Radiotherapie ofwel Bestraling: wat is het?
Radiotherapie, in de volksmond ook wel bestraling genoemd, is een medisch specialistische behandeling met hoogenergetische straling. Deze straling kan nuttig zijn bij de behandeling van diverse soorten kanker.
De straling voor de behandeling van kanker heeft een veel hoger energiegehalte dan bijvoorbeeld de röntgenstraling waarmee men röntgenfoto’s maakt. Deze straling is net als radiogolven of UV-licht onzichtbaar en niet voelbaar, maar heeft in tegenstelling tot radiogolven een zodanig hoog energiegehalte dat het weefsels kan beschadigen.
Vanwege de zelfs levensbedreigende schade die mensen kunnen oplopen bij onbeschermde blootstelling aan straling, is radiotherapie met strenge veiligheidseisen omgeven. Medisch specialisten die voor kankerbehandeling met straling zijn opgeleid noemt men radiotherapeuten.
Wat is hoogenergetische straling?
Hoogenergetische straling is een verzameling van verschillende soorten straling die in staat is om levende cellen te beschadigen of zelfs te vernietigen. Bij de behandeling van kwaadaardige tumoren maken we van deze eigenschap gebruik.
De radiotherapeut kiest afhankelijk van de soort tumor en de diepte van de tumor in het lichaam de meest geschikte soort straling:
- Röntgenstraling: deze hoogenergetische straling (fotonen) wordt met een zeer hoog voltage (4 tot 25 miljoen Volt) opgewekt in een röntgenbuis. Röntgenstraling is binnen de radiotherapie het meest gebruikte soort straling.
- Elektronenstraling (ook wel betastraling genoemd): deze straling wordt eveneens kunstmatig opgewekt en meestal toegepast voor oppervlakkige bestraling (tot maximaal enkele centimeters diep).
- Gammastraling: dit is straling afkomstig van een radioactieve bron (bijvoorbeeld iridium of radium) en bestaat uit hoog energetische fotonen, vergelijkbaar met röntgenstraling. Deze bestraling wordt vooral bij inwendige bestraling, ook wel "brachytherapie" genoemd, gebruikt.
- Protonen; protonen zijn onderdeel van de kern van een atoom. Voor de behandeling met protonen is een cyclotron nodig. Bestraling met deze deeltjes biedt voordeel bij de behandeling van specifieke tumoren. Protonentherapie is zeer kostbaar en wordt in Nederland nog niet toegepast. Er zijn wel plannen om dit binnen enkele jaren te realiseren.
Achtergrondinformatie voor diegenen die iets extra willen weten:
Om goed te begrijpen wat Röntgenstralen zijn moeten we even terug naar de Kernfysica.
Kernfysica: Wat zijn atomen?
Een molecuul is het kleinste deeltje van een moleculaire stof dat nog de chemische eigenschappen van die stof bezit. Bijvoorbeeld 1 molecuul glucose-suiker.
Als je een suiker molecuul zou opsplitsen houd je diverse onderdelen over die niks meer met suiker te maken hebben: de atomen. (In dit geval koolstof-, zuurstof- en waterstofatomen).
Doordat deze atomen op een specifieke manier aan elkaar zijn gekoppeld ontstaat glucose. Een andere rangschikking zou een hele andere stof geven.
Uitleg bij figuur:.
- Koolstofatomen zwarte bollen (C)
- Zuurstof atoom rode bollen (O)
- Waterstof atomen grijze bolletjes (H)
Een atoom bestaat uit een kern, opgebouwd uit kleine positief geladen bolletjes (de protonen) en neutrale deeltjes (neutronen). Daarom heen cirkelt een gelijk aantal elektronen met een negatieve lading. De elektronen cirkelen in verschillende banen rond de positief geladen kern. Hoe dichterbij elektronen rond de kern cirkelen hoe lager hun eigen "energiegehalte". Het aantal elektronen is gelijk aan het aantal protonen.
Indien er een of meerdere elektronen ontbreken is het atoom geïoniseerd en in dit geval positief geladen: anion. Wanneer er teveel elektronen zijn is het atoom negatief geladen: kation. Ionisatie van een atoom is geen spontaan proces, hiervoor is veel energie nodig. De natuur streeft er naar om zoveel mogelijk ongeladen te zijn dat wil zeggen een evenwicht tussen positieve en negatieve lading.
Schematische weergave van röntgenbuis waarmee röntgenstraling kunstmatig kan worden opgewekt:
De metalen gloeispiraal (1) wordt onder spanning gezet en gaat gloeien. Hierdoor krijgen de elektronen van de atomen in dit metaal meer energie en gaan harder rond de kern cirkelen. Als het energieniveau van de elektronen zeer hoog wordt kunnen ze “uit de bocht schieten” en verlaten ze het atoom. Het atoom wordt geïoniseerd.
Het elektron (3) komt in een vacuümruimte binnen de röntgenbuis. In deze ruimte bevindt zich een metalen schijf (2) (speciaal zeer hard metaal bijvoorbeeld Wolfraam). Door een spanningsverschil tussen 1 en 2 aan te leggen, wordt 2 de positieve pool (vergelijk de plus-pool van een accu). Het elektron is zelf negatief geladen wordt hierdoor als het ware versneld aangetrokken in een rechte baan naar schijf 2. Hieraan ontleent het apparaat zijn naam: lineaire versneller van elecktronen.
