Dr. Christian Richter, Leiter der Gruppe „Hochpräzisionsstrahlentherapie“, erhielt den Emil-Salzer-Preis für seine Forschungsarbeiten zu zwei wesentlichen Technologien, die zur Verbesserung der Präzision der Partikel-Strahlentherapie in der klinischen Anwendung beitragen. Die Forschungsarbeiten zu diesen beiden Themen mündeten jeweils in der weltweit erstmaligen Anwendung der Technologien in der Patientenbehandlung.
(I) Verbesserung der Reichweite-Vorhersage durch die Anwendung der Zwei-Spektren-Computertomographie (Dual Energy CT, DECT) und
(II) die Einführung der Reichweite-Verifikation mittels prompter Gammastrahlung.
Dual-Energy Computertomographie für die Bestrahlungsplanung in der Protonentherapie dient als eine sehr genaue Bildgebungsmethode, die mehr Informationen über das menschliche Gewebe liefert als das derzeitige Standardverfahren und damit eine wesentlich präzisiere Berechnung der Protonenreichweite möglich macht. Für die gemeinsam mit dem DKFZ entwickelte und umfangreich validierte DECT-basierte Berechnungsmethode konnte gezeigt werden, dass die Reichweiteunsicherheit bei einem tiefliegenden Tumor um ca. 25 % verbessert wird – also deutlich weniger Normalgewebe bestrahlt werden muss. Zudem berücksichtigt das DECT-Verfahren auch Variabilität in der Gewebezusammensetzung und ermöglicht dadurch eine patienten-individuellere Bestrahlungsplanung.
Die Messung der Protonenreichweite im Patienten, die sogenannte in vivo Reichweite-Verifikation wird als wichtige und vielversprechende Methode zur Reduzierung der Reichweiteunsicherheiten angesehen – insbesondere aufgrund der Möglichkeit, Abweichungen von der beabsichtigten Bestrahlung, z.B. aufgrund anatomischer Veränderungen oder Abweichungen in der Patientenpositionierung, sofort zu erkennen. Die sicherste und direkteste Methode, die Reichweite im Patienten zu kennen, ist sie zu messen. Die Protonen selbst dringen zwar nicht nach außen, aber bei den nuklearen Wechselwirkungen der Protonen mit dem Gewebe des Patienten entsteht unter anderem prompte Gammastrahlung. Da diese praktisch instantan (prompt) freigesetzt wird, kann aus der räumlichen Verteilung der prompten Gammastrahlung die Reichweite-Information in Echtzeit gewonnen werden, was eine sofortige Intervention ermöglicht.
Der Emil-Salzer-Preis ist mit 5.000 Euro dotiert und wird vom DKFZ im Auftrag des baden-württembergischen Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst verliehen.
