Heute ging das Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT) am Universitätsklinikum der Neckarstadt offiziell in Betrieb. Hier sollen Krebstumore von Patienten künftig unter Beschuss durch schwere geladene Teilchen genommen werden, eine europaweit bislang einmalige Art der Behandlung. Der große Vorteil der Schwerionenstrahl-Therapie gegenüber der Bestrahlung mit Röntgen- oder Gammastrahlen besteht darin, dass Schwerionen sehr gezielt die bösartigen Zellen und kaum umliegendes Gewebe zerstören, vor allem aber auch tief im Körperinnern verborgene Tumore der Strahlenbehandlung zugänglich machen.

Am HIT werden Kohlenstoffionen durch eine Kombination aus Linear- und Ringbeschleuniger auf hohe Energien gebracht, dann wird der Strahl auf den Körper des Patienten gelenkt. Die Partikel entfalten das Maximum ihrer Wirkung erst in einer vorab festlegbaren Gewebetiefe von bis zu 30 Zentimeter, unmittelbar danach fällt ihre Energie stark ab. Tumore lassen sich so gezielt fokussieren, während umliegende gesunde Zellen geschont werden. Das ist zur Behandlung etwa von Gehirn oder Augen wichtig, um die sich der Tumor häufig wie ein Spinnennetz legt. Ziel des Verfahrens ist es, die DNA-Stränge in den Krebszellen zu zerstören und damit deren weitere Vermehrung zu verhindern. Durchschnittlich zwanzig Bestrahlungen sind erforderlich, damit die Strahlenschäden den Tumor tatsächlich absterben lasen.

"Fünf bis zehn Prozent aller Krebspatienten" dürften von einer Strahlentherapie mit Protonen oder Schwerionen profitieren, so sagte Jürgen Debus, Ärztlicher Direktor des HIT, schon vor einiger Zeit in einem Interview. Vor allem Patienten, deren Tumore besonders widerstandsfähig gegenüber herkömmlicher Strahlentherapie sind, dürften von der Anlage profitieren. "Wenn das HIT in zwei Jahren sein Kapazitätsmaximum erreicht hat", plant Debus, "können hier jährlich 1 300 Menschen bestrahlt werden."

Der Radioonkologe schrieb bereits vor mehreren Jahren auch für Spektrum der Wissenschaft ("Schweres Ionengeschütz", Spektrum Spezial 3/2003, freier pdf-Download) über die geplante Anlage, die nun mit 119 Millionen Euro zu Buche geschlagen hat. Der Start war ursprünglich für das Jahr 2007 angesetzt, dann kam es aber zu Verzögerungen durch Probleme mit der Software, die die verschiedenen Komponenten des Systems aufeinander abstimmt.

Der Therapieprozess beginnt, indem die Ärzte mittels eines Computertomografen eine genaue Abbildung des Tumors herstellen. Eine Software erfasst dann die Bilddaten, "schneidet" den Tumor in digitale Scheiben von jeweils einem Millimeter Stärke, überzieht diese mit einem Netz von Bildpunkten und errechnet, welche Strahlendosis auf welche Stellen des Tumors einwirken soll. Der Schwerionenstrahl arbeitet dieses Raster ab und beschießt die Ziele so lange, bis die jeweilige Solldosis an Strahlung erreicht ist. Dabei werden Position und Intensität des Schwerionenstrahls 10.000-mal pro Sekunde überprüft und wird die Bestrahlung gegebenenfalls binnen einer halben Millisekunde gestoppt.

Die Kosten für die Therapie übernehmen Krankenkassen, die einen Vertrag mit dem Universitätsklinikum abgeschlossen haben. "Eine Bestrahlung im HIT kostet circa 20 000 Euro und ist damit dreimal so teuer wie eine konventionelle Strahlentherapie", so Debus, entspreche im Preis aber onkologischen Therapiekonzepten, bei denen Operationen mit einer Chemotherapie kombiniert werden.

Die Heidelberger Anlage, rund 600 Tonnen schwer, erstreckt sich über drei Etagen, von denen zwei unter der Erde liegen. Ihr Vorläufer steht in Darmstadt, wo die Gesellschaft für Schwerionenforschung gemeinsam mit drei weiteren Forschungszentren die neue Therapieform bereits seit 1997 erprobte. Über 400 Patienten mit Tumoren im Kopf- und Halsbereich wurden in der mittlerweile stillgelegten Anlage mit Ionenstrahlen behandelt.

Neben Heidelberg sind derzeit neun weitere Standorte für Schwerionenstrahlanlagen in Europa geplant, nur in Japan existieren bereits zwei dieser Systeme. Allerdings sind weltweit bereits rund dreißig Anlagen in Betrieb, an denen beschleunigte Protonen für Therapiezwecke eingesetzt werden. In Heidelberg hingegen können die Ärzte sowohl mit Protonen als auch mit Kohlenstoff- und anderen Ionen arbeiten und so vor allem für ein optimiertes Tiefenprofil der Strahlwirkung sorgen. Eine Neuheit am am HIT ist abe auch die drehbare Strahlführung – so lässt sich der Strahl aus je optimalem Winkel einschießen.