[PDF] Neues aus der Medizinphysik [http://www.lifepr.de?boxid=256829]

1. Neues aus der Medizinphysik
Erhöhte Strahlenbelastung
verfeinerte Diagnostik
individuelle, schonende Strahlentherapie
bei Krebs
Presseinformation
29. September 2011
www.medphyswien2011.org

2. -2-
Inhalt
1. Herzlich willkommen – Einleitung 3
2. Dreiländertagung Deutschland – Schweiz – Österreich 4
für Medizinische Physik in Wien
Dr. Werner Schmidt
3. Der Januskopf der medizinischen Bildgebung 7
Univ. Prof. Dr. Gunnar Brix
4. Optimierte Tumorbehandlung durch individuelle, 10
zielgenaue und schonende Strahlentherapie
Univ. Prof. Dr. Dietmar Georg
5. Innovationen in der Magnetresonanztomographie 13
Univ. Prof. Dr. Laura Schreiber
6. Echtzeitbilder zur Optimierung der Diagnose & Therapie 16
Univ. Prof. Dr. Wolfgang Birkfellner
7. Pressefotos 19
Beilagen:
- Powerpoint-Präsentation von Dr. Werner Schmidt
- Presse-CD:
• Pressemappe
• Bilder in Druckqualität
Aktuelle Fotos vom Pressefrühstück stehen sofort nach Veranstaltungsende zum
Download bereit: www.viennaflash.at – unter Aktuelles
Die in diesem Text verwendeten Personen- und Berufsbezeichnungen treten der besseren
Lesbarkeit halber nur in einer Form auf, sind aber natürlich gleichwertig auf beide
Geschlechter bezogen.
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Hennrich.PR – Agentur für Gesundheit & Kommunikation, 1140 Wien, www.hennrich-pr.at

3. -3-
Herzlich willkommen zum Pressefrühstück
Neues aus der Medizinphysik:
Erhöhte Strahlenbelastung verfeinerte Diagnostik
individuelle, schonende Strahlentherapie bei Krebs
Anlässlich der Drei-Ländertagung der Deutschen, Österreichischen und Schweizer
Gesellschaften für Medizinische Physik (DGMP, ÖGMP und SGSMP) lädt die
Österreichische Gesellschaft für Medizinische Physik zu diesem Pressefrühstück
Zeit: Donnerstag, 29. September, 10 Uhr
Ort: Universitätscampus Altes AKH - Aula (Hof 1), Spitalgasse 2, 1090 Wien
Die Österreichische medizinphysikalische Forschung und Entwicklung in Bereichen wie
Radioonkologie, Audiologie, Optik, MR-Bildgebung oder der medizinischen
Bildverarbeitung hat international einen ausgezeichneten Ruf – mehr als 500
Wissenschaftler informieren sich auf der Drei-Ländertagung auf dem Gelände des
Universitätscampus Altes AKH Wien. Die Industrie stellt in einem 500 qm-Zelt ihre
Neuheiten aus.
Ihre Gesprächspartner:
• Dr. Werner Schmidt, Präsident der ÖGMP Wien, Institut für Radioonkologie im
SMZ-Ost Wien: Moderation und Einführung in die Thematik
• Univ. Prof. Dr. Gunnar Brix, Abteilung für Medizinischen und beruflichen
Strahlenschutz, Bundesamt für Strahlenschutz: „Der Januskopf der medizinischen
Bildgebung: Diagnostik und Früherkennung im Spannungsfeld zwischen Nutzen
und Risiko“
• Univ. Prof. Dr. Dietmar Georg, Tagungspräsident und Leiter der Abteilung für
Medizinische Strahlenphysik, Universitätsklinik für Strahlentherapie der MedUni
Wien/AKH Wien: „Optimierte Tumorbehandlung durch individuelle, zielgenaue und
schonende Strahlentherapie – Beispiel Prostatakrebs“
• Univ. Prof. Dr. Laura Schreiber, Präsidentin der Deutschen Gesellschaft für
medizinische Physik: „Innovationen in der Magnetresonanztomographie“
• Univ. Prof. Dr. Wolfgang Birkfellner, Zentrum für Medizinische Physik und
Biomedizinische Technik an der Medizinischen Universität Wien: „Echtzeitbilder zur
Optimierung der Diagnose & Therapie“
Fragen & Diskussion:
Ab 11 Uhr führen Univ. Prof. Dr. Dietmar Georg und Dr. Werner Schmidt (SMZ-Ost Wien
und Präsident der ÖGMP) durch die Ausstellung.
Zum Hintergrund:
Die Medizinische Physik steht im Schnittpunkt von Grundlagenforschung, der Entwicklung
und Qualitätssicherung technischer Geräte für medizinische Diagnostik und Therapie
sowie der Anwendung am und für den Patienten. Dies macht sie zum unverzichtbaren
Bindeglied zwischen so verschiedenen Bereichen wie Medizin, Technik, Bildverarbeitung,
Informatik und Biologie. Die Medizinische Physik steuert damit einen wesentlichen Anteil
zur Verbesserung unserer medizinischen Versorgung bei.
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4. -4-
2. Dreiländertagung Deutschland – Schweiz – Österreich
für Medizinische Physik in Wien
Dr. Werner Schmidt
Präsident der ÖGMP Wien,
Institut für Radioonkologie im SMZ-Ost Wien
Die traditionelle Dreiländertagung der Deutschen,
Österreichischen und Schweizer Gesellschaften für
Medizinische Physik (DGMP, ÖGMP und SGSMP) findet in der
Zeit vom 28. September bis 1. Oktober 2011 in Wien statt. Sie
präsentiert in 300 Beiträgen und einer Industrieausstellung das
herausragende Leistungsspektrum der Forschung in den
verschiedensten Sparten der Medizinischen Physik und Technik und deren Anwendung für
den Patienten in der Medizin. Die Medizinische Physik steht im Schnittpunkt von
Grundlagenforschung (Physik), der Entwicklung zum einsetzbaren Gerät (Technik) und
der Anwendung für und am Patienten (Medizin). Das macht sie auch zum
unverzichtbaren Bindeglied zwischen so verschiedenen Bereichen wie etwa Medizin,
Technik, Bildverarbeitung, Informatik oder Biologie.
