Quelltext der Seite Cyberknife

'''Cyberknife''' ist ein robotergestützter [[Linearbeschleuniger]] zur [[Radiochirurgie]] (und [[Strahlentherapie#Teletherapie|Teletherapie]]) des amerikanischen Herstellers Accuray. Das System wurde an der [[Stanford University|Universität Stanford]] entwickelt und wird insbesondere zur Behandlung von [[Gutartiger Tumor|gutartigen]] und [[Bösartiger Tumor|bösartigen Tumoren]] eingesetzt. Nach Herstellerangaben wurden bis 2010 weltweit 234 Cyberknife-Systeme installiert. In Deutschland gibt es (Stand 2024) 13 Anlagen, in der Schweiz vier,<ref>{{Internetquelle |url=https://cyberknife.com/treatment-centers/ |titel=Treatment Centers |werk=cyberknife.com |sprache=en-US |abruf=2024-04-28}}</ref> in Österreich eine.

== Aufbau ==
[[Datei:Robotic CyberKnife at St. Marys Of Michigan.jpg|mini|Cyberknife am St. Marys Spital in Michigan]]
Als Strahlenquelle dient ein besonders kompakter [[Linearbeschleuniger]]. Die Länge des Strahlrohres beträgt 50&nbsp;cm bei einem Gewicht von 150&nbsp;kg. Die beschleunigten Elektronen treffen auf ein gekühltes Bremstarget aus Wolfram, wobei Photonen der Nominalenergie<ref>S. D. Sharma: ''Quality of high-energy X-ray radiotherapy beams: Issues of adequacy of routine experimental verification.'' In: ''Journal of Medical Physics.'' 33, 2008, S.&nbsp;1, [[doi:10.4103/0971-6203.39416]].</ref> 6 MeV erzeugt werden; dieser Energie entspricht im Körpergewebe ein Dosisabfall auf 80 % in 6,7&nbsp;cm Tiefe. (''siehe auch'': [[Tiefendosiskurve]]) Der Strahl wird durch einen Streukegel auf Feldgrößen von 5–60&nbsp;mm aufgeweitet.<ref>S. C. Sharma, J. T. Ott, J. B. Williams, D. Dickow: ''[http://www.jacmp.org/index.php/jacmp/article/viewArticle/2473/1334 Commissioning and acceptance testing of a CyberKnife linear accelerator].'' In: ''Journal of applied clinical medical physics / American College of Medical Physics.'' Band 8, Nummer 3, 2007, S.&nbsp;2473, {{ISSN|1526-9914}}. PMID 17712305.</ref> Die nominelle Dosisleistung beträgt 6&nbsp;[[Gray|Gy]]/min im Referenzabstand von 80&nbsp;cm. Der Linearbeschleuniger ist auf einem 6-Achsen-[[Industrieroboter]] montiert. Die Positionierungsgenauigkeit des Roboters ist vom Hersteller mit 0,2&nbsp;mm angegeben. Ein zweiter Roboterarm trägt den Patiententisch.

Die Anlage wird während der Therapie bewegt, sodass der Therapiestrahl aus verschiedenen Richtungen einwirkt und die Dosis im Zielgebiet sich addiert. Bewegungen (z.&nbsp;B. durch Atmung) können ausgeglichen werden. Das Ortungssystem dafür besteht aus zwei Röntgenanlagen und einem Bildverarbeitungsrechner. Die Achsen der beiden Röntgenröhren stehen senkrecht aufeinander und schneiden sich im Zentrum des Zielgebiets. Die Anlage liefert so eine stereoskopische Abbildung. Dieses Bild wird mit [[Digital rekonstruiertes Röntgenbild|rekonstruierten Bildern]] aus der Planungs-[[Computertomographie]] verglichen. Die Positionen von markanten knöchernen Strukturen oder implantierten Goldmarkern müssen übereinstimmen. Verschiebungen und Rotationen gegenüber der Referenzposition werden als Korrekturwert an den Roboter geliefert. Bei [[Radiochirurgie|radiochirurgischen]] Anwendungen kommt man deshalb ohne invasive Fixierung mittels am Patienten verschraubter Rahmen aus.

Die Bestrahlungsplanungsoftware verwendet einen inversen Algorithmus<ref name="DOI10.1109/70.736778">A. Schweikard, M. Bodduluri, J. R. Adler: ''Planning for camera-guided robotic radiosurgery.'' In: ''IEEE Transactions on Robotics and Automation.'' 14, S.&nbsp;951–962, [[doi:10.1109/70.736778]].</ref> (d.&nbsp;h. der Arzt definiert Zielvolumen und Dosis, daraus werden Strahlrichtungen und -dauern berechnet). Die Dosisverteilung wird per [[Raytracing]]-Verfahren oder [[Monte-Carlo-Simulation]] berechnet. Die Behandlungsdauer liegt – abhängig von der Komplexität des Zielvolumens – zwischen 30 und 120 Minuten.

== Behandlungsspektrum ==
Radiochirurgie (einzeitige, hochdosierte Bestrahlung) im Gegensatz zur konventionell auf viele Einzeldosen aufgeteilten Strahlentherapie eignet sich vor allem gegen kleine Ziele, die genügend weit von Risikoorganen entfernt liegen. In wissenschaftlichen Studien konnte die Wirksamkeit der Methode bei verschiedenen bösartigen Tumoren gezeigt werden:

* [[Aderhautmelanom]]e,<ref>{{Literatur |Autor=Kirsten Eibl-Lindner, Christoph Fürweger, Martina Nentwich, Paula Foerster, Berndt Wowra, Ulrich Schaller, Alexander Muacevic |Titel=Robotic radiosurgery for the treatment of medium and large uveal melanoma |Sammelwerk=Melanoma Research |Band=26 |Nummer=1 |Datum=2016-02 |Seiten=51–57 |Online=http://journals.lww.com/melanomaresearch/Abstract/2016/02000/Robotic_radiosurgery_for_the_treatment_of_medium.8.aspx |Abruf=2016-08-19 |DOI=10.1097/CMR.0000000000000199}}</ref> [[Akustikusneurinom]]e,<ref>{{Literatur |Autor=Berndt Wowra, Alexander Muacevic, Christoph Fürweger, Christian Schichor, Jörg-Christian Tonn |Titel=Therapeutic profile of single-fraction radiosurgery of vestibular schwannoma: unrelated malignancy predicts tumor control |Sammelwerk=Neuro-Oncology |Band=14 |Nummer=7 |Datum=2012-07-01 |ISSN=1522-8517 |Seiten=902–909 |Online=http://neuro-oncology.oxfordjournals.org/content/14/7/902 |Abruf=2016-08-19 |DOI=10.1093/neuonc/nos085 |PMC=3379795 |PMID=22561798}}</ref> [[Meningeom]]e,<ref>{{Literatur |Autor=Or Cohen-Inbar, Cheng-chia Lee, Jason P. Sheehan |Titel=The Contemporary Role of Stereotactic Radiosurgery in the Treatment of Meningiomas |Sammelwerk=Neurosurgery Clinics of North America |Reihe=Meningiomas |Band=27 |Nummer=2 |Datum=2016-04-01 |Seiten=215–228 |Online=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1042368015001205 |Abruf=2016-08-19 |DOI=10.1016/j.nec.2015.11.006}}</ref> Arteriovenöse Malformationen (AVM),<ref>{{Literatur |Autor=Ken Somekawa, Masayuki Yamatani, Satoshi Endo, Kiminori Fuse, Akiyoshi Sato |Titel=Prospects of CyberKnife stereotactic radiation therapy for cerebral vascular malformations and functional diseases |Sammelwerk=Brain and Nerve = Shinkei Kenkyū No Shinpo |Band=63 |Nummer=3 |Datum=2011-03-01 |ISSN=1881-6096 |Seiten=217–222 |PMID=21386122}}</ref> [[Hirnmetastase]]n,<ref>{{Literatur |Autor=Berndt Wowra, Alexander Muacevic, Jörg-Christian Tonn |Titel=CyberKnife radiosurgery for brain metastases |Sammelwerk=Progress in Neurological Surgery |Band=25 |Datum=2012-01-01 |ISSN=1662-3924 |Seiten=201–209 |DOI=10.1159/000331193 |PMID=22236681}}</ref><ref>{{Internetquelle |autor=Markus Heide |url=http://www.dgn.org/presse/pressemitteilungen/51-pressemitteilung-2016/3271-strahlentherapie-bei-hirnmetastasen-der-trend-geht-zur-stereotaktischen-radiochirurgie-statt-ganzhirnbestrahlung |titel=Strahlentherapie bei Hirnmetastasen: Der Trend geht zur stereotaktischen Radiochirurgie statt Ganzhirnbestrahlung |werk=www.dgn.org |abruf=2016-08-19 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20160819114209/http://www.dgn.org/presse/pressemitteilungen/51-pressemitteilung-2016/3271-strahlentherapie-bei-hirnmetastasen-der-trend-geht-zur-stereotaktischen-radiochirurgie-statt-ganzhirnbestrahlung |archiv-datum=2016-08-19 |offline=ja |archiv-bot=2022-10-20 11:51:17 InternetArchiveBot }}</ref> [[Trigeminusneuralgie]]
* [[Metastase]]n, Neurinome und Meningeome der Wirbelsäule
