Die „Kobaltbombe“: Die Strahlenquelle, die Radium ablöste, und der Lärm um ihren Namen (1951-1954)
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Die „Kobaltbombe“: Die Strahlenquelle, die Radium ablöste, und der Lärm um ihren Namen (1951-1954)
Gestern hatte ein Medikament bei Leukämie im Kindesalter Remissionen erzeugt, indem es einen Baustein der Zelle nachahmte. In denselben Jahren änderte sich auch in der Strahlentherapie etwas: die Quelle des Strahls. An Tag 92 sahen wir die Röntgenröhre, an Tag 94 das Radium. Nun betritt ein Gerät die Bühne, und die Presse nennt es eine „Bombe“. Woher der Name kam, sagen die Quellen nicht ausdrücklich; was der Strahl in der Behandlung veränderte, sagen sie sehr wohl. In diesem Beitrag erzähle ich beides getrennt, denn auch die Frage, wer der „Erste“ war, hat mehr als eine Antwort.
Ein Physiker, eine Maschinenwerkstatt
Harold Johns trat 1945 an der University of Saskatchewan als Kanadas erster hauptberuflicher Krebsphysiker seinen Dienst an (laut der Encyclopedia of Saskatchewan). Die Universität hatte 1949 ihre erste Patientin mit dem Betatron behandelt (29. März 1949); die Kobalt-Idee kam in diesen Jahren dazu. Johns soll 1946 im Chalk-River-Labor von der Kobalt-60-Quelle erfahren haben; eine andere Quelle verzeichnet, dass er im Juli 1949 etwa 1.000 Curie Kobalt-60 anforderte.
Kobalt-60 wurde gewonnen, indem natürliches Kobalt-59 im NRX-Reaktor in Chalk River mit Neutronen bestrahlt wurde. Den Körper des Geräts baute John MacKay von der Firma Acme Machine and Electric in Saskatoon. Sylvia Fedoruk führte die Kalibrierung durch, die die Dosis des Geräts berechenbar machte, bevor ein Patient bestrahlt wurde.
Elf Wochen Kalibrierung
Laut der Encyclopedia of Saskatchewan wurde das Gerät am 17. August 1951 im Krebsflügel des University Hospital installiert. Es wog etwa 0,9 Tonnen; die Quelle hatte einen Durchmesser von 2,5 Zentimetern, war 1,25 Zentimeter dick und hatte eine Stärke von etwa 1.000 Curie. Nach der Ausstellung der University of Saskatchewan hing ein stahlummantelter Bleizylinder an einem Deckenwagen; der Strahl ging durch einen Behandlungskonus auf den Tumor, und ein Kollimator aus Bleibalken vergrößerte oder verkleinerte das Strahlfeld passend zum Tumor. Den Kollimator entwarfen MacKay und Johns.
Nach der Zeitleiste der Universität wurde die erste Patientin nach elf Wochen Kalibrierung am 8. November 1951 behandelt: eine Frau mit fortgeschrittenem Zervixkarzinom. Ihr Alter beträgt in einer Quelle 43, in einer anderen 40; ihre Überlebenszeit „weitere 47 Jahre“ in der einen, „bis zum Alter von 90“ in der anderen. In diesem Beitrag wähle ich keine einzelne Zahl. Der Gebärmutterhalskrebs steht wieder auf der Bühne: An Tag 93 sahen wir Wertheims Operation, an Tag 94 den ersten Einsatz des Radiums; an Tag 126 wurde im selben Jahr eine Zervixprobe zu HeLa.
Derselbe Herbst, zwei Städte
Im selben Herbst wurde in Ontario ein weiteres Gerät vorbereitet. Laut dem Artikel in Western News wurde die Kobalt-60-Quelle am 16. Oktober 1951 im Victoria Hospital installiert; Mitarbeiter des National Research Council hatten die Quelle vorab kalibriert. Die erste Krebsbehandlung fand am 27. Oktober 1951 unter der klinischen Leitung von Ivan Smith statt. Dieses Gerät war das Werk von Atomic Energy of Canada Ltd. und der Eldorado Mining Company und wurde laut demselben Artikel „Eldorado-Kobaltbombe“ genannt.
