Dermatologische Therapie mit ionisierenden Strahlen

Es handelt sich um sehr weiche, bei einer Spannung von 10–14,5 kV erzeugte Strahlen, die nur in die Epidermis und das obere Korium eindringen. Eine Aluminiumfilterung erübrigt sich, allerdings ist ein Berylliumfenster (siehe unten) vor der Röntgenröhre erforderlich. Grenzstrahlen kommen nur bei sehr oberflächlichen Hauterkrankungen in Betracht. Bei größeren Einzeldosen (<10 Gy) kann es zu oberflächlichen Poikilodermien kommen.

Sie wurden möglich nach Einführung von Beryllium-gefensterten Röntgenröhren. Beryllium lässt wegen seines geringen Atomgewichts weiche Röntgenstrahlen durchtreten, die bei anderen Fenstern bereits durch Eigenfilterung verloren gehen. Hier ist also die geringe Härte der austretenden Strahlung für den steilen Dosisabfall im Gewebe verantwortlich. Die klassischen Weichstrahlgeräte, das Dermopan (Siemens) und das RT-100 (Müller) werden seit einigen Jahren nicht mehr gebaut, es existieren jedoch noch zahlreiche, zum Teil mehrere Jahrzehnte alte Geräte, die nach wie vor funktionsfähig und zugelassen sind. Mittlerweile gibt es in Deutschland jedoch wieder mehrere Hersteller, die Weichstrahlgeräte herstellen. Der Bedienungskomfort und die Fehlersicherheit sind gegenüber den alten Geräten durch prozessorgesteuerte Bestrahlungsprogramme, meist auf Windows-Basis (was ihre Einbindung in gängige Praxis- und Klinikumsadministrationssoftware erleichtert), deutlich gestiegen; dieser Komfort hat jedoch auch seinen Preis. Daneben gibt es mehrere Anbieter in den USA (Bucky-Corporation) und dem europäischen Ausland (Schweden, Schweiz, Großbritannien, Frankreich), die Grenz- und Weichstrahlgeräte herstellen. Die früher geübte Röntgenfernbestrahlung ist durch die Möglichkeit der Ganzhautbestrahlung mittels Linearbeschleunigern weitgehend verdrängt worden.

Es werden Linear-und Umlaufbeschleuniger eingesetzt. Sie sind zur Erzeugung von Elektronen- und Photonenstrahlen definierter Energie geeignet, die zwischen 4–40 MV liegen kann. Im Gegensatz zur Röntgenstrahlung liegt das Dosismaximum nicht an der Hautoberfläche und fällt von dort exponentiell ab, sondern je nach Strahlungsenergie wenige Millimeter bis einige Zentimeter in der Tiefe. Der Vorteil liegt bei der Bestrahlung tieferer Strukturen (Lymphknoten, Organmetastasen) darin, dass die Haut weniger Energie absorbiert und somit die Entwicklung eines kutanen Strahlensyndroms mit bullöser Reaktion oder Radionekrose – in der Ära der Röntgentiefentherapie von Neoplasien eine fast obligate Nebenwirkung – praktisch nicht mehr vorkommt. Bei der Behandlung von intraepidermal oder dermal gelegenen Prozessen stellt diese physikalische Besonderheit der Elektronenstrahlung jedoch einen Nachteil dar, da sie den Einsatz von Plexiglasphantomen erfordert, durch die der Aufbaueffekt quasi oberhalb der Hautoberfläche eingeleitet und das Dosismaximum in die oberen Hautschichten fokussiert wird.

Da Teilchenbeschleuniger einen steilen Dosisaufbau zu einem Maximum und einen ebenso schnellen Dosisabfall erzeugen, wird für die Bestrahlungsplanung nicht die Gewebehalbwerttiefe, sondern die 80 % Isodosenverteilung herangezogen. Das zu bestrahlende Tumorgewebe sollte allseits im Bereich der 80 % Isodose liegen. Durch aufwendige Bestrahlungsplanungen, die im Dialog zwischen Therapeuten und Physiker meist am Phantom computerunterstützt simuliert werden, ist es möglich, die therapeutische Wirkung auf das Tumorgewebe zu maximieren und das Nebenwirkungsrisiko zu minimieren. Für die Bestrahlung von im Hautorgan gelegenen Prozessen ist dieser personelle und materielle Aufwand eigentlich angesichts der vergleichsweisen Einfachheit und Sicherheit der Röntgenweichstrahltherapie jedoch unangemessen. Hinzu kommt, dass es bei Teilchenbeschleunigern bedingt durch die Strahlenphysik schwieriger ist, die seitliche Begrenzung des Bestrahlungsfeldes auf der Hautoberfläche exakt festzulegen als bei Röntgenweichstrahlen.