„Österreichische medizinphysikalische Forschung und Entwicklung in den Bereichen
Optik, Audiologie, Magnetresonanz-Bildgebung, Radioonkologie oder in der medizinischen
Bildverarbeitung spielt in der internationalen Liga weit oben mit“, freut sich
Kongresspräsident, Univ.-Prof. Dr. Dietmar Georg, Leiter der Abteilung für Medizinische
Strahlenphysik, Universitätsklinik für Strahlentherapie der MedUni Wien/AKH Wien.
Historische Wurzeln in Wien
Wien hat eine besondere Historie in Bezug auf die Medizinphysik und die Anwendung
ionisierender Strahlung in Therapie und Diagnostik vorzuweisen. Beispielsweise wurde die
weltweit erste Strahlenbehandlung 1896 von dem jungen Dermatologen Leopold Freund
nur Monate, nachdem W.C. Röntgen die nach ihm benannten Strahlen entdeckt hatte, in
Wien durchgeführt. Der österreichische Mathematiker Johann Radon veröffentlichte 1917
sein Werk „Über die Bestimmung von Funktionen durch ihre Integralwerte längs gewisser
Mannigfaltigkeiten“ und hat ebenso wie der Geograph Julius Ferdinand von Hann seine
Spuren in der Theorie der Computertomographie hinterlassen. Guido Holzknecht, einer
der Pioniere der Radiologie, verfasste um und nach 1900 in Wien seine Werke über
„Röntgenologische Diagnostik der Erkrankung der Brusteingeweide“, „Röntgendiagnostik
des Magenkrebses“, „Röntgenlichtmessapparate“ sowie Themen zur Strahlentherapie und
ein Handbuch der „Allgemeinen und speziellen Röntgenkunde“.
Medizinphysiker als wichtige Partner
Die moderne High-Tech-Medizin erfordert Spezialisten, die dem Arzt ein wichtiger Partner
in Grundlagenforschung und Anwendungsentwicklung sind – Medizinphysiker! In
Bereichen wie der Tumorstrahlentherapie ist der Medizinphysiker wichtiger Teil des
Behandlungsteams; nicht nur seine Anwesenheit, auch Aus- und dauernde Fortbildung
sind gesetzlich vorgeschrieben und werden jährlich vom Bundesministerium überprüft.
Für die Tätigkeiten in diesem Team ist ein Experte mit breitem Hintergrundwissen
gefordert, um die komplexen Zusammenhänge aus den verschiedensten Bereichen
überblicken und koordinieren zu können. Diese breiten Grundlagen sind auch
wesentlicher Teil der Ausbildung zum Medizinphysiker („Fachanerkennung Medizinische
Physik“), die erst nach einem abgeschlossenen Master-Physikstudium begonnen werden
kann. Diese Anerkennung ist mit einer Facharzt-Ausbildung vergleichbar.
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5. -5-
Eigene Berufsgruppe mit vielfältigen Aufgabenbereichen
Die schnellen und vielfältigen Entwicklungen in der Medizin stellen immer wieder neue
Herausforderungen. Eine wesentliche Aufgabe der Gesellschaften ist daher, den
Mitgliedern Möglichkeiten zur Aktualisierung ihres Wissensstandes zu schaffen – 2011
etwa gemeinsam mit dem Österreichischen Verband für Strahlenschutz oder der
Paracelsus Universität Salzburg. Ein besonderes jährliches „Highlight“ stellt seit 24
Jahren die zweiwöchige „Winterschule“ in Pichl/Steiermark mit bis zu 100 Teilnehmern
dar.
Medizinphysiker sind mittlerweile von der Internationalen Arbeitsorganisation ILO als
eigene Berufsgruppe anerkannt und nehmen in der Internationalen Atombehörde (IAEA)
eine zunehmend wichtige Stellung ein (hier u. a. in der Standardisierung von
medizinphysikalischen Verfahren und deren Weitergabe an Entwicklungsländer). In der
EU laufen mehrere Programme zur vereinheitlichten Standardisierung des
„Medizinphysikers“ sowie zur Erfassung des „Physikunterrichts“ in medizinischen
Berufsausbildungen. „Auch und gerade für eine relativ kleine Gesellschaft wie die ÖGMP
mit etwa 200 Mitgliedern ist es notwendig, auf dem Laufenden zu bleiben, internationale
Entwicklungen zu beobachten, aber auch Kontakt zu nahestehenden Organisationen in
Österreich zu halten“ meint Dr. Werner Schmidt, Institut für Radioonkologie im SMZ-Ost
Wien und Präsident der ÖGMP.
Aktuelle Beispiele zu Forschungsgebieten der Medizinphysik:
Partikeltherapie: Was früher nur an Spezialzentren der Grundlagenforschung möglich
war, wird zunehmend breiter verfügbar. In Heidelberg ist das erste dezidierte
Ionenstrahltherapiezentrum Deutschlands (HIT-Therapiezentrum) Ende 2008 in
klinischen Betrieb gegangen; derzeit entsteht in Österreich in Wiener Neustadt mit
MedAustron ein vergleichbares Krebsforschungs- und Behandlungszentrum. Die
Strahlentherapie mit geladenen Teilchen wie Protonen oder Kohlenstoff-Ionen ermöglicht
es, eine Krankheit mit voller Strahlungsdosis zu behandeln und gesundes Gewebe
maximal zu schonen.
