Die nächste Generation der Präzisionsstrahlentherapie.
Schneller. Präziser. Auch bei komplexesten Behandlungen.
Mit Accela von Siemens Healthineers setzt die Klinik für Radio-Onkologie des Universitätsspitals Zürich auf eine neue Generation der Hochpräzisionsstrahlentherapie.
Das neue Accela Bestrahlungssystem kombiniert umfassende technologische Verbesserungen mit neuester Softwaresteuerung und ermöglicht dadurch eine deutliche Verkürzung der Bestrahlungszeit – bei gleichzeitig verbesserter Planungs- und Zielgenauigkeit. Die Klinik für Radio-Onkologie des USZ gehört zu den ersten Zentren weltweit, die Accela installiert haben und baut damit ihren Status als international führendes Zentrum für hochpräzise stereotaktische Strahlentherapie weiter aus.
Gemeinsam mit führenden Zentren an der Weiterentwicklung
Als Mitglied des Accela-Konsortiums war die Klinik für Radio-Onkologie aktiv in der Entwicklung des neuen Linearbeschleunigers von Siemens Healthineers involviert. Gemeinsam mit weiteren führenden internationalen Zentren aus Europa und den USA (Mayo Clinic, Washington University School of Medicine Siteman Cancer Center, University Hospital Zurich, Seidman Cancer Center at University Hospitals Cleveland Medical Center, Maastro – Maastricht Radiation Oncology Institute, Mass General Brigham Cancer Center, and Memorial Sloan Kettering Cancer Center (MSK)) beteiligte sich die Klinik an der Maschinencharakterisierung zur präklinischen Beurteilung. Dazu gehörten unter anderem die systematische Performance-Evaluation, Planungsstudien zur Untersuchung potenzieller klinischer Vorteile sowie umfassende Sicherheits-Analysen.
Durch diese enge Zusammenarbeit von klinischer Expertise, wissenschaftlicher Evaluation und technologischer Entwicklung konnten wir die Möglichkeiten und Grenzen der neuen Plattform bereits früh unter realen klinischen Bedingungen untersuchen – mit dem Ziel, Präzision, Effizienz und Sicherheit der Strahlentherapie weiterzuentwickeln.
In mehreren klinischen Studien wird untersucht werden, wie sich die technologischen Vorteile in einen Nutzen für unsere Krebspatientinnen und -patienten überführen lassen, z.B. beim Prostata Karzinom, Lungenkarzinom oder der präzisen Behandlung von Metastasen.
Was ACCELA möglich macht
Präzision und Geschwindigkeit müssen keine Gegensätze sein.
Accela verbindet hohe Dosisleistung, intelligente Bestrahlungsplanung, schnelle Maschinenbewegungen und präzise Zielverfolgung. Dadurch können hochpräzise Bestrahlungen noch effizienter durchgeführt werden, Gegensätze, die sich bisher oft ausgeschlossen haben.
Besonders relevant ist dies bei:
- bei Lungentumoren und Lungenmetastasen
- bei mehreren Tumorläsionen in unterschiedlichen Körperregionen
- bei Wirbelsäulenmetastasen
- beim Prostatakarzinom und anderen Bestrahlungsbehandlungen in kurativer Intention
- bei Behandlungen, die kurze Atemhaltephasen erfordern
Geschwindigkeit, die einen Unterschied macht
Bei stereotaktischen Radiotherapien (SBRT) müssen hohe Bestrahlungsdosen sehr gezielt auf kleine Körperregionen konzentriert werden. Gerade bei beweglichen Tumoren, mehreren Metastasen oder anatomisch anspruchsvollen Situationen kann die Bestrahlung dadurch sehr komplex werden.
Das Accela System verbindet eine hohe Dosisleistung mit dynamischen Bewegungen von verschiedenen Axen (Dynamic Modulated Arc Therapy (DMAT)) und einer zeitoptimierten Bestrahlungsplanung. Dadurch kann die eigentliche Strahlenapplikation erheblich verkürzt werden, ohne an Präzision zu verlieren. Damit werden höchste Geschwindigkeit und Patientenkomfort mit optimal präziser und schonender Bestrahlung verbunden.
Lungentumoren: fast 75% kürzere Bestrahlungszeit
In einer multizentrischen Untersuchung von 40 gepaarten VMAT- und DMAT-Bestrahlungsplänen sank die prognostizierte Bestrahlungszeit um 73,6 %. Bei geeigneten Lungentumoren kann die Bestrahlung dadurch innerhalb von nur noch zwei bis drei Atemhaltephasen erfolgen, was diese Präzisionsbehandlung auch bei Patienten mit reduzierter Lungenfunktion ermöglicht (siehe Abb. 2).
