Wurden früher zum Ausgleich der individuellen Körperformen – und damit Gewebsdicken – in die Strahlengänge sogenannte Kompensatoren oder auch Keile eingebracht, so kann dies heute ebenfalls durch die MLCs verwirklicht werden, indem diese nacheinander unterschiedliche Formen annehmen (Feld-in-Feld-Technik) und somit bestimmte Feldbereiche eine zusätzliche Dosisaufsättigung erhalten im Sinne einer einfachen Form der Intensitätsmodulation. Der eigentliche Begriff der in den letzten Jahren etablierten Technik der Intensitäts-modulierten Strahlentherapie (Intensity-Modulated Radiation Therapy = IMRT) setzt zusätzlich eine sogenannte „inverse“ Bestrahlungsplanung voraus: Wird bei den bisher üblichen Bestrahlungsplänen berechnet, zu welcher Dosisverteilung eine bestimme Feldkonfiguration führt, so wird bei der inversen Bestrahlungsplanung eine gewünschte Dosisverteilung und maximal tolerierbare Belastung von Risikoorganen vorgegeben (dose constraints) und der Planungsrechner bestimmt, welche Bestrahlungsrichtungen und Teilfelder (Segmente) hierfür mit welcher Dauer bestrahlt werden müssen. Die maximale Anzahl an Bestrahlungsrichtungen und Segmente kann hierbei ebenfalls vorgegeben werden.
Bei den neuesten dynamischen Bestrahlungstechniken wie der „Volumetric Modulated Arc Therapy“ (VMAT) der Firma Elekta bzw. „Rapid Arc“ der Firma Varian werden sowohl der Schwenkarm des Bestrahlungsgerätes, der die Bestrahlungsrichtung vorgibt, wie auch die MLCs und gegebenenfalls auch die Blendendrehung und die Dosisleistung während der Bestrahlung kontinuierlich modifiziert, um hierdurch eine noch exaktere Intensitätsmodulation und damit  gleichförmigere Dosisverteilung im ZV zu erzielen, bei noch besserer Schonung von Risikoorganen. Diese komplexen Bestrahlungstechniken setzen aufwendige individuelle dosimetrische Kontrollen durch die Medizinische Physik vor jeder Bestrahlung voraus.
Neben diesen Weiterentwicklungen im Bereich der Bestrahlungstechnik sind auch die Möglichkeiten der Lagerungs- und ZV-Kontrolle in den letzten Jahren im Sinne einer bildgeführten Strahlentherapie (Image-guided Radiation Therapy= IGRT) deutlich verbessert worden. Erfolgte in früheren Jahren die Lagerungskontrolle zumeist mit Feldkontrollaufnahmen unter Verwendung der therapeutischen Strahlung und gegebenenfalls zusätzlichem Matching mit den digitalen Rekonstruktionen aus dem Bestrahlungsplan, so besteht bei den neusten Linearbeschleunigern zumeist die Möglichkeit sogenannter Cone-Beam-CTs (CB-CT), d. h. CTs direkt in der aktuellen Lagerungsposition vor der Bestrahlung entweder mittels der therapeutischen Strahlung (Megavoltage CB-CT) oder mit einer zusätzlich angebrachten KV-Röhre (Kilovoltage CB-CT) anzufertigen, wobei letztere aufgrund der niedrigeren Energie zumeist eine bessere Bildgebung liefert (Abb. 3). Diese CTs werden dann unter ärztlicher Kontrolle automatisch mit dem Planungs-CT überlagert und gegebenenfalls eine notwendige Tischverschiebung zur exakten Übereinstimmung der aktuellen Lagerung mit der Lagerung im Planungs-CT berechnet und nach ärztlicher Freigabe automatisch auf den Bestrahlungstisch übertragen.
Zusätzlich gibt es Möglichkeiten, auch die Organbeweglichkeit und damit auch die Bewegung der Tumorregion insbesondere durch die Atmung zu berücksichtigen. Hat man hierbei bisher entweder ein Planungs-CT unter normaler Atmung oder in maximaler In- und Exspiration durchgeführt, um bei der Planung den Sicherheitssaum um die Tumorregion so groß zu wählen, dass diese in jeder Atemphase auch tatsächlich vollständig erfasst wird, so werden heutzutage vielfach sogenannte „4D-CTs“ zur Bestrahlungsplanung verwendet. Hierbei wird parallel zum CT auch die Atemphase aufgezeichnet und anschließend jeder Atemphase ein CT-Satz zugeordnet. Dadurch ist es möglich, die tatsächliche Bewegung des ZV zu berücksichtigen und den Sicherheitssaum klein zu halten oder die Bestrahlung nur in einer bestimmten Atemphase, d. h. atemkontrolliert (sogenanntes „Gating“) durchzuführen und somit den Sicherheitssaum noch weiter zu verkleinern. Für diese Atemkontrolle werden verschiedenste Systeme angeboten, die von einer Aufzeichnung der Atmung mittels Atemmaske und manueller Unterbrechung der Bestrahlung außerhalb der entsprechenden Atemphase bis zu einer automatischen Überwachung der Thoraxbewegung und entsprechender Steuerung der Bestrahlung gehen. Die Verkleinerung des Sicherheitssaumes ermöglicht höhere Enddosen im Bereich der Tumormanifestationen und gegebenenfalls höhere Einzeldosen. Kombiniert man dieses Verfahren noch mit einer Verbesserung der Lagerung, z. B. durch individuell angefertigte Vakuummatratzen, d. h. Lagerungshilfen, die mithilfe eines Vakuums exakt der Körperform angepasst werden, so sind dies die Voraussetzungen für eine „stereotaktische“ Bestrahlung des Tumors. Hierbei werden wenige Bestrahlungen, d. h. Fraktionen mit hohen Einzeldosen und entsprechend erhöhter biologischer Wirksamkeit, über multiple Einstrahlrichtungen eingestrahlt. Z. T. werden hierbei auch non-koplanare Felder verwendet, d. h. Felder, deren Einstrahlrichtungen nicht alle auf einer Ebene liegen.