Daraus ergibt sich die erste Frage nach dem „Ersten“: Die erste Behandlung mit Kobalt-60 fand in London am 27. Oktober statt, in Saskatoon am 8. November. Die University of Saskatchewan präsentiert ihr Gerät ihrerseits als „weltweit erstes kalibriertes Kobalt-60-Gerät“. Western News nennt Johns den „Erfinder“ der Kobaltgeräte und vermerkt zugleich, dass Saskatoons erste Behandlung nach der Londons kam. Deshalb schränke ich die „Erst“-Aussagen ein: Die erste verzeichnete Behandlung liegt in London, der Anspruch auf das erste über elf Wochen kalibrierte Gerät in Saskatoon. Wie die beiden Gruppen zueinander standen, wird in den Quellen ebenfalls unterschiedlich erzählt; die Einzelheit steht im Faktencheck-Kasten.
Auch der Streit in der Presse ist verzeichnet. Der Saskatoon Star-Phoenix antwortete auf den Anspruch der London Free Press auf „die weltweit erste Kobaltbombe“ mit einem Leitartikel mit dem Titel „The Cobalt ‚Bomb‘“. Das Datum des Leitartikels widerspricht sich innerhalb der Quelle (7. März und 7. November 1951); da die Geräte zwischen August und Oktober 1951 installiert wurden, denke ich, dass es nicht März gewesen sein kann, sondern November.
Der Tumor statt der Haut
Das Problem der Radiumgeräte wird im Nature-Beitrag von Johns und seinem Team von 1951 so zusammengefasst: Kleine Radiumquellen geben wenig Strahlung ab; um eine ausreichende Dosisleistung zu erhalten, muss die Quelle auf wenige Zentimeter an den Tumor herangebracht werden, dann erhält die Haut mehr Dosis als der Tumor, und die Dosis fällt mit der Tiefe steil ab. Derselbe Beitrag trägt den Titel „1,000-curie cobalt-60 units“. Eine starke, energiereiche Quelle kann weit vom Patienten entfernt aufgestellt werden; die Dosis erreicht die Tiefe, während die Haut relativ geschont wird. Diese Einzelheit der Schonung entnehme ich einer Bildunterschrift im Magazin der University of Toronto und der allgemeinen Strahlenphysik; den Hauptteil des Originalbeitrags habe ich nicht gelesen.
Kobalt-60 sendet zwei Gammastrahlen aus (1,17 und 1,33 MeV; im Mittel etwa 1,25 MeV). Die früheren Röntgenröhren lagen im Bereich von 50-150 keV und konnten nur oberflächliche Tumoren behandeln. Radium war stark, aber knapp: Laut einer Sekundärquelle kostete das Gramm 1937 25.000 Dollar, und für die Teletherapie gab es weltweit etwa 50 Gramm. Kobalt machte Dosisleistung und Tiefe, die den Tumor erreichen, von der Knappheit des Radiums unabhängig.
Warum „Bombe“?
Keine der von mir gelesenen Quellen erklärt, warum der Name vergeben wurde. Bekannt ist Folgendes: Die London Free Press sprach 1951 von „der weltweit ersten Kobaltbombe“; die Zeitung in Saskatoon antwortete mit einem Leitartikel; und das Magazin Maclean’s veröffentlichte 1952 einen Beitrag mit dem Titel „The Atom Bomb That Saves Lives“. In denselben Jahren war auch eine andere „Kobaltbomben“-Idee im Umlauf: Leo Szilard beschrieb am 26. Februar 1950 in einer Radiosendung das Konzept einer Weltuntergangswaffe (laut einer Sekundärquelle; Szilard schlug nicht vor, eine solche Waffe zu bauen). Eine Quelle, die beide Verwendungen verbindet, habe ich nicht gefunden. Ich halte einen Zusammenhang für möglich, aber das ist eine Schlussfolgerung.
Die im Namen mitgeführte Metapher widerspricht der Sprachregel der Serie; ich verwende sie nur als historischen Namen, in Anführungszeichen. Stuart Houston und Sylvia Fedoruk beschrieben das Gerät später als „eine Pflugschar statt eines Schwertes“ (Ausstellung der University of Saskatchewan).
