Bouw van de protonenfaciliteit in Groningen Universitair ... · Bouw van de protonenfaciliteit in...

Bouw van de protonenfaciliteit in GroningenUniversitair Medisch Centrum Groningen

Februari 2008

Bouw van de protonenfaciliteit in Groningen

Universitair Medisch Centrum Groningen

Universitair Medisch Centrum Groningen 2

Bouw van de protonenfaciliteit in Groningen 3

Voorwoord

Als vooraanstaand centrum voor patiëntenzorg, opleiding & onderwijs en medisch-wetenschappelijk

onderzoek wil het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG) graag een belangrijke bijdrage

leveren aan actuele en toekomstige gezondheidsvraagstukken in Nederland.

Recent heeft het Ministerie van Volksgezondheid, Welzijn en Sport (VWS) deze vraagstukken ingedeeld

in vijf belangrijke sociale thema’s. In de komende jaren spelen deze thema’s een significante rol in de

toepassing van de bestaande onderzoeken ontwikkelcapaciteit in Nederland. De thema’s zijn:

anticiperen op een groeiende en voortdurend veranderende zorgvraag; langer leven in gezondheid;

houdbare kwaliteit en patiëntveiligheid; grenzen aan zorg en omgaan met schaarste en risico’s, en

het versnellen van ontwikkeling en toepassing van innovatieve medische producten.

Het UMCG heeft de ambitie deze vraagstukken actief op te pakken. Het UMCG heeft een lange traditie

als het gaat om fundamenteel en patiënt georiënteerd wetenschappelijk onderzoek naar chronische

ziekten en veroudering. Deze kennis, gebundeld met meer dan 200 jaar ervaring in de patiëntenzorg,

zet het UMCG in om patiënten met een complexe zorgvraag een behandeling op maat te geven.

Investeringen in kennis op het gebied van veroudering vertalen zich in economische groei en nieuwe

producten, die er op hun beurt voor zorgen dat de vergrijzende bevolking langer gezond en zelfstandig

kan leven.

In deze brochure kunt u lezen hoe de realisatie van een faciliteit voor protonentherapie op het UMCG-

terrein in Groningen kan bijdragen aan verbeteringen op het gebied van ontwikkeling en implementatie

van medische producten, zodat patiënten die kanker hebben langer in goede gezondheid kunnen leven.

We hopen dat we uw interesse gewekt hebben!

Frans C.A. Jaspers Prof. dr. Hans A. Langendijk

Lid van de Raad van Bestuur UMCG Afdelingshoofd medische zaken,

Radiotherapie

Kanker is een van de belangrijkste doodsoorzaken in ontwikkelde landen. Als gevolg van de vergrijzing

van de bevolking zal zowel de incidentie van kanker (het aantal nieuwe gevallen per jaar) als de

prevalentie van kanker (het totaal aantal patiënten dat in leven is) toenemen. De prevalentie van kanker

neemt toe als gevolg van verbetering van de behandelresultaten. Intensivering van de behandeling van

kanker heeft geleid tot verbetering van de resultaten in termen van overleving. De keerzijde is dat deze

intensivering vaak ook gepaard gaat met een toename van zowel acute als late bijwerkingen. Dit geldt

ook bij behandeling door middel van radiotherapie. Veel van deze bijwerkingen zijn blijvend van aard en

hebben vaak een negatieve invloed op de kwaliteit van leven. Het afgelopen decennium zijn belangrijke

stappen gezet in verbetering van de kwaliteit van de radiotherapie als gevolg van verbeterde technologie.

In de nabije toekomst zijn echter geen spectaculaire verbeteringen meer te verwachten indien gebruik

gemaakt blijft worden van de op dit moment gebruikte fotonenbestraling. De volgende fase in de radio-

therapie, bestraling met protonen, zal de behandelmethode voor kanker verbeteren en de bijwerkingen

ervan doen afnemen.

De faciliteit voor protonentherapie van het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG) wordt

een geavanceerd centrum voor de behandeling van patiënten met kanker, waar de klinische toepassing

van protonen wordt gecombineerd met innovatief onderzoek naar ionen. De faciliteit moet in 2013

operationeel zijn en zal in eerste instantie voorzien in de behandeling van 1.000 tot 1.200 patiënten per

jaar. De verrichtingen die worden uitgevoerd in de faciliteit omvatten zowel de voorbereiding van de

behandeling als de uitvoering van de behandeling. De faciliteit voor protonentherapie zal worden

gebouwd op het UMCG-terrein en bij de start bestaan uit twee behandelkamers.

Door de unieke bundeleigenschappen van protonen in vergelijking met fotonen, is het mogelijk de dosis

in de gezonde weefsels aanzienlijk te verlagen, zonder dat dit ten koste gaat van de dosis in de tumor.

Hierdoor ontstaan meer mogelijkheden, ook in de meest complexe gevallen, om bij patiënten met

kanker de tumor te controleren met minder bijwerkingen. Dit is vooral relevant bij tumoren die gelegen

zijn in de directe nabijheid van kritieke organen (i.e. organen die door bestraling beschadigd kunnen

raken), zoals bij longkanker, prostaatkanker, hoofdhalskanker en bij hersentumoren. Behandeling met

protonen zal daarom leiden tot een grotere kans om te overleven zonder blijvende bijwerkingen bij grote

groepen patiënten.

Samenvatting


De faciliteit voor protonentherapie op het terrein van het UMCG biedt de mogelijkheid hoogwaardige

patiëntenzorg te combineren met zowel preklinisch als translationeel en klinisch onderzoek. Mede door

de nauwe samenwerking met het Kernfysisch Versneller Instituut (KVI van de RUG) in Groningen, zijn er

ongekende mogelijkheden voor verdere technologische ontwikkelingen in protonentherapie. Daarnaast

werkt het UMCG op dit gebied al sinds een tiental jaren samen met een aantal (buitenlandse)instituten.

Juist de combinatie van deze instellingen die elkaar perfect aanvullen, maakt Groningen zeer geschikt als

locatie voor een protonenfaciliteit. Deze samenwerking levert een belangrijke bijdrage aan het succes van

de protonenfaciliteit in Groningen. De aanwezigheid van de protonenfaciliteit zal hooggekwalificeerde

onderzoekers aantrekken van binnen en buiten Nederland.

De afdeling Radiotherapie heeft veel expertise opgebouwd in onderzoek naar normale weefselschade.

Daarbij wordt gebruik gemaakt van de protonenbundel in het Kernfysisch Versneller Instituut (prof. S.

Brandenburg) en het Paul Scherrer Instituut (PSI, dr. ir. J.M. Schippers en dr. ir. T. Lomax) in Villigen,

Zwitserland. In samenwerking met KVI, PSI en RaySearch zijn nieuwe initiatieven ontwikkeld voor

de start van een aantal nieuwe wetenschappelijke onderzoeksprojecten die een belangrijke bijdrage

leveren aan kennis en expertise op het gebied van bestraling met protonen en beeldvorming. Door

samenwerkingsovereenkomsten te sluiten met zowel algemene als categorale ziekenhuizen en andere

radiotherapeutische instituten, wordt optimale behandeling van patiënten uit het UMCG en in de rest

van Nederland (en mogelijk Europa) gegarandeerd.

De participatie van Nederlandse zorgverzekeraars is noodzakelijk zodat de behandeling beschikbaar is

voor alle patiënten met kanker voor wie behandeling met protonen een duidelijk voordeel oplevert. Het

opzetten van andere faciliteiten in Nederland draagt bij tot een landelijke implementatie van protonen-

therapie zodat de benodigde capaciteit gegarandeerd wordt en er voldoende mogelijkheden zijn om

multicentrische klinische studies te verrichten.

Bij de financiële haalbaarheid van de faciliteit voor protonentherapie, moet rekening worden gehouden

met een aantal onzekerheden. De initiele investering is hoog door de hoge kosten voor gebouw en

apparatuur en de onzekerheid over de dekking van de behandeling door zorgverzekeraars.

Op basis van een recent uitgevoerde analyse is de verwachting dat de faciliteit op de lange termijn

financieel gezond is.



Voorwoord 3

Samenvatting 4

Inhoud 7

1. Inleiding 9 1.1. Het Universitair Medisch Centrum Groningen 9

1.2. Kanker 10

1.3. Radiotherapie 10

2. Wat zijn protonen? 12

3. De protonenfaciliteit in Groningen 13

4. Voordelen van protonentherapie 15 4.1. Voordelen voor de patiënt 15

4.2. Voordelen voor de gemeenschap 17

4.3. Voordelen voor Noord-Nederland 18

5. Ambitie en doelstellingen 21 5.1. Ambitie 21

5.2. Doelstellingen 22

6. Beschrijving van de faciliteit 24

7. Financiële aspecten 27

8. Onderzoeksprogramma 29 8.1. Lopende onderzoeksprojecten 29

8.2. Gepland onderzoeksprogramma 30

8.3. Projectleiders 32

9. Samenwerkingsverbanden 35 9.1. Bestaande samenwerkingsverbanden 35

9.2. Nederlandse ziekenhuizen en instellingen 36

10. Kostendekking door de zorgverzekering 39

Inhoud

1.1. Het Universitair Medisch Centrum Groningen

Het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG) heeft vele gezichten. Met ruim 9.700 werk-

nemers, meer dan 1.300 bedden en 350.000 polikliniekbezoeken is het UMCG één van de grootste

ziekenhuizen van Nederland, een belangrijke werkgever en een economische motor voor de regio. Het

is het enige universitair medisch centrum in het noorden van Nederland. Patiënten worden vanuit de

gehele regio verwezen naar het UMCG, bijvoorbeeld als ze een zeldzame, een moeilijk te diagnosticeren,

of een moeilijk te behandelen ziekte hebben. Bovendien is het UMCG een centrum voor onderwijs en

onderzoek. Jaarlijks worden er honderden professionals, zoals (tand)artsen, fysici en verpleegkundigen

opgeleid. Ook staat het UMCG garant voor honderden wetenschappelijke publicaties per jaar in

vooraanstaande internationale vaktijdschriften. De kracht van het UMCG ligt in de sterke integratie van

patiëntenzorg, opleiding en onderzoek. Zo kunnen medewerkers van het UMCG profiteren van elkaars

kennis en ervaring en kan de zorg voor de patiënt verbeterd worden. Het UMCG levert hiermee een

belangrijke bijdrage aan de toekomst van gezondheid.