Strahlenpneumonitis

Ein wesentlicher Parameter bei der Bewertung von Bestrahlungsplänen zur Behandlung von Lungenkarzinomen ist der Anteil beider Lungen, der mehr als 20 Gy erhält, d. h. die sogenannte V20 (Abb. 4). Bei kaum beeinträchtigter Lungenfunktion sollte diese nicht über 30–35% liegen, sonst steigt das Risiko einer sogenannten „Pneumonitis“, d. h. einer Strahlentherapie-bedingten Entzündungsreaktion, die auch erst Wochen nach Abschluss einer Radiatio auftreten kann [1]. Eine Pneumonitis geht zumeist mit Dyspnoe und trockenem Husten einher, kann auch mit Fieber kombiniert sein und wird zumeist über typische radiologische Veränderungen diagnostiziert. Unbehandelt kann sich eine Pneumonitis über die ursprünglichen Bestrahlungsfelder hinaus ausbreiten und zu einer tödlichen Komplikation werden. Die Behandlung besteht üblicherweise aus einer Steroidmedikation und ggf. einer zusätzlichen Antibiose bei Verdacht auf Superinfektion. Neben der V20 kann auch die mediane Lungendosis beider Lungen zur Beurteilung der Lungenbelastung hinzugezogen werden, diese sollte im Allgemeinen 20 Gy nicht überschreiten.

Kurative Therapie beim nicht-kleinzelligen Lungenkarzinom

Im Folgenden sollen die Indikationen zur Bestrahlung in den verschiedenen Situationen betrachtet werden. Die Therapieentscheidungen sollten möglichst immer interdisziplinär und am besten im Rahmen interdisziplinärer Tumorkonferenzen erfolgen. Dies ist auch eine zen­trale Zertifizierungsanforderung der Deutschen Krebsgesellschaft (DKG) und daher in DKG-zertifizierten Zentren sichergestellt.