Funktionelle Bildgebung: Sie beschäftigt sich mit Darstellung, Beschreibung und
Quantifizierung biologischer und physiologischer Prozesse. Hierbei kommen Computer-
und Magnetresonanztomographie (CT und MRT) sowie nuklearmedizinische Bildgebung
(SPECT und PET), vor allem aber die Kombination der verschiedenen Techniken
(„Multimodale Bildgebung“) sowie eigens dafür entwickelte Kontrastmittel und
Radiotracer zum Einsatz. Die Verfahren der „molekularen Bildgebung“ finden in der
Biologie, bei der Beurteilung pharmakologischer oder genetischer Interventionen, in der
Onkologie und der personalisierten Medizin Anwendung.
Optische Kohärenztomographie: Optical Coherence Tomography (OCT) ist ein
bildgebendes Verfahren, das – ähnlich der Ultraschalltechnik, jedoch berührungslos –
hochauflösende Schnittbilder von biologischem Gewebe ermitteln kann. Mit etwa 32
Millionen Untersuchungen ist die OCT vor allem in der Augenheilkunde etabliert, bald soll
die Technologie auch für Dermatologie und kardiovaskuläre Diagnostik verfügbar sein.
Die wichtigsten zukünftigen Anwendungsbereiche sind Onkologie, Kardiologie und
molekulare Bildgebung. Diese Methode wird auch einen Forschungsschwerpunkt des
Zentrums für Medizinische Physik an der MedUniWien darstellen.
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Medizinische Bildverarbeitung: Schnelligkeit in der Darstellung und Manipulation von
Bildern aus Medizinischen bildgebenden Geräten wie CT und Positronen-Emissions-
Tomographie (PET) ist für den Workflow in Therapie und Diagnostik unumgänglich.
Techniken wie atemgesteuerte Strahlentherapie benötigen ultraschnell aufbereitete Bilder
bzw. Bildinformationen. Durch spezielle Softwarelösungen, die auf Graphikkarten (GPU)
implementiert werden, ist eine solche „Echtzeitdarstellung“ möglich. Dieser Bereich
wurde – und wird – stark von Entwicklungen für Computerspiele beeinflusst (Stichwort
„Playstation“).
Audiologie: In der Entwicklung von implantierbaren Hörlösungen wie etwa „Cochlea-
Implantaten“ haben Medinphysiker die Aufgabe übernommen, Hörnerven mit elektrischen
Signalen „zu füttern“. Weiters befassen sie sich mit der Analyse und Formung solcher
Signale, damit diese den Patienten wieder als Ton und Klang hörbar werden.
Kontakt:
Dr. Werner Schmidt
Sozialmedizinisches Zentrum Ost – Donauspital
Institut für Radioonkologie
Langobardenstraße 122, 1220 Wien
Tel. 01/288 02-2732
E-Mail: werner.schmidt@wienkav.at
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7. -7-
3. Der Januskopf der medizinischen Bildgebung: Diagnostik und
Früherkennung im Spannungsfeld zwischen Nutzen und Risiko
Univ.-Prof. Dr. Gunnar Brix
Abteilung für Medizinischen und beruflichen Strahlenschutz,
Bundesamt für Strahlenschutz
Die medizinische Strahlenexposition in Deutschland, aber auch in
anderen europäischen Ländern, hat in den letzten Jahren deutlich
zugenommen. Der zu beobachtende Dosisanstieg ist im
Wesentlichen auf die Computertomographie (CT) zurückzuführen.
In Deutschland hat sich ihr Anteil in den letzten 15 Jahren
verdoppelt. Im Jahr 2009 lag der Dosisbeitrag der CT zur
medizinischen Strahlenexposition bei etwa 60 Prozent, obwohl nur
acht Prozent aller Untersuchungen auf die CT entfallen.
Um den Strahlenschutz für die Patienten zu gewährleisten, sind in
den europäischen Strahlenschutzrichtlinien, die in nationales Recht übernommen wurden,
festgelegt, dass zwei Strahlenschutzprinzipien in der Medizin stets anzuwenden sind:
Zum einen gilt das Prinzip der Rechtfertigung – das heißt, dass der fachkundige Arzt – in
der Regel der Radiologe – im individuellen Fall entscheiden muss, ob der Nutzen das
Risiko einer Röntgenanwendung überwiegt. Zum zweiten müssen die Untersuchungen
optimiert werden, d.h. die Dosis für den Patienten ist so gering wie möglich zu wählen,
um die gewünschte diagnostische Information zu bekommen.
Individuelle Nutzen-Risiko-Abschätzung
Nach einer 2004 in Lancet publizierten Schätzung ist in Deutschland jährlich mit etwa
2.000 Krebserkrankungen durch Röntgendiagnostik zu rechnen. Allerdings ist dies eine
Überschätzung, da in der Studie davon ausgegangen wird, dass die Bevölkerung
gleichmäßig exponiert wird. Tatsächlich werden aber vermehrt ältere und schwerkranke
Patienten untersucht, die strahlenunempfindlicher sind als jüngere Personen bzw. oftmals
leider eine reduzierte Lebenserwartung haben, so dass viele von ihnen einen
möglicherweise strahleninduzierten Tumor aufgrund der langen Latenzzeit von zehn bis
zwanzig Jahren nicht erleben. Eine realistische Bewertung der mit der Röntgendiagnostik
verbundenen Risiken ist daher nur patientenspezifisch möglich.
Hierzu drei Beispiele:
• Krebspatienten werden aufgrund ihrer lebensbedrohlichen Erkrankung vielfach
radiologisch untersucht. Eine eingehende Analyse zeigt, dass bei ihnen das aus
diesen Untersuchungen resultierende Risiko im Vergleich zum Nutzen sowie den
sonstigen Risiken, die mit einer wirksamen Tumorbehandlung verbunden sind, sehr
gering ist.
