Stereotaktische Radiochirurgie (SRS)

Die stereotaktische Radiochirurgie (Stereotactic Radiosurgery, SRS) (hochpräzise einmalige Strahlenbehandlung) ist ein hochpräzises Bestrahlungsverfahren (Strahlentherapie) zur einmaligen Applikation einer hohen Strahlendosis (hohe Strahlenmenge) auf ein definiertes Zielvolumen (genau abgegrenzter Zielbereich) im Bereich des Zentralnervensystems (ZNS) (Gehirn und Rückenmark) oder seltener in anderen Regionen des Körpers (Körperbereiche). Die Methode kombiniert millimetergenaue Lagerung (exakte Positionierung), stereotaktische Bildgebung (präzise bildgestützte Zielerfassung) und konformale Dosisverteilung (passgenaue Verteilung der Strahlendosis).

Im Gegensatz zur fraktionierten Strahlentherapie (aufgeteilte Bestrahlung über mehrere Sitzungen) erfolgt bei der SRS die Behandlung in einer einzigen Sitzung (Single-Shot) (Einmalbehandlung). Typische Einsatzgebiete sind zerebrale Metastasen (Tochtergeschwülste im Gehirn), meningeale Tumoren (Tumoren der Hirnhäute), arteriovenöse Malformationen (AVM) (Gefäßfehlbildungen) und funktionelle Indikationen (Behandlungsgründe ohne strukturelle Erkrankung) wie Trigeminusneuralgie (starke Gesichtsschmerzen durch Nervenreizung).

Zielsetzung und Wirkung

• Maximale Dosis im Zielvolumen bei einmaliger Behandlung – durch steile Dosisgradienten (rascher Abfall der Strahlendosis außerhalb des Zielgebiets) und submillimetergenaue Positionierung.
• Schonung umliegender Hirnstrukturen – durch hochkonformale Dosisverteilung und präzise Bildnavigation (bildgestützte Steuerung).
• Vermeidung invasiver neurochirurgischer Eingriffe – insbesondere bei funktionell kritischen Lokalisationen (empfindliche Gehirnbereiche) oder multimorbiden Patienten (Patienten mit mehreren Erkrankungen).
• Reduktion der Therapiedauer – im Vergleich zu fraktionierten Regimen (Behandlungsschemata) wird die gesamte Therapie in einer Sitzung durchgeführt.
• Hohe lokale Kontrolle bei geringer Toxizität – insbesondere bei kleinen, gut abgrenzbaren Läsionen (Gewebeveränderungen).

Indikationen 

• Zerebrale Metastasen
  • Bis zu 3-5 Läsionen mit jeweils ≤ 3 cm Durchmesser, v. a. bei kontrolliertem Primärtumor (Ausgangstumor) und stabilem Allgemeinzustand.
  • Auch bei Rezidiven (Wiederauftreten der Erkrankung) nach Ganzhirnbestrahlung (WBRT) (Bestrahlung des gesamten Gehirns).
• Vestibularisschwannome (Akustikusneurinome) (gutartige Tumoren des Hör- und Gleichgewichtsnervs)
  • Alternative zur Mikrochirurgie (operative Entfernung unter dem Mikroskop) bei Tumoren < 3 cm ohne klinisch relevante Hirnstammeinengung.
• Meningeome (WHO-Grad I und II) (Tumoren der Hirnhäute)
  • Bei inoperablen oder rezidivierten Läsionen, insbesondere an der Schädelbasis.
• Arteriovenöse Malformationen (AVM)
  • Therapieoption bei tief gelegenen oder nicht operablen AVMs, z. B. im Thalamus (Teil des Zwischenhirns) oder Hirnstamm.
• Trigeminusneuralgie
  • Hochpräzise Dosisapplikation auf den N. trigeminus (Gesichtsnerv), v. a. bei therapieresistenter Symptomatik (nicht ausreichend behandelbare Beschwerden) und Kontraindikation (Gegenanzeige) zur Mikrovaskulären Dekompression (operative Druckentlastung eines Nervs).
• Hypophysenadenome (gutartige Tumoren der Hirnanhangsdrüse)
  • Residualtumoren (verbliebene Tumorreste) nach Operation oder Rezidive mit klar abgrenzbarem Zielvolumen und ausreichendem Abstand zum Chiasma opticum (Sehnervenkreuzung).

Kontraindikationen 

• Läsionen > 3-4 cm Durchmesser
  • Erhöhtes Risiko für Strahlennekrosen (Gewebeuntergang durch Strahlung) oder inkomplette Tumorkontrolle.
• Nähe zu hoch strahlensensiblen Strukturen
  • z. B. Sehnerven, Chiasma opticum, Hirnstamm – Überschreiten von Dosisgrenzwerten (Grenzwerte für Strahlendosis) kann irreversible Schäden verursachen.
• Nicht eindeutig abgrenzbare Läsionen
  • z. B. diffuses infiltrierendes Gliom (diffus wachsender Hirntumor), entzündliche Prozesse (Entzündungen) – Risiko fehlerhafter Zieldefinition.
• Ausgeprägte intrafraktionelle Bewegung (Bewegung während der Bestrahlung)
  • v. a. bei extrakranieller SRS (außerhalb des Schädels), z. B. Wirbelsäule, ohne IGRT-basiertes Tracking (bildgestützte Positionskontrolle in Echtzeit).

