Medizinische Strahlenphysik

Die Hauptforschungsbereiche der Medizinischen Strahlenphysik lassen sich in vier Arbeitspakete zusammenfassen:

  1. grundlegende und angewandte Dosimetrie;
  2. Dosisberechnung und Bestrahlungsplanoptimierung;
  3. erweiterte Bildgebung für die Ionentherapie;
  4. Monte Carlo Simulationen.

Die Etablierung von dosimetrischen Abläufen für die zur Verfügung stehenden Strahlenqualitäten ist eine Grundvoraussetzung für alle weiteren Experimente, sowohl in der Medizinischen Strahlenphysik als auch in der Strahlenbiologie. Dies umfasst u.a. auch neue Techniken wie z.B. die mehrdimensionale und zeitabhängige Dosimetrie.

Bestrahlungsplanungssysteme für Ionenstrahlen sind erst kürzlich entwickelt worden und bieten daher in entsprechenden Forschungsversionen die Möglichkeit zur Weiterentwicklung, sowohl für derzeit klinisch relevante Ionenarten, als auch für potentielle neue Ionen wie z.B. Helium oder Sauerstoff. Neben Vergleichsstudien zwischen den Bestrahlungsplänen unterschiedlicher Strahlenqualitäten ist auch die Entwicklung von Strategien zur Bestrahlung von sich bewegenden Objekten ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt.

Im Bereich der Bildgebung wurden in den letzten Jahren große Fortschritte in der konventionellen Strahlentherapie erzielt, die nun auch für die Ionentherapie entsprechend übernommen und angepasst werden sollen. Dies beinhaltet u.a. die bildgeführte Strahlentherapie mit Röntgenstrahlung (CD) und Magnetfeldern (MR), aber auch spezifische Techniken zur Reichweitenverifikation der Ionenstrahlen unter Verwendung von generierten Sekundärteilchen.

Monte Carlo Simulationen unterstützen einerseits die verschiedenen Projekte aller anderen Arbeitspakete und bieten andererseits auch die Möglichkeit, neue Ideen vorerst ohne Nutzung von Strahlzeiten in silico zu testen.