• Anders verhält sich dies bei Patienten mit koronaren Herzerkrankungen, bei denen
insbesondere in Deutschland gehäuft Koronarangiografien durchgeführt werden. Hier
gibt es Indizien dafür, dass die rechtfertigenden Indikationen nicht immer so streng
gestellt werden, wie dies zu wünschen wäre. Im Gegenteil zu verzeichnen, dass auch
monetäre Aspekte mit eine Rolle spielen. Wenn speziell bei Privatpatienten dieses
Verfahren besonders häufig eingesetzt wird, profitiert natürlich der durchführende
Kardiologe oder der Radiologe.
• Das dritte Beispiel bezieht sich auf den zunehmenden Einsatz der CT zur
Früherkennung von Erkrankungen bei asymptomatischen Personen. Diese
Entwicklung beobachten wir mit großer Sorge, weil zurzeit noch keine ausreichende
wissenschaftliche Evidenz vorliegt, dass diese Untersuchungen wirklich einen Nutzen
im Sinne einer Mortalitätsreduktion erbringen.
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8. -8-
Orientierungshilfe Radiologie
Alternativen, die bei der rechtfertigenden Indikation berücksichtigt werden müssen, sind
im Wesentlichen die Ultraschalldiagnostik und die Magnetresonanztomographie. Dabei ist
allerdings zu beachten, dass diese Verfahren nicht bei allen Fragestellungen angewendet
werden können. Bei vielen Indikationen sind CT und Röntgendiagnostik die Methoden
der Wahl. Daher ist in jedem Einzelfall eine Abwägung notwendig, die nur von
fachkundigen Ärzten geleistet werden kann. Studien in Deutschland haben gezeigt, dass
die überweisenden Ärzte in der Regel nicht über das notwendige Wissen verfügen. So
wird leider sowohl von niedergelassenen als auch Spitalsärzten die durch die CT
verursachte Strahlendosis häufig ganz erheblich unterschätzt. Um die
Überweisungsproblematik etwas in den Griff zu bekommen, wird in Österreich die
Orientierungshilfe Radiologie (http://orientierungshilfe.vbdo.at/) speziell für
überweisende Ärzte herausgegeben, die für verschiedene Fragestellungen auflisten,
welches bildgebende Verfahren in welcher Reihenfolge angewendet werden soll. Sie ist
auch für Patienten einsehbar.
Was kann der Patient selbst tun?
Der Patient sollte im Einzelfall bei seinem Radiologen kritisch hinterfragen, ob z.B. eine
CT wirklich erforderlich ist, oder ob nicht auch eine Ultraschall- oder MR-Untersuchung
die gleiche Information liefert. Eine weitere Hilfestellung bietet der Röntgenpass, in den
sämtliche durchgeführte radiologische Untersuchungen eingetragen werden sollten.
Dieses Dokument soll dazu beitragen, nutzlose Doppeluntersuchungen zu vermeiden.
Zur Person:
Prof. Dr. rer. nat. Gunnar Brix
Akademische Ausbildung
1979 – 1985 Studium der Physik, Mathematik und Chemie, Fakultät für Physik,
Universität Karlsruhe
1985 Diplom in Physik (Dipl.-Phys.), Fakultät für Physik, Universität Karlsruhe
1988 Promotion in Physik (Dr. rer. nat.), Fakultät für Physik, Universität Heidelberg
1994 Habilitation in „Medizinischer Physik, Fakultät für Medizin, Universität Heidelberg
seit 2006 außerplanmäßiger Professor für „Medizinische Physik“, Fakultät für Medizin,
LMU München
Zusatzqualifikationen:
1990 Fachanerkennung für Medizinische Physik der Deutschen Gesellschaft für
Medizinische Physik (DGMP)
1997 Ermächtigung der DGMP zur Weiterbildung in Medizinischer Physik für die Gebiete
Röntgen, Nuklearmedizin, MR-Verfahren und Bildverarbeitung in der Medizin
1998 Erwerb der Fachkunde als Medizinphysik-Experte nach RöV und StrlSchV
Beruflicher Werdegang:
1985 – 1988 Assistent in der Abteilung für Biophysik und Medizinische Strahlenphysik,
Deutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg
1988 – 1998 Arbeitsgruppenleiter in der Abteilung für Biophysik und Medizinische
Strahlenphysik, Deutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg
1995 – 1998 Stellvertretender und kommissarischer Leiter der Abteilung für Biophysik
und Medizinische Strahlenphysik, Deutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg
seit 1998 Leiter der Abteilung für medizinischen und beruflichen Strahlenschutz, BfS
2003 – 2004 Präsident der DGMP
Forschungsschwerpunkte:
Physik und Technik bildgebender Verfahren (MRT, PET, CT, PET/CT)
Entwicklung von Mess- und Auswerteverfahren zur quantitativen Charakterisierung
physiologischer und molekularer Prozesse in biologischen Geweben mittels bildgebender
Verfahren, Dosimetrie ionisierender und nichtionisierender Strahlung, Medizinische
Strahlenhygiene und öffentliches Gesundheitswesen
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Forschungspreise:
1991 Philips-Preis f. Medizinische Physik der Deutschen Gesellschaft für Med. Physik
1995/97/98 Preise für Kontrastmittelforschung der Deutschen Röntgengesellschaft
1999 Walter-Friedrich-Preis der Deutschen Röntgengesellschaft
Kontakt:
Prof. Dr. Gunnar Brix
Bundesamt für Strahlenschutz
Abteilung für Medizinische Strahlenhygiene
Ingolstädter Landstraße 1, D-85764 Neuherberg
Tel. +49/3018/333-2300
E-Mail: gbrix@bfs.de
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4. Optimierte Tumorbehandlung durch individuelle, zielgenaue und
schonende Strahlentherapie – Beispiel Prostatakrebs
Univ.-Prof. Dr. Dietmar Georg
Leiter der Abteilung für Medizinische Strahlenphysik,
Universitätsklinik für Strahlentherapie der MedUni Wien/AKH Wien
Mit Hilfe modernen Linearbeschleuniger und computerunterstützter
Therapieplanung ist es möglich, individuell für jeden Patienten
entsprechend der Tumorform eine räumliche Optimierung der
Strahlentherapie zu erreichen. Ein wichtiger Aspekt dabei ist, dass
sich im Therapieverlauf die räumlichen Verhältnisse verändern
können, beispielsweise durch Gewichtsverlust oder aber durch
Veränderungen in den umgebenden Organen. So kann etwa der
wechselnde Füllungszustand von Harnblase und Darm die Lage eines Prostatakarzinoms
beeinflussen. Aufgrund der Organbewegungen wird üblicherweise ein gewisser
Sicherheitssaum rund um den Tumor mit bestrahlt (siehe Abbildung 1). Diese zeitlichen
Veränderungen können nun dank moderner Technologien aufgelöst und korrigiert
werden.
