Das Projekt "Reduktion der Strahlenexposition von Patienten auf den Gebiet der CT-Angiographie, der Abdomen-CT und der Dual Source CT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Charite Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, Institut für Klinische Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt. Es handelt sich um das Teilprojekt der klinischen Evaluierung und Verfahrensoptimierung insbesondere in den Bereichen Kontrastmitteluntersuchungen, CT-Angiographie und Dual Energy CT im Rahmen des Gemeinschaftsantrags von Dr. Hoeschen. Ziel dieses Teilprojekts ist die Entwicklung, Evaluation und Optimierung neuer Verfahren zur Dosisreduktion in der Computertomographie. Nach Aufbau der Arbeitsgruppe erfolgen Phantommessungen an einem modifizierten Alderson-Phantom mit variablem 'Fettmantel', das uns vorliegt und bereits in Vorarbeiten zum Einsatz kam (in den ersten 6 Mo.). Nach der Ergebnisauswertung erfolgen Patientenuntersuchungen (Beginn nach ca. 9 Mo., Dauer ca. 2 Jahre) mit den Schwerpunkten: Abdomen-CT, CT-Angiographie, Dual Source Cardio-CT und Dual Energy CT). Im Anschluss Ergebnisauswertung und Erstellung von Veröffentlichungen. Präsentation auf nationalen und internationalen Kongressen (u.a. Deutscher Röntgenkongress, ECR, RSNA-Jahrestagung, DGmP-Jahrestagung). Originalarbeiten in nationalen und internationalen Journals (Radiologie und Physik). Erarbeitung umfassender Vorschläge zur Implementierung dosisparender Verfahren in der klinischen Routine (Weißbuch).
Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Klinikum rechts der Isar, Nuklearmedizinische Klinik und Poliklinik durchgeführt. Die Frühdiagnose der koronaren Herzerkrankung ist heute durch multimodale Konzepte (CT/CTA, SPECT/CT und PET/CT) geprägt. Bei derartigen Untersuchungen werden die Patienten wie bei der Koronarangiographie zum Teil erheblichen Strahlenexpositionen ausgesetzt. Die resultierenden Organdosen sollen zur Abschätzung von Spätfolgen und der personalisierten Optimierung der Untersuchungsverfahren bestimmt werden. Insbesondere der Vergleich der Dosisverteilungen für PET/CT und PET Verfahren wird für dieses Projekt von Interesse sein, da die kurzlebigen PET-Radiopharmazeutika die Untersuchungen nicht nur beschleunigen, sondern auch die Strahlenexposition verringern. Existierende (z.B. Koronarangiographie) und in der Entwicklung stehende (PET/CT oder Herz-CT) Methoden sollen hinsichtlich der Strahlenexposition und der entsprechenden diagnostischen Aussagekraft vergleichend untersucht werden. Dynamische SPECT- und PET-Untersuchungen werden benutzt, um die Kinetik der Tracerverteilung zu definieren und die erzeugte Strahlenexposition organspezifisch abzuschätzen. Hierzu werden personalisiert Voxelmodelle erstellt, nach Validierung der biokinetischen Modelle ggf. biokinetische Parameter bestimmt und Simulationsrechnungen durchgeführt. Eingeschlossen werden Patienten mit Verdacht auf koronarer Herzerkrankung im Alter zw. 18 und 75 Jahren. Patienten mit Diabetes mellitus und instabiler Präsentation der KHK sind ausgeschlossen. Kontraindikationen gelten für pharmakologische Belastung als Ausschlusskriterium.