Alleen al door zijn omvang is het UMCG een ‘stad in een stad’. Elke dag wordt het UMCG bezocht door

circa 20.000 mensen, variërend van werknemers en studenten tot patiënten en hun bezoekers. Elk jaar

vinden er in het UMCG tientallen nationale en internationale symposia en congressen plaats met

deelnemers vanuit de hele wereld. Net als een gewone stad heeft het UMCG winkels en cafés. De

architectuur van het UMCG versterkt de vergelijking met een stad doordat verpleegafdelingen en

poliklinieken aan overdekte straten liggen. De achterliggende filosofie is patiënten te doen vergeten

dat zij in een ziekenhuis zijn.

Het UMCG is de grootste onderwijsinstelling voor geneeskunde in Nederland. Elk jaar schrijven 440

eerstejaars studenten Geneeskunde zich in, evenals 60 studenten Tandheelkunde en 150 studenten

Bewegingswetenschappen. Behalve onderwijs op universitair niveau biedt het UMCG ook opleidingen

op allerlei andere niveaus. Vierhonderd artsen zijn in opleiding tot specialist in het UMCG dat onderdak

biedt aan alle medische specialismen.

Voor de moderne patiëntzorg is het noodzakelijk wetenschappelijk onderzoek te verrichten naar nieuwe

technieken, nieuwe geneesmiddelen en nieuwe behandelen zorgmethoden. In het UMCG is het klinisch

wetenschappelijk onderzoek sterk geïntegreerd met fundamenteel en translationeel onderzoek.

Het UMCG streeft ernaar zijn patiënten zo snel en zo vriendelijk mogelijk te behandelen. In multi-

disciplinaire teams wordt door medisch specialisten samengewerkt zodat de patiënt niet al deze

specialisten afzonderlijk hoeft te bezoeken. In plaats daarvan kunnen ze naar één polikliniek gaan waar

de specialisten hen bezoeken. Het UMCG heeft meer dan dertig van dergelijke multidisciplinaire poli-

klinieken, o.a. voor hemofilie, reuma, spina bifida, spasticiteit, diabetes, erfelijke hartritmestoornissen

en voor verschillende soorten kanker.

Bovendien is het UMCG een van de tien erkende traumacentra in Nederland en een van de weinige

centra ter wereld waar alle orgaantransplantaties worden uitgevoerd.


1. Inleiding


1.2. Kanker

Kanker is een ziekte die vooral bij ouderen voorkomt en vormt een van de belangrijkste doodsoorzaken

in de ontwikkelde landen. In deze landen waar de levensverwachting toeneemt, groeit zowel de

incidentie van kanker (aantal nieuwe kankerpatiënten) als de prevalentie (aantal patiënten met kanker

dat in leven is) voortdurend, evenals het aantal sterfgevallen als gevolg van kanker. Dit heeft te maken

met verschillende oorzaken, waaronder slechte levensgewoontes (bijv. roken), luchtverontreiniging en

vergrijzing.

Het is duidelijk dat er de laatste decennia belangrijke vooruitgang is geboekt in de behandeling van

patiënten met kanker. Lange tijd was een operatieve ingreep de enige manier om een tumor te

behandelen. Overigens is chirurgie in veel gevallen de behandeling van eerste keuze en wordt ook nog

steeds frequent toegepast. Radiotherapie is een relatief jong specialisme dat de laatste jaren een sterke

ontwikkeling heeft doorgemaakt. Daarnaast wordt in toenemende mate gebruik gemaakt van

systemische behandelvormen, zoals chemotherapie en de sterk in ontwikkeling zijnde ‘molecular

targeted agents’ om kwaadaardige cellen te vernietigen. De nieuwe behandelmethoden, en vooral

de combinatie ervan, hebben ertoe geleid dat voor een groot aantal soorten kanker de kansen op

genezing duidelijk zijn toegenomen.

1.3. Radiotherapie

Radiotherapie is vergeleken met chemotherapie en chirurgie relatief goedkoop en blijkt het meest

kosteneffectief bij de curatieve behandeling van kanker. Desondanks is er wereldwijd behoefte om de

kwaliteit van radiotherapie verder te optimaliseren. Met nieuwe radiotherapietechnieken zoals

intensiteitsgemoduleerde radiotherapie (IMRT) en stereotaxie, maar ook dankzij ontwikkelingen op het

gebied van ICT-technologie, zijn de resultaten van behandeling de laatste jaren al duidelijk verbeterd.

Ondanks deze ontwikkelingen is radiotherapie niet bij alle patiënten succesvol. Zoals bij vrijwel iedere

behandelvorm tegen kanker, kan radiotherapie lijden tot bijwerkingen op zowel korte als lange termijn.

Sommige van deze bijwerkingen treden direct na de behandeling op en kunnen blijvend van aard zijn.

Ook kunnen ze optreden vele jaren nadat de behandeling is afgerond. Deze late bijwerkingen kunnen

soms leiden tot al of niet ernstige functiebeperkingen en een belangrijke negatieve invloed uitoefenen op

de kwaliteit van leven van patiënten. De kans op - en de ernst van - deze late bijwerkingen hangt onder

anderen af van de dosis in - en het volume van - het normale weefsel dat is bestraald.

Ongeveer 50-60% van alle patiënten met kanker wordt behandeld met radiotherapie, vaak in

combinatie met chemotherapie of chirurgie. In Nederland gaat het op dit moment om ongeveer

45.000 patiënten per jaar. Van alle patiënten met kanker geneest ongeveer de helft. Van de

overlevers is circa 40% behandeld met radiotherapie.


Daarnaast kan radiotherapie bij patiënten die hun ziekte overleven bestralingsgeïnduceerde tumoren

veroorzaken. Naast de dosis in de normale weefsels spelen de tijdsfactor en de leeftijd van de patiënt

op het moment van behandeling hierbij een belangrijke rol. Vandaar dat de bestralingsgeïnduceerde

tumoren vooral relevant zijn bij de behandeling van kinderen en (jong) volwassenen met een relatief

goede levensverwachting.

Een ander probleem bij de behandeling met radiotherapie kan zijn dat de tumor zodanig is gelegen ten

opzichte van vitale organen, dat de dosis die nodig is om de tumor te vernietigen niet kan worden

gegeven zonder dat dit leidt tot onacceptabel ernstige bijwerkingen van normale weefsels.

De kans op een succesvolle behandeling met radiotherapie wordt vergroot als de dosis in de tumor

voldoende hoog is om deze te vernietigen, terwijl tegelijkertijd de dosis in de gezonde weefsels zo laag

mogelijk wordt gehouden. Dit kan het beste worden bereikt wanneer gebruik gemaakt wordt van

protonen.


Ten opzichte van fotonen zijn de fysische eigenschappen van protonen zodanig, dat een lagere dosis

straling aan het omliggende gezonde weefsel afgegeven kan worden. Daardoor wordt de schade aan

gezond weefsel tot een minimum beperkt (zie figuur 1). Dit verhoogt de bestralingstolerantie van

patiënten waardoor minder acute en late bijwerkingen ontstaan. Daarnaast zal het in een aantal gevallen

mogelijk zijn om de dosis in de tumor te verhogen, waardoor een hogere genezingskans kan worden

bereikt. Een ander voordeel van bestraling met protonen en ionen is dat de integraal geabsorbeerde dosis

(i.e. de relatief lage dosis in de rest van het lichaam) lager is ten opzichte van een fotonenbundel.

Hierdoor neemt het risico van bestralingsgeïnduceerde kanker af. Deze lagere dosisafgifte aan het

gezonde weefsel is in overeenstemming met het ‘as low as reasonably achievable’ (ALARA)-principe:

een fundamenteel gegeven in de radiotherapie.

Ten opzichte van protonen hebben ionen het voordeel dat de biologische schade die wordt aangebracht

in de Bragg-peak (zie figuur 1) hoger is. Hierdoor wordt bij dezelfde fysische dosis meer biologische

schade aangebracht in de tumor zonder een toename van de schade in de normale weefsels. De exacte

toegevoegde waarde van dit fenomeen is echter nog onvoldoende duidelijk, waardoor behandeling met

ionen op dit moment nog als experimenteel wordt beschouwd.

2. Wat zijn protonen?

Bestraling met geladen deeltjes of (ook wel hadrontherapie genoemd) is een veelbelovende

ontwikkeling binnen de radiotherapie. Onder hadrontherapie wordt verstaan bestraling met

zowel protonen (waterstofatomen) als ionen (bijv. koolstofionen).