* [[Bronchialkarzinom|Bronchial-Karzinome]]<ref>{{Literatur |Autor=Joanne N. Davis, Clinton Medbery, Sanjeev Sharma, John Pablo, Frank Kimsey |Titel=Stereotactic body radiotherapy for centrally located early-stage non-small cell lung cancer or lung metastases from the RSSearch(®) patient registry |Sammelwerk=Radiation Oncology (London, England) |Band=10 |Datum=2015-01-01 |ISSN=1748-717X |Seiten=113 |DOI=10.1186/s13014-015-0417-5 |PMC=4443630 |PMID=25975848}}</ref>, in frühen Stadien, [[Lungenmetastase]]n
* [[Leberzellkarzinom|Leberzell-Karzinome]]<ref>{{Literatur |Autor=M. Schoenberg, A. Khandoga, S. Stintzing, C. Trumm, T. S. Schiergens, M. Angele, M. Op den Winkel, J. Werner, A. Muacevic, M. Rentsch |Titel=CyberKnife Radiosurgery – Value as an Adjunct to Surgical Treatment of HCC? |Sammelwerk=Cureus |Band=8 |Nummer=4 |Datum=2016-04-28 |Online=http://www.cureus.com/articles/4380-cyberknife-radiosurgery---value-as-an-adjunct-to-surgical-treatment-of-hcc |Abruf=2016-09-06}}</ref> und [[Lebermetastase]]n<ref>{{Literatur |Autor=Sebastian Stintzing, Ralf-Thorsten Hoffmann, Volker Heinemann, Markus Kufeld, Markus Rentsch, Alexander Muacevic |Titel=Radiosurgery of liver tumors: value of robotic radiosurgical device to treat liver tumors |Sammelwerk=Annals of Surgical Oncology |Band=17 |Nummer=11 |Datum=2010-11-01 |ISSN=1534-4681 |Seiten=2877–2883 |DOI=10.1245/s10434-010-1187-9 |PMID=20574773}}</ref>
* ausgewählte [[Prostatakrebs|Prostata-Karzinome]]<ref>{{Literatur |Autor=Christopher R. King, Debra Freeman, Irving Kaplan, Donald Fuller, Giampaolo Bolzicco |Titel=Stereotactic body radiotherapy for localized prostate cancer: pooled analysis from a multi-institutional consortium of prospective phase II trials |Sammelwerk=Radiotherapy and Oncology: Journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology |Band=109 |Nummer=2 |Datum=2013-11-01 |ISSN=1879-0887 |Seiten=217–221 |DOI=10.1016/j.radonc.2013.08.030 |PMID=24060175}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Debra Freeman, Gregg Dickerson, Mark Perman |Titel=Multi-institutional registry for prostate cancer radiosurgery: a prospective observational clinical trial |Sammelwerk=Frontiers in Oncology |Band=4 |Datum=2014-01-01 |ISSN=2234-943X |Seiten=369 |DOI=10.3389/fonc.2014.00369 |PMC=4302811 |PMID=25657929}}</ref>
* [[Nierenkrebs|Nierenzell-Karzinome]]<ref>{{Literatur |Autor=M. Staehler, M. Bader, B. Schlenker, J. Casuscelli, A. Karl, A. Roosen, C. G. Stief, A. Bex, B. Wowra, A. Muacevic |Titel=Single fraction radiosurgery for the treatment of renal tumors |Sammelwerk=The Journal of Urology |Band=193 |Nummer=3 |Datum=2015-03-01 |ISSN=1527-3792 |Seiten=771–775 |DOI=10.1016/j.juro.2014.08.044 |PMID=25132240}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Shankar Siva, Rodney J. Ellis, Lee Ponsky, Bin S. Teh, Anand Mahadevan, Alexander Muacevic, Michael Staehler, Hiroshi Onishi, Peter Wersall, Takuma Nomiya, Simon S. Lo |Titel=Consensus statement from the International Radiosurgery Oncology Consortium for Kidney for primary renal cell carcinoma |Verlag=Future Medicine |Ort=London |Datum=2016-03 |Seiten=637–645 |Online=http://www.futuremedicine.com/doi/full/10.2217/fon.14.168}}</ref>
* [[Urothelkarzinom|Urothel-Karzinome]]
* singuläre [[Lymphknotenmetastase]]n
Auch gegen bestimmte gutartige Tumoren<ref>{{Literatur |Autor=Hossein Mahboubi, Ronald Sahyouni, Omid Moshtaghi, Kent Tadokoro, Yaser Ghavami, Kasra Ziai, Harrison W. Lin, Hamid R. Djalilian |Titel=CyberKnife for Treatment of Vestibular Schwannoma: A Meta-analysis |Sammelwerk=Otolaryngology--Head and Neck Surgery: Official Journal of American Academy of Otolaryngology-Head and Neck Surgery |Band=157 |Nummer=1 |Datum=2017-07 |ISSN=1097-6817 |DOI=10.1177/0194599817695805 |PMC=6075676 |PMID=28441508 |Seiten=7–15}}</ref> und bei [[Trigeminusneuralgie]]<ref>{{Internetquelle |url=https://www.nice.org.uk/guidance/ipg715/chapter/2-The-condition-current-treatments-and-procedure |titel=2 The condition, current treatments and procedure {{!}} Stereotactic radiosurgery for trigeminal neuralgia {{!}} Guidance {{!}} NICE |datum=2022-02-02 |abruf=2024-04-28}}</ref> wird Radiochirurgie eingesetzt.

