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 "Aufbau und Inbetriebnahme der Rossendorfer PET-Kamera fuer die in-situ Kontrolle der Schwerionen-Tumortherapie an der GSI" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Roßendorf e.V. durchgeführt. Die Gesellschaft fuer Schwerionenforschung (GSI) Darmstadt, das Deutsche Krebsforschungszentrum Heidelberg, die Universitaetsklinik Heidelberg und das Forschungszentrum Rossendorf bearbeiten gemeinsam ein Projekt, das den Aufbau einer experimentellen Anlage zur Tumortherapie mit Schwerionen und die Aufnahme von Patientenbehandlungen im Jahr 1997 vorsieht. Dabei wird ausgenutzt, dass die biologischen Effekte schwerer Ionen (zB Kohlenstoff) und deren gute Positionierbarkeit die Moeglichkeit der Bestrahlung kompakter Tumore eroeffnen, die in unmittelbarer Naehe strahlenempfindlicher Organe wachsen und einer konventionellen Radiotherapie nicht zugaenglich sind. Der Rossendorfer Beitrag zu diesem anspruchsvollen Vorhaben -etwas Vergleichbares gibt es nur im japanischen Chiba -besteht in der Ausarbeitung und Realisierung einer Methode zur in-vivo Dosislokalisation bei der Tumortherapie mit Strahlen schwerer Ionen auf der Basis der Positronen-Emissions-Tomographie (PET). Den Rossendorfer Mitarbeitern ist der Nachweis gelungen, dass PET als Messverfahren dazu geeignet ist, waehrend der Therapie die Genauigkeit der Positionierung des Strahls im Koerper des Patienten und damit die Realisierung des aufgestellten Behandlungsplanes zu kontrollieren. Es beruht darauf, dassdurch nukleare Wechselwirkungen zwischen einem geringen Teil der Ionen des Therapiestrahles und den Atomkernen des bestrahlten Gewebes positronen-radioaktive Nuklide entstehen, deren raeumliche Verteilung mit der Dosisverteilung korreliert ist. Dabei stellt der Nachweis der beim Zerfall dieser positronenradioaktiven Nuklide emittierten Gamma-Quanten den eigentlich messbaren Effekt dar. Die Entwicklung dieses Verfahrens im Institut fuer Kern- und Hadronenphysik des FZR stuetzt sich auf methodische Erfahrungen zu PET (Detektortechnik, Rekonstruktionsverfahren), die seit Mitte der achtziger Jahre im damaligen Zentralinstitut fuer Kernforschung gesammelt worden waren. Im Jahr 1990 begann dann eine kleine Gruppe in Zusammenarbeit mit der Biophysik-Abteilung der GSI und mit grosszuegiger Foerderung durch den Bund mit der Ausarbeitung der physikalischen, messtechnischen und mathematischen Grundlagen von PET direkt am Schwerionenstrahl. Sie muendeten im Aufbau einer speziellen, fuer die Integration in den Therapieplatz zugeschnittenen Positronenkamera, wobei auf Komponenten eines kommerziellen Positronen-Emissions-Tomographen zurueckgegriffen wurde. Diese Kamera wurde im Januar 1996 am Behandlungsplatz bei der GSI in Darmstadt installiert. Der Tomograph und die entwickelten Verfahren, wie die Rekonstruktion der Positronenermittlungsverteilungen und die Lokalisation der enthaltenen Dosis aus den PET-Messdaten wurden an ...
Das Projekt "Positronen-Emissions-Tomographie (PET) an Bodensäulen zur Untersuchung des Einflusses der Festkörperstruktur auf die geochemischen Prozesse in Braunkohlekippen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Interdisziplinäre Isotopenforschung e.V. durchgeführt. PET ist ein Radiotracerverfahren, das sich auch zur strukturaufgelösten Messung von Transportprozessen in geologischen Schichten eignet. Mit dieser Methode kann der Einfluß der heterogenen Strukturen auf die Transportprozesse und damit auch auf die geochemischen Prozesse genauer erfaßt und quantifiziert werden und bei der Modellierung dieser berücksichtigt werden. Die speziell für geowissenschaftliche Untersuchungen entwickelte Meßapparatur soll vervollkommnet werden. Anhand von Vergleichsmessungen mit einem MRI-Spektrometer werden die Vor- und Nachteile beider Methoden für Transportuntersuchungen in Bodensäulen demonstriert. Neben geeigneten Verfahren der Bildkonstruktion sollen in Zusammenarbeit mit den Kooperationspartnern Verfahren zur Bestimmung von praktikablen Modellparametern für eine exaktere hydrodynamische Modellierung in Bodensäulen entwickelt werden. Die praktische Anwendung der Verfahren erfolgt an den gleichen Bodensäulen, die im Umweltforschungszentrum zur Erforschung und Modellierung der geochemischen Prozesse in Braunkohlenkippen mit Bohrkernen und Kippensedimenten vom Standort Cospuden betrieben werden.
Das Projekt "Untersuchung lokaler Schadstofftransport- und Sorptionsprozesse in Granit mit tomographischen Radiotracerverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Interdisziplinäre Isotopenforschung e.V. durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, durch Anwendung der zerstörungsfreien Methode der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) einen detaillierten Einblick in die im Innern von klüftigen Granitformationen ablaufenden Transport- und geochemischen Wechselwirkungsprozesse zu erhalten, die den bisher mit konventionellen Messmethoden oder anderen tomographischen Verfahren erzielten Erkenntnisstand wesentlich erweitern. Durch Anwendung spezieller Tracer, die mit Positronenstrahlern markiert wurden, sollen an Bohrkernen, die aus potentiellen granitischen Wirtsgesteinsformationen gewonnen wurden, die räumliche Verteilung des Wasserflusses und das Transportverhalten gelöster Schadstoffkomponenten mittels PET-Messungen erfasst werden. Das Ziel besteht insbesondere darin, den Einfluss der Gefügestruktur auf diese Prozesse genauer aufzuklären und Beiträge zur Weiterentwicklung der Modellvorstellungen und zur exakteren Schätzung der Modellparameter zu liefern. In enger Kooperation mit dem FZK-INE und weiteren Partnern wird damit ein Beitrag zur Verbesserung der Prognosegrundlagen für das Langzeitverhalten eines Endlagers für radioaktive Stoffe in granitischen Formationen geleistet.
Das Projekt "Entwicklung einer simulierten tomografischen Bestrahlungsmethode (IMATomo) mit direkter Optimierung der Strahlaperturen (DAO)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit durchgeführt. Biologische Bildgebungsverfahren liefern zunehmend Informationen über lokale Tumor-Radioresistenz. Intensitätsmodulierte Therapieverfahren (IMRT) nutzen diese Informationen gezielt für eine lokale Dosissteigerung innerhalb des Tumors (Dosepainting) bei gleichzeitiger Verminderung der Dosis in gesundem Gewebe. Bei Untersuchungen, die eine Integration von Daten der Positronenemissionstomographie in die intensitätsmodulierte Strahlentherapieplanung zum Gegenstand hatten, stellte sich heraus, dass die Realisierung dieser Methode mit Protonenstrahlen bessere Ergebnisse verspricht, als mit Photonen. Deshalb soll als neue Möglichkeit der IMRT-Planung und -Realisierung an Standard-Linearbeschleunigern eine simulierte tomografische Bestrahlungsmethode (IMATomo) mit direkter Optimierung der Strahlapertur (DAO) entwickelt werden. Die schon verfügbare Tomotherapie kann schärfere Dosisgradienten liefern, appliziert aber eine deutlich höhere Dosis im gesunden Gewebe und ist auf ein teures Spezialgerät angewiesen. Im Rahmen des Untersuchungsvorhabens soll die sog. IMATomo-Methode entwickelt werden. Mit einem speziellen Planungssystem soll eine Bestrahlungsvariante untersucht werden, die die Rotation durch Stehfelder mit kleinem Winkelinkrement approximiert. Zusätzlich soll die Fluenzoptimierung durch eine direkte Aperturoptimierung ersetzt werden. Damit sollen Dosepainting-Techniken realisiert werden, die sowohl auf PET- als auch auf MR-Spektroskopie-Daten beruhen und bei denen die Verteilungsmuster sich an die Radioresistenz der verschiedenen Tumorareale anpassen. Es wird auch untersucht, ob damit die hohe Integraldosis des kommerziell verfügbaren Tomotherapieverfahrens gesenkt werden kann. Außerdem soll geklärt werden, ob damit ähnlich gute Ergebnisse von Dosepaintingverfahren mit Protonen auch mit Photonen erreichbar sind.