Het grootste voordeel van bestraling met protonen ten opzichte van fotonen is dat een optimale

dosis kan worden verkregen ter plaatse van de tumor, terwijl het gezonde weefsel veel beter

wordt gespaard. Dit heeft te maken met de specifieke bundeleigenschappen van protonen.

Hierdoor kunnen meer patiënten genezen zonder bijwerkingen.

Figuur 1: Schematisch weergave van de voordelen van protonen ten opzichte van fotonen.

Het tumorgebied is weergegeven door het rood gearceerde gebied. Bij bestraling met fotonen (groene lijn) vindt de dosis-afgifte plaats vlak nadat de stralen-bundel het lichaam binnenkomt en neemt daarna af. Bij bestraling met protonen (rode lijn) is de dosisafgifte in het begin veel lager en neemt toe tot een bepaalde piek (de zogenaamde Bragg-peak). Achter de Bragg-peak is, in tegenstelling tot de fotonenbundel, de dosis vrijwel nihil. Om een goede en homogene dosis in het tumorgebied te krijgen kan een aantal Bragg-peaks worden geproduceerd die bij elkaar opgeteld de zogenaamde ‘spread-out Bragg-peak’ vormen (blauwe lijn). Het verschil tussen fotonen en protonen wordt weergegeven door het gearceerde lichtgele gebied. Voor zowel voor als achter het tumorgebied (normale weefsels) is de dosis beduidend lager met protonen als met fotonen (verschil groene lijn en blauwe lijn).

3. De protonenfaciliteit in Groningen


Het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG) ambieert de bouw van een faciliteit die voorziet

in het behandelen van patiënten met kanker door middel van protonen. Daarnaast zal in deze faciliteit

onderzoek worden verricht naar de mogelijk toegevoegde waarde van behandeling met ionen. De

protonenfaciliteit wordt gebouwd op het terrein van het UMCG, waarbij wordt gestreefd naar een zo

optimaal mogelijke integratie met de huidige afdeling Radiotherapie. De protonenfaciliteit maakt deel uit

van het Groningen Cancer Center. In dit centrum zijn alle benodigde modaliteiten voor de behandeling

van kanker aanwezig. Daarnaast wordt topkwaliteit geboden in onderzoek, opleiding en onderwijs. Het

Groningen Cancer Center is gebaseerd op het Anglo-Saksische model (‘Comprehensive Cancer Center’)

en werkt in een Europees kader (waartoe ook deelname aan het Center of Translational Molecular

Medicine behoort). Met de realisatie van deze faciliteit zullen in het Groningen Cancer Center alle

moderne kankerbehandelingen beschikbaar komen voor patiënten.

De grote mate van nauwkeurigheid die bij de toediening van straling met protonen kan worden bereikt,

vereist een even grote nauwkeurigheid bij de afgrenzing van tumoren. Hiervoor is een hoge kwaliteit

van beeldvorming van essentieel belang. Het UMCG bezit alle beschikbare medische apparatuur op het

gebied van beeldvormende technieken die zorgen voor een uiterst nauwkeurige definitie van het

doelgebied voor radiotherapie. Er zijn faciliteiten voor Magnetic Resonance Imaging (MRI, Magnetische

Resonantie Beeldvorming) aanwezig. Tevens beschikt het UMCG over één van de best uitgeruste

PET-centra ter wereld met Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT, enkelvoudige

fotonemissie computertomografie), Positron Emission Tomography (PET, positronemissie tomografie)

en onderzoeksfaciliteiten (animal SPECT/CTPET).

Groningen kan worden beschouwd als de meest geschikte en voor de hand liggende locatie in Nederland

om een faciliteit voor protonentherapie te bouwen vanwege de al aanwezige kennis op het gebied van

normale weefselschade gecombineerd met de nauwe samenwerking met het Kernfysisch Versneller

Instituut van de RUG en met buitenlandse faciliteiten (waaronder PSI, Villigen, Zwitserland).


Investering in de behandeling van kanker door middel van protonen biedt talrijke voordelen voor zowel

patiënten als de gezondheidsindustrie. Meer patiënten - met verschillende vormen van kanker - kan een

genezende behandeling worden aangeboden en/of meer patiënten genezen met minder acute of late

bijwerkingen. Recente analyses laten zien dat een faciliteit voor protonentherapie financieel rendabel

kan zijn en door de significante reductie van bijwerkingen op lange termijn zelfs kosteneffectief. Door de

combinatie van expertise op het gebied van patiëntenzorg, wetenschappelijk onderzoek en bestraling

met protonen en ionen, kan deze technologie, en daarmee de behandeling van kanker, in de toekomst

verder worden verbeterd.

4.1. Voordelen voor de patiënt

Naarmate het aantal kankerpatiënten stijgt en de incidentie van veelvoorkomende kankers, zoals borst-,

prostaat- en longkanker toeneemt als gevolg van een hogere levensverwachting, wordt het belang van

verdere optimalisatie van radiotherapie en de beschikbaarheid van nieuwe technologie steeds groter.

De verwachting is dat ongeveer 20% van de patiënten die met radiotherapie worden behandeld, voordeel

hebben bij behandeling met protonen. De verwachting is dat in de protonenfaciliteit Groningen in eerste

instantie 1.000 tot 1.200 patiënten met kanker kunnen worden behandeld. Bestraling met protonen heeft

voor de patiënt de volgende voordelen:

• VerminderingvanbijwerkingenPatiënten die met radiotherapie worden behandeld lopen een relatief hoog risico op onherstelbare

bijwerkingen. Door de dosering van de straling met protonen in kritieke organen (Organs-at-Risk, OARs)

te verminderen, kan dit risico worden verkleind. Van veel organen is bekend dat er een dosis-volume-

effect relatie bestaat. Dit betekent dat het risico op ernstige bijwerkingen toeneemt naarmate de dosis in,

en het bestraalde volume van, de normale weefsels hoger wordt. Verlaging van de dosis en vermindering

van het bestraalde volume leiden dus tot minder bijwerkingen. Dit kan worden bereikt door de unieke

bundeleigenschappen van protonen. Het is vooral van belang bij de behandeling van kwetsbare

patiëntengroepen. Kinderen hebben hun lichaamsfuncties voor de rest van hun leven nodig en oudere

patiënten hebben vaak minder herstelvermogen om hun gezondheid terug te winnen dan jonge mensen,

wat vaak leidt tot meer permanente schade. Dit is vooral van toepassing bij patiënten die worden

behandeld voor longkanker (longsparende behandeling), hoofd- en halskanker (speekselklieren-sparende

behandeling) en prostaatkanker (darm- en blaasfunctie-sparende behandeling).

De bouw van de faciliteit voor protonentherapie in Noord-Nederland zorgt in deze regio voor

extra werkgelegenheid, zowel rechtstreeks (medisch personeel en onderzoekers) als indirect

(aannemers, werknemers voor spin-offs).

4. Voordelen van protonentherapie


Voorbeeld van een patiënt met een tumor in de hersenen. In figuur 2a is de radiotherapeutische planning met behulp van de oude fotonentechniek gemaakt. Te zien is dat het hoge dosisgebied (rood gearceerd) zich voor een groot deel buiten het doelgebied (gele lijn) bevindt. Figuur 2b toont de meest geavanceerde fotonentechniek van dit moment. Ondanks het gebruik van deze techniek is de stralingsdosis die aan de kritieke organen wordt toegediend, zoals de ogen en de hersenen, aanzienlijk. Vooral bij kinderen is het van belang om deze organen zoveel mogelijk te sparen vanwege onomkeerbare en langdurige bijwerkingen. In figuur 2c is de planning met behulp van protonentherapie in beeld gebracht waarbij er een significante reductie van de stralingsdosis in de kritieke organen ontstaat. Bron: dr.ir. T.Lomax, PSI Villigen, Zwitserland.

• RisicovansecundairetumorenVooral jonge patiënten lopen later een reëel risico op het krijgen van bestralingsgeïnduceerde tumoren

na bestraling met fotonen. De kans hierop neemt toe naarmate de leeftijd ten tijde van behandeling lager

is, het interval van behandeling langer is en de integrale dosis in de rest van het lichaam toeneemt. Het

risico op bestralingsgeïnduceerde tumoren is daarom vooral relevant bij jonge patiënten die ondanks hun

kanker een relatief goede prognose hebben.

• VerbeteringvantumorcontroleBij sommige patiënten die worden bestraald met fotonen kan onvoldoende straling ter plaatse van de

tumor worden toegediend die nodig is om tumorcontrole te bereiken. Dit is het geval als de tumor is

gelegen in de directe nabijheid van een kritiek orgaan. Dit geldt bijvoorbeeld voor patiënten met long-

kanker, waarbij een te hoge dosis in de longen kan leiden tot een ernstige bijwerking, de zogenaamde

radiatie-pneumonitis. Door de unieke bundeleigenschappen van protonen kan de dosis in de tumor

worden verhoogd, zonder de tolerantiedosis van het kritieke orgaan te overschrijden. Zo ontstaat een

grotere kans om te genezen zonder ernstige bijwerkingen.

Figuur 2a: Behandelplan met fotonen 3D-conformatiebehandeling (oude techniek).

Figuur 2b: Behandelplan met fotonen IMRT (nieuwe fotonentechniek).

Figuur 2c: Behandelplan met protonen IMPT.


