Der Linearbeschleuniger

Elektronen sind winzige, von einem Glühdraht ausgesandte, negativ geladene Teilchen. Sie werden in einem Hochvakuumrohr nahezu auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und am Ende des Rohres mit Hilfe starker Magnete in die gewünschte Richtung umgelenkt. Diese Elektronen können direkt zur Bestrahlung oberflächlicher Tumoren (z.B. der Haut) eingesetzt werden.

Häufiger wird jedoch eine Photonenstrahlung benötigt; sie kann erzeugt werden, indem man die Elektronen auf ein wassergekühltes Metall (Wolframtarget) aufprallen lässt. Hier werden sie abrupt gebremst, dabei entstehen durch Energieumwandlungsprozesse Photonen (auch als ultraharte Röntgenstrahlen bezeichnet). Photonen können aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften – im Vergleich zu Elektronen – tiefer in den Körper eindringen. Je energiereicher die Photonenstrahlung ist, umso größer ist auch ihre Eindringtiefe. In der klinischen Routine kommen Strahlungsenergien mit Beschleunigungsspannungen von 4-23 Megavolt (MV) zum Einsatz. Je nach Lage der Zielregion wird die notwendige Energie bei der Bestrahlungsplanung berechnet und am Beschleuniger eingestellt.

Für die Begrenzung des Bestrahlungsfeldes und zur Ausblockung gesunden Gewebes werden Blenden (Kollimatoren) verwendet, die im Beschleunigerkopf sitzen. Beim sog. MultiLeaf Kollimator (MLC) handelt es sich um parallel angeordnete 2.5 bis 10 mm breite Wolframlamellen, mit denen das Bestrahlungsfeld asymmetrisch und individuell an das Zielgebiet angeformt wird. Jede dieser Lamellen wird durch einen kleinen Motor computergesteuert für jede Bestrahlung in die richtige Position gebracht.