Die Anlage ist betriebswirtschaftlich optimiert, nicht Investitionsvolumen-minimiert. Die Betriebskostenrechnungen zeigten, dass das Ziel, die Benutzerkosten, sprich Fallkosten pro Patient, zu begrenzen nur mit einer großzügigen und technisch optimal ausgelegten Anlage erreicht werden kann. Dementsprechend verfügt die Anlage über:

• Strahlungsquelle: Teilchenbeschleuniger (Zyklotron) mit 250 MeV.

• Redundant gedoppelte Diagnostik-Einrichtungen mit zwei Multidetektorspiral-Ganzkörper-Computertomographen, davon ein CT in Kombination mit einem Positron-Emissions-Tomographen (PET-CT), zwei 1,5 Tesla-Ganzkörper-Kernspintomographen, Einrichtungen zur Angiographie, Sonographie, Endoskopie und für Screening- und Zytostatika-Interferenz-Laboruntersuchungen.

• Mehrere redundante Workstations zur Therapieplanung und individuellen ärztlichen Definition der Strahlenrezepturen / Protokolle. Alternativ ist die CT- und MR-gestützte Therapieplanung per Datenvernetzung auch auswärts möglich.

• Ein Fixed Beam für die Augen- und Kopfpräzisionsbestrahlung.

• Vier isozentrische Gantries (All-Freiheitsgrad-Strahlzielgeräte). Die Patientenliegen bieten hinreichend viele Bewegungsmöglichkeiten, um alle Tumoren des Körpers einschließlich solcher am Schädel (Hirntumoren) aus allen Zielrichtungen bestrahlen zu können. Ein Therapieplatzwechsel - etwa vom Fixed Beam zur Gantry - ist somit vermeidbar.

• Für Kinder und Lungentumorbestrahlungen sind Anästhesieausrüstungen sowie Monitore eingeplant, eine Aufwachstation ist vorgesehen.

Technischer Entwicklungsstand

Der technische Stand der Anlage stellt eine Weiterentwicklung der bauähnlichen Anlagen Loma Linda und Massachusetts General Hospital dar. Übersicht Center-Entwicklungsstand siehe Abbildung 1. Entscheidende Fortschritte sind:

• Die Benutzeroberfläche der Therapieplanungssoftware ist auf Ärzte abgestimmt, die Anlagensteuerung „operator-free" computerisiert, die Bestrahlungsdosis mehrfach manuell und automatisch begrenzt.
• Die hochpräzise Justierung des Patienten in der Gantry bzw. am fixed beam wird durch ein digitales Zwei-Ebenen-Röntgensystem in den Therapieplätzen vorgenommen. Dieses plaziert im computerisierten pixel-to-pixel-match zu den vorher computertomographisch erarbeiteten Bildern der knöchernen Tumorumgebung den Patienten. Dabei wird durch automatisierte Bewegung der Patientenliege der Tumor korrekt in den Strahlengang eingefahren. Hierdurch lassen sich kurze Patientenwechselzeiten verwirklichen.
• Eine kontinuierliche Anpassung der kinetischen Energie des Protonenstrahls von 70 - 250 MeV beschleunigt das 3-dimensionale Zielen.
• Mit Ausnahme von Hochpräzisionsbestrahlungen (kleine Hirntumore, Auge) werden die Bestrahlungen in der scanning-Methode vorgenommen. Das heißt, der bleistiftartig gebündelte Protonenstrahl wird in zwei Dimensionen magnetisch abgelenkt (ähnlich wie der Elektronenstrahl, der das Fernsehbild abtastet) und in der dritten Dimension ebenfalls elektronisch geführt in seiner kinetischen Energie verändert. Solcherart kann jeder Tumorort (voxel to voxel) exakt 3-dimensional mit der gewünschten Dosis abgetastet werden. In den Strahlengang eingebrachte individuelle Schablonen (Aperturen, Bolus) werden weitestgehend überflüssig.

Dieses System erlaubt eine

• wesentlich exaktere Dosissteuerung und ein
• Multitargeting (gleichzeitig verschiedener Tumorlokalisationen) im Gegensatz zu älteren Anlagen (Loma Linda). Ergebnisse sind wiederum ein schnellerer Patientendurchsatz und Praktikabilität des Bestrahlens multipler Ziele in einer Sitzung, die die palliative Metastasentherapie erst ermöglicht und Vorteile beim Mammakarzinom bietet.

Betriebsdauer

Konventionelle Bestrahlungsgeräte werden in der Regel an 6 oder 5 (!) der 7 Wochentage betrieben, obwohl ein wissenschaftlicher Nachweis fehlt, welche Tumore Feiertage würdigen; die Tumorzellrepopulation pro 48 Stunden kann ca. 20 % betragen. Das RPTC wird an jeweils 6 aus 7 Tagen arbeiten, ohne Feiertagsstillstände. Die Betriebszeit ist von 07:00 Uhr bis 19:00 Uhr, kann aber von 12 auf 16 Stunden pro Arbeitstag erhöht werden. Die in Loma Linda beobachteten Anlagenstillstandszeiten (down-times) liegen schlechtestenfalls bei 4 % der Betriebszeit, bestenfalls unter 1 %. Die neueren Anlagen sollten diese Zahlen einstellen. Der Mehrschichtbetrieb wird lediglich für die Strahlentherapie eingerichtet, Diagnostik einschließlich Staging und Nachkontrollen werden im Einschichtbetrieb zu normalen Praxisbetriebszeiten abgewickelt.