Stadium I-II

Im Stadium I-II ist üblicherweise ein operatives Vorgehen die Therapie der Wahl, die Strahlentherapie beschränkte sich in der Vergangenheit auf medizinisch oder funktionell inoperable Patientinnen und Patienten. Mit konventioneller Fraktionierung, also Aufteilung der Gesamtdosis auf wochentägliche Dosen um 2 Gy und Gesamtdosen bis zu über 80 Gy können jedoch heutzutage lokale Kontrollraten von 50–80% erreicht werden [2]. In den letzten Jahren zeigen die Ergebnisse verschiedenster Arbeitsgruppen insbesondere im Stadium I, d. h. bei Tumoren bis 5 cm Größe und ohne Lymphknoten- und Fernmetastasen (Klassifikation cT1a-2a cN0 M0) mittels stereotaktischer Strahlentherapie ähnlich gute Therapieergebnisse wie mit der Operation [3, 4]. Die in diesen Publika­tionen berichtete lokoregionale Kontrolle lag nach drei Jahren bei 87,2% bzw. 89%, das Gesamtüberleben bei 55,8% bzw. 47%. Bei Bewertung dieser Ergebnisse muss zusätzlich berücksichtigt werden, dass nur Patienten eingeschlossen wurden, die aufgrund einer stark eingeschränkten Lungenfunktion oder sonstiger Begleiterkrankungen inoperabel waren. Diese Resultate sind insbesondere auch deshalb überraschend, da die Operation weiterhin die systematische mediastinale Lymphadenektomie beinhaltet, bei der stereotaktischen Strahlentherapie die Lymphabflusswege dagegen nicht mitbehandelt werden.
Abhängig von der Lokalisation des Tumors werden verschiedene Fraktionierungen, d. h. Aufteilungen der Gesamtdosis auf verschiedene Einzeldosen, empfohlen, üblicherweise zwischen 3 x 20 Gy bis 5 x 12 Gy für periphere Lokalisationen und z. B. 8 x 7,5 Gy für zentrale, Hilus-nahe Lokalisationen. Die Gesamtdosen sollten einer biologischen Äquivalenzdosis von mindestens 100 Gy, bezogen auf eine konventionelle Fraktionierung mit 2 Gy Einzeldosis, entsprechen. Die Umrechnung der verschiedenen Einzel- und Gesamtdosen auf biologische Äquivalenzdosen erfolgt dabei mittels des sogenannten „Linear-quadratischen Gesetzes“, welches die biologischen Eigenschaften von verschiedenen Tumorarten und auch von Normalgewebe berücksichtigt.
Aufgrund der guten Therapieergebnisse mittels stereotaktischer Strahlentherapie war in den Niederlanden eine randomisierte Studie (ROSEL) zum Vergleich Operation versus stereotaktische Strahlentherapie initiiert worden, die aber wegen unzureichender Rekrutierung leider geschlossen werden musste.
Kommt aus verschiedenen Gründen oder aufgrund von Lymphknotenbefall im Stadium I-II eine stereotaktische Strahlentherapie nicht infrage, so sollte eine konventionell fraktionierte Strahlentherapie mit 2 Gy Einzeldosen bis zu einer Gesamtdosis von üblicherweise 60–70 Gy unter Berücksichtigung der Lungenfunktion erfolgen. Der Nutzen einer parallelen Chemotherapie ist in dieser Situation nicht gesichert.
Eine postoperative Strahlentherapie ist nur nach inkompletter Tumorresektion indiziert.
Ist im Stadium I-II aufgrund verschiedenster Faktoren eine kurative Therapie nicht mehr möglich, so sollte zumindest eine palliative Therapie mit 10–13 x 3 Gy oder auch 5 x 4 Gy zur Linderung von Symptomen wie Hämoptysen und/oder zur Wachstumsverzögerung erwogen werden.