Berücksichtigung der 4-ten Dimension
Im Speziellen können mit Hilfe neuer bildgebender Verfahren am Bestrahlungsgerät
Aufnahmen (zwei- oder dreidimensional) vor, während und nach einer Therapie
gewonnen werden. Anhand dieser Bildinformationen kann mittels geeigneter Korrekturen
der erforderlichen Sicherheitssaum verkleinert werden und damit das umliegende
gesunde Gewebe und benachbarten Organen bessert geschont werden.
Ein weiterer innovativer Ansatz zur Überwachung der Tumorbewegung ist die Einbringung
kleiner röntgendichter Marker („Goldkügelchen“) in die Prostata. Dies liefert
Informationen darüber, inwieweit sich die Lage der Prostata während einer
Strahlentherapie-Sitzung verändert. Auch hier kann die Bewegungsinformation genutzt
werden, um mittels geeigneter Korrekturen, z.B. über Robotertische, die Position des
Tumors bzw. des Patienten direkt hinsichtlich des Strahlenfeldes anzupassen.
Tumorregion können so effektiver und punktgenauer bestrahlt werden. Diese
Berücksichtigung der „4-ten Dimension“, d.h. der zeitlichen Komponente bei der
Strahlentherapie wird als Image-Guided – Bildgeführte – Radiotherapie (IGRT)
bezeichnet (siehe Abbildung 2).
Darüber hinaus ermöglichen neue Technologien auch eine wesentliche Verkürzung der
Strahlenanwendung von bisher rund 15 auf etwa drei bis vier Minuten – auch dies ist ein
wichtiger Beitrag dazu, die Therapie sicherer und nebenwirkungsärmer zu gestalten.
Denn kürzere Strahlanwendungszeiten bedeuten auch weniger innere Organbewegung
und ermöglichen kleinere Sicherheitssäume.
Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet der Bildgeführten Strahlentherapie sind kleinlumige
Lungentumoren. Die Lage der Lungentumoren kann sich durch die Atmung um einige
Zentimeter entlang der Körperlängsachse verschieben. Durch die bildgestützte
Strahlentherapie kann nun die Strahlenanwendung mit der Atembewegung genau
synchronisiert werden. Dadurch lässt sich das im Strahlenfeld befindliche Lungengewebe
deutlich reduzieren und die Behandlung schonender gestalten.
Die verwendete Bildgebung basiert ihrerseits auf Röntgenstrahlen, die Dosis ist jedoch
äußerst gering und auf die Tumorlokalisation beschränkt. Insgesamt lässt sich dadurch
eine deutliche Einsparung an Strahlendosen erzielen. Der klinische Nutzen dieser Geräte
ist mittlerweile klar nachgewiesen. An der Medizinischen Universität Wien stehen seit fünf
Jahren vier Geräte mit zusätzlichen bildgebenden Systemen zur Verfügung, viele größere
Krankenhäuser werden derzeit mit diesen Apparaturen ausgestattet.
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Zukunftstrends
Eine derzeit in Entwicklung befindliche Technologie betrifft die biologische Optimierung
der Strahlenanwendung. Diese beruht auf der Erkenntnis, dass biologisch aggressivere
Tumorareale, z.B. sauerstoffunterversorgte „hypoxische“ Areale welche resistenter
gegenüber Strahlen sind, intensiver behandelt werden. Durch verbesserte funktionelle
Bildgebung ist es möglich, diese Subareale darzustellen. Die Anwendung höherer
Strahlendosen in biologisch aggressiveren Tumorarealen wird in Fachkreisen als Dose
Painting bezeichnet. Dose Painting könnte in einigen Jahren so weit entwickelt und
beforscht sein, dass es für eine breite Anwendung zur Verfügung steht.
Abbildung 1: Beispiel: Orange = Tumor, Schale = Sicherheitssaum. Volumen der Schale
(Sicherheitssaum) ist etwa gleich groß wie das des Tumors.
Abbildung 2: Therapiegerät mit integrierter Bildgebung.
Zur Person:
Univ.-Prof. Dr. Dietmar Georg
geboren 1968 in Braunau am Inn
Degrees
1995 Diplom Ingenieur’ (Physics), (M.Sc.),
1997 Doktor der Technischen Wissenschaften’ (PhD),
2001 Assoc. Prof. (Habilitation)
Education/Professional Career
1983 – 1988 Technical College for Electrical Engineering, including vocational training
and qualifying for university entrance (HTL Braunau am Inn, Austria), final examination
passed with distinction
1989 – 1995 Physics study at Vienna University of Technology, Austria, masters degree
1995, Thesis: ‘Development and installation of a computer based Lyoluminescence-
reader for radiotherapy’.
