstechniken
mit unterschiedlichem technischen Vorgehen ..... 137
6.3 Bestrahlungsplanung ........................... 145
6.3.1 Bestimmung der Tumorausdehnung ............. 146
6.3.2 Erstellung der Patiententopographie ............. 147
6.3.3 Abgrenzung des Zielvolumens ................... 152
6.3.4 Festlegung des Zielvolumens im eT .............. 158
6.3.5 Zielvolumenerfassung mit MR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
6.3.6 Festlegung kritischer Organe .................... 162
6.3.7 Dosisbegriffe für die Strahlentherapie ............ 163
6.3.8 Festlegung der Bestrahlungstechnik .............. 165
6.3.9 Übertragung der Bestrahlungstechnik
auf den Patienten .............................. 168
X Inhaltsverzeichnis
6.3.10 Dokumentation der Bestrahlungsfelder ". . . . . . . . . . . 169
6.3.11 Dokumentation in der Strahlentherapie .......... 169
7 Spezielle Strahlentherapie maligner Tumoren ..... 171
7.1 Grundprinzipien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
7.2 Tumoren des Kopf-Hals-Bereichs ................ 173
7.2.1 Mundhöhlenkarzinome ......................... 173
7.2.2 Tumoren der Nasenhöhle
und der Nasennebenhöhlen ..................... 182
7.2.3 Nasopharynxkarzinome ....................... . 187
7.2.4 Oropharynxkarzinome ........................ . 194
7.2.5 Hypopharynxkarzinome ....................... . 200
7.2.6 Larynxkarzinome ............................. . 205
7.3 Tumoren des ZNS ............................. . 211
7.4 Bronchialkarzinome ........................... . 221
7.5 Ösophaguskarzinome ......................... . 234
7.6 Schilddrüsenkarzinome ........................ . 246
7.7 Mammakarzinome ............................ . 255
7.8 Nierenkarzinome ............................. . 270
7.9 Prostatakarzinome ............................ . 274
7.10 Kolorektale Karzinome ........................ . 284
7.11 Harnblasenkarzinome ......................... . 296
7.12 Hodentumoren ............................... . 302
7.13 Kollumkarzinome ............................. . 313
7.14 Korpuskarzinome ............................. . 326
7.15 Ovarialkarzinome ............................. . 334
7.16 Morbus Hodgkin .............................. . 343
7.17 Non-Hodgkin-Lymphome ..................... . 352
7.18 Weichteilsarkome ............................. . 361
7.19 Hauttumoren ................................. . 371
7.20 Tumoren im Kindesalter ....................... . 380
7.20.1 Leukämien .................................... 381
7.20.2 Morbus Hodgkin ............................... 382
7.20.3 Hirntumoren .................................. 382
7.20.4 Neuroblastom ................................. 385
7.20.5 Nephroblastom (Wilms-Tumor) ................. 386