• AlternatiefvooranderemodaliteitenEen aantal tumoren kan niet operatief worden behandeld zonder verminking te veroorzaken. Een

voorbeeld hiervan is oogkanker, waarbij alleen door operatieve verwijdering van het oog de kanker kan

worden verwijderd. In dergelijke gevallen is behandeling met protonen een uitstekend alternatief, waar-

mee het orgaan (in dit geval het oog) kan worden gespaard. In Japan zijn uitstekende resultaten bereikt

bij behandeling van longkanker in een vroegtijdig stadium, waardoor een operatie met verwijdering van

(een deel van) de long is voorkomen.

• IncompletebehandelingSommige kankerpatiënten - dit betreft vooral oudere patiënten - krijgen nu een niet optimale

behandeling vanwege de logistieke en praktische implicaties van de behandeling. Sommige patiënten

zijn minder mobiel dan andere, waardoor het moeilijker is een complete bestralingsserie (35 bestralingen

in zeven weken) te ondergaan. In die gevallen wordt daarom soms gekozen voor een minder belastende

behandeling die minder effectief is. Gezien de vergrijzing van de bevolking zal dit probleem in omvang

gaan toenemen. Omdat bij de bestraling met protonen de dosis in de normale weefsels lager is dan met

fotonen, kan per keer een hogere dosis worden toegediend en kan hiermee dezelfde totale dosis worden

gegeven waarbij de patiënt minder vaak hoeft te komen.

4.2. Voordelen voor de gemeenschap

• BeteregezondheidszorgDe implementatie van een complementaire behandeling resulteert in het algemeen in een efficiëntere en

effectievere behandeling van kanker. Het percentage patiënten dat geneest zonder ernstige bijwerkingen

neemt toe. Dit leidt tot een verbetering van de kwaliteit van de gezondheidszorg en heeft positieve

effecten op de kwaliteit van leven van patiënten en dat van hun familie en vrienden.

• KosteneffectiviteitUit analyses blijkt op dit moment dat de kosten van een behandeling met protonen ongeveer 1.7 tot 2.0

keer zo hoog zijn als de meest optimale behandeling met fotonen. Voor de Nederlandse situatie komt dit

neer op een verschil van ongeveer € 8.000 tot € 10.000 per complete behandeling. Het aantal keren dat

een patiënt voor behandeling moet komen, zal bij een behandeling met protonen lager zijn. Afgezien van

Door de unieke bundeleigenschappen van protonen ten opzichte van fotonen kunnen meer

patiënten genezen zonder blijvende schade, wordt de kans op bestralingsgeïnduceerde tumoren

kleiner en kan de behandeling bij kwetsbare groepen, zoals kinderen en ouderen, worden

geoptimaliseerd.


het feit dat dit patiëntvriendelijker is, zal dit ook leiden tot minder kosten (bijv. vervoerskosten). Doordat

behandeling met protonen leidt tot grotere kans op genezing met minder bijwerkingen, en als gevolg

daarvan minder bijkomende kosten op langere termijn, is het aannemelijk dat behandeling met protonen

op langere termijn kosteneffectief is. Analyses laten zien dat voor bepaalde indicaties, zoals de

behandeling van hersentumoren bij kinderen, behandeling met protonen op langere termijn kosten-

effectiever is dan behandeling met fotonen. Daarnaast is het niet uitgesloten dat protonentherapie

andere vormen van dure kankerbehandelingen gaat vervangen.

• BevorderingvankennisontwikkelingHet huidige onderzoek met zowel de protonenbundel als de ionen(koolstof)bundel van het KVI wordt

steeds belangrijker en leidt tot een toename in externe subsidiering voor dit soort onderzoek. Hiermee

ontstaan nieuwe mogelijkheden voor samenwerking met de industrie op het gebied van verbetering van

deze technologie. De unieke combinatie van expertise op het gebied van topklinische patiëntenzorg,

preklinisch en klinisch onderzoek, klinische fysica (bijv. de technische ontwikkelingen van de gantry)

en stralenfysica in Groningen, biedt de mogelijkheid nieuwe technologische ontwikkelingen snel te

introduceren in de patiëntenzorg. Hiermee is de cirkel rond en kan het UMCG een voortrekkersrol

vervullen in Nederland en Europa bij het klinisch wetenschappelijk onderzoek en de ontwikkeling

van nieuwe technologie van protonen. Dat geldt ook voor de toekomst van de ionentherapie.

4.3. Voordelen voor Noord-Nederland

• DirecteextrawerkgelegenheidEen faciliteit voor protonentherapie genereert extra werkgelegenheid in het noorden van Nederland. De

werkgelegenheid heeft geen invloed op al bestaande behandelingsfaciliteiten (zoals de huidige afdeling

Radiotherapie) aangezien de behandeling nieuw is en een aanvulling vormt op bestaande behandelings-

methoden. De werkgelegenheid die ontstaat, kan worden ingedeeld in drie categorieën: medisch

personeel in de faciliteit, personeel in de opstartbedrijven (bijv. biotechnologie) en onderzoekers.

• IndirecteextrawerkgelegenheidinhetnoordenEen faciliteit voor protonentherapie zal ook andere, indirecte werkgelegenheid genereren in o.a. de

beveiligings- en schoonmaakbranche, de detailhandel, het hotelwezen en de bouw.

• ToenamevanhetkennisniveauDe faciliteit zorgt ervoor dat het kennisniveau van hoog opgeleide specialisten (zoals fysici, technisch

ingenieurs, radiotherapeuten en gespecialiseerde technici) in de noordelijke regio van Nederland verder

toeneemt.

• VersterkingvandelevenswetenschappenDe ontwikkeling en de verspreiding van hoogwaardige kennis in Groningen trekt jonge, getalenteerde

mensen aan. In combinatie met andere succesvolle projecten op het terrein van de levenswetenschap-

pen, zoals ERIBA (European Research Institute on the Biology of Aging) en LifeLines (medische biobank),

kan dit project een krachtige stimulans zijn voor de regio.

• ToeleveringsbedrijvenDe faciliteit voor protonentherapie zal vraag opleveren naar gebruiksgoederen en niet duurzame

producten zoals o.a. maskers en radiotherapieframes, die direct worden gebruikt in de faciliteit. Daar-

naast brengen de constructie, de bouw en het onderhoud van de faciliteit ook een grote hoeveelheid

nieuwe bedrijvigheid met zich mee.

• NieuwewinstgevendeactiviteitenHet bouwen van de protonenfaciliteit en het ontwerpen van de gantry zullen nieuwe en andersoortige

(toeleverings-)bedrijven aantrekken.

• VestigingvannieuwebedrijvenIndien Groningen zich kenmerkt als een centrum van medische kennistechnologie, worden ook

ondernemingen met verwante producten en kennis naar Groningen aangetrokken.

• ToenamevandevraagnaaraccommodatiePatiënten van buiten de stad (en hun begeleiders) zullen mogelijk dicht bij het ziekenhuis willen

verblijven en voor de periode van de behandeling accommodatie zoeken. Aangezien de meeste curatieve

behandelingen een aantal weken duren, zal dit leiden tot een toename in de vraag naar verblijfs-

accommodaties.

• ToenamevanconsumptiegerichtevraagDe toenemende werkgelegenheid en de toestroom van patiënten en hun begeleiders zullen in

Noord-Nederland tot een toename van consumptieve bestedingen leiden.



De protonenfaciliteit van het UMCG wordt een hypermodern centrum voor de behandeling van kanker,

waar patiëntenzorg wordt gecombineerd met innovatief onderzoek naar ionen. De faciliteit wordt

volgens de planning in 2013 operationeel en zal jaarlijks 1.000 tot 1.200 patiënten behandelen.

De faciliteit voorziet in een behandeling die leidt tot een grotere kans op genezing zonder ernstige

bijwerkingen, vooral bij patiënten met tumoren die minder goed toegankelijk zijn met huidige behandel-

methoden of waar deze methoden zouden resulteren in aanzienlijke schade aan het gezonde weefsel.

Protonentherapie maakt het scala van behandelmogelijkheden in het Groningen Cancer Center van het

UMCG compleet en biedt de mogelijkheid een leidende rol te spelen in toekomstige ontwikkelingen.

Door de sterke integratie van patiëntenzorg en wetenschappelijk onderzoek zal het UMCG medische

zorg met de hoogst mogelijke kwaliteit kunnen leveren.

5.1. Ambitie

Hoogste kwaliteit radiotherapieDe protonenfaciliteit in het UMCG is voor Nederland en Europa een ziekenhuisgebonden patiënten-

faciliteit voor kankerbehandeling van de hoogste kwaliteit en met grote flexibiliteit. Het combineren van

de bevindingen uit doorlopend onderzoek naar protonentherapie en medische beeldvorming met de

klinische praktijk zal resulteren in een voortdurende optimalisatie van methoden en materialen.

De faciliteit voorziet in de behandeling van uiteenlopende vormen van kanker: complexe kankers zoals

hersenen ruggenmergkanker, maar ook veelvoorkomende kankers zoals longkanker. De faciliteit biedt

Nederlandse kankerpatiënten een ultramoderne kankerbehandeling die nu alleen beschikbaar is in het

buitenland. De verwachting is dat ongeveer 20% van alle patiënten die met radiotherapie worden

behandeld kwalitatief beter af is indien zij met protonen worden behandeld. Dit betreft in Nederland

ongeveer 8.000 patiënten per jaar. Aangezien er in Nederland ruimte is voor nog twee centra, zullen

de patiënten in de Groningse faciliteit voornamelijk inwoners van Noord-Nederland zijn. Ook worden

patiënten uit buurland Duitsland verwacht.