Hoe hoger het spanningsverschil tussen 1 en 2 hoe meer de elektronen worden versneld richting schijf 2. Het energieniveau van een elektron neemt hierdoor toe omdat de snelheid van het elekton toeneemt. De elektronen botsten met zeer hoge snelheden op de metalen schijf 2 en "boren" zich als het ware in het metaal. De positief geladen atoomkernen van dit metaal trekken de elektronen naar zich toe. Zo worden de elektronen vanuit hun aanvankelijk rechte baan afgebogen richting een positief geladen atoomkern waarbij hun snelheid afneemt: ze worden afgeremd. Bij dit afremmen geven ze een gedeelte van hun energie af in de vorm van speciale elektromagnetische straling: de remstraling die "X"-straling ofwel röntgenstralen (X) wordt genoemd naar de ontdekker Wilhelm Röntgen. Hij ontdekte de straling in 1895.
De energieafgifte zou je kunnen vergelijken met de energieafgifte van een auto die met hoge snelheid door de bocht gaat: de snelheid (= kinetische energie) neemt af en wordt door de banden in dit geval afgegeven als een warmte-energie aan het wegdek. Elektronen geven bij hun afremming daarentegen hun kinetische (bewegings)energie af als röntgenstralen waarbij ze zelf volledig tot stilstand kunnen komen.
Gammastraling
Zoals eerder genoemd, is gammastraling hoogenergetische, elektromagnetische straling afkomstig van een radioactieve bron. Het belangrijkste verschil tussen gammastraling en röntgenstraling is de manier van ontstaan. Zowel gammastraling als röntgenstraling bestaan uit fotonen met een hoge energie en hebben vergelijkbare effecten op het menselijk lichaam.
Ontstaan van gammastraling
Een elektron dat in een baan verder van de kern is gelegen (dus hoger energieniveau) wordt door de positieve lading van de kern hiernaar toe getrokken om de plaats in te nemen. Bij dit "afdalen" (blauwe pijl) geeft het elektron een specifieke hoeveelheid energie af in de vorm van kleine massaloze energiedeeltjes: de fotonen (rode golfje). Fotonen worden aangeduid met het symbool γ (de Griekse letter gamma). Gammastraling wordt ook toegepast bij radiotherapeutische behandelingen. Fotonen kunnen onderling sterk verschillen van energie-inhoud en daarmee de mate van schade die ze kunnen aanrichten. De straling uitgezonden door radioactieve atomen bevat onder andere gammastraling en komt in extreme mate vrij bij de ontploffingen van een atoombom. (Vergelijk: licht bestaat bijvoorbeeld ook uit fotonen maar van een laag meestal onschadelijk energieniveau.)
Radiotherapie: hoe werkt het?
Radiotherapie is de behandeling van kanker door middel van hoogenergetische straling. Kankercellen zijn gevoeliger voor bestraling dan normale cellen. De straling beschadigt het erfelijk materiaal (DNA) binnen de cel. De kankercel verliest daardoor het vermogen om te delen en sterft af. In het algemeen kunnen kankercellen minder goed herstellen van bestraling dan gezonde cellen. Het doel van de radiotherapie is om de kankercellen te doden, waarbij tevens de uiterste zorg wordt besteed om de gezonde normale weefsel en organen zoveel mogelijk te beschermen tegen de schadelijke invloeden van de straling. Om gezonde cellen te laten herstellen, wordt de ioniserende straling vaak in fracties toegediend, met herstelperiodes van meerdere uren of een dag. Het vermogen van herstel van de gezonde cellen bepaalt voor een groot deel hoe de radiotherapeut de bestraling fractioneert (in porties opdelen).
Uitwendige bestraling
Uitwendige bestraling vindt binnen de radiotherapie het meest plaats. Bij uitwendige bestraling komt de straling uit een bestralingstoestel (lineaire versneller) en dringt van buitenaf door tot in de kankercellen. Het apparaat draait om de patiënt heen. De bestraling duurt per keer zeer kort (in de orde van enkele minuten). Na de bestraling blijft geen straling in het lichaam achter. Patiënten worden dus niet radioactief. De behandeling vindt poliklinisch plaats.
Inwendige bestraling
Bij inwendige bestraling, ook wel brachytherapie genoemd, brengt de radiotherapeut radioactief materiaal in of bij de tumor aan. Deze behandeling kan poliklinisch of in dagbehandeling plaatsvinden. Dit kan bijvoorbeeld met kleine plastic buisjes die tijdelijk in het deel van de borst worden geplaatst waar de tumor is verwijderd. Via deze buisjes worden kleine hoeveelheden radioactieve stoffen dicht bij deze plaats gebracht. Na een of meerdere behandelingen worden de buisjes weer verwijderd. Nadat het radioactieve materiaal uit de patiënt is weggehaald, is er geen straling meer in het lichaam. Soms blijft het radioactieve materiaal wel in het lichaam, zoals bij behandeling van schildklierkanker en prostaatkanker. De radioactiviteit vermindert dan snel door natuurlijk verval en heeft geen nadelige effecten op de in de buurt liggende organen.
Inwendige bestraling tijdens operatie
In sommige situaties, bijvoorbeeld in het geval van uitgebreide endeldarmkanker waarbij de tumor maar zeer krap kan worden verwijderd of in geselecteerde patiënten tijdens een borstsparende operatie voor borstkanker, kan tijdens de operatie een uitwendige bestralingsbuis IN de patiënt worden geplaatst: Intra-Operatieve Radio-Therapie (IORT).
Het voordeel is dat kwetsbare delen in het lichaam (bijvoorbeeld dunne darm) opzij geschoven kunnen worden en daardoor niet beschadigd raken. Deze vorm van bestraling vindt toepassing in een beperkt aantal plaatsen in Nederland.
Surgipoort dankt dr. M.J.C. van der Sangen, radiotherapeut in het Catharinaziekenhuis te Eindhoven, voor het redactioneel commentaar en aanvullingen bij het opstellen van deze webpagina.