Die dritte Geschichte: Grimmett
Eine dritte, von Ontario und Saskatoon unabhängige Geschichte spielt in Houston. Der britische Medizinphysiker Leonard Grimmett war zum M.D. Anderson gekommen. Nach einer Zusammenfassung von Peter Almonds Grimmett-Biografie war Grimmett möglicherweise der Erste, der 1950 den Entwurf eines Kobalt-60-Geräts veröffentlichte; Almond argumentiert außerdem, J. S. Mitchells Beitrag von 1946 habe die Kobalt-Ära eingeleitet. Grimmett verlor am 27. Mai 1951 im Alter von 49 Jahren durch einen Herzinfarkt sein Leben, bevor das Gerät fertig war. Das Gerät wurde im September 1953 unter Polizeibegleitung von Tennessee nach Houston gebracht; die ersten Patienten wurden am 22. Februar 1954 behandelt (die eigene Geschichtsseite des M.D. Anderson). Das Kobalt war in Kanada auf 800 Curie bestrahlt worden.
R. Lee Clarks Ansicht war, dass die ursprüngliche Idee und der Entwurf Grimmett und Gilbert Fletcher gehörten; Kanada wiederum beanspruchte später, „Erster“ zu sein. Ich löse diesen Widerspruch nicht auf: Wer den Entwurf zuerst veröffentlichte, wer den ersten Patienten behandelte und wer das erste kalibrierte Gerät aufstellte, sind drei getrennte Fragen, und jede Antwort weist an eine andere Stelle.
Preis und Grenzen: Die Quelle erschöpft sich, die Belege bleiben lückenhaft
Erstens die Quelle selbst. Die Halbwertszeit von Kobalt-60 beträgt 5,27 Jahre; Quellen müssen etwa alle fünf Jahre ersetzt werden, es entsteht radioaktiver Abfall, und die Geräte sind teuer und brauchen Fachunterstützung (laut einer Sekundärquelle). In Houston hatte der Konstrukteur des Geräts sein Leben verloren und sah es nie in Betrieb.
Zweitens die Belege. Das Gerät in Saskatoon behandelte in 21 Jahren 6.728 Patienten, doch die Quellen nennen deren Ergebnisse nicht. Die Ausstellung der University of Saskatchewan schreibt, die Heilungsrate beim Gebärmutterhalskrebs sei von etwa 25 Prozent auf 75 Prozent gestiegen; ich konnte das nicht an einer unabhängigen Quelle bestätigen und führe es nicht auf ein einzelnes Gerät zurück, da sich in denselben Jahren auch Stadieneinteilung, Chirurgie und Versorgung veränderten. Das lange Leben der ersten Patientin ist eine eindrucksvolle Geschichte, kein Beleg.
Drittens die Technologie, die sie ablöste. Linearbeschleuniger erzeugen energiereichere Strahlung ohne radioaktiven Abfall und haben Kobaltgeräte teilweise ersetzt; dennoch sind Kobaltgeräte weiter verbreitet im Einsatz, weil sie zuverlässig und einfach zu warten sind (laut einer Sekundärquelle).
Was bleibt
- Ein weit vom Patienten aufgestellter Megavolt-Strahl, der in die Tiefe reicht
- Die Gewohnheit, die Dosis erst nach Kalibrierung zu geben
- Kobalt-60-Geräte, die heute noch im Einsatz sind
Was fiel oder eingeschränkt wurde
- Der Platz des Radiums in der Teletherapie
- Die energiearme Röntgenröhre allein für tiefe Tumoren
- Die Gewohnheit, die erste Behandlung einer einzigen Person oder Stadt zuzuschreiben
Zeit von der Installation bis zur ersten Behandlung an Kobalt-60-Geräten, Herbst 1951. Die Länge der Balken ist proportional zur Zahl der Tage. In Saskatoon war die Installation am 17. August und die erste Patientin am 8. November 1951 (Encyclopedia of Saskatchewan und Zeitleiste der Universität); in London wurde die Quelle am 16. Oktober eingesetzt, und die erste Behandlung fand am 27. Oktober statt (Western News). Die Londoner Quelle war vorab kalibriert; die Kalibrierung in Saskatoon dauerte 11 Wochen. Dieser Unterschied könnte erklären, wie London früher behandelte, obwohl es später installiert wurde; das ist eine Schlussfolgerung. Der Installationstag in Houston steht nicht in den Quellen und ist nicht eingezeichnet.