Das Projekt "Klinische Konzepte zur Minimierung der Strahlentherapie in der CT des Thorax" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Universitätsklinikum Heidelberg, Diagnostische und Interventionelle Radiologie durchgeführt. Reduktion der Strahlenexposition in der CT des Thorax durch: 3D Dosismodulation; 3D Filter-Techniken; rausch- und gewichtsadaptierte Dosiseinstellung. Entwicklung dosisreduzierter Protokolle für 4D CT zur Messung von Perfusion, Ventilation und Bewegung der Lunge. Etablierung einer automatischen Messung des Bildrauschens auf rekonstruierten CT Daten. Simulation verschiedener Rauschlevel mit Angabe des erforderlichen Röhrenstroms. Anpassung dieser Simulation und Berechnung an 3D-modulierten Röhrenstrom und Patienten mit unterschiedlichem Gewicht. Evaluation von 3D-Filtern zur Reduktion von 'Streak Artifacts' auf der Basis simulierter Dosisstufen. Die Analysen erfolgen durch visuelle Bewertung, Rangstufen der Bildqualität und quantitative Auswertung mittels CAD-Werkzeuge. Evaluierung und Simulation der Dosisexposition bei 4D CT und dessen Reduktion durch spezielle Blenden, Filter, reduzierten Röhrenstrom oder Spannung im Laufe der dynamischen Akquisition. Definition und Empfehlung von CT-Protokollen für den Thorax mit rausch-, gewichts- und indikationsabhängig reduzierter und 3D modulierter Dosis.
Das Projekt "Physikalisch-Technische Optimierung und Quantifizierung von CT-Systemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) - Institut für Strahlenschutz (ISS) durchgeführt. Die Zielsetzungen dieses Projektes sind: 1.) die Reduktion der Strahlenexposition der Bevölkerung durch technische Verbesserungen in der CT, 2.) die Evaluation neuer Methoden oder Geräte, 3.) die präklinische Optimierung von Strahlenwirkungen in der Tumortherapie durch die Entwicklung und Anwendung von Bildgebungstechniken zur Charakterisierung der Tumorbiologie , 4.) die Kompetenz in Deutschland auf dem Gebiet des Medizinischen Strahlenschutzes und der Optimierung von diagnostischen und therapeutischen Strahlenanwendungen zu erhalten und zu erweitern. Zeitgleich zum externen Aufbau des Prototyps für neue CT - Geometrien wird im HMGU bereits mit dem Aufbau neuartiger, allgemein einsetzbarer Verfahren zu physikalischen Qualitätsbeschreibung gearbeitet. Hierzu werden nach theoretischen Überlegungen, Simulationen durchgeführt, bevor Testobjekte evaluiert und neu konzipiert werden. Parallel dazu wird in den anderen Zentren die klinische Erprobung der neuen Verfahren vorbereitet und erfolgen sowie Simulationen zu dosimetrischen und strahlenbiologischen für und auf Basis von Bildgebungsprozessen erfolgen. Ergebnisse werden durch Publikationen, Dissertationen und IP-Verwertung dargestellt.
Das Projekt "In-vivo-Quantifizierung von Inflammation und Destruktion in murinen Arthritismodellen mittels PET/CT als Beitrag zur Reduktion der Zahl der in Forschung und Entwicklung verwendeten Versuchstiere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e.V., Hans-Knöll-Institut, Abteilung Zell- und Molekularbiologie durchgeführt. Ziel des beantragten Projekts ist es, die Zahl der für die präklinische Arthritis-Forschung eingesetzten und getöteten Mäuse drastisch zu reduzieren. Dazu soll eine nicht-invasive Bildgebungsmethode (PET/CT) am lebenden Tier als Ersatz für die bisher eingesetzte histopathologische Untersuchung von Entzündung und Knorpel- und Knochendestruktion etabliert werden. Da solche histopathologischen Untersuchungen zu verschiedenen Zeitpunkten der Arthritis-Pathogenese oder zu verschiedenen Zeitpunkten nach therapeutischen Eingriffen durchgeführt werden, müssen zu jedem dieser Untersuchungszeitpunkte Tiere getötet werden. Eine nicht-invasive Untersuchungsmethode, welche die histopathologischen Untersuchungen ersetzen könnte, würde deshalb die Zahl der für die Arthritis-Forschung benötigten Tiere erheblich reduzieren. Die Datenakquisition mit dem Inveon PET/CT, die radiochemischen Arbeiten mit 18F-FDG sowie die Entwicklung der neuen Tracer für die Quantifizierung der Knochendestruktion mittels PET erfordern für die Laufzeit des Projekts eine wissenschaftliche Arbeitskraft mit entsprechenden Kenntnissen im Umfang von 0,5 einer Vollzeitstelle. Es sind der Aufbau der Methodik und die Etablierung verlässlicher Protokolle notwendig. Die radiochemische Synthese muss entwickelt, die Analysemethoden angepasst und biochemische Experimente (z.B. Analyse von Blutproben) durchgeführt werden. Für die erfolgreiche Bearbeitung des Projekts sind diese Tätigkeiten essentiell.
Das Projekt "Dreidimensionale Analyse der Porenraumgeometrie strukturierter Böden in Bezug auf die Verteilung von Wasser und Luft mit Hilfe der hochauflösenden myCT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und nachhaltige Technologien, Institut für Bodenkunde durchgeführt. Die Prozesse der Wasser- und Stoffbewegung sowie des Gasaustausches in Böden werdenmaßgeblich durch das an die Bodenstruktur gebundene Porensystem gesteuert. Die Funktionalität des Porensystems beruht hierbei sowohl auf den Anteilen unterschiedlicher Porengrößen als auch auf der Geometrie des Porenraumes. Während die Porengrößenverteilung mit bodenphysikalischen Standardmethoden unter der Annahme von Kapillarität quantifizierbar ist, lassen sich die realen Porenformen in ihrer räumlichen Anordnung (u.a. Kontinuität, Bottlenecks, Konnektivität, Tortuosität) nur durch optische Verfahren erschließen. Die präferentiellen Fließwege der Makro- und Grobporen (größer als 50 mym) wurden bereits in zahlreichen Studien in 2D und 3D analysiert. Für die mittleren Porengrößen (0,2 - 50 mym) mit hoher ökologischer Wirksamkeit in ungesättigten Böden liegen jedoch kaum morphologische Informationen vor. In diesem Projekt sollen die Verfahren der Kunstharzeinbettung und der Mikrofokus- Computertomographie (myCT) für eine qualitative und quantitative räumliche Analyse des Porensystems in verbesserter hoher Auflösung (bis zu 1 mym) eingesetzt werden. Die Darstellung der mittleren Porengrößen wird mit der neuesten hochauflösenden Technik der myCT bei gleichzeitiger Differenzierung von Matrix, Wasser und Luft realisiert. Die zu analysierenden Geometrieparameter unterschiedlicher Porengrößen werden mit den Funktionen der Wasser- und Luftleitfähigkeit korreliert. Die Darstellung der Wasserverteilung in realen Poren bei unterschiedlichem Entwässerungsgrad ermöglicht zudem eine Überprüfung der Kapillartheorie, die als allgemeine Grundlage für Wasserverteilung und Wasserfluss vorausgesetzt wird.
Das Projekt "Individuelle Dosisbestimmung und Berechnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Oldenburg, Institut für Physik, Arbeitsgruppe Medizinische Strahlenphysik durchgeführt. Ziel der Arbeiten in Oldenburg ist die Entwicklung und Erprobung von Algorithmen zur individuellen Bestimmung der Patientendosis kurz nach der CT-Untersuchung. Da das Projekt innerhalb eines Verbundes zum Erhalt- bzw. Erschaffung von Kompetenzen in der Strahleforschung dient, wird den Mitarbeitern des Projektes die Möglichkeit gegeben im Rahmen eines Praktikums am Pius-Hospital in Oldenburg die Fachkunde im Strahlenschutz nach StrSchV für sämtliche Teilbereiche (Radiologie, Strahlentherapie und Nuklearmedizin) zu erwerben. Teilprojekt 1: Erstellung eines Dosisberechungsalgorithmus für CT. Das Teilprojekt 2 beschäftigt sich mit der automatischen Segmentierung der für die Ermittlung der effektiven Dosis notwendigen Organe. Das Teilprojekt 3 umfasst die messtechnische Erfassung und Verifizierung der in den ersten beiden Teilprojekten erarbeiteten Ergebnisse.
Das Projekt "Evaluierung neuer CT-Techniken und Bestimmung der mit ihnen erzielten Strahlenreduktion bei verschiedenen CT-Betreibern in Deutschland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Klinik und Poliklinik für Radiologie durchgeführt. Ziel der retrospektiven Studie ist die Evaluierung der bei neuen CT-Techniken (automatische Dosismodulation, iterative Bildrekonstruktion, Dual-Energy-CT) unter klinischen Routinebedingungen zu erzielende Reduktion der Patientendosis bei verschiedenen CT-Betreibern in Deutschland.
Das Projekt "Präklinische Evaluation innovativer CT- und MRT-Bildgebungsverfahren mit optimierter Strahlenexposition" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technischen Universität München, Klinikum rechts der Isar, nstitut für Röntgendiagnostik durchgeführt. Die Zielsetzungen dieses Projektes sind: 1.) Die Reduktuion der Strahlenexposition der Bevölkerung durch technische Verbesserungen in der CT. 2.) Die Evaluation neuer Methoden oder Geräte. 3.) Die präklinische Optimierung von Strahlenwirkungen in der Tumortherapie durch die Entwicklung und Anwendung von Bildgebungstechniken zur Charakterisierung der Tumorbiologie. 5.) Die Kompetenz in Deutschland auf dem Gebiet des medizinischen Strahlenschutzes und der Optimierung von diagnostischen und therapeutischen Strahlenanwendungen zu erhalten und zu erweitern. Im HMGU wird von Beginn am Aufbau neuartiger, allgemein einsetzbarer Verfahren zur physikalischen Qualitätsbeschreibung gearbeitet. Parallel dazu wird in der diagnostischen Radiologie die klinische Erprobung der neuen Verfahren vorbereitet und erfolgen. Ergebnisse werden durch Publikationen, Dissertationen und IP-Verwertungen dargestellt.
Das Projekt "In-vivo-Quantifizierung von Inflammation und Destruktion in murinen Arthritismodellen mittels PET/CT als Beitrag zur Reduktion der Zahl der in Forschung und Entwicklung verwendeten Versuchstiere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Universitätsklinikum, Institut für Immunologie durchgeführt. Ziel des beantragten Projekts ist es, die Zahl der für die präklinische Arthritis-Forschung eingesetzten und getöteten Mäuse drastisch zu reduzieren. Dazu soll eine nicht-invasive Bildgebungsmethode (PET/CT) am lebenden Tier als Ersatz für die bisher eingesetzte histopathologische Untersuchung von Entzündung und Knorpel- und Knochendestruktion etabliert werden. Da solche histopathologischen Untersuchungen zu verschiedenen Zeitpunkten der Arthritis-Pathogenese oder zu verschiedenen Zeitpunkten nach therapeutischen Eingriffen durchgeführt werden, müssen zu jedem dieser Untersuchungszeitpunkte Tiere getötet werden. Eine nicht-invasive Untersuchungsmethode, welche die histopathologischen Untersuchungen ersetzen könnte, würde deshalb die Zahl der für die Arthritis-Forschung benötigten Tiere erheblich reduzieren. Um die Methodik zur Quantifizierung erosiver Läsionen anhand rekonstruierter CT-Daten zu entwickeln, wird zuerst an fixierten Pfoten von arthritischen und gesunden Mäusen ein adäquates CT-Messprotokoll und die Software für die Datenauswertung etabliert. Das Messprotokoll wird dann für Messungen am lebenden Tier modifiziert und die molekulare Bildgebung mittels PET/CT in mehreren in Industrie und Forschung gebräuchlichen Arthritismodellen validiert. Die Tauglichkeit der Methode als Therapiekontrolle wird durch die Anwendung von Photodynamischer Therapie bei arthritischen Mäusen untersucht. Dies erfolgt in Zusammenarbeit mit der Biolitec AG.
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