== Geschichte ==
1951 entwickelte [[Lars Leksell]], Professor für Neurochirurgie am schwedischen Karolinska-Institut, gemeinsam mit dem Physiker Börje Larsson an der Universität in Uppsala die von ihnen so genannte ''Radiochirurgie''. 1968 installierten sie den ersten Prototyp des [[Gamma-Knife]] in Stockholm. 1972 gründete Leksell die Firma [[Elekta|''Elekta Instruments'']], die fortan die Gamma-Knife-Geräte herstellte. 1987 entwickelte John Adler nach seiner Rückkehr aus Schweden, wo er bei Leksell gearbeitet hatte, das erste Cyberknife an der Stanford-Universität in Kalifornien, USA. Die Roboter-Montierung des Cyberknife unterscheidet sich vom älteren Gamma-Knife, in das nur der Kopf des Patienten passt, und ist prinzipiell an allen Körperregionen einsetzbar. Ein technischer Vorteil gegenüber dem Gammaknife ist, dass die Betreiber des Cyberknife keine radioaktiven Quellen handhaben und entsorgen müssen. 1990 wurde die Firma Accuray in Kalifornien gegründet, um diese Geräte zu produzieren und weiterzuentwickeln. 1999 genehmigte die amerikanische Zulassungsbehörde FDA die Behandlung von Hirn- und Schädeltumoren in den USA. 2000 wurde die Zulassung auf Tumoren im gesamten Körper erweitert. 2002 wurde das Cyberknife-System auch in Europa für die Behandlung von Tumoren im gesamten Körper zugelassen. 2005 erteilte die FDA der dynamischen Positionsbestimmung ''(synchrony respiratory tracking)''<ref>A. Schweikard, G. Glosser, M. Bodduluri, M. J. Murphy, J. R. Adler: ''Robotic motion compensation for respiratory movement during radiosurgery.'' In: ''Computer aided surgery.'' Band 5, Nummer 4, 2000, S.&nbsp;263–277, {{ISSN|1092-9088}}. {{DOI|10.1002/1097-0150(2000)5:4<263::AID-IGS5>3.0.CO;2-2}}. PMID 11029159.</ref> die Genehmigung. Dabei werden die Bewegungen der atmenden Lunge in der Behandlung berücksichtigt.<ref name="PMID15543778">A. Schweikard, H. Shiomi, J. Adler: ''Respiration tracking in radiosurgery.'' In: ''Med Phys.'' 31, 2004, S.&nbsp;2738–2741. PMID 15543778.</ref> Externe Marken (Infrarot-LEDs) auf der Hautoberfläche des Patienten und die Lage von vorher im Tumor implantierten Goldkörnern im Röntgenbild werden verfolgt und zeitlich synchronisiert (daher der Name Synchrony-Verfahren). Durch Prädiktion kann zusätzlich die Latenz der Roboterbewegung ausgeglichen werden.<ref name="DOI10.1016/j.bspc.2008.06.001">Floris Ernst, Alexander Schlaefer, Sonja Dieterich, Achim Schweikard: ''A Fast Lane Approach to LMS prediction of respiratory motion signals.'' In: ''Biomedical Signal Processing and Control.'' 3, 2008, S.&nbsp;291–299, [[doi:10.1016/j.bspc.2008.06.001]].</ref>