5. Ambitie en doelstellingen

Protonentherapie is de hoogste standaard wanneer het gaat om bestralingstherapie. De voor-

gestelde combinatie van onderzoek (klinisch, radiobiologisch, fysisch en technologisch) en

klinische toepassing van protonentherapie is uniek in Europa. Ofschoon meer centra starten,

is het aantal faciliteiten in de wereld nog beperkt. De Groningse setting is uniek en heeft een

voortrekkersrol.

Onze ambitie is het leveren van de hoogst mogelijke kwaliteit radiotherapie voor patiënten met

kanker. Daarnaast wil het UMCG zowel nationaal als internationaal een leidende positie innemen

op het gebied van wetenschappelijk onderzoek en technologische innovatie van bestraling met

protonen en ionen.


Wetenschappelijk onderzoekEén van de belangrijkste speerpunten van het wetenschappelijk onderzoek van de afdeling Radiotherapie

van het UMCG is predictie en preventie van normale weefselschade. Dit betreft zowel preklinisch,

translationeel als klinisch onderzoek. Gelet op het feit dat het belangrijkste klinische voordeel van

behandeling met protonen het verminderen van bestralingsgeïnduceerde bijwerkingen en complicaties

is, sluit dit onderzoeksspeerpunt hierbij perfect aan.

De afdeling heeft een sterke reputatie op het gebied van preklinisch onderzoek naar normale weefsel-

schade. Dit onderzoek wordt uitgebreid naar de RBE (Relatief Biologisch Effect) van normale weefsels

bij gebruik van protonen en ionen.

De afdeling Radiotherapie heeft een nieuwe vier-staps methodologie ontwikkeld voor het valideren van

de toegevoegde waarde van nieuwe radiotherapietechnieken, waaronder protonen. Deze methodologie

is inmiddels voor een groot deel geïmplementeerd op de afdeling en zal ondermeer worden gebruikt in

twee internationale onderzoeksprojecten, waarin wereldwijd instituten participeren die zich bezig (gaan)

houden met behandeling met protonen.

TechnologischeinnovatieDe combinatie van de klinisch fysische expertise van de afdeling Radiotherapie van het UMCG, de

expertise van het KVI op het gebied van deeltjesstraling, de nauwe samenwerking met PSI in Zwitserland

en de samenwerking met leveranciers van protonentherapiefaciliteiten, biedt unieke mogelijkheden

voor de verbetering van de huidige technologie. Zo zijn er innovatieve ideeën voor de ontwikkeling

van nieuwe gantry’s voor behandeling met protonen en ionen. De aanwezigheid van één van de meest

geavanceerde PET-centra in Groningen biedt daarnaast uitstekende mogelijkheden voor innovatie op

het gebied van moleculaire en functionele beeldvorming van tumoren voor en tijdens radiotherapie.

5.2. Doelstellingen

Patiëntenbehandeling optimaliserenProtonentherapie biedt voordelen bij de behandeling van patiënten met kanker die, gezien de lokalisatie

van de tumor ten opzichte van bepaalde kritieke organen, een grote kans hebben op ernstige,

invaliderende en/of blijvende bijwerkingen, wanneer zij worden behandeld met fotonen. Dit betreft

bijvoorbeeld kinderen en jong volwassenen, patiënten met hersentumoren, met tumoren in het

hoofd-halsgebied, longkanker en prostaatkanker. Een andere belangrijke groep vormen kinderen en jong

volwassenen met een relatief goede prognose vanwege het risico op radiotherapiegeïnduceerde secun-

daire tumoren op lange termijn.


Het UMCG streeft naar samenwerking met de Nederlandse zorgverzekeraars om acceptatie van deze

methode te garanderen zodat de behandeling wordt vergoed. Voor meer gecompliceerde vormen van

kanker zou de toepassing van protonentherapie goedkoper en kosteneffectiever kunnen zijn dan

behandelmethoden die nu worden aangeboden. Bovendien zal de reductie van bijwerkingen en radio-

therapiegeïnduceerde secundaire tumoren extra rendement opleveren. Hiertoe zullen doelmatigheids-

onderzoeken worden uitgevoerd.

Wetenschappelijk bewijs voor protonentherapieTot op heden zijn de meeste nieuwe radiotherapietechnieken ingevoerd met als doel de dosis in de

normale weefsels te reduceren en zo de kans op complicaties te verminderen. Meestal is dit gebeurd op

basis van onderzoeksresultaten die een verband laten zien tussen de stralingsdosis in kritieke organen

en de kans op een bepaalde complicatie (dosis-volume-effect relatie) in combinatie met het gegeven

dat met de nieuwe techniek een dosisvermindering in de risico-organen kan worden bereikt. Dit geldt

nadrukkelijk ook voor de behandeling met protonen.

Zijn gerandomiseerde studies altijd nodig?De vraag is of prospectief gerandomiseerd onderzoek altijd noodzakelijk is als het gaat om preventie van

bestralingsgeïnduceerde complicaties en bestralingsgeïnduceerde tumoren. Er is een grote hoeveelheid

‘evidence’ dat de kans op schade aan kritieke organen ook afhankelijk is van het volume dat een bepaalde

dosis ontvangt (dosis-volume-effect relatie). Hetzelfde geldt voor de inductie van bestralingsgeïnduceerde

tumoren. Daarnaast is er een toenemende hoeveelheid ‘evidence’ uit computersimulaties die laat zien

dat met nieuwe radiotherapietechnieken de dosis in risico-organen aanzienlijk kan worden gereduceerd.

Van belang is te benadrukken dat gerandomiseerde studies zijn bedoeld om de voordelen van nieuwe

behandelmethoden te onderzoeken en niet om de blootstelling aan potentieel te voorkomen risico’s,

zoals ioniserende straling, te evalueren. Jaarlijks worden grote bedragen uitgegeven om de normale

bevolking te beschermen tegen de risico’s van ioniserende straling, waarbij het zogenaamde ALARA-

principe (As Low As Reasonably Achievable) wordt gehanteerd. Er zijn weinig redenen te bedenken

waarom het ALARA-principe niet zou gelden voor patiënten met kanker, zeker gezien het feit dat de

stralenbelasting die wordt toegediend als gevolg van de kankerbehandeling vele malen hoger is dan bij

de gezonde bevolking.


De protonenfaciliteit wordt gebouwd op het UMCG-terrein, waar de benodigde beeldvormende

apparatuur en de deskundigheid deels al beschikbaar zijn. De behandelfaciliteit kan mogelijk worden

gebouwd naast de bestaande bebouwing en wordt verbonden met het UMCG door een ondergrondse

gang. De faciliteit wordt geïntegreerd in de bestaande afdeling Radiotherapie.

De faciliteit bevat twee behandelruimten, die elk zijn uitgerust met een gantry, een apparaat dat het

mogelijk maakt de tumor vanuit alle richtingen te bestralen. Een volledig aangepaste deeltjesversneller

zal de deeltjes voldoende energie geven om alle gewenste tumorlocaties in het lichaam van de patiënt

te bereiken. Een transportsysteem voor straling voert de deeltjes naar de behandelruimten waarbij

wordt voldaan aan de hoogste kwaliteits- en betrouwbaarheidseisen die aan de klinische praktijk worden

gesteld.

Eén gantry wordt voorzien van een verstrooide bundel en één gantry van een scanbundel, waardoor

zowel de hoogst mogelijke flexibiliteit als kwaliteit wordt geleverd voor een breed scala aan indicaties.

In figuur 3 wordt het verschil getoond.

Figuur 3: Verstrooide bundel en scannende bundel

Aan de voorkant en bovenop de protonenfaciliteit worden ruimten voor o.a. diagnostiek, behandel-

planning en positionering geplaatst.

In een later stadium kan eventueel een derde gantry worden toegevoegd voor gebruik van ionen. Deze

wordt dan gebruikt voor een toepassingsgericht onderzoeksproject dat parallel verloopt met de reguliere

protonenbestralingen in de twee andere behandelruimten.

6. Beschrijving van de faciliteit


Figuur 4: Blauwdruk van de potonenfaciliteit

Het transportsysteem voor de stralingsbundel en de behandelopstellingen worden zodanig ontworpen

dat deze in een later stadium kunnen worden uitgebreid met een faciliteit voor ionentherapie, zodra deze

modaliteit zich heeft bewezen als technologie met klinische relevantie. Daarvoor zal het nodig zijn een

tweede versneller toe te voegen om ionen te produceren. Dit kan een synchrotron zijn, zoals wordt

gebruikt in Heidelberg en Chiba, of een supergeleidend cyclotron, dat momenteel wordt ontwikkeld

door minstens één van de fabrikanten van apparatuur voor protonentherapie.

Het gebouw beschikt over een eigen ingang waar patiënten met de auto kunnen worden gebracht en

gehaald. Parkeerruimte en eventuele andere faciliteiten voor patiënten zijn beschikbaar bij het UMCG.

7. Financiële aspecten

Een beperkt aantal leveranciers biedt apparatuur voor protonentherapie aan. Na initiële contacten met

deze bedrijven is een kostenbegroting gemaakt.

Deze begroting is gebaseerd op de beschrijving van de configuratie in hoofdstuk 6 en zal ongeveer

60 miljoen euro (incl. BTW) kosten. De infrastructuur rondom de apparatuur wordt gebudgetteerd

op 30 miljoen euro (incl. BTW).