Stadium IIIA/B

Im Stadium IIIA/B kann die Strahlentherapie bzw. die kombinierte Radiochemotherapie in unterschiedlichen Situationen eingesetzt werden. Lange Zeit hat man in diesen Stadien ein operatives Vorgehen von vornherein ausgeschlossen, und die definitive Radiatio bzw. die definitive Radiochemotherapie galt als Standardtherapie. Verschiedene Studien und auch eine Metaanalyse [5] haben dabei den zusätzlichen Gewinn durch zwei bis drei Zyklen einer parallelen Chemotherapie – üblicherweise Platin-basiert – gezeigt.
Für die Kombination mit neueren Substanzen wie Tyrosinkinaseinhibitoren oder monoklonalen Antikörpern liegen bisher noch keine ausreichenden Daten vor.
Die applizierte Gesamtdosis auf den Primärtumor und befallene Lymphknoten sollte dabei üblicherweise zwischen 60 und 70 Gy liegen, auch wenn vielfach davon ausgegangen wird, dass mit höheren Enddosen eine größere lokale Kontrolle und damit auch eine Verbesserung der Überlebensrate zu erreichen sein sollte. Die hierzu vor Kurzem veröffentlichten Ergebnisse einer Dosiseskalationsstudie bis 74 Gy haben allerdings zur großen Überraschung eine Verschlechterung des Überlebens mit der höheren Enddosis ergeben: Die 1-Jahres-Überlebensrate lag mit 60 Gy bei 81%, mit 74 Gy nur bei 70,4% [6]. Als Ursache wird vor allem eine erhöhte kardiale und pulmonale Toxizität im dosiseskalierten Arm angenommen.
Die mit einer kombinierten Radiochemotherapie im Stadium III erreichten 5-Jahres-Überlebensraten liegen zumeist unter 20%, sowohl wegen einer unzureichenden lokalen Kontrolle wie auch wegen des Auftretens einer Metastasierung. Eine alleinige Radiatio aufgrund von Kontraindikationen gegen eine Chemotherapie führt zu einer 5-Jahres-Überlebensrate von nur ca. 5%.

Wurden früher zum Ausgleich der individuellen Körperformen – und damit Gewebsdicken – in die Strahlengänge sogenannte Kompensatoren oder auch Keile eingebracht, so kann dies heute ebenfalls durch die MLCs verwirklicht werden, indem diese nacheinander unterschiedliche Formen annehmen (Feld-in-Feld-Technik) und somit bestimmte Feldbereiche eine zusätzliche Dosisaufsättigung erhalten im Sinne einer einfachen Form der Intensitätsmodulation. Der eigentliche Begriff der in den letzten Jahren etablierten Technik der Intensitäts-modulierten Strahlentherapie (Intensity-Modulated Radiation Therapy = IMRT) setzt zusätzlich eine sogenannte „inverse“ Bestrahlungsplanung voraus: Wird bei den bisher üblichen Bestrahlungsplänen berechnet, zu welcher Dosisverteilung eine bestimme Feldkonfiguration führt, so wird bei der inversen Bestrahlungsplanung eine gewünschte Dosisverteilung und maximal tolerierbare Belastung von Risikoorganen vorgegeben (dose constraints) und der Planungsrechner bestimmt, welche Bestrahlungsrichtungen und Teilfelder (Segmente) hierfür mit welcher Dauer bestrahlt werden müssen. Die maximale Anzahl an Bestrahlungsrichtungen und Segmente kann hierbei ebenfalls vorgegeben werden.
Bei den neuesten dynamischen Bestrahlungstechniken wie der „Volumetric Modulated Arc Therapy“ (VMAT) der Firma Elekta bzw. „Rapid Arc“ der Firma Varian werden sowohl der Schwenkarm des Bestrahlungsgerätes, der die Bestrahlungsrichtung vorgibt, wie auch die MLCs und gegebenenfalls auch die Blendendrehung und die Dosisleistung während der Bestrahlung kontinuierlich modifiziert, um hierdurch eine noch exaktere Intensitätsmodulation und damit  gleichförmigere Dosisverteilung im ZV zu erzielen, bei noch besserer Schonung von Risikoorganen. Diese komplexen Bestrahlungstechniken setzen aufwendige individuelle dosimetrische Kontrollen durch die Medizinische Physik vor jeder Bestrahlung voraus.
Neben diesen Weiterentwicklungen im Bereich der Bestrahlungstechnik sind auch die Möglichkeiten der Lagerungs- und ZV-Kontrolle in den letzten Jahren im Sinne einer bildgeführten Strahlentherapie (Image-guided Radiation Therapy= IGRT) deutlich verbessert worden. Erfolgte in früheren Jahren die Lagerungskontrolle zumeist mit Feldkontrollaufnahmen unter Verwendung der therapeutischen Strahlung und gegebenenfalls zusätzlichem Matching mit den digitalen Rekonstruktionen aus dem Bestrahlungsplan, so besteht bei den neusten Linearbeschleunigern zumeist die Möglichkeit sogenannter Cone-Beam-CTs (CB-CT), d. h. CTs direkt in der aktuellen Lagerungsposition vor der Bestrahlung entweder mittels der therapeutischen Strahlung (Megavoltage CB-CT) oder mit einer zusätzlich angebrachten KV-Röhre (Kilovoltage CB-CT) anzufertigen, wobei letztere aufgrund der niedrigeren Energie zumeist eine bessere Bildgebung liefert (Abb. 3).