Kobalt in Çapa
Eine verifizierte Quelle dazu, wann das erste Kobalt-Teletherapiegerät in die Türkei kam, habe ich nicht gefunden. Zwei im Turkish Journal of Oncology veröffentlichte Texte zur Geschichte der Strahlentherapie erwähnen ein Kobalt-60-Afterloading-Gerät: Der eine sagt, es sei 1964 in Çapa aufgestellt worden, „als drittes weltweit“; der andere schreibt, es sei Ende der 1960er Jahre in Betrieb gegangen. Beide stimmen nicht überein, und beide sind Brachytherapiegeräte, keine Teletherapie-„Bomben“. Titel und Autoren der Texte konnte ich nicht erreichen, da der Zugang zur Seite eingeschränkt ist. Eine allgemeine Schlussfolgerung (nicht aus einer Quelle): Kobalt-60-Geräte werden heute in vielen Ländern weiter genutzt; für die Patientin oder den Patienten zählt weniger der Name des Geräts als die Kontrolle von Planung und Kalibrierung.
Von 1946 bis heute
Was bestätigt ist, was widerspricht
- Johns’ Kobalt-Idee: Der ASTRO-Artikel sagt, er habe 1946 bei einem Treffen in Chalk River davon erfahren, die Encyclopedia of Saskatchewan sagt, er habe im Juli 1949 etwa 1.000 Curie angefordert, und Wikipedia (sekundär) sagt, er habe 1949 beim National Research Council Kobalt-60 erbeten. Es gibt kein einzelnes Datum, das sie verbindet; es können zwei getrennte Ereignisse sein.
- Erste Patientin in Saskatoon: 8. November 1951 (Encyclopedia of Saskatchewan und Zeitleiste der Universität); ein Leserkommentar unter dem Magazin der University of Toronto sagt 11. November, unbestätigt. Meldungen der Universität sagen nur „November 1951“. Das Alter der Patientin ist 43 (Universität) oder 40 (Enzyklopädie); Überleben „weitere 47 Jahre“ oder „bis zum Alter von 90“.
- Erste Behandlung in London: 27. Oktober 1951 (Western News, Wikipedia). Der Krankenhausname ist in Western News Victoria Hospital; Wikipedia nennt ein Kinderkrankenhaus in London; ich habe es nicht aufgelöst. Einzelheiten wie das Modell Eldorado A, Roy Errington und Donald Green stehen nur in einem Leserkommentar; unbestätigt.
- Die Reihenfolge des „Ersten“: Western News zählt London als erste Kobalt-60-Behandlung der Welt, nennt aber Johns den „Erfinder“. Die University of Saskatchewan hält den Anspruch auf das erste kalibrierte Gerät aufrecht. Ich habe beides wiedergegeben und kein Urteil gefällt.
- Datum des Leitartikels: Der Star-Phoenix-Beitrag „The Cobalt ‚Bomb‘“ wird auf derselben Seite sowohl als 7. März wie als 7. November 1951 angegeben. Dass ich November bevorzuge, ist eine Schlussfolgerung.
- Der Name „Bombe“: Keine Quelle nennt den Grund. Die Zeitleiste der Universität sagt, Maclean’s habe frühere Verwendungen aufgegriffen; das Magazin der University of Toronto schreibt den Namen Maclean’s zu; Wikipedia schreibt, 1952 sei er „scherzhaft“ so genannt worden. Die Quellen stimmen nicht überein. Die Szilard-Verbindung ist meine Schlussfolgerung; das Szilard-Datum (26. Februar 1950) ist eine Sekundärquelle.
- Grimmett: Die Formulierung „der Erste, der 1950 den Entwurf veröffentlichte“ stammt aus einer Almond zugeschriebenen Zusammenfassung (Brad Roths Medium-Beitrag); das Buch habe ich nicht gelesen. Das Datum seines Lebensverlusts (27. Mai 1951, 49 Jahre) stammt von der Seite des M.D. Anderson. Das Jahr, in dem Grimmett zum M.D. Anderson kam, widerspricht sich: 1948 (Zusammenfassung) und 1949 (Institutionsseite).
- Das Verhältnis der beiden Gruppen: Der ASTRO-Artikel sagt, Johns’ Gruppe habe Prototypen gemeinsam mit Kollegen in London gebaut; Wikipedia (sekundär) schreibt, zwei Gruppen hätten getrennte Geräte entworfen und gebaut, und sagt nicht, welches zuerst gebaut wurde.
