Glossar

Äquivalenzdosis

Als Äquivalenzdosis bezeichnet man das Produkt aus Energiedosis und einem von der Art und Energie der Strahlung abhängigen Faktor, zum Beispiel Qualitätsfaktor. Der Wert dieses Faktors wird aus biologischen Erkenntnissen festgestellt und reicht von 1 für Photonen bis 20 für schwere Kerne. Die Einheit der Äquivalenzdosis ist das Sievert, d.h. 1 Sv = 1 J/kg, da der Qualitätsfaktor dimensionslos ist.

Chemotherapie

Die Chemotherapie ist eine medikamentöse Therapie von Krebserkrankungen, wobei Stoffe verwendet werden, die ihre Wirkung möglichst gezielt auf bestimmte krankheitsverursachende Zellen beziehungsweise Mikroorganismen ausüben und diese abtöten oder in ihrem Wachstum hemmen. Bei der Behandlung bösartiger Tumorerkrankungen beeinträchtigen die meisten dieser Substanzen die schnelle Teilungsfähigkeit der Tumorzellen, da diese empfindlicher als gesunde Zellen auf Störungen der Zellteilung reagieren. Auf gesunde Zellen mit ähnlich guter Teilungsfähigkeit üben sie allerdings eine ähnliche Wirkung aus, wodurch sich Nebenwirkungen wie Blutbildveränderungen oder Durchfall einstellen können.

Dosimetrie

Die Dosimetrie ist ein Messverfahren mittels Dosimeter zur Bestimmung der durch ionisierende Strahlung in Materie erzeugten Dosis.

Die Energiedosis ist der Quotient aus der mittleren Energie, die durch ionisierende Strahlung auf die Materie in einem Volumenelement übertragen wird und der Masse der Materie in diesem Volumenelement. Die Einheit der Energiedosis ist das Gray, d.h. 1 Gy = 1 J/kg.

Experimentalphysik

Die Experimentalphysik versucht, mit Hilfe von planmäßig durchgeführten wissenschaftlichen Versuchen, die unter jeweils gleichen, möglichst übersichtlichen, reproduzierbaren und Störungen vermeidenden Bedingungen durchgeführt werden, Aussagen qualitativer und quantitativer Art über physikalische Vorgänge zu erhalten. Eine wichtige Voraussetzung der Experimentalphysik ist die Wiederholbarkeit der Experimente, da nur auf diese Weise die Objektivität von Aussagen garantiert werden kann. Einerseits ist die Experimentalphysik Motor der theoretischen Physik insofern, als überraschende Versuchsergebnisse in das Denkgebäude der Physik eingebaut werden müssen, andererseits ist die Experimentalphysik auch getrieben durch die theoretische Physik, da neue Theorien stets an der Natur geprüft werden müssen, um deren Sinnfälligkeit, Grenzen und Zusammenhänge zu entwickeln.

Helium

Helium ist nach Wasserstoff das zweitleichteste chemische Element im Periodensystem und zählt zur Gruppe der Edelgase. Es ist ein farbloses, geruchloses, geschmacksneutrales, ungiftiges Gas und wird erst nahe dem absoluten Nullpunkt flüssig.

Horizontalstrahl

Unter einem Horizontalstrahl versteht man eine ortsfeste Strahllinie, die in einer bestimmten Höhe waagrecht in den Bestrahlungsraum reicht. Um Bestrahlungsfelder aus unterschiedlichen Richtungen erzielen zu können, muss das zu bestrahlende Zielgebiet um einen solchen Horizontalstrahl bewegt werden.

Immuntherapie

Immuntherapie ist ein Sammelbegriff für sehr unterschiedliche Behandlungsansätze, mit denen die Aktivität des Immunsystems beeinflusst werden soll. In der Onkologie unterscheidet man bei den unterschiedlichen Therapieansätzen zwischen der aktiven und der passiven Immunisierung. Bei der aktiven Immunisierung bekommt der Patient Substanzen verabreicht, die in seinem Immunsystem eine Immunantwort auslösen sollen. Die Immunantwort soll dabei idealerweise zum Tod der Tumorzellen oder zumindest zu einem verzögerten Tumorwachstum führen. Im Unterschied dazu erhält der Patient bei der passiven Immunisierung Antikörper oder Antikörper-Fragmente. Diese sollen selektiv an Tumorzellen binden und so zu ihrem Untergang führen. Bei der adoptiven Immuntherapie werden dem Patienten Leukozyten entnommen, ex vivo kultiviert und anschließend wieder dem Patienten injiziert.

Indikation

Der medizinische Begriff Indikation beschreibt, welche medizinische Maßnahme bei einem bestimmten Krankheitsbild angebracht ist und zum Einsatz kommen soll.

Ionen

Ein Ion ist ein elektrisch geladenes Atom oder Molekül. Im neutralen Zustand haben sie genauso viele Elektronen wie Protonen. Die elektrische Ladung entsteht, wenn ein Atom oder Molekül ein oder mehrere Elektronen weniger oder mehr gegenüber dem Neutralzustand hat. Ionen sind bei Elektronenmangel positiv, bei Elektronenüberschuss negativ geladen. Aufgrund der elektrischen Ladung können Ionen durch einen Teilchenbeschleuniger gebündelt in einem Ionenstrahl auf hohe Geschwindigkeiten gebracht werden.