Durch Verwendung fester ⁶⁰Co- und ¹³⁷Cs-Quellen, die eine höher energetische Gammastrahlung emittieren, kann eine Halbtiefen- und Tiefentherapie durchgeführt werden. Der Aufbaueffekt ist geringer ausgeprägt als bei Teilchenbeschleunigern, kann aber therapeutisch genutzt werden. Telecurie-Geräte stellen höchste Anforderungen an den Strahlenschutz, da es sich im Gegensatz zu Röntgengeräten und Teilchenbeschleunigern, bei denen nur im eingeschalteten Zustand ein Strahlenrisiko besteht, um permanent strahlende Quellen handelt. Die hohe Dosisleistung von bis zu 15 Gy/min am Auslassfenster führt selten, aber immer wieder zu schwerwiegenden Unfällen, bei denen es regelmäßig zu Expositionen des Hautorgans mit Einzeldosen von 60–90 Gy und mehr kommt. Die akzidentelle Exposition mit beim Bau von Pipelines verwendeten ¹³⁷Cs-Prüfstrahlern führt jährlich weltweit zu Dutzenden von Unfällen, in deren Folge es bei Industriearbeitern durch die Folgen des kutanen Strahlensyndroms zum Verlust der Hände oder noch schwerwiegenderen Verletzungen kommt. In den letzten Jahren wurden sehr zielgenaue Geräte zur selektiven Ausschaltung von Hirntumoren und Hirnmetastasen entwickelt (Gamma-knife-Therapie).

Isotope wie ⁶⁰Co, ¹³⁷Cs oder ¹⁹²Ir (daneben noch Rhutenium in der Kontakttherapie des okulären Melanoms) werden als Perlen, Drähte oder Platten mit dem Tumorgewebe in Kontakt gebracht. Der Vorteil der Methode liegt in der exakten tumorspezifischen Applikation und der möglichen Minimierung von Bestrahlung des umgebenden oder darunterliegenden gesunden Gewebes und der Verminderung des Erholungseffekts des Tumors durch Bestrahlungspausen, der Nachteil in der zum Teil schwierigen und teils nicht unblutigen Applikation, die bei multimorbiden Patienten einen sonst wesentlichen Vorteil der Strahlentherapie wieder aufhebt. Die Anwendung erfolgt durch Radioonkologen.

Sie sind durch ihre Eindringtiefe von nur wenigen Millimetern für eine oberflächliche Strahlentherapie von Hauterkrankungen besonders geeignet. Im Allgemeinen wird das radioaktive Strontium (⁹⁰Sr) verwendet, das mit einer Halbwertzeit von 21,6 Jahren in das radioaktive Yttrium ⁹⁰Y zerfällt. Aus diesem entsteht das radioaktive Zirkonium (⁹⁹Zr), das mit einer Halbwertzeit von 2,4 Tagen eine reine β-Strahlung von maximal 2,35 MV emittiert. Die Präparate kommen als Platten (umschlossene β-Strahler) ⁹⁰Sr-⁹⁰Y (Buchler) zur Anwendung.

Diese Strahlenqualitäten sind nur in wenigen Zentren verfügbar, ihre Herstellung ist extrem aufwendig und bewegt sich zum Teil im Grenzbereich des mit den Kenntnissen der heutigen Physik Möglichen. Gemeinsam sind ihnen eine geringere Eindringtiefe und die Möglichkeit einer millimetergenauen Fokussierung. Hieraus ergibt sich ein großes Potenzial in der Behandlung oberflächlicher Weichteilmetastasen im Kopf-Hals-Bereich und bei Hirnmetastasen. Nachteilig sind bei allen aufgeführten Strahlenarten die extrem hohen Kosten. Größere Bedeutung hat mittlerweile vor allem die Neutronen- und die (Borionen-) Neutroneneinfangtherapie bei Lymphknoten- und Thoraxwandmetastasen des Melanoms erlangt.