Das Verfahren (Anwendung und Durchführung)

• Planung
  • Hochauflösende Magnetresonanztomographie (MRT) (Kernspintomographie) mit ≤ 1 mm Schichtdicke
  • Optionale Computertomographie (CT) (Röntgenschichtuntersuchung) zur Dichtekalibrierung und Knochenvisualisierung
  • Bildfusion (Zusammenführung verschiedener Bilddaten) zur exakten Zielvolumendefinition
• Fixation und Lagerung
  • Intrakranielle SRS: Kopfrahmen (Fixierungssystem am Schädel), z. B. Leksell-Frame, oder rahmenlose Maskensysteme mit Echtzeittracking (laufende Positionskontrolle)
  • Exakte Lagerung ist Voraussetzung für Submillimeter-Präzision
• Applikationstechnik
  • Linearbeschleuniger (Linac-basierte SRS) (Gerät zur Erzeugung hochenergetischer Strahlung) mit MLC (Multileaf-Kollimator, bewegliche Strahlenblenden) und IGRT (image guided radiotherapy, bildgeführte Strahlentherapie)
  • Spezialisierte Systeme:
    • Gamma Knife (Spezialgerät mit Kobaltquellen) – simultane Dosisabgabe aus 192 Quellen
    • CyberKnife (robotergestütztes Bestrahlungssystem) – Robotergestützter Linac mit Echtzeitverfolgung
  • Applikationsdauer: wenige Minuten bis > 1 Stunde, je nach Technik und Zielvolumen
• Dosisregime
  • Typischerweise 12-24 Gy (Maßeinheit für Strahlendosis) in einer Fraktion (Behandlungseinheit), abhängig von Indikation, Volumen und Organnähe

Aktueller Stellenwert im Therapiekonzept

Die SRS ist ein fester Bestandteil der modernen neuroonkologischen (Tumorerkrankungen des Nervensystems betreffend) und funktionellen Strahlentherapie. Sie bietet in ausgewählten Fällen eine onkologisch (krebsmedizinisch) gleichwertige Alternative zur Operation, insbesondere bei kleinen, umschriebenen Läsionen in funktionell kritischer Lage. Bei zerebralen Metastasen konnte durch SRS eine verbesserte lokale Kontrolle und ein günstiges Nebenwirkungsprofil im Vergleich zur Ganzhirnbestrahlung (WBRT) gezeigt werden. Auch funktionelle Indikationen wie Trigeminusneuralgie oder AVM profitieren von der nicht-invasiven Hochpräzisionstechnik. Voraussetzung ist eine enge interdisziplinäre Abstimmung (Zusammenarbeit verschiedener Fachrichtungen) sowie Expertise in stereotaktischer Planung, Durchführung und Nachsorge.

Evidenzlage und Studien

• JLGK0901 (Japan) – Prospektive Beobachtungsstudie (vorausschauende Beobachtungsstudie) mit > 1.000 Patienten; bei bis zu 10 zerebralen Metastasen war SRS der alleinigen WBRT hinsichtlich Überleben nicht unterlegen [1].
• ROSA-Studie – Vergleich SRS vs. WBRT bei 1-4 Hirnmetastasen: SRS mit weniger kognitiven Nebenwirkungen (Beeinträchtigungen der geistigen Leistungsfähigkeit), gleiche lokale Kontrolle [2].
• Retrospektive Studien bei Vestibularisschwannomen (rückblickende Studien) – 5-Jahres-Kontrollraten > 95 %, Hörfunktion in bis zu 70 % erhalten [3].
• AVM-Behandlung mit SRS – Okklusionsrate (Verschlussrate der Gefäßfehlbildung) bis zu 80 % nach 2-3 Jahren, abhängig von Größe und Lage [4].
• Trigeminusneuralgie – Erfolgsrate initial bis 80 %, jedoch mit Rezidivrisiko (Risiko eines Wiederauftretens) nach mehreren Jahren [5].
• Randomisierte Phase-III-Studie (hochwertige klinische Vergleichsstudie) – Bei 5-20 Hirnmetastasen zeigte die stereotaktische Radiochirurgie im Vergleich zur hippocampusschonenden Ganzhirnbestrahlung eine signifikante Verbesserung von Symptomlast (Beschwerdestärke), Alltagsfunktion und neurokognitiver Leistungsfähigkeit (geistige Leistungsfähigkeit). Kein Unterschied im Gesamtüberleben, jedoch höhere Rate neuer Hirnmetastasen und Strahlennekrosen [6].

Literatur

1. Yamamoto M et al.: Stereotactic radiosurgery for patients with multiple brain metastases (JLGK0901): A multi-institutional prospective observational study. Lancet Oncol. 2014;15(4):387-395. https://doi.org/10.1016/S1470-2045(14)70061-0
2. Brown PD et al.: Effect of radiosurgery alone vs. radiosurgery with whole brain radiation therapy on cognitive function in patients with 1 to 3 brain metastases. JAMA. 2016;316(4):401-409. https://doi.org/10.1001/jama.2016.9839
3. Hasegawa T et al.: Long-term outcomes of Gamma Knife surgery for vestibular schwannomas: 10-year follow-up. J Neurosurg. 2005;102(1):10-16. https://doi.org/10.3171/jns.2005.102.1.0010
4. Jafar J, Rezai AR et al.: Linear accelerator radiosurgery for cerebral arteriovenous malformations: An update. Neurosurgery. 1994;34(1):14-21. https://doi.org/10.1227/00006123-199401000-00003
5. Dhople AA  et al. Long-term outcomes after Gamma Knife surgery for classic trigeminal neuralgia: implications of treatment and critical review of the literature J Neurosurg 2009 Aug;111(2):351-8. doi: 10.3171/2009.2.JNS08977.
6. Aizer AA et al.: Treatment for Brain Metastases With Stereotactic Radiation vs Hippocampal-Avoidance Whole Brain Radiation: A Randomized Clinical Trial. JAMA. 2026. https://doi.org/10.1001/jama.2026.0076