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Sektion Medizinphysik

Die erfolgreiche Strahlentherapie zeichnet sich durch eine optimale Tumorkontrolle bei geringen Nebenwirkungen aus. Dies gelingt, in dem man den Tumor möglichst präzise bestrahlt und gleichzeitig Normalgewebe und Risikoorgane optimal schont. Unter diesem Aspekt stellt die Partikeltherapie mit Schwerionen und Protonen, wie sie in Heidelberg seit 2009 am HIT angeboten wird, für viele Indikationen eine vielversprechende Behandlungsmodalität dar. 

Im Zentrum unserer Forschung steht die Individualisierung der Partikeltherapie (PT) aus physikalischer Perspektive. In innovativen, interdisziplinären Querschnittsprojekten entwickeln wir aktuelle klinische Behandlungskonzepte weiter, mit dem Ziel, die vorteilhaften physikalischen Strahleigenschaften der PT in ein optimales Behandlungsergebnis für unsere Patienten zu überführen. 

Aktuell bearbeiten wir zwei Schwerpunktthemen: 

  • Untersuchung von Dosiseffekte im zentralen Nervensystem, um daraus schonendere Bestrahlungskonzepte abzuleiten und klinisch zu etablieren
  • Entwicklung und Implementierung klinischer Abläufe zur MRT-basierten bildgeführten Partikeltherapie, die in Zukunft eine engmaschige und präzise Beobachtung des Patienten unter Therapie ermöglichen. 

Nähere Informationen finden sich bei den jeweiligen Mitarbeitern.   

 

Ausbildung:
Abschlussarbeiten im Bereich Medizinphysik werden fortlaufend angeboten, bei Interesse bitte per E-Mail Kontakt aufnehmen. 

PD Dr. rer. nat. Julia Bauer

(kommissarisch)

Dr. med. Dr. rer. nat. Anika Simon

Schwerpunkt: Experimentelle Untersuchung von Strahlenwirkung im zentralen Nervensystem.

Dr. rer. nat. Friderike Longarino

Schwerpunkt: Bildgebung für die Strahlentherapie, adaptive Partikeltherapie.

Juliane Weber (Dr. med.), Medizinische Fakultät Heidelberg: 
„Zeitliche Entwicklung klinischer Strahlenläsionen“

M. Sc. Habiba Sallem (Dr. sc. hum.), Medizinische Fakultät Heidelberg: 
„Investigation of late-occurring dose effects in human brain tissue after proton irradiation“

„Radiation therapy is a pivotal approach in cancer treatment, involving the irradiation of tumor volumes with high-energy ionizing beams such as photons, protons, or heavy ions. Proton beams, owing to their unique physical characteristics, offer highly conformal and biologically effective dose delivery to tumors. While current treatment planning assumes a constant effectiveness for protons, recent findings indicate potential variability. Patients undergoing treatment for low-grade glioma may subsequently develop brain lesions, challenging conventional treatment planning. My doctoral research seeks to address this challenge by predicting and minimizing the risk of brain lesion occurrence in treatment plans, aiming for less toxicity without compromising tumor control. Additionally, my research delves into the possibilities offered by advanced MR imaging to identify early tissue changes leading to brain lesions. This innovative approach could pave the way for more targeted medication and the prevention of severe lesions. My research contributes valuable insights to cancer care and propels advancements in proton therapy through the initiation of a prospective clinical trial.“

 

M. Sc. Rita Pestana (Dr. sc. hum.) Medizinische Fakultät Heidelberg: 
„Implementation of an MR-guided particle therapy workflow at HIT“

„Protons and heavy ions are more sensitive to changes that occur on their path compared against conventional radiotherapy with photons, making it essential to assess the patient’s anatomy along the fractions. This assessment can be done with the so-called image guided therapy: prior to some of the treatment fractions, the patient acquires an examination, usually a CT, that is analysed to assess changes in its anatomy. MRI is also a potential candidate for image-guided therapy, as it offers superior soft tissue contrast, allowing a better visualisation of the tumour. However, MRI does not provide the information required to make dose calculations (stopping power information) and, eventually, re-plan the treatment. Therefore, an additional step, the generation of a deformed CT, is required. I’m working on the clinical implementation and automation of the whole MRI-guided workflow: from the deformed CT generation to the automated re-planning, including the quantification of the uncertainties involved in each step. I’m also developing and testing tools to guide the clinicians on the identification of the anatomical changes and their impact on the prescribed treatment plan.“

 

Julia Hendrik (Dr. med.), Medizinische Fakultät Heidelberg: 
„Latente Strahlennekrosen – Proteinregulation während der Entstehung“

Jimmy Konguem Gozeu: Studium der Medizinischen Physik an der Universität Düsseldorf, „Charakterisierung eines anthropomorphen Kopfphantoms für die MR-geführte Partikeltherapie“

Julian Mertens: Physikstudium an der Universität Heidelberg, „Untersuchung eines Messaufbaus für die Absolutdosimetrie klinische Bestrahlungspläne in Magnetfeldern“

Noëlle Klasner: Physikstudium an der Universität Heidelberg, „Unsicherheiten in der Risikovorhersage für strahlenindizierte Hirngewebsläsionen“

Maike Walla: Physikstudium an der Universität Heidelberg, „Evaluation synthetischer CTs zur Partikel-Bestrahlungsplanung“

Laura Ebisch: Orientierungspraktikum, Physikstudium an der Universität Tübingen

Dr. rer. nat. Marc Boucsein:Dissertation 07/2024: Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Heidelberg: „Modelling of the regeneration of the central nervous system as a dynamical self-organized system“

M. sc. Karolin Milewski: Masterarbeit 06/2024: Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Heidelberg, „Dosimetry for real-time MR-guidance during clinical ion beam radiotherapy“

M. sc. Lotta Solle: Masterarbeit 04/2023: Fakultät für Ingenieurswissenschaften der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes: „Untersuchung der Lagerungsgenauigkeit in einem Patientenrotationssystem für die MRT-bildgeführte Partikeltherapie“

M. sc. Beatrice Geiger: Masterarbeit 02/2024: Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Heidelberg, „A Machine Learning Approach to Improving Quality Assurance in Radiation Therapy Facilities“

Dr. rer. nat. Robin Koch: Dissertation 11/2023, Fakultät für Biowissenschaften Heidelberg, “Statistical analysis and modelling of time-resolved In Vitro Clonogenic Assays“

Prof. Dr. rer. nat. Markus Alber: Sektionsleitung (bis 03/2023)

Dr. rer. nat. Emanuel Bahn: wissenschaftlicher Mitarbeiter (bis 03/2023)

M. Sc. Paul Meder: wissenschaftlicher Mitarbeiter (bis 01/2023)

M. Sc. Teresa Rodriguez Gonzales:Promotion in Physik an der Universität Sevilla, Forschungsaufenthalt (09-12/2021): „Towards PET range verification in proton therapy: new cross sections for improved accuracy“

M. Sc. Judith Besuglow: Physikstudium an der Universität Heidelberg, Masterarbeit (01/18-04/19): „Design präklinischer in vivo Präzisions-Bestrahlung“

Christoph Harmel: Biotechnologie-Student an der Universität Heidelberg, Praktikum (07/18-10/18): „Zeitaufgelöster In Vitro Clonogenic Assay“

Unsere Forschung wird finanziell unterstützt durch: 
DFG
BMBF
Universität Heidelberg (Olympia-Morata-Programm) 
Alois-Hirdt Erben und Wieland Stiftung Heidelberg