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are acquired in axial cine scan mode for the duration of the patient’s respiratory cycle. Several images per couch position are reconstructed, each representing a different point in time within the respiratory cycle. Images from different couch positions are then sorted into several spatio-temporal coherent CT volumes. 4DCT results in several volumetric datasets throughout the respiratory cycle. Such data allow analysis of tumor and organ motion. Target segmentation is significantly improved due to the reduction of motion artifacts. To ensure dose coverage throughout the respiratory cycle, combined target volumes can be generated from targets segmented at different respiratory phases. Furthermore, the impact of respiratory motion on dose distributions can be studied. Fachvortrag ST 3.2 Mo 16:45 HS 129 In-beam PET for in-situ dose quantification in carbon ion therapy and possible extension to proton therapy — •Katia Parodi and Wolfgang Enghardt — Forschungszentrum Rossendorf e.V., Postfach 510119, 01314 Dresden Since December 1997 in-beam positron emission tomography is in clinical use for in-situ, non-invasive control of high precision carbon ion treat- ST 4 Strahlenbiophysik ment at the experimental heavy ion therapy facility at GSI Darmstadt [1]. PET is currently the only available tool for in-vivo validation of the whole chain from treatment planning to irradiation independently on the beam delivery hardware. In order to fulfill the radio-oncologists demand, an interactive approach has been developed for local dose quantification from PET images in case of detection of deviations between planned and really applied treatment [2]. Following the positive clinical impact, in-beam PET will be established at the ion beam therