Säule 3: Medizinische Anwendungen ionisierender Strahlung
Die dritte Säule der Forschungsthemen des DRS ist eng verbunden mit dem neuen strategischen Ziel des Helmholtz Zentrum München “Personalisierte Medizin”. Viele Aktivitäten zielen auf dieses Forschungsziel ab:
- Ermittlung kleiner Moleküle für die personalisierte Strahlentherapie
- Physikalisch basierte Optimierung in der Strahlendiagnostik und -therapie
- Personalisierte Risiko/Nutzen Analyse für medizinische Strahlenanwendungen
- Marker für die Strahlentherapie
Beispiele für die in diesem Bereich untersuchten Themen:
Optimierung in der Nuklearmedizin
In der Nuklearmedizin erhalten Patienten radioaktiv markierte Moleküle sowohl zu diagnostischen wie auch therapeutischen Zwecken. Die Untersuchung und Modellierung der zeitabhängigen Verteilung dieser Stoffe im menschlichen Organismus erlaubt es, die zu verabreichende Dosis hinsichtlich der jeweiligen Fragestellung zu optimieren.
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Weiterentwicklung tomographischer Bildgebung
Obwohl die Zahl der Computertomographie-Untersuchungen im Vergleich zu anderen bildgebenden Verfahren relativ gering ist, verursachen CT-Scans mehr als die Hälfte der medizinischen kollektiven Dosis in Deutschland. In der Optimierung von CT-Verfahren liegt somit ein großes Dosiseinsparpotential. Im DRS werden mehrere Ansätze verfolgt, die sich gegenseitig ergänzen - die technische Entwicklung und Erprobung neuer Aufnahmegeometrien geht Hand in Hand mit der Implementation von Rekonstruktionsalgorithmen für die Bilddaten.
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Strahlentransportrechnungen
Die Verwendung einer Familie von menschlichen Voxelmodellen, die zudem an den individuellen Körperbau anpassbar sind (Größe, Fettanteil), erlaubt die Berechnung von personalisierten Dosiswerten für verschiedene medizinische Fragestellungen.
Mit der Implementierung von hochauflösenden Teilkörpermodellen (Brust, Lunge) wird die Möglichkeit eröffnet, auch Fragestellungen der Bildgebung per Simulation zu untersuchen.
Bestimmung von Biomarkern und Modifizierung der Zielzellen einer verbesserten Strahlentherapie
Durch die Verwendung neuartiger Polymer- und Halbleiter-Sensoren wollen wir Assays für belastbare Endpunkte in zellulären Systemen nach Bestrahlung mit niedrigen Dosen mit Echtzeit Erfassung entwickeln.
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Personalisierte Nutzen-Risiko-Optimierung für strahlenmedizinische Anwendungen
Wir entwickeln einen Assay für die retrospektive Bestimmung möglicher DNA- und Protein Endpunkte nach Bestrahlung von zellulären Systemen mit niedrigen Dosen.
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