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Klinische Medizinphysik Radioonkologie

Ziel der Forschung ist es, Methoden zu entwickeln bzw. zu optimieren, mit deren Hilfe ein Tumor innerhalb seiner dreidimensionalen Grenzen höchstpräzise bestrahlt werden kann bei gleichzeitig größtmöglicher Schonung des benachbarten gesunden Gewebes. Außerdem muss der Patient präzise und möglichst unbeweglich unter der Bestrahlungsquelle fixiert werden, damit der Therapiestrahl genau treffen kann und bei aufeinander folgenden Bestrahlungsterminen stets dieselbe Positionierung des Patienten erreicht wird. Je besser dies gelingt, desto höher kann die Strahlung im Tumor dosiert werden und desto größer sind die Heilungschancen für den Patienten.
 
Durch rasante Fortschritte auf diesem Gebiet besteht heute die Möglichkeit, während der Operation zu bestrahlen (Intraoperative Bestrahlung - IORT), den Tumor aus den bestmöglichen Richtungen aus zu bestrahlen, die Dosis innerhalb des Tumors zu variieren, einen Therapiestrahl mit im Querschnitt unterschiedlichen Strahlenintensitäten zu produzieren (Intensitätsmodulierte Strahlentherapie – IMRT), die Form des Therapiestrahls durch „Blenden“ (Kollimatoren) den Tumorkonturen anzupassen, den Patienten durch spezielle Fixierungssystem präzise und reproduzierbar unter der Strahlenquelle zu positionieren und andere Strahlenqualitäten wie Protonen und Schwerionen mit ihrer einzigartigen Wirksamkeit einzusetzen. Informatiker haben Bestrahlungsplanungssoftware entwickelt, mit der sich die Verteilung der Strahlendosis im Gewebe vorausberechnen und prüfen lässt und die z.B. auch natürliche, unvermeidliche Körperbewegungen (Atmung, Herzschlag) während der Bestrahlung einkalkuliert und berücksichtigt.

Neben den routinemäßigen Aufgaben im Strahlentherapie-Betrieb führen wir auch Entwicklungsprojekte und Lehrtätigkeiten in folgenden Bereichen durch:

Einführung und Weiterentwicklung

  • Neue Behandlungsverfahren bzw. Bestrahlungsgeräte
  • Neue Bestrahlungstechniken und Methoden zur Qualitätssicherung
  • Implementierung und Integration neuer IT-Systeme; Workflow-Optimierung

Lehrtätigkeiten an folgenden Einrichtungen

  • Online Master Advanced physical Methods in Radiooncology (APMR), Universität Heidelberg
  • Medizinische Physik für Physiker, Wissenschaftliche Weiterbildung Universität Heidelberg
  • Medizinische Physik und Technik für Radioonkologen, Wissenschaftliche Weiterbildung Universität Heidelberg
  • Lehrbeauftragung an der Dualen Hochschule Baden Württemberg (DHBW) Karlsruhe
  • MTRA Schule, Akademie für Weiterbildung
  • Strahlenschutzkurse am Fortbildungszentrum für Technik und Umwelt (FTU) am KIT Karlsruhe

Weitere Tätigkeiten

  • Teilnahme und Beiträge bei nationalen und internationalen Anwendertreffen
  • Beiträge in verschiedenen Arbeitskreisen der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik (DGMP)
  • Mitarbeit in DIN-Arbeitskreisen
  • Betreuung von Abschlussarbeiten (Diplom-, Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten)


Aktuelle Projekte / Arbeiten in den einzelnen Anwendungsbereichen

DHBW – Bachelorarbeiten
  • Laura Wolf  –  Eine Planungsstudie über den Vergleich von IMRT Bestrahlungsplänen in VMAT Technik mit und ohne Ausgleichsfilter in Bezug auf die Planqualität, Anzahl der Monitoreinheiten, Bestrahlungszeit und Ergebnis der dosimetrischen Verifikation. (2015)
  • Manuela Dehm  –  Vergleich von MVCT basierten Dosis-Nachberechnungen mit der Analyse von Online-Detektordaten (2015)    

APMR - Masterarbeiten
  • Mark Delaperiere – Feasibility study of MLC (multi leaf collimator) virtual compensation for total body irradiation with lateral beams at large source axis distance (5m) (2014)
  • Frank Ahrenberg – Clinical Implementation of IMRT with flattening filter free photon beams (2013)

 

Technische Universität Kaiserslautern – Masterarbeiten
  • Martina Schmauss – Vergleich der Dosisberechnung in Risikoorganen bei der IMRT mit Collapsed-Cone-Algorithmus versus konventioneller Bestrahlungsplanung mittels Pencil-Beam bzw. Collapsed-Cone-Algorithmus  (2014)
  • Xenia Wester – Einführung von einem 2D-Ionisationskammer-Array zur Planverifikation an einem Tomotherapie-Gerät (2014)
  • Matthias Seurig – Rekonstruktion von 3D-Dosisverteilungen aus 2D-Dosimessungen mit einem 2D-Ionisationskammer-Array zur dosimetrischen Verifikation in der IMRT (2013)


Ausgewählte Veröffentlichungen

Dosimetrie: Energiedosisbestimmung

Rhein B, Hartmann G,  Bestimmung der Energiedosis in einem Medium dichter als Wasser bei 6MV Photonen mit einer zur Anzeige der Wasserenergiedosis kalibrierten Ionisationskammer. In: Tagungs CD 3 Ländertagung der ÖGMP, DGMP, SGSMP Wien  (2011) ISBN:3-925218-89-0.