Voor de faciliteit is een oppervlakte benodigd van circa 3.000 m2 behorende tot het UMCG-terrein.

De kosten hiervan bedragen naar schatting 6 miljoen euro. De totale investering wordt geschat op ruim

100 miljoen euro (incl. BTW).

De exploitatiekosten van de faciliteit bedragen ongeveer 16 tot 17 miljoen euro per jaar.

De protonenfaciliteit zal vijf dagen per week, gedurende 14 uur per dag worden gebruikt voor

behandeling. De resterende dagen en uren worden benut voor onderzoek, onderhoud, kwaliteitsgarantie

en verbetering van de techniek.

Het aantal fracties dat op deze manier kan worden toegediend aan patiënten, uitgaande van 3 patiënten

per uur, is 10.000 per jaar per behandelunit. Aangenomen wordt dat gedurende drie jaar na opening

van de faciliteit, de capaciteit geleidelijk aan zal toenemen; er zullen dan 20.000 fracties per jaar worden

toegediend. Op basis van een gemiddeld aantal van 20 fracties per behandeling, heeft iedere unit een

capaciteit van 500 tot 600 patiënten per jaar. Naar verwachting kunnen er in een faciliteit met twee

behandelruimten dus 1.000 tot 1.200 patiënten per jaar worden behandeld.

Capaciteitsuitbreiding kan gerealiseerd worden door de invoering van een zesde behandeldag of het

gebruik van meer efficiënte methoden voor het voorbereiden en positioneren van de patiënten

(bijv. door gebruik van nieuwe robotsystemen die in ontwikkeling zijn).

Van cruciaal belang bij het voorspellen van de toekomstige geldstromen zijn de vergoedingen voor

protonentherapie die worden overeengekomen met de zorgverzekeraars.

Een gezonde cashflow is gebaseerd op een vergoeding van 1.000 euro per toegediende fractie. Dat

betekent een bruto omzet van 20 miljoen euro per jaar als de faciliteit op maximale capaciteit draait,

waarschijnlijk in het vierde jaar na de opening.

Extra inkomsten worden verwacht uit subsidies voor onderzoek en onderzoek op contractbasis.

Waarschijnlijk komt dit echter op incidentele basis voor; in de businesscase wordt hiermee dan ook

geen rekening gehouden.

Financiering van de faciliteitDe financiering van de faciliteit voor protonentherapie is gebaseerd op de veronderstelling dat

30 procent van het totale kapitaal zal bestaan uit risicokapitaal dat afkomstig is van de partners in de

realisering van het project. Bovendien zullen leveranciers van apparatuur, aannemers en samenwerkende

ziekenhuizen, regionale en private financiers worden uitgenodigd om deel te nemen en aandeelhouder

te worden in de faciliteit. Indien circa 30 miljoen euro via deze partijen zeker gesteld kan worden, wordt

er een stevige basispositie gecreëerd om de rest van de financiering te realiseren via traditionele leningen

en lange-termijnschulden.


8.1. Lopende onderzoeksprojecten

Het UMCG heeft internationaal een vooraanstaande positie op het gebied van onderzoek van ‘predictie

en preventie van schade aan gezond weefsel’. Dit onderzoeksgebied houdt direct verband met protonen-

therapie en omvat klinische, radiobiologische en klinisch fysische projecten.

Klinische onderzoekenMomenteel loopt er een aantal klinische onderzoeksprojecten, waarbij de nadruk ligt op de verbanden

tussen de verdeling van de stralingsdoseringen in gezond weefsel (kritieke organen) en de kans op door

bestralingsgeïnduceerde bijwerkingen en complicaties. Dit onderzoek spitst zich toe op de kans op

blijvende en levenslange bijwerkingen die een significante en ongunstige invloed hebben op kwaliteit van

leven.

De resultaten van deze onderzoeken leveren essentiële informatie voor de vaststelling van de potentiële

voordelen van bestraling met protonen ten opzichte van fotonentherapie.

Behalve deze klinische onderzoeksprojecten loopt er in het UMCG een aantal zogenaamde ‘in silico’

studies. Door gebruik te maken van computersimulaties kunnen de verschillen in de dosisverdeling in

verschillende kritieke organen worden berekend en protonen en fotonen met elkaar worden vergeleken.

Met deze informatie kunnen de potentiële voordelen van protonen ten opzichte van fotonen worden

bepaald door gebruik te maken van de modellen die op basis van de dosisverdeling het risico op

bestralingsgeïnduceerde bijwerkingen voorspellen. Dit soort onderzoek wordt op dit moment al in

het UMCG verricht bij hoofd-halskanker, longkanker en prostaatkanker.

Radiobiologische onderzoekenOok voor wat betreft radiobiologisch onderzoek neemt het UMCG internationaal een vooraanstaande

positie in op het gebied van ‘voorspelling en preventie van schade aan gezond weefsel’, waarbij men

onderzoek doet naar de schade die radiotherapie toebrengt aan gezond weefsel. Dit onderzoek wordt

gedaan met behulp van de protonenbundel van het Kernfysisch Versneller Instituut (KVI) in Groningen.

De radiobiologische projecten zijn vooral gericht op de door straling geïnduceerde schade aan longen,

hart, centraal zenuwstelsel en speekselklieren. Dit moet leiden tot inzicht in de mechanismen die leiden

tot weefselschade en bijwerkingen. De resultaten van deze preklinische studies worden gebruikt om

nieuwe hypothesen te ontwikkelen voor klinische onderzoeksprojecten die gericht zijn op het

voorspellen en voorkomen van bestralingsgeïnduceerde bijwerkingen bij patiënten die een bestraling

ondergaan. Een aantal van deze projecten wordt financieel ondersteund door de Nederlandse

Kankerstichting (het Koningin Wilhelmina Fonds, KWF).

8. Onderzoeksprogramma


Een faciliteit voor protonentherapie, geïntegreerd in een bestaand ziekenhuis, biedt unieke

mogelijkheden voor preklinische, translationele en klinische onderzoeksprojecten. Bovendien zal

de aanwezigheid van een dergelijke faciliteit hooggekwalificeerde onderzoekers aantrekken van

binnen en buiten Nederland.

De fysische eigenschappen van fotonen, protonen en ionen zijn bekend. De effectiviteit van de werking

van ionentherapie op de tumorcontrole (vernietiging van kankercellen) is, vergeleken met fotonen en

protonen, waarschijnlijk nog groter. Dat betekent dat bij gebruik van ionen, dezelfde fysische dosis op

de tumor relatief meer biologische schade veroorzaakt vergeleken met fotonen en protonen (Relatief

Biologisch Effect, RBE) en zodoende zou moeten resulteren in verbetering van de tumorcontrole. Het

onderzoek in het UMCG is er ook op gericht meer inzicht te krijgen in het RBE van normale weefsels.

Onderzoeken naar de fysica van geladen deeltjesDe afdeling Radiotherapie streeft ernaar om radiobiologisch onderzoek te doen naar het RBE van zowel

gezond weefsel als tumoren. Hiervoor moet de protonenbundel die nu beschikbaar is in het KVI worden

geoptimaliseerd voor wat betreft de kwaliteit van de Bragg-peak (zie figuur 1 op pagina 12). Deze

optimalisering is onderwerp van een lopend onderzoeksproject dat wordt uitgevoerd in nauwe samen-

werking met het KVI en het PSI in Zwitserland. Dit project wordt in 2008 afgerond.

8.2. Gepland onderzoeksprogramma

Door de bouw en ingebruikname van de protonenfaciliteit in Groningen kan het lopend onderzoek naar

protonentherapie verder worden uitgebreid. Dit betreft zowel klinische, preklinische als klinisch fysische

onderzoeksprojecten.

Klinisch onderzoekOnderzoek naar dosis-volume-effect relaties zullen worden uitgebreid naar andere indicaties, zoals

borstkanker en kanker van het maagdarmkanaal. Ook de ‘in silico’ projecten zullen worden uitgebreid.

Binnenkort zal de afdeling twee computerplanningssystemen in gebruik nemen waarop behandeling met

protonen kan worden vergeleken met fotonen. Dit onderzoek is een uitbreiding van het onderzoek dat

momenteel wordt uitgevoerd in samenwerking met PSI in Villigen. Met deze aanschaf kan de capaciteit

voor het onderzoek worden uitgebreid en kunnen deze werkzaamheden ook in Groningen plaatsvinden.

Op die manier kunnen de voordelen van protonentherapie, bij vormen van kanker waarbij weefselschade

klinisch relevant is, beter worden onderzocht.

Preklinische onderzoeken van de RBEDe RBE in gezond weefsel en in tumorcellen bij het toepassen van de ionentherapie moet worden

bestudeerd. Momenteel wordt de werkzaamheid theoretisch onderzocht, maar er zijn nog geen

preklinische en klinische onderzoeken gedaan. Om de ionentherapie klinisch te kunnen implementeren,

moet de RBE in gezond weefsel en in de verschillende soorten tumorcellen volledig bekend zijn.



Onderzoeksthema: combinatietherapieënBeschadiging van cellen als gevolg van protonentherapie verschilt van de schade na fotonenbestraling. Er

zijn nieuwe vragen ontstaan over de interactie tussen de behandelingen en over de vraag of de interactie

anders is als er fotonenbestraling wordt toegepast. Deze vragen doen zich vooral voor bij ionen en in

mindere mate bij protonen.