1995 – 1997 Research fellow at KU-Leuven, Dept. Of Radiotherapy
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12. - 12 -
1997 Dr. Sc. Degree, Vienna University of Technology, Thesis: ‘The mini-phantom
concept applied to a new type of multileaf collimator’, doctoral study passed with
distinction.
1997 – 1999 Post-doc at KU-Leuven, Dept. Of Radiotherapy
since 1999 Medical University of Vienna
2001 Habilitation in Medical Physics 2001; Appointment as Assoc. Prof. and Head ft he
Division of Medical Radiation Physics, Department of Radiotherapy, Medical Univ. Vienna
Kontakt:
Univ.-Prof. Dr. Dietmar Georg
Universitätsklinik für Strahlentherapie/AKH Wien
Abteilung für Medizinische Strahlenphysik
Währinger Gürtel 18-20, 1090 Wien
Tel. 01/40 400-2695, 2697
E-Mail: Dietmar.Georg@meduniwien.ac.at
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13. - 13 -
5. Innovationen in der Magnetresonanztomographie
Univ.-Prof. Dr. Laura Schreiber
Präsidentin der Deutschen Gesellschaft für medizinische Physik
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein sehr modernes
ohne Röntgenstrahlung funktionierendes bildgebendes
Verfahren, das laufend methodisch und technisch
weiterentwickelt wird. Dadurch eröffnen sich auch völlig neue
Untersuchungsverfahren. Beispielsweise gibt es neue Geräte,
an die gleichzeitig sehr viele Spulen angeschlossen werden
können, die förmlich in den Körper des Patienten hineinhorchen
können. Damit können Bilder schneller und mit hoher
Bildqualität aufgenommen werden. Auch kommen Inkubatoren
mit solchen Spulen auf den Markt, mit denen Frühgeborene jetzt in bester Bildqualität
untersucht werden. Dies war bisher nicht möglich.
Die neuesten Geräte erlauben es, bis zu 128 Spulen um den Patienten zu positionieren.
Dies ist beispielsweise für die Diagnostik am Herzen oder auch an der Lunge vorteilhaft
und ermöglicht vor allem eine wesentlich bessere Bildqualität – die Forscher müssen aber
noch lernen, mit diesen vielen Spulen umzugehen – niemand weiß derzeit genau, wo hier
das Optimum liegt.
Hochfeld-Tomographen
Eine aktuelle Innovation sind so genannte Hochfeld-Tomographen, die mit zwei- bis
dreimal stärkeren Magneten als bisher arbeiten und extrem scharfe Bilder aus dem
Körper liefern (siehe Abbildung 1). Damit lassen sich beispielsweise Blutgefäße in
Tumoren viel deutlicher erkennen, man erwartet besondere Vorteile bei der Diagnostik
von Hirntumoren. Die neuen Geräte können die exakte Lage und Größe eines Tumors
bestimmen und damit verhindern helfen, im Falle einer Tumoroperation gesundes
Gewebe zu schädigen. Diese Ultrahochfeld-Tomographen befinden sich noch im
Forschungs- und Entwicklungsstadium.
Hybrid-Geräte
Mit Magnetresonanztomographie kann Weichteilgewebe wie etwa Gehirngewebe in
hervorragender Bildqualität dargestellt werden, hingegen lassen sich
Stoffwechselvorgänge wesentlich besser durch andere Verfahren, v.a. Positronen-
Emissions-Tomographie (PET), untersuchen. Daher haben Hersteller begonnen,
kombinierte PET-MR-Geräte zu entwickeln. Diese Hybridgeräte erlauben es, mit beiden
Geräten gleichzeitig Bilder aufzunehmen. Dabei wird die extrem gute Bildqualität der MRT
mit der extrem hohen Empfindlichkeit des PET verbunden. Davon verspricht man sich
völlig neue diagnostische Möglichkeiten, beispielsweise auch bei Hirntumoren.
Die Hersteller haben kürzlich mit der Auslieferung von PET-MR-Geräten begonnen, sie
werden in den nächsten ein bis drei Jahren zumindest an den großen Universitätskliniken
in der Routine ankommen. Derzeit wird noch erforscht, bei welchen Krankheitsbildern
diese extrem komplizierten und teuren Untersuchungen tatsächlich einen diagnostischen
Vorteil gegenüber herkömmlichen Verfahren bringen.
Verfeinerte Lungendiagnostik
Ein weiteres Beispiel für eine innovative Weiterentwicklung der MRT ist, dass sie bei
Lungenerkrankungen wie Asthma oder chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD),
wie sie bei langjährigen Rauchern auftritt, eine exaktere und frühzeitigere Diagnose über
das Ausmaß vorliegender Schädigungen erlauben. Hierfür werden spezielle Gase wie
hyperpolarisiertes Helium-3 verwendet (Abbildung 2). Dies soll in Zukunft ermöglichen,
durch medikamentöse oder andere Maßnahmen ein Fortschreiten dieser Schäden in der
Lunge zu verhindern.
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14. - 14 -
Abbildung 1: Ultrahochfeld-Magntresonanztomographie (9,4T) des Gehirns. Diese
Aufnahme zeigt die Schichtung von grauer und weißer Hirnsubstanz sowie kleinste
Blutgefäße mit bisher unerreichter Detailschärfe. Quelle: Prof. K. Scheffler, Max-Planck-
Institut für biologische Kybernetik, Tübingen
Abbildung 2: Helium-3 MRT der Lunge eines „gesunden“ Menschen. Die Luftröhre führt
das Helium-3-Gas in die Lunge, wo sich dieses in den größeren und kleineren Luftwegen
gleichmäßig verteilt. Quelle: Prof. L. Schreiber, Universitätsmedizin Mainz
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15. - 15 -
Zur Person:
Prof. Dr. Laura Maria Schreiber
Akademischer Titel: Prof. Dr.rer.nat. et med.habil. Laura Maria Schreiber, MBA
geboren 1963 in Steinhöring, Deutschland
Akademische Ausbildung
1990 Dipl.-Phys.: Fachbereich Physik, Ludwig-Maximillians-Universität München
1994 Dr.rer.nat.: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Gesamtfakultät, Ruprecht-Karls-
Universität Heidelberg
2002 Habilitation: Fachbereich Medizin, Johannes-Gutenberg-Universität, Mainz
2007 MBA: Fakultät für Betriebswirtschaft, Fachhochschule Osnabrück
Berufserfahrung
1991 – 1994 Wissenschaftliche Angestellte (Doktorandin) am Deutschen
Krebsforschungszentrum, Forschungsschwerpunkt Radiologische Diagnostik und
Therapie, Heidelberg.