== Standorte in Deutschland, Schweiz, und Österreich ==

* Cyberknife-Zentrum in [[München]] (seit 2005; in Kooperation mit dem [[Klinikum der Universität München]])
* CyberKnife-Zentrum in [[Soest]] (seit April 2010)
* Saphir Radiochirurgie Zentrum Norddeutschland in [[Güstrow]] (ab November 2010), seit Januar 2021 Saphir Radiochirurgie Zentrum Norddeutschland in Kiel
* Cyberknife Center [[Hamburg-Langenhorn]] (seit September 2011)
* [[Charité]] in Berlin (seit September 2011)
* [[Universitätsklinikum Köln]] (seit November 2011)
* [[Universitätsklinikum Frankfurt|Universitätsklinikum Frankfurt am Main]] (seit Juni 2012)
* Cyberknife Centrum Mitteldeutschland am [[Helios Klinikum Erfurt]] (seit November 2012)
* Klinik am Eichert in [[Göppingen]] (seit Juli 2013)
* [[Schwarzwald-Baar Klinikum Villingen-Schwenningen]] (seit 2015)
* [[Universitätsklinikum Heidelberg]] (seit November 2015)
* MVZ Aurich-Norden GmbH (seit Juni 2022)
* [[Klinikum Chemnitz]] (seit März 2023)

Schweiz:

* [[Klinik Hirslanden]], Zürich
* Universitätsspital [[Inselspital]], Bern
* [[Centre hospitalier universitaire vaudois]], Lausanne
* [[Clinique Générale Beaulieu]], Genf

Österreich:

* Cyberknife Center Salzburg, Salzburg

== Ökonomische Aspekte ==
2013 wurden die Behandlungskosten am [[LMU Klinikum|Uniklinikum Großhadern]] mit rund 10.000 Euro veranschlagt<ref>{{Internetquelle |autor=Dennis Ballwieser, Der Spiegel |url=https://www.spiegel.de/gesundheit/diagnose/cyberknife-muenchen-mit-strahlen-gegen-krebs-und-metastasen-a-880008.html |titel=Cyberknife München: Mit Strahlen gegen Krebs und Metastasen |abruf=2021-07-08 |sprache=de}}</ref>, 2016 die Kosten bei ein bis drei Bestrahlungen mit etwa 7000 Euro (am [[Universitätsklinikum Heidelberg]]) angegeben.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.rnz.de/nachrichten/heidelberg_artikel,-Heidelberg-Das-Cyberknife-der-Heidelberger-Uniklinik-bestrahlt-winzige-Tumore-punktgenau-_arid,228387.html |titel=Das "Cyberknife" der Heidelberger Uniklinik bestrahlt winzige Tumore punktgenau |abruf=2021-07-08 |sprache=de}}</ref>