Auch bei mehreren Tumoren: Bestrahlung in einem einzigen Bestrahlungsplan
Auch mehrere Lungenläsionen können gleichzeitig mit nur einer einzigen Bestrahlung behandelt werden, im sogenannten Single-Iscoenter Multiple-Target Konzept. Bei 48 Patientinnen und Patienten mit insgesamt 136 Lungenläsionen waren Zielabdeckung und Lungendosis mit der konventionellen Planung vergleichbar. Gleichzeitig sank die mediane Behandlungszeit von 6,4 auf 4,1 Minuten (−35 %) (siehe Abb. 2)
Abbildung 1: Axialer CT-Schnitt mit farbcodierter Dosisdarstellung (20–75 Gy) zum Vergleich eines Multiple-Isocenter-Plans (links) mit einem Single-Isocenter-Plan (rechts) für zwei Zielvolumina (rot konturiert).
Wirbelsäulenmetastasen: schnell und präzise
Auch bei anatomisch besonders anspruchsvollen Wirbelsäulenmetastasen zeigt sich der Zeitvorteil.
Hier liegen Tumoren häufig unmittelbar neben empfindlichen Strukturen wie Rückenmark und Nerven. Gleichzeitig muss die Behandlung sehr präzise und reproduzierbar erfolgen.
- ohne epidurale Ausbreitung von 183 auf 65 Sekunden (−64 %)
- mit epiduraler Ausbreitung von 184 auf 78 Sekunden (−58 %) (siehe Abb. 2).
Bei den untersuchten Fällen mit epiduraler Ausbreitung verbesserte sich zudem die Zielabdeckung von 89,8 % auf 92,3 %.
Drei klinische Situationen. Ein gemeinsamer Effekt: deutlich kürzere Bestrahlungszeiten bei optimaler Präzision der Bestrahlung.
Abbildung 2: Drei klinische Situationen. Ein gemeinsamer Effekt: deutlich kürzere Bestrahlungszeiten bei optimaler Präzision der Bestrahlung. Die untersuchten Zeiten stammen teilweise aus Planungssystemen und stellen Beam-on-Zeiten dar. Sie entsprechen nicht automatisch der gesamten Zeit im Bestrahlungsraum.
Präzision im Submillimeterbereich während der Behandlung
Präzision beginnt nicht erst bei der Bestrahlung – sie muss während der gesamten Behandlung erhalten bleiben.
Das integrierte Spine Tracking überwacht die Position bei Wirbelsäulenbehandlungen kontinuierlich und markerlos. Die maximale Messabweichung lag bei ≤ 0,15 mm. Bei relevanten Abweichungen kann die Bestrahlung automatisch unterbrochen werden – im Mittel innerhalb von 0,41 Sekunden.
Die Technologie dahinter
Die hohe Effizienz von Accela beruht nicht auf einem einzelnen technischen Parameter. Entscheidend ist das Zusammenspiel mehrerer Komponenten:
Dynamic Modulated Arc Therapy
Bei DMAT wird die Lieferzeit bereits während der Planoptimierung berücksichtigt. Das System optimiert die Bestrahlung gleichzeitig hinsichtlich Dosimetrie, Modulation und Effizienz.
Dynamische Strahlführung
Das C-Arm-System verfügt über eine neu entwickelte dual-stacked Multileaf Collimator (MLC)-Technologie mit zwei überlagerten MLC-Ebenen zusammen.
Die dynamische Kollimatorrotation ermöglicht zusätzliche Freiheitsgrade bei der Strahlformung und unterstützt eine effiziente Bestrahlung.
Hohe Dosisleistung
Die untersuchten DMAT-Pläne wurden mit 10FFF und einer maximalen nominalen Dosisleistung von bis zu: 4’000 MU/min geplant.
Zusammen mit schnellen Maschinenbewegungen und der zeitbewussten Optimierung trägt diese hohe Dosisleistung dazu bei, die Bestrahlungszeit deutlich zu reduzieren.
Adaptive Radiotherapie
Das moderne Planungssystem, das speziell für die Maschine weiterentwickelt wurde, erlaubt es die Bestrahlung täglich an die Anatomie des Patienten anzupassen. Das erlaubt eine sehr schonende Bestrahlung für den Patienten.
Präzisionsstrahlentherapie am Universitätsspital Zürich
Die Klinik für Radio-Onkologie des Universitätsspitals Zürich verfügt über langjährige Erfahrung in der stereotaktischen und hochpräzisen Strahlentherapie. Das USZ setzt moderne Linearbeschleuniger und innovative Technologien ein und verbindet klinische Anwendung mit wissenschaftlicher Forschung.
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