1994 – 1997 Wissenschaftliche Angestellte (Postdoc) am Deutschen Krebsforschungs-
zentrum, Forschungsschwerpunkt Radiologische Diagnostik und Therapie, Heidelberg.
1997 – 2004 Wissenschaftliche Angestellte an der Klinik und Poliklinik für Radiologie,
Johannes Gutenberg-Universität, Mainz.; Funktion: Leiterin der Arbeitsgruppe „Physik der
Magnetresonanz-Tomographie / Medizinische Physik“ und der wissenschaftlichen
Arbeitsgruppe „MRT des Herzens“
seit 2004 C3-Professur für Medizinische Physik am Fachbereich Medizin der Johannes
Gutenberg-Universität, Mainz; Leiterin des Bereichs Medizinische Physik der Klinik für
Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Universitätsmedizin Mainz
2008 Ruf auf eine W3-Professur für Ultrahochfeld-MRT, Max-Delbrück-Zentrum für
Molekulare Medizin und Charité, Berlin (abgelehnt)
Mitgliedschaft und Ehrungen
2009 – 2010 Vizepräsidentin der DGMP
2011 – 2012 Präsidentin der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik (DGMP)
Mitglied International Society for Magnetic Resonance in Medicine (ISMRM), European
Society of Radiology (ESR), Institute of Physics (IOP), Deutsche Röntgengesellschaft
(DRG), ISMRM – Deutsche Sektion, Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik
(DGMP)
Preise
1999 Walter-Friedrich Preis der Deutschen Röntgengesellschaft
2000 Robert-Müller Forschungspreis
2006 Innovationspreis Rheinland-Pfalz, Sonderpreis Forschung des Ministeriums für
Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau, Rheinland-Pfalz
2008 Deutschland – Land der Ideen
2009 ZIM-Erfolgsbeispiel, Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, für das
Projekt: “MRT für Neugeborene im Inkubator - Mehrkanalspulen für die
Magnetresonaztomographie” (ZIM–KOOP 05)”
Kontakt:
Prof. Dr. Laura Maria Schreiber
Universitätsmedizin Mainz
Bereich Medizinische Physik der Klinik für Radiologie
Langenbeckstraße 1, D-55128 Mainz
Tel. +49/6131 17-5285
E-Mail: lschreib@uni-mainz.de
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Hennrich.PR – Agentur für Gesundheit & Kommunikation, 1140 Wien, www.hennrich-pr.at

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6. Echtzeitbilder zur Optimierung von Diagnose & Therapie
Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Birkfellner
Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik an
der Medizinischen Universität Wien
Medizinphysiker beschäftigen sich mit der Verwendung von
elektromagnetischer Strahlung zur Therapie und Diagnose. Durch
Nachbearbeitung von zur Verfügung stehenden Bilddaten aus
Computertomographie (CT), Magnetresonanztherapie (MRT) und
Nuklearmedizin (v.a. Positronen-Emissions-Tomographie oder PET)
lassen sich zusätzliche Informationen aus so genannten
Echtzeitbildern herausarbeiten.
Lageveränderungen berücksichtigen
Ein zentrales Ziel in der Tumortherapie ist es, bei Krebspatienten in Zusammenarbeit von
Radiologen, Chirurgen und Onkologiespezialisten eine möglichst effiziente und
vollständige Zerstörung aller Tumorzellen zu erreichen und gleichzeitig benachbartes
gesundes Gewebe weitestgehend zu schonen. Eine Herausforderung für die
Strahlentherapie ist es, dabei sowohl Lageveränderungen zwischen den einzelnen
Bestrahlungseinheiten (Fraktionen) – wie sie durch Veränderungen des Körpergewichts,
aber auch der Füllungszustände umliegender Organe verursacht werden – als auch
Lageveränderungen während einer Bestrahlungsfraktion wie sie durch Atembewegungen
oder Herzschlag bedingt sind – möglichst exakt zu erfassen und zu kompensieren
(Beispiel 1*).
Fusion bildgebender Verfahren
In der Diagnostik wird weiters durch Fusion verschiedener Bildgebungsmodalitäten wie
CT, MRT oder PET angestrebt, die Informationen zu vertiefen. Beispielsweise lässt sich
durch CT eine sehr genaue Darstellung der knöchernen Anatomie gewinnen, während die
MRT vor allem Informationen über Weichteilgewebe liefert. Dadurch können
Tumorgrenzen und damit das Zielgebiet einer Strahlentherapie exakter definiert werden.
Die PET wiederum spiegelt den Stoffwechselstatus eines Gewebes, zum Beispiel
Tumorwachstumsgrenzen, wieder. Durch Fusion all dieser Informationen kann die
Behandlungsstrategie, v.a. die Strahlentherapie, sehr exakt geplant werden (Beispiel 2*).
Die im Rahmen der Medizinischen Universität Wien laufende Forschung auf den
genannten Gebieten wird primär durch den Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen
Forschung (FWF), das 7. Rahmenprogramm der EU sowie seit neuestem durch das CCC
(Comprehensive Cancer Center) der Medizinischen Universität Wien und die Christian
Doppler Gesellschaft gefördert.