Entwicklung einer Methode zur unabhängigen Dosisberechnung für helikale Tomotherapie

Klüter S, Schubert K, Lissner S, Sterzing F, Oetzel D, Debus J, Schlegel W, Oelfke W, Nill S (2014). Independent calculation of dose distributions for helical tomotherapy using a conventional treatment planning system. Medical Physics 41(8), 081709.


Einsatz des integrierten Detektorarrays zur Qualitätssicherung bei helikaler Tomotherapie und Entwicklung einer Methode zur Messung von Leaföffnungszeiten

Lissner S, Schubert K, Klüter S, Oetzel D, Debus J (2013). A method for testing the performance and the accuracy of the binary MLC used in helical tomotherapy. Zeitschrift für Medizinische Physik 23, 153–161.


Untersuchungen zur peripheren Dosis bei intensitätsmodulierter Strahlentherapie

Lissner S, Schubert K, Wiezorek T, Sterzing F, Herfarth K, Sroka-Perez G, Debus J (2013). Investigations of peripheral dose for helical tomotherapy. Zeitschrift für Medizinische Physik 23(4), 324-31.

Wiezorek T, Schwahofer A, Schubert K (2009). The influence of different IMRT techniques on the peripheral dose: a comparison between sMLM-IMRT and helical tomotherapy. Strahlentherapie und Onkologie 185(10), 696-702.


Optimierung und Qualitätssicherung intensitätsmodulierter Strahlentherapie-Techniken sowie Entwicklung neuer Methoden

Klüter S, Sroka-Perez G, Schubert K, Debus J (2011). Leakage of the Siemens 160 MLC multileaf collimator on a dual energy linear accelerator. Physics in Medicine and Biology 56(2), N29-37.

Schubert K, Rhein B, Seurig M, Klüter S, Oetzel D, Debus J (2014). QA for rotational treatment delivery using the Octavius 4D Phantom. In: S. Klöck. Medizinische Physik. 44th Joint Conference of the SSRMP, DGMP, ÖGMP, Dreiländertagung für Medizinische Physik, Zürich, 159-160.  


Verwendung von Megavolt-Computertomographie (MVCT) Datensätzen zur Bestrahlungsplanung

Prokesch H, Ecker S, Splinter M, Lampe C, Klüter S, Schubert K, Ellerbrock M, Jäkel O (2014). Combined Photon and Particle Radiotherapy Based on Megavoltage CT Data. In: Proceedings to the 53 Annual Meeting for the Particle Therapy Cooperative Group (PTCOG) 8-14 June 2014. International Journal of Particle Therapy 1(2), 636.

Schubert K, Maric T, Nill S, Sroka-Perez G, Herfarth K, Oelfke U, Debus J (2011). Tomotherapy MVCT in 3D-Conformal Treatment Planning. Radiotherapy and Oncology 99, S583. ESTRO Meeting, London.

Klüter S, Schubert K, Lissner S, Debus J (2011). Evaluation Of The Impact Of CT Hounsfield Unit Calibration on Dose Calculation in Helical Tomotherapy. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 81(2), S848-S849, Proceedings of the ASTRO 53rd Annual Meeting.


Einführung der helikalen Tomotherapie in die klinische Routine, Entwicklung und Implementierung von Methoden zur Qualitätssicherung

Schubert K, Klueter S, Lissner S, Wester X, Sterzing F, Oetzel D, Debus J (2013). SU-E-T-151: Evaluation of the Ability of the Seven29 Array to Measure Jaw Speeds On a TomoTherapy-System. AAPM 55th Annual Meeting. Medical Physics 40, 238.

K. Schubert, K. Wagenknecht, S. Lissner, G. Sroka-Perez and J. Debus (2009). Imaging QA Program for Image Guided RadioTherapy (IGRT). In: World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering, Munich. Springer Verlag Berlin Heidelberg, 457-459.

Schubert K, Nicholas D, Francois P, Lisbona A, Schmidt R, Tomsej M, Wagenknecht K, Sroka-Perez G, Debus J (2008). International Comparison of time-resolved Measurements on Helical Tomotherapy. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 72(1), S663, Proceedings of the 50th Annual ASTRO Meeting.

Schubert K, Sroka-Perez G, Wagenknecht K, Caprile-Etchart P, Sterzing F, Debus J (2007). QA for dynamic aspects of helical tomotherapy treatment delivery. Radiotherapy and Oncology 84, S1. 9th Biennial ESTRO Meeting on physics and radiation technology for clinical radiotherapy, Barcelona.

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