Förderprojekte

Förderbeginn 01.07.2023

Schnelles Timing für innovative PET/PG-Überwachung der Protonen- und Leicht-Ionen-Therapie

Prof. Dr. Katia Parodi
Ludwig-Maximilians-Universität München
Fakultät für Physik - Experimentalphysik/Medizinische Physik

Prof. Dr. Kai Vetter
University of California, Berkeley
Vice Chair, Department of Nuclear engineering

Die Partikeltherapie ist ein immer noch aufstrebendes Instrument zur Krebsbehandlung, da sie (im Vergleich zur Standard-Röntgentherapie) überlegen ist, Tumoren hohe Strahlendosen zuzuführen und dabei gesundes Gewebe zu schonen, was zu besseren Behandlungsergebnissen und einer besseren Lebensqualität für die Patienten führt. Eine der Herausforderungen besteht jedoch in der Fähigkeit, die Stoppposition (korreliert mit der höheren Dosis) des auf den Körper des Patienten treffenden Strahls genau zu überwachen (Reichweitenüberprüfung). Dieser Aspekt ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Strahlendosis genau an den Zieltumor abgegeben wird und gleichzeitig gesundes Gewebe geschont und das Risiko von Nebenwirkungen minimiert wird.

In der Vergangenheit wurden verschiedene Lösungen der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und der Bildgebung mittels prompter Gamma-Photonen (PG) untersucht, wobei Detektortechnologien zum Einsatz kamen, die für schnelles Timing geeignet sind, obwohl diese schnellen Timing-Fähigkeiten noch nicht vollständig ausgenutzt wurden. In diesem Projekt werden wir neuartige In-Beam-PET-Detektorentwicklungen an der LMU München und innovative PG-Technologien, die an der UC Berkeley untersucht werden, nutzen, um ihre schnellen Timing-Fähigkeiten voranzutreiben und neue Wege bei Behandlungsüberwachungslösungen mit Protonen und leichten Ionen zu fördern, die sowohl auf präklinischer als auch auf klinischer Ebene einsetzbar sind. Das erwartete Ergebnis des Projekts besteht darin, Erfahrungen über die verschiedenen Detektorlösungen auszutauschen, die an jedem Standort im Kontext der eigenständigen PET- und PG-Bildgebung optimiert wurden, und dadurch innovative Ansätze zu identifizieren, die die Möglichkeiten des schnellen Timings nutzen, die durch die verwendeten Szintillatorkristalle und moderne schnelle Elektronik- und Datenerfassungssysteme ermöglicht werden. Dies wird es uns letztendlich ermöglichen, die vielversprechendsten neuen Ansätze zu identifizieren, um in einem einzigen System alle möglichen PET- und PG-Emissionen, die durch Protonenbestrahlung induziert werden, für eine (quasi) in Echtzeit erfolgende, zuverlässige und effiziente Behandlungsüberwachung und Strahlungsdosisabschätzung zu nutzen.