Diese CTs werden dann unter ärztlicher Kontrolle automatisch mit dem Planungs-CT überlagert und gegebenenfalls eine notwendige Tischverschiebung zur exakten Übereinstimmung der aktuellen Lagerung mit der Lagerung im Planungs-CT berechnet und nach ärztlicher Freigabe automatisch auf den Bestrahlungstisch übertragen. Zusätzlich gibt es Möglichkeiten, auch die Organbeweglichkeit und damit auch die Bewegung der Tumorregion insbesondere durch die Atmung zu berücksichtigen. Hat man hierbei bisher entweder ein Planungs-CT unter normaler Atmung oder in maximaler In- und Exspiration durchgeführt, um bei der Planung den Sicherheitssaum um die Tumorregion so groß zu wählen, dass diese in jeder Atemphase auch tatsächlich vollständig erfasst wird, so werden heutzutage vielfach sogenannte „4D-CTs“ zur Bestrahlungsplanung verwendet. Hierbei wird parallel zum CT auch die Atemphase aufgezeichnet und anschließend jeder Atemphase ein CT-Satz zugeordnet. Dadurch ist es möglich, die tatsächliche Bewegung des ZV zu berücksichtigen und den Sicherheitssaum klein zu halten oder die Bestrahlung nur in einer bestimmten Atemphase, d. h. atemkontrolliert (sogenanntes „Gating“) durchzuführen und somit den Sicherheitssaum noch weiter zu verkleinern. Für diese Atemkontrolle werden verschiedenste Systeme angeboten, die von einer Aufzeichnung der Atmung mittels Atemmaske und manueller Unterbrechung der Bestrahlung außerhalb der entsprechenden Atemphase bis zu einer automatischen Überwachung der Thoraxbewegung und entsprechender Steuerung der Bestrahlung gehen. Die Verkleinerung des Sicherheitssaumes ermöglicht höhere Enddosen im Bereich der Tumormanifestationen und gegebenenfalls höhere Einzeldosen. Kombiniert man dieses Verfahren noch mit einer Verbesserung der Lagerung, z. B. durch individuell angefertigte Vakuummatratzen, d. h. Lagerungshilfen, die mithilfe eines Vakuums exakt der Körperform angepasst werden, so sind dies die Voraussetzungen für eine „stereotaktische“ Bestrahlung des Tumors. Hierbei werden wenige Bestrahlungen, d. h. Fraktionen mit hohen Einzeldosen und entsprechend erhöhter biologischer Wirksamkeit, über multiple Einstrahlrichtungen eingestrahlt. Z. T. werden hierbei auch non-koplanare Felder verwendet, d. h. Felder, deren Einstrahlrichtungen nicht alle auf einer Ebene liegen.

Die mit einer kombinierten Radiochemotherapie im Stadium III erreichten 5-Jahres-Überlebensraten liegen zumeist unter 20%, sowohl wegen einer unzureichenden lokalen Kontrolle wie auch wegen des Auftretens einer Metastasierung. Eine alleinige Radiatio aufgrund von Kontraindikationen gegen eine Chemotherapie führt zu einer 5-Jahres-Überlebensrate von nur ca. 5%.