Programmreport 2012 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz

THEMENBEREICH 03 - STRAHLENBIOLOGIE - WIRKUNG VON IONISIERENDER STRAHLUNG,
STRAHLENEMPFINDLICHKEIT
Im Rahmen des Vorhabens „2. Strahlen-Proteomics-Workshop (3612S30032)“ diskutierten Strahlenbiologen
und Proteomics-Spezialisten am 30. und 31. Januar 2013 neue Methoden, Herausforderungen sowie den
aktuellen Stand der Strahlen-Proteomforschung. Die zentrale Fragestellung lautete: Wie können Proteomanalysen
zu den strahlenbiologischen Themen wie „individuelle Strahlenempfindlichkeit“, „systemische Effekte
der ionisierender Strahlung“, „biologische Auswirkungen der niedrigen Dosen und Dosisraten“ und „strahlenverursachte
epigenetische Änderungen“ beitragen? Im Vergleich zu der hoch-dosierten Strahlung ist das
Gesundheitsrisiko der niedrigen Dosen wenig erforscht - entscheidende Antworten stehen noch aus. Um diese
wichtige Frage zu klären steht der Ansatz, das gesamte Proteom zu untersuchen, immer mehr im Mittelpunkt
der strahlenbiologischen Gemeinschaft. Neue Informationen über die Signalwege und zelluläre Reaktionsmechanismen
im Niedrigdosisbereich werden in Zukunft Hochdurchsatz-Verfahren der Proteomforschung
liefern; diese erlauben es, Einblick in die Physiologie der durch Strahlung geschädigten Zellen und
Organe zu nehmen. An der Organisation des Workshops war neben dem Helmholtz Zentrum München das
BfS - Bundesamt für Strahlenschutz beteiligt.
THEMENBEREICH 04 - MEDIZINISCHE STRAHLENEXPOSITION / RÖNTGENVERORDNUNG
Im ersten Teilprojekt des Vorhabens „Medizinphysikalische Optimierung und Risikobewertung diagnostischer
und therapeutischer Strahlenanwendungen (3608S04001)“ wurden drei funktionelle Bildgebungstechniken
für die biologisch-adaptierte Strahlentherapie implementiert und anhand von Phantomuntersuchungen
sorgfältig optimiert und validiert, nämlich (1.) das H-1-Chemical-Shift-Imaging (H-1-CSI) an einem
3-T-MR-System, sowie (2.) die dynamische Positronen-Emissions-Tomographie (PET) unter Verwendung
von F-18-Fluordesoxyglukose (FDG) in Kombination mit (3.) der dynamischen kontrastverstärkten (DCE) CT
an einem modernen hybriden PET/CT-System. Auf Grund der geringen Ortsauflösung von ca. 12 mm ist das
H-1-CSI als funktionelle Bildgebungstechnik für die biologisch-adaptierte Strahlentherapie nur sehr eingeschränkt
tauglich. Hierfür ist die PET/CT auf Grund der deutlich besseren Ortsauflösung von bis zu 4,6 mm
wesentlich besser geeignet. Die Hybridtechnologie erlaubt darüber hinaus dynamische FDG-PET- und
DCE-CT-Messungen für die quantitative Charakterisierung des Energiestoffwechsels bzw. der Mikrozirkulation
in einer Sitzung. Mit der Anwendung und Erprobung der entwickelten medizinpysikalischen Methoden im
Rahmen einer Strahlentherapiestudie an Patienten mit Hirntumoren wurde begonnen. Im zweiten Teilprojekt
sollte die Wirkung statischer Magnetfelder auf die Mikrozirkulation in der Muskulatur von Probanden an drei
MR-Systemen mit magnetischen Flussdichten von 1,5, 3 und 7 T untersucht werden. Hierzu wurden an den
drei Systemen geeignete Messverfahren implementiert und validiert. Leider konnte die Probandenstudie nicht
wie geplant durchgeführt werden, da die hierfür benötigte Ganzkörperspule unerwarteterweise nicht zur Verfügung
stand.
Im Rahmen des Vorhabens „Erstellung von hybriden Voxelmodellen zur Optimierung von Bildqualität
und Dosis in der Radiographie (3609S40002)“ wurden folgende Ergebnisse erreicht: Hochaufgelöste
Aufnahmen der anatomischen Präparate, ein Programm zur Einpassung der hoch aufgelösten Teilkörpermodelle
in die vorhandenen Referenzvoxelmodelle, ein Monte-Carlo-Programm, das zwischen unterschiedlichen
Voxelauflösungen wechseln kann, sowie erste Bildsimulationsrechnungen mit Phantomen unterschiedlicher
Auflösung. Schwerwiegende Probleme bei der Durchführung führten zu erheblichen Zeitverzögerungen,
so dass die endgültigen Simulationsrechnungen zur Bestimmung der Bildqualität innerhalb der
Projektlaufzeit nicht mehr durchgeführt werden konnten. Allerdings wurden alle ursprünglich dafür geplanten
Methoden erfolgreich entwickelt und zusätzlich Lösungen für die beschriebenen Probleme erarbeitet.
Im Rahmen des Vorhabens „Machbarkeitsstudie zur Erhebung der Medizinischen Strahlenexposition
in der Helmholtzkohorte (jetzt Nationale Kohorte) (3610S40001)“ wurde für die Nationale Kohorte die
Machbarkeit der Erhebung medizinischer Strahlenexpositionen überprüft. Zunächst wurde basierend auf bestehender
Literatur ein Fragebogen entwickelt, der nachfolgend bei 199 Teilnehmern (87 männlich, 112 weiblich)
der Rekrutierungsorte Bremen und Hamburg im Rahmen der Basisuntersuchung eingesetzt wurde. Die
am häufigsten angegebenen Untersuchungen betrafen die Zähne, obere sowie untere Extremitäten und den
Brustraum. 90 (45%) der Teilnehmer hatten jemals eine CT-Aufnahme, am häufigsten des Schädels. Anhand
Geräteherstellerempfehlungen, Leitlinien der Bundesärztekammer und Konversionsfaktoren aus Drexler u. a.
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