Beispiel 1: Echtzeit-Bewegungskompensation während der Tumorbestrahlung
Abbildung 1
In Abbildung 1 ist die Planung einer Tumorbestrahlung in der Lunge zu sehen. Das linke
Bild zeigt eine Schicht mit markierten Lungen sowie dem Tumorzielgebiet der
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Strahlentherapie – dem Clinical Target Volume (CTV) und dem Planned Target Volume
(PTV). Aus diesen Planungsdaten lassen sich dreidimensionale Modelle erstellen
(mittleres Bild). Nachdem die Projektionsgeometrie eines im Bestrahlungsraum
verfügbaren Röntgengeräts (das ja nur zweidimensionale Bilder liefert) bekannt ist, kann
man nun Röntgenbilder aus den dreidimensionalen Bilddaten mathematisch
rekonstruieren (rechtes Bild). Verfügt man über Röntgenaufnahmen, die während der
Bestrahlung aufgenommen werden, so kann man auf umgekehrtem Wege aus eben
jenen Röntgenaufnahmen die 3D-Bewegung des CTV (= der Tumor, der bestrahlt werden
soll) berechnen. Bewegt sich der Tumor, zum Beispiel durch Atmungsbewegungen, aus
dem statischen PTV (= dem Areal, das bestrahlt wird), steht so auf nicht-invasivem Wege
eine Möglichkeit bereit, die Bestrahlung zu unterbrechen und so das umgebende Gewebe
zu schonen.
Beispiel 2: Fusion von Bilddaten zur genauen Definition von Tumorgrenzen
Abbildung 2
Abbildung 2 zeigt eine Positronen-Emissions-Tomographie (PET) eines Tumors in der
Hüfte eines Patienten mit einem Tumor, einem sogenannten Ewing-Sarkom. Das PET
zeigt die Stoffwechselaktivität – der runde rote Ring mit dem Fadenkreuz in der Mitte
entspricht der Tumorwachstumszone, in dem vermehrt Energie (=Glukose) verbraucht
wird. Anatomische Details zeigt das PET nur sehr bedingt, weshalb diese Aufnahmen
gleichzeitig mit einer Computertomographie (CT) in einem sogenannten PET-CT gemacht
werden. Nun nimmt aber dieser Tumor faktisch kaum Kontrastmittel auf, weshalb die
genauen Tumorgrenzen im CT unklar bleiben. Hier kommt nun die
Magnetresonanztomographie (MR) ins Spiel, die mit ihrem exzellenten Weichteilkontrast
ein genaues Bild des Tumorgewebes liefert – allerdings kaum Information über den
Knochen gibt. Durch mathematische Algorithmen – sogenannte Registrationsverfahren –
wird für diese dreidimensionalen Bilddatensätze (wir sehen hier nur immer eine Schicht)
ein gemeinsames Koordinatensystem gefunden. Dank der Kenntnis der Tumorgrenzen
kann man nun den Tumor digital aus der MR ausschneiden und in das CT einfügen. Das
Ergebnis dieser Bemühungen, das in diesem Fall zur exakten Operationsplanung
verwendet wurde, zeigt sich in Abbildung 3.
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Abbildung 3
*Die Bilder entstanden am Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik
an der Medizinischen Universität Wien in Zusammenarbeit mit den ebenfalls dort
verorteten Universitätskliniken für Radiodiagnostik, Nuklearmedizin und Orthopädie.
Zur Person:
Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Werner Birkfellner
Akademischer Titel: Dr. rer. nat., Mag. rer. nat., ao. Univ. – Prof.
geboren 1970 in Steyr
Akademische Ausbildung und beruflicher Werdegang
1990 – 1996 Studies of Physics at the University of Vienna
Chiral Perturbation Theory", Department of Theoretical Physics, University of
Vienna
1990 – 1996 Studies of Physics at the University of Vienna
1996 – 1997 PhD Student at the Department of Biomedical Engineering and Physics,
General Hospital, University of Vienna
1997 – 2004 Assistant Professor at the Department of Biomedical Engineering and
Physics, General Hospital, University of Vienna.
Nov. 2000 Final PhD Exams in Medical Physics
2001 – 2003 Senior researcher at the Interdisciplinary Image Processing Laboratory,
Kantonsspital, Basle, Switzerland.
Jun. 2004 Postdoctoral lecture qualification (“Habilitation”), Medical University of Vienna
Oct. 2004 – present Appointment as Associate Professor, Medical University Vienna (ao.
Univ. – Prof.)
Kontakt:
Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Werner Birkfellner
Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik an der Medizinischen
Universität Wien, AKH Wien 4L
Währinger Gürtel 18-20, 1090 Wien
Tel. 01/40 400-1447
E-Mail: wolfgang.birkfellner@meduniwien.ac.at
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7. Pressefotos
Für die redaktionelle Berichterstattung über die Pressekonferenz stellen wir Ihnen diese
Bilder gerne honorarfrei zur Verfügung. Sie finden sie in drucktauglicher Qualität auf der
beiliegenden CD.
Prof. Dr. Gunnar Brix Univ.-Prof. Dr. Dietmar Georg
© Fotoatelier Männel © www.fineprint.at
Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Birkfellner
© privat
Computer-Tomographie
© Aleksey Khripunkov - Fotolia.com Bitte verwenden Sie das Fotolia-Bild ausschließlich für die
Berichterstattung und im Zusammenhang mit dieser Presseinformation
Bilder zur Verfügung gestellt von Prof. Dr. Laura Schreiber:
Quelle: Prof. K. Scheffler, Max-Planck-Institut Quelle: Prof. L. Schreiber,
für biologische Kybernetik, Tübingen Universitätsmedizin Mainz
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