Zur Qualifizierung der Tumortherapie mit gepulsten Protonenstrahlen mit Pulsbreiten von 1 ns, wie sie bei der Laserbeschleunigung erzeugt werden, wurden am Münchner 14 MV Tandembeschleuniger menschliche Tumore am Mausmodell mit 20 Gy bestrahlt. Anhand des Parameters der Tumorwachstumsverzögerung wurde überprüft, ob ein Unterschied in der relativen biologischen Wirksamkeit (RBW) zwischen Protonenstrahlung, die ihre Dosis in Pulsen der Breite von 1 ns applizieren, und kontinuierlicher Protonenbestrahlung auftritt. Da es noch keine laserbeschleunigten Ionenstrahlen in hinreichender Qualität gibt, um eine Tumorbestrahlung durchzuführen, wurde am Rasterionenmikroskop SNAKE ein laserbeschleunigter Protonenstrahl simuliert. Dazu wurde das 5 MHz Pulsungssystem des Tandembeschleunigers verwendet, das ein 23 MeV Protonenstrahl mit einer Pulsbreite von 1 ns erzeugt. Durch die Fokussierung des Strahls an SNAKE auf einen Durchmesser von 100 μm konnte in einem einzelnen Puls eine Ionenstrahldichte von 10^9 Protonen/cm² erreicht werden und so eine Dosis von 20 Gy mit einem Puls im Target deponiert werden. Die Strahlflecke wurden in lateraler Richtung durch Strahlablenkung und Bewegen des Tumors inklusive Maus zu einem homogenen Feld von ca. 1 cm² zusammengesetzt. Die homogene Tiefendosis wurde mittels Aluminiumplättchen als diskrete Energieabsorber kurz vor dem Target verwirklicht. So besaß das homogen bestrahlte Gesamtvolumen eine Tiefe von 4; 8 mm und einen Durchmesser von 9 mm. Durch die Realisierung der kontinuierlichen Protonenbestrahlung am selben Gerät, wurden systematische Fehler im Vergleich der beiden Bestrahlungsarten minimiert. Zur Kontrolle der Protonenfluenz diente ein vor dem Tumor platzierter Gafchromic EBT2 Film, der in Abhängigkeit von der durch die Protonen deponierten Dosis verdunkelt. Damit konnte die Dosis der gepulsten und kontinuierlichen Bestrahlung mit einer relativen Genauigkeit von 3 Es wurden insgesamt 11 XF354 und 12 FaDu Tumore bestrahlt, davon 12 im gepulsten und 11 im kontinuierlichen Modus. Die sich aus der Dosisrekonstruktion ergebende mittlere Tiefendosis lag für die gepulsten Bestrahlungen durchschnittlich bei 17; 6 Gy mit einer Breite von 0; 2 Gy bzw. für die kontinuierliche Bestrahlung bei 19; 6 Gy mit einer Breite von 0; 3 Gy. Annähernd die Hälfte des 10 in zukünftigen Experimenten einfach zu korrigieren. Die andere Hälfte liegt vermutlich in der Strahlstrommessung begründet und sollte nach näheren Untersuchungen ebenfalls reduziert werden können. Bei den XF354 Tumoren erreichte ein Tumor je Bestrahlungsmodus das dreifache Bestrahlungsvolumen, das für die Wachstumsverzögerung als Bezugspunkt dient, wobei die Wachstumsverzögerung 103 d für die gepulste und 35 d für die kontinuierliche Bestrahlung ergab. Die übrigen Tumore wurden kontrolliert, wodurch sich wegen der geringen Statistik keine Aussage über eine unterschiedliche RBW treffen lässt. Für die FaDu Tumore konnte eine mittlere Wachstumsverzögerung von (34 ± 4) d aus fünf gepulst bestrahlten und (36 ± 4) d aus vier kontinuierlich bestrahlten nicht kontrollierten Tumoren bestimmt werden. Die gewonnenen Ergebnisse zeigen keinen signifikanten Unterschied bezüglich der Tumorwachstumsverzögerung von gepulster und kontinuierlicher Protonenbestrahlung.    «

Zur Qualifizierung der Tumortherapie mit gepulsten Protonenstrahlen mit Pulsbreiten von 1 ns, wie sie bei der Laserbeschleunigung erzeugt werden, wurden am Münchner 14 MV Tandembeschleuniger menschliche Tumore am Mausmodell mit 20 Gy bestrahlt. Anhand des Parameters der Tumorwachstumsverzögerung wurde überprüft, ob ein Unterschied in der relativen biologischen Wirksamkeit (RBW) zwischen Protonenstrahlung, die ihre Dosis in Pulsen der Breite von 1 ns applizieren, und kontinuierlicher Protonenbest...    »