- Houston: Dass das Gerät im September 1953 aus Tennessee gebracht wurde und die ersten Patienten am 22. Februar 1954 behandelt wurden, stammt von der eigenen Seite des M.D. Anderson; der Installationstag fehlt.
- Gerätedetails: 0,9 Tonnen, 2,5 cm Durchmesser, etwa 1.000 Curie: Encyclopedia of Saskatchewan. Der Kollimator: Ausstellung der Universität. Vom Nature-Beitrag habe ich nur die Zusammenfassungsseite gelesen.
- Die Behauptung zur Heilungsrate: „Von 25 Prozent auf 75 Prozent“ steht nur in der Ausstellung der Universität; ihre Grundlage ist unklar, und ich habe sie nicht als Befund in den Text übernommen.
- Radiumpreis und -menge: Aus Wikipedia (sekundär); in einer Primärquelle habe ich es nicht gesehen.
- Türkei: Die Identität der beiden Texte (Titel, Autor) konnte nicht verifiziert werden; die Daten (1964; Ende der 1960er Jahre) widersprechen sich.
Der Code der DNA (1953)
Bisher haben wir die Bausteine der Zelle (Tag 127), die Idee von Vererbung und Krebs (Tag 98) und die Quelle des Strahls gesehen. 1953 schlug ein einseitiger Beitrag die Struktur eines Moleküls in der Mitte dieser Kette vor. Wer schlug sie vor, welchen Platz hatten Rosalind Franklins Daten in dieser Geschichte, und was hat das mit Krebs zu tun? Morgen werde ich es erzählen, nachdem ich die Daten und die Unterlagen überprüft habe.
Notiz des Autors: Der Name „Bombe“ ist der lauteste Teil dieses Beitrags, doch er erzählt nur eine Sache: den Wechsel einer Quelle. Wo die Unterlagen nicht übereinstimmten, habe ich, statt zu sagen, wer der Erste war, die Frage in drei geteilt: erster Entwurf, erste Behandlung, erstes kalibriertes Gerät. Die Veröffentlichungen, die ich nicht gelesen habe, habe ich im Faktencheck-Kasten und in den Quellen markiert.
Quellen und weiterführende Literatur
- Johns HE, Bates LM, Epp ER et al. 1,000-Curie Cobalt-60 Units for Radiation Therapy. Nature 1951;168:1035-1036 (nur die Zusammenfassungsseite gelesen).
- University of Saskatchewan. Ausstellung und Zeitleiste „Cobalt-60“ (cobalt60.usask.ca; gelesen; institutionell und sekundär).
- Encyclopedia of Saskatchewan. Eintrag „High-Energy Cancer Treatment“ (esask.uregina.ca; gelesen; sekundär).
- Battista J. Cobalt-60 celebrates 60 years. Western News, 2011 (gelesen; sekundär).
- University of Toronto Magazine. „This ‚Bomber‘ Actually Saved Countless Lives“ (gelesen; sekundär).
- M.D. Anderson Cancer Center. The Legacy of R. Lee Clark: Gilbert Fletcher and Radiotherapy (gelesen; Institutionsseite).
- Almond PR. Cobalt Blues: The Story of Leonard Grimmett. Springer, 2012 (Buch nicht gelesen; Zusammenfassung aus Brad Roths Medium-Beitrag, nur sekundär).
- Turkish Journal of Oncology, zwei Texte zur Geschichte der Strahlentherapie (onkder.org, pdf.php?id=973 und id=826; teilweise gelesen; Titel und Autor konnten nicht verifiziert werden).
- Mukherjee S. The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer. New York: Scribner, 2010. (Für diesen Beitrag nicht eigens überprüft.)
Dieser Beitrag ist Tag 128 der Serie „365 Tage Krebsgeschichte“ und erzählt das Aufkommen der Kobalt-60-Teletherapiegeräte um 1951 als historisches Ereignis. Es handelt sich um historisch-populären Inhalt; er ist keine Diagnose- oder Behandlungsempfehlung. Für Entscheidungen zu Ihrer Gesundheit wenden Sie sich an Ihre Ärztin oder Ihren Arzt. Die Quellen wurden überprüft; Einzelheiten, die nur auf einer Sekundärquelle beruhen, sind in den Faktencheck-Notizen vermerkt.
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