== Literatur ==
* J. R. Adler, S. D. Chang, M. J. Murphy, J. Doty, P. Geis, S. L. Hancock: ''The Cyberknife: a frameless robotic system for radiosurgery.'' In: ''[[Stereotactic and Functional Neurosurgery]].'' Band 69, Nummer 1–4, Teil 2, 1997, S.&nbsp;124–128, {{ISSN|1011-6125}}, PMID 9711744.
* Achim Schweikard, Hiroya Shiomi, John Adler: ''Respiration tracking in radiosurgery.'' In: ''Medical physics.'' 31. Oktober 2004, {{ISSN|1478-596X}}. [[doi:10.1002/rcs.38]], PMID 17518375, S. 2738–2741 (Review).
* W. Hara, S. G. Soltys, I. C. Gibbs: ''CyberKnife robotic radiosurgery system for tumor treatment.'' In: ''[[Expert Review of Anticancer Therapy]].'' Band 7, Nummer 11, November 2007, S.&nbsp;1507–1515, {{ISSN|1744-8328}}, [[doi:10.1586/14737140.7.11.1507]], PMID 18020920 (Review).
* A. Muacevic, M. Staehler, C. Drexler, B. Wowra, M. Reiser, J. C. Tonn: ''Technical description, phantom accuracy, and clinical feasibility for fiducial-free frameless real-time image-guided spinal radiosurgery.'' In: ''[[Journal of Neurosurgery: Spine]].'' Band 5, Nummer 4, Oktober 2006, {{ISSN|1547-5654}}, [[doi:10.3171/spi.2006.5.4.303]], PMID 17048766, S.&nbsp;303–312.
* A. Muacevic, M. Nentwich, B. Wowra, S. Staerk, A. Kampik, U. Schaller: ''Development of a streamlined, non-invasive robotic radiosurgery method for treatment of uveal melanoma.'' In: ''Technology in cancer research & treatment.'' Band 7, Nummer 5, Oktober 2008, {{ISSN|1533-0346}}, PMID 18783286,  S.&nbsp;369–374.
* B. Wowra, A. Muacevic, S. Zausinger, J. C. Tonn: ''Radiosurgery for spinal malignant tumors.'' In: ''Deutsches Ärzteblatt international.'' Band 106, Nummer 7, Februar 2009, {{ISSN|1866-0452}}, [[doi:10.3238/arztebl.2009.0106]], PMID 19562022, {{PMC|269624}}, S.&nbsp;106–112 (Review).
* W. Kilby, J. R. Dooley, G. Kuduvalli, S. Sayeh, C. R. Maurer: ''The CyberKnife Robotic Radiosurgery System in 2010.'' In: ''Technology in cancer research & treatment.'' Band 9, Nummer 5, Oktober 2010, {{ISSN|1533-0338}}, PMID 20815415, S.&nbsp;433–452 (Review).
* Joanne N. Davis, Clinton Medbery, Sanjeev Sharma, John Pablo, Frank Kimsey, David Perry, Alexander Muacevic, Anand Mahadevan: ''Stereotactic body radiotherapy for centrally located early-stage non-small cell lung cancer or lung metastases from the RSSearch®&nbsp;patient registry. In: [https://ro-journal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13014-015-0417-5 Radiation Oncology].'' Band 10, 2015, [[doi:10.1186/s13014-015-0417-500]], S. 113.

== Weblinks ==
* https://cyberknife.com (Hersteller-Webseite)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Strahlentherapeutisches Verfahren]]
[[Kategorie:Roboter]]