Wie funktioniert Strahlentherapie mit Protonen?

Werden Tumoren mit hochenergetischen Protonen oder anderen Ionen bestrahlt, bietet dies Vorteile gegenüber der Strahlentherapie mit konventionellen, klinisch verfügbaren Strahlenarten wie harte Röntgen- oder Elektronenstrahlung. Protonen sind schwere geladene Teilchen, die man in elektromagnetischen Feldern beschleunigen kann, und die bei Durchlauf durch Materie abgebremst und sogar ganz angehalten werden können. Wenn sie auf Gewebe treffen, geben sie durch Teilchenstöße schrittweise Energie ab. Dadurch wird im Gewebe eine Strahlendosis appliziert, die kurioserweise erst am Ende des Laufweges der Protonen maximal wird. Je nach Position eines Tumors kann man daher die Teilchenenergie grundsätzlich so wählen, dass praktisch nur der Tumor die Strahlung abbekommt. Am Ende des scharfen Maximums fällt die Strahlendosis rasch auf Null. Die seitliche Streuung der Protonenstrahlen ist ohnehin wesentlich geringer als die von Röntgen- oder Elektronenstrahlung, da die Protonenflugbahn bis zu ihrem Ende praktisch geradlinig verläuft. Bei Verwendung von Protonenstrahlen in der Strahlentherapie wird der Tumor somit effektiv getroffen, und umliegendes gesundes Gewebe bleibt weitgehend geschont.