Ionenstrahlen

Als Ionenstrahlen (Teilchen- oder Partikelstrahlen) werden schnell bewegte Ionen mit von null verschiedener Ruhemasse bezeichnet. Beim Durchgang durch Materie geben diese Ionen ihre Energie nach und nach in vielen Einzelstößen an die Atome auf die sie treffen ab, bis die kinetische Energie der Ionen schließlich auf den Wert der thermischen Energie gesunken ist. Der Weg, den die Teilchen bis dorthin zurücklegen, heißt Reichweite. Die Reichweite ist abhängig von der Teilchenart, von der Anfangsenergie und von dem Material, das die Teilchen durchqueren. Auch die Energieübertragung pro Wegeinheit an die durchquerte Materie ist abhängig von der Teilchenart, vom Material und von der augenblicklichen Energie. Meistens steigt die Energieübertragung pro Wegeinheit während des Weges an, den das Teilchen zurücklegt. Die Kurve, die dies beschreibt, heißt Bragg-Kurve, benannt nach William Henry Bragg. Kurz vor dem Ende des Weges durchläuft die Energieübertragung ein Maximum und fällt dann abrupt auf Null ab. Dies wird bei der Ionentherapie ausgenutzt, um hauptsächlich einen Tumor und weniger das umliegende Gewebe zu schädigen.

Ionentherapie

Die Ionentherapie (Partikeltherapie) ist ein Teil der externen Strahlentherapie bei der nicht Photonen- und Elektronenstrahlen zum Einsatz kommen, sondern Ionenstrahlen. Im Vergleich zur konventionellen Strahlentherapie kann die Energieabgabe der Ionenstrahlen sehr viel besser gesteuert werden. Dadurch kann die unerwünschte Dosis im gesunden Gewebe reduziert werden was mit einer Reduktion von therapiebedingten Nebenwirkungen einhergeht.

Kohlenstoffionen

Kohlenstoffionen sind Kohlenstoffatome, bei denen zumindest ein Elektron oder auch alle sechs Elektronen entfernt wurden. So wie Protonen werden auch Kohlenstoffionen in der Medizin im Rahmen der Ionentherapie eingesetzt.

Leichte Ionen

In der Ionentherapie spricht man von leichten Ionen wenn Teilchen mit geringer Massenzahl wie z.B. Protonen oder Heliumionen verwendet werden. Schwerionen hingegen sind beispielsweise Kohlenstoff- oder Sauerstoffionen.

Linac

Linac ist die Abkürzung der englischen Bezeichnung für Linearbeschleuniger, z.B. „linear accelerator“. Im Gegensatz zu Kreisbeschleunigern durchlaufen die zu beschleunigenden Teilchen in einem Linearbeschleuniger die Beschleunigereinheit(en) nur einmal und es sind keine den Teilchenstrahl ablenkenden Magnetfelder notwendig. Dadurch wird auch keine Synchrotronstrahlung generiert.

Lokalrezidiv

Im Allgemeinen ist ein Rezidiv das Wiederauftreten einer Krankheit nach einer Behandlung. Ein Lokalrezidiv bei der Behandlung von Krebs bezeichnet das neuerliche Auftreten eines Tumors am Ursprungsort.

Medizinische Strahlenphysik

Die medizinische Strahlenphysik beschäftigt sich mit der Anwendung von Strahlung zur Therapie und/oder Diagnostik von Krankheiten. Dazu zählen u.a. die Dosimetrie, die Bestrahlungsplanung sowie die Verwendung von Strahlung zur Therapie und bildgebenden Diagnostik.

Nichtionisierende Strahlung

Die nichtionisierende Strahlung ist jene elektromagnetische Strahlung, deren Energie nicht ausreicht um ein Atom oder Molekül zu ionisieren und somit keine Veränderungen in den Zellen von lebenden Organismen hervorrufen kann. Zur nichtionisierenden Strahlung gehören z.B. elektrische und magnetische Felder, Wärmestrahlung, Licht und Ultraviolettstrahlung.

Photonen

Anschaulich gesprochen sind Photonen das, woraus elektromagnetische Strahlung besteht, daher wird auch der Begriff „Lichtteilchen“ verwendet. Jegliche elektromagnetische Strahlung, von Radiowellen bis zur Gammastrahlung, ist in Photonen quantisiert. Das bedeutet, die kleinste Menge an elektromagnetischer Strahlung beliebiger Frequenz ist ein Photon. Photonen haben eine unendliche natürliche Lebensdauer, können aber bei einer Vielzahl physikalischer Prozesse erzeugt oder vernichtet werden. Ein Photon befindet sich nie in Ruhe, sondern bewegt sich immer mit Lichtgeschwindigkeit. Daraus folgt, dass es keine Ruhemasse besitzen kann.

Physical Selectivity

In radiation therapy, physical selectivity is the feature of a radiation quality which demonstrates the steepest dose gradient between the area to be radiated and the surrounding tissue (organs) that need to be protected.

Protonen

Das Proton (Wasserstoffion) ist das durch die Abgabe eines Elektrons ionisierte Wasserstoffatom. Es gehört neben dem Neutron und dem Elektron zu den Bausteinen, aus denen die dem Menschen alltäglich vertraute Materie besteht. So wie Kohlenstoffionen werden auch Protonen in der Medizin im Rahmen der Ionentherapie eingesetzt.