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Neues europäisches Forschungsprojekt für die Dosimetrie in der Strahlentherapie

04.10.2012

Im Rahmen des European Metrology Research Programme (EMRP) im Call Health II (www.emrponline.eu) wurde das Forschungsprojekt "Metrology for radiotherapy using complex fields" nach einem Review-Prozess bewilligt. Im Fokus stehen Fragestellungen der Dosimetrie bei modernen Methoden der Strahlentherapie für die Tumorbehandlung.

Für das Gebiet der Therapie mit Röntgenstrahlung und für die neue Therapieform mit Protonen oder Kohlenstoffionen soll jeweils eine robuste rückführbare Dosimetriekette aufgebaut werden. Dies umfasst zum einen die Entwicklung und den Vergleich von verschiedenartigen Primärnormalen zur Darstellung der Dosis-Messgröße in der Therapie, der Wasser-Energiedosis Dw, und zum anderen den Aufbau einer gesicherten, rückführbaren Weitergabe der Wasser-Energiedosis Dw mittels Sekundärnormalen für Kalibrierlaboratorien bzw. für die klinische Routine. Der Projekt-Bereich ‘Bachytherapie‘ konzentriert sich auf die Dosimetrie bei der Therapie mit Miniatur-Röntgenanlagen, die sogenannte elektronische Brachytherapie. Hier soll eine Kalibrierkette zur Weitergabe der Wasser-Energiedosis Dw an die Medizinphysiker in den Kliniken aufgebaut und etabliert werden. Der größte Teilbereich des Projektes beschäftigt sich mit der Qualitätssicherung in der modernen externen Strahlentherapie mit hochenergetischer Photonen- und Elektronenstrahlung, wie beispielsweise der Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT). Im Vorfeld einer Tumor-Bestrahlung werden mit Bestrahlungsplanungsprogrammen die Dosisverteilung und Dosis berechnet. Im Vorhaben soll eine für die klinische Routine geeignete Messmethode für die rückführbare Verifikation der berechneten Dosis und Dosisverteilung komplexer Therapie-Strahlungsfelder entwickelt und validiert werden.

In allen Teilbereichen des Vorhabens ist Messtechnik neu bzw. weiter zu entwickeln und umfangreiche Strahlungstransportrechnungen auf der Basis von Monte-Carlo Simulationen durchzuführen.

Das Projekt hat ein Gesamtvolumen von 4,4 M€. Es startete am 01. Juni 2012 und hat eine Laufzeit von 3 Jahren. Insgesamt sind 9 nationale Metrologie-Institute beteiligt: CEA (Frankreich), CMI (Tschechien), ENEA (Italien), MKEH (Ungarn), NPL (Großbritannien), PTB (Deutschland), SMU (Slowakei), STUK (Finnland), VSL (Niederlande). Außerdem beteiligt sich die Danish Technical University (DTU, Dänemark) ohne finanzielle Förderung an dem Projekt. Unterstützt werden die Arbeiten durch einen zusätzlich geförderten PostDoc, sog. Research Excellent Grant (REG). Darüber hinaus fördern 15 Kooperationspartner – Industrieunternehmen, Universitäten, Kliniken und Forschungsinstitute – durch wissenschaftlichen Austausch, Diskussionen und die Bereitstellung von Messmöglichkeiten die wissenschaftlichen Arbeiten. Die Koordinierung hat Dr. Jean-Marc Bordy vom CEA (Frankreich) übernommen. Von der PTB, die den weitaus größten Anteil (31 %) an dem Projekt hat, ist der Fachbereich 6.2 "Dosimetrie für die Strahlentherapie und Röntgendiagnostik" involviert.

Das Projekt gliedert sich in folgende 6 wissenschaftliche Arbeitspakete:

  • Dosimetry in terms of absorbed dose to water for therapy with medium energy x-rays: traceability and standardization (WP1)
  • New integral quantities for high-energy x-rays small fields (WP2)
  • Dosimetry for therapy with scanned proton and carbon ion beams: consistency and traceability (WP3)
  • Brachytherapy (WP4)
  • Characterisation of detectors for verification of TPS calculated complex dose distributions (WP5)
  • Methods for verification of treatment planning systems (TPS) in antropomorphic phantoms (WP6)

Darüber hinaus sind alle Aktivitäten, die das Ziel haben, die Ergebnisse zu veröffentlichen und den Kollegen innerhalb der Community (Medizinphysiker, Physikern) zugänglich zu machen, in zwei weiteren Arbeitspaketen zusammengefasst. Der Fachbereich ist von den 8 Arbeitspaketen an 7 beteiligt. Dr. Ralf-Peter Kapsch (6.21) und Dr. Thorsten Schneider (6.22) haben die Koordinierung von zwei großen Arbeitspaketen (WP5 und WP4) übernommen.