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Reichweitenkontrolle durch Fragmentbildung im Gewebe

Ionenstrahlen bieten zum ersten Mal in der Geschichte der Strahlentherapie die Möglichkeit den Strahl im Patienten zu verfolgen: Bei der Passage des Kohlenstoffstrahls durch das Gewebe des Patienten wird durch Kernreaktionen ein kleiner Prozentsatz des ursprünglichen Strahls in leichtere Fragmente umgewandelt. Einige der Kernreaktionen führen zu den Kohlenstoffisotopen C-10 und C-11. Diese Isotope sind instabil und zerfallen unter Aussendung eines Positrons und eines Neutrinos, das den Körper verlässt. Die Kohlenstoffisotope C-10 und C-11 werden fast an derselben Stelle im Patienten gestoppt wie der primäre stabile Kohlenstoffstrahl und zerfallen dort. Das kann über den Nachweis der dabei entstehenden Gammaquanten von außen mit einer PET-Kamera lokalisiert werden. So lässt sich die Reichweite des Strahls im Patienten mit einer Genauigkeit, die derzeit bei circa zwei Millimetern liegt, nachweisen.