Onderzoeksthema: bepaling van het doelgebiedDoor gebruik te maken van de chemische interactie tussen biomarkers en hun omgeving, worden

de moleculaire veranderingen in het doelgebied zichtbaar. Met voorgaande technieken werden voor-

namelijk kwaliteitsverschillen geïdentificeerd zoals densiteit of watergehalte. Door gebruik van

moleculaire beeldvorming (zoals PET, of een combinatie van PET en CT) is het mogelijk uiterst kleine

moleculaire veranderingen te zien. Dat resulteert in een aantal mogelijke medische toepassingen, in

het bijzonder voor de diagnose en de behandeling van kanker.

Onderzoeksthema: medische fysica en ontwikkeling technologieHet onderzoek van de klinische fysica wordt uitgevoerd in nauwe samenwerking met het KVI en PSI en

zal zich richten op beeldvorming, koppeling van beeldvorming en bestralingstechnieken, en ontwikkeling

van methoden en -strategieën voor de verschillende protonentechnieken. De ontwikkelingen op het

gebied van dosimetrie voor protonenbundels kunnen resulteren in het vaststellen van de Nederlandse

standaard hiervoor, die in samenwerking met het Nederlands Meetinstituut (NMI) moet worden

ontwikkeld.

Er is ook behoefte aan het verder optimaliseren van de bestralingstechnieken. Vooral door toepassing

van de zogenaamde ‘spot scanning techniek’ waarbij het te bestralen gebied als het ware wordt

beschilderd door de protonenbundel (dose painting). Op die manier kunnen ook zeer grillig gevormde

doelgebieden nauwkeurig worden bestraald. Hiermee ontstaat de beste dosisverdeling die te bereiken is

met protonen, maar er zijn nog veel ontwikkelingen nodig om deze techniek veilig toe te passen. Samen-

werking met het KVI en het PSI is hier essentieel aangezien de scantechniek is ontwikkeld bij het PSI en

sinds 1996 wordt toegepast voor behandeling van patiënten.

Het potentiële gebruik van ionen vraagt om de ontwikkeling van gebieden voor toepassing van bundel-

straling en een gantry die geschikt is voor ionen. De belangrijkste onderzoeksgebieden zijn de optiek van

stralenbundels en de magneettechnologie. Aangezien de keuze in betaalbare koolstofversnellers nog erg

beperkt is, zullen ook de versnellerfysici van het KVI en het PSI graag onderzoek instellen naar gunstiger

versnellerconcepten, eventueel samen met de industrie.


8.3. Projectleiders

Hans Langendijk is professor in de radiotherapie-oncologie sinds 1997. Hij voltooide zijn opleiding aan

de RTIL in Heerlen/Maastricht. Van 1997 tot 2004 was hij werkzaam als radiotherapeut-oncoloog in het

VUmc (Medisch Centrum van de Vrije Universiteit) met speciale aandacht voor hoofd-halskanker. In

2004 vertrok hij naar het Universitair Medisch Centrum Groningen, waar hij hoofd van de afdeling

Radiotherapie werd. Op Europees niveau is hij wetenschappelijk zeer actief binnen de EORTC Radiation

Oncology Group en EORTC Head and Neck Cancer Group, waar hij belangrijke bestuurlijke functies

bekleedt. Hij is hoofd- en/of co-onderzoeker bij een aantal (inter)nationale multi-center onderzoeken

en is actief betrokken bij een aantal andere preklinische en klinische onderzoeksprojecten, vooral op het

gebied van hoofd- en halskanker en longkanker. Hij is (co-)auteur van meer dan 85 artikelen in

vaktijdschriften. Hij is projectleider van het Protonentherapie Research Project 3 (PTP3) en van diverse

andere projecten.

Rob Coppes is universitair hoofddocent in de klinische stralingsbiologie sinds 2005. In 1988 rondde hij

zijn studie biologie af en in 1993 promoveerde hij in de farmacologie aan de Universiteit van Groningen.

Als postdoc (1993-2000) verlegde hij zijn vakgebied naar de stralingsbiologie en werd in 2000 benoemd

tot klinisch stralingsbioloog op de afdeling Radiotherapie en onderzoeksleider op de afdeling Stralings-

en Stress Biologie van het Universitair Medisch Centrum Groningen. Van 2003 tot 2006 was hij

coördinator van een groot door de EU gesubsidieerd integraal project over de verbetering van

bestralingsoncologie door reductie van de bijwerkingen met behulp van stamceltherapie. Hieraan namen

onderzoeksgroepen uit vijf verschillende landen en negen instituten deel. Daarnaast is hij (co-)project-

leider (geweest) van veel onderzoeksprojecten op het gebied van schade aan gezond weefsel. Daarvan

werden er vijf gesubsidieerd door het KWF. Hij is (co-)auteur van meer dan 50

artikelen in internationale vakbladen, recensent voor alle belangrijke internationale vaktijdschriften op

het gebied van radiobiologie en bestuurslid van de Nederlandse Vereniging voor Radiobiologie. Als

postdoc was hij betrokken bij het Protonentherapie Research Project 1 (PTP1) en als co-projectleider bij

het Protonentherapie Research Project 2 (PTP2) met radiobiologische en fysisch/technische projecten.

Tegenwoordig geeft hij leiding aan het radiobiologische onderzoek in het Protonentherapie Research

Project 3 ( PTP3).


Marco Schipper is hoofdwetenschappelijk natuurkundige bij het Particle Accelerator Department

van het Paul Scherrer Instituut (PSI) in Zwitserland. Na zijn studie aan de Technische Hogeschool Delft

begon hij in 1983 aan zijn doctoraalstudie in de kernfysica bij het Kernfysisch Versneller Instituut (KVI) in

Groningen. Van 1988 tot 2001 was hij als fysicus verbonden aan het KVI en verantwoordelijk voor diverse

projecten voor instrumentatieontwikkeling op het gebied van stralingsdetectie en deeltjesversnellers.

In 1990 stond hij aan de wieg van de plannen voor een faciliteit voor protonentherapie in Groningen. Hij

initieerde diverse onderzoeksprojecten en internationale samenwerkingsverbanden voor de

instrumentatie van protonentherapie en stralingsbiologie (schade aan gezond weefsel), die resulteerden

in vier doctoraalscripties. In 1998 werkte hij tijdens een verlofperiode op uitnodiging aan de nieuwe pro-

tonenfaciliteit van het Massachusetts General Hospital en de Harvard University (USA). In 2001 vertrok

hij naar PSI, waar hij projectleider werd van het onderdeel fysica en deeltjesversneller van het PROSCAN

project, dat zich bezig houdt met het ontwerp en de realisatie van de nieuwe faciliteit voor protonen-

therapie. Tegenwoordig is hij verantwoordelijk voor de operationele en technische ontwikkeling van de

versneller en het bundeltransportsysteem van het protonenprogramma. Daarnaast is hij verantwoordelijk

voor de ontwikkeling van nieuwe technieken voor protonentherapie. De verschillende lopende onder-

zoeksprojecten hebben geresulteerd in (co-)auteurschappen bij meer dan 70 publicaties en zitting in

diverse internationale consult- en adviescommissies op het gebied van deeltjesversnellers en

protonentherapie.

Sytze Brandenburg is sinds 2007 professor in de fysica van de deeltjesversneller en de toepassing van

ionenbundels aan de Universiteit van Groningen. Hij behaalde zijn doctoraal in de fysica op het gebied

van kernfysisch experimenteel onderzoek aan het Kernfysisch Versneller Instituut (KVI) in Groningen in

1985. In 1986 vertrok hij naar het Institut de Physique Nucléaire te Orsay in Frankrijk om te werken aan het

ontwerp, de constructie en het in werking zetten van de supergeleidende cyclotron AGOR. Dit cyclotron

werd ontwikkeld en getest in Orsay in het kader van een Frans-Duits samenwerkingsverband, voordat

deze werd geïnstalleerd bij het KVI in 1995. Sinds 1999 heeft hij de leiding van de met de versneller

geassocieerde R&D (research & development) en de bedrijfsvoering van de versnellerfaciliteit in het KVI.

Hij is lid van recensiecommissies van diverse grote versnellerprojecten overal ter wereld en trad op als

adviseur van fabrikanten van apparatuur voor protonenfaciliteiten. Hij was (co-)auteur van meer dan

60 artikelen in vaktijdschriften.


9. Samenwerkingsverbanden

Het UMCG werkt nauw samen met verschillende instituten die een bijdrage leveren aan het succes van

de protonenfaciliteit. De samenwerking met deze instituten richt zich op de realisatie van efficiënt en

rendabel wetenschappelijk onderzoek, waarbij de deskundigheid op het gebied van deeltjesbestraling

en beeldvorming wordt benut. Om optimale planning en behandeling te garanderen in het UMCG en in

de rest van Nederland (en eventueel Europa), worden samenwerkingsovereenkomsten aangegaan met

andere ziekenhuizen en radiotherapie-instituten, Nederlandse Kankerverenigingen en gezondheidszorg-

instituten.

9.1. Bestaande samenwerkingsverbanden

Kernfysisch Versneller InstituutHet KVI is een toonaangevend Nederlands instituut op het gebied van fundamentele en toegepaste

subatoom- en atoomfysica. Dit instituut heeft een uitgebreid netwerk van samenwerkingsverbanden en

veel ervaring op het terrein van protonentherapie. Het supergeleidend cyclotron AGOR is het

belangrijkste onderdeel van - en de basis voor - het onderzoek in dit instituut. Het KVI is gevestigd op

het terrein van de Universiteit van Groningen.

Voor het opzetten van een geavanceerd onderzoeksinstituut voor protonentherapie is het belangrijk om

voortdurend op de hoogte te blijven van nieuwe en verbeterde theorieën en resultaten van het deeltjes-

onderzoek. De fysische eigenschap die protonentherapie interessant maakt, is de mogelijkheid om de

energiedosis die in de tumor wordt ingebracht te variëren door tijdens de behandeling de versnelling

van de deeltjes te variëren. Om deze techniek te perfectioneren zijn de beste materialen en de beste

onderzoeksfaciliteiten nodig.

Samenwerking met het KVI, dat bekend staat vanwege zijn onderzoek op het gebied van atoom- en

versnellerfysica, garandeert de beschikbaarheid van materialen en onderzoek van de hoogste kwaliteit.

De samenwerking zal voornamelijk bestaan uit onderzoek naar toepassing van de versneller, energie-

doses en materialen in het KVI en gebruik van de beschikbare kennis van het instituut. Daarnaast worden

de protonen- en ionenbundels die beschikbaar zijn binnen dit instituut gebruikt voor de onderzoeks-

programma’s van de protonenfaciliteit.

Paul Scherrer InstituutHet Paul Scherrer Instituut (PSI) in Villigen, Zwitserland, kent een lange traditie van exploratie en

onderzoek van bestralingstherapie met zwaar geladen deeltjes. Met de toepassing van ionenbundels in

de tachtiger jaren werd ervaring opgedaan met het gebruik van scantechnieken met stralenbundels en

de behandeling van zeer grote tumoren. In de jaren ’90 zijn deze technieken ook overgenomen voor het

verrichten van behandeling met een gescande protonenbundel via een gantry. Tegen het einde van 2005

waren al ongeveer 260 patiënten met hersen-, schedelbasis- of ruggenmergtumoren en buiksarcoma

behandeld. PSI maakt gebruik van een compacte scanning gantry voor protonentherapie van


diepliggende tumoren. De precisie-scanningtechniek die is ontwikkeld in het PSI maakt het mogelijk

tumoren diep in het lichaam met grote precisie te bereiken, waardoor de groei van deze tumoren

succesvol tot staan wordt gebracht zonder het gezonde weefsel rondom het doelgebied te beschadigen.

Sinds 2007 is een faciliteit voor protonentherapie in gebruik bij het PSI die bestaat uit een supermodern

cyclotron, een gantry en een onderzoeksgebied. Voor de bouw van een nieuw gantry en een nieuwe

faciliteit voor oogbehandelingen is opdracht gegeven; vanaf 2008 zijn deze faciliteiten operationeel.

RaySearchRaySearch is een Zweeds onderzoekslaboratorium dat gespecialiseerd is in stralingsonderzoek. Het

UMCG zal RaySearch aantrekken voor de levering van o.a. de benodigde software voor protonen-

therapie.

Gesellschaft für SchwerionenforschungHet UMCG onderzoekt de invloed van het Relatief Biologisch Effect (RBE) op gezond weefsel. In dit

project bestaat er een nauwe samenwerking met het Gesellschaft für Schwerionenforschung (Darm-

stadt) in het kader van een EU-onderzoeksproject.

International In Silico Study Cooperative GroupGelet op de in paragraaf 8.1. en 8.2. genoemde klinische en ‘in silico’ onderzoeksprogramma’s, werkt het

UMCG samen met een internationaal consortium van onderzoekers op het gebied van protonen-

therapie. Het UMCG is projectleider voor hoofd- en halskanker binnen dit consortium waaraan een

aantal belangrijke instellingen voor protonentherapie deelneemt, zoals het Paul Scherrer Institute

(Villigen, Zwitserland), het German Cancer Research Center (Heidelberg, Duitsland), MAASTRO

(Maastricht, Nederland), Institute Curie (Orsay, Frankrijk), Massachusetts General Hospital (Boston,

USA) en het Wanjei Proton Center (Chiba, Japan).

9.2. Nederlandse ziekenhuizen en instellingen

Ziekenhuizen in de omgevingPatiënten bezoeken een radiotherapiefaciliteit alleen op verwijzing van de behandelend specialist. Het is

daarom cruciaal voor de exploitatie van de protonenfaciliteit dat er voldoende patiënten naar de faciliteit

worden verwezen, vooral omdat het aantal indicaties (vormen van kanker) dat in aanmerking komt

voor protonentherapie in het begin beperkt zal zijn. Het merendeel van de patiënten dat in aanmerking

komt voor protonentherapie komt voort uit de huidige patiëntenpopulatie die wordt verwezen naar het

UMCG. Momenteel herbergt het UMCG de meest geavanceerde radiotherapiefaciliteit in het noorden,

maar er is een beperkt aantal andere ziekenhuizen dat ook patiënten behandelt met radiotherapie

(Radiotherapeutisch Instituut Friesland, Sophia Ziekenhuis Zwolle). Handhaving van het verwijspatroon

door ziekenhuizen in de regio is nodig om te kunnen garanderen dat voldoende patiënten worden

verwezen naar de protonenfaciliteit. De bestaande samenwerkingsverbanden met verschillende perifere

ziekenhuizen dienen hiervoor als basis.


Integraal Kankercentrum Noord-Nederland (IKN)Het doel van het Integraal Kankercentrum Noord-Nederland (IKN) is de behandeling van kanker te

bevorderen in de noordelijke regio van Nederland. Het IKN is een samenwerkingsverband van diverse

Nederlandse organisaties in de gezondheidszorg, waaronder ziekenhuizen in de noordelijke regio,

thuiszorgorganisaties, GGD’s, huisartsenverenigingen en patiëntenorganisaties. Indien het IKN toezegt

om samen te werken met het UMCG wat betreft de protonenfaciliteit, zal dit een stimulans zijn in de

samenwerking met ziekenhuizen in de omgeving. Het IKN maakt bovendien deel uit van de grotere

nationale IKC-organisatie waarin de regionale organisaties zijn verenigd. Deze relatie zal daarom nuttig

zijn in de samenwerking met de Maastro Clinic in Maastricht en met andere klinieken in de Randstad.

Nederlandse Vereniging voor Radiotherapie en Oncologie (NVRO)De Nederlandse Vereniging voor Radiotherapie en Oncologie is een associatie voor oncologen (in

opleiding), artsen (in opleiding) en andere mensen die beroepsmatig te maken hebben met oncologie

of radiotherapie. De NVRO is primair een wetenschappelijke vereniging die per jaar drie symposia en

een aantal onderwijsactiviteiten organiseert en soortgelijke organisaties assisteert bij het opzetten van

congressen. De NVRO is voor haar leden ook de beroepsvereniging op individueel en collectief niveau.

De betrokkenheid van de NVRO bij de protonenfaciliteit betekent dat radiotherapeuten-oncologen

geïnformeerd worden over de protonenfaciliteit en haar plannen, waardoor de kennis toeneemt en

deskundigen naar Groningen worden aangetrokken om deel te nemen in onderzoek en praktijk.


10. Kostendekking door de zorgverzekering

De samenwerking met Nederlandse zorgverzekeraars is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de

behandeling beschikbaar is voor alle patiënten die een geavanceerde kankertherapie nodig hebben.

Het opzetten van (twee) andere faciliteiten in Nederland zal ertoe bijdragen dat de protonentherapie

op landelijk niveau wordt ingevoerd, waardoor acceptatie en beschikbaarheid worden gegarandeerd.

Aangezien kankerbehandelingen langdurige, dure behandelmethoden zijn, kunnen de meeste patiënten

zich alleen behandelingen veroorloven die worden gedekt door de zorgverzekeringen. Aangezien

zorgverzekeraars alleen gevestigde en beproefde behandelmethoden dekken waarvan de werkzaamheid

bekend is, is het voor de protonentherapie van het grootste belang om te voldoen aan deze voorwaarde.

Deze status is gelukkig al bereikt en de eerste stappen op weg naar acceptatie en invoering zijn al gezet.

Het UMCG heeft contact gelegd met twee van de grootste zorgverzekeraars in Nederland om te komen

tot afspraken over de kostendekking van protonentherapie. Beide hebben bevestigd dat zij het initiatief

positief bekijken en bereid zijn de kosten van protonentherapie in de toekomst te dekken (afhankelijk

van bevestiging, enz.). Het vooruitzicht is veelbelovend gelet op de uitleg in paragraaf 4.2. Het UMCG

vertrouwt erop dat de zorgverzekeraars protonentherapie vroeg of laat zullen opnemen in hun kosten-

dekking. Als er andere faciliteiten worden opgezet, kan kostendekking door de zorgverzekeraars landelijk

worden georganiseerd en wordt de capaciteit gegarandeerd.

Uitgave


Fotografie

Bert Barelds

Arthur Blonk

Harry Cock

Emile Koning

Jean Paul Yska

Uitgave

Studio Tineke Wieringa bno, Haren

© 2008 UMCG


Hanzeplein 1

Postbus 30.001

9700 RB Groningen

www.umcg.nl

Colofon


Bouw van de protonenfaciliteit in GroningenUniversitair Medisch Centrum Groningen

Bouw van de protonenfaciliteit in Groningen Universitair ... · Bouw van de protonenfaciliteit in...

Documents

Transcript of Bouw van de protonenfaciliteit in Groningen Universitair ... · Bouw van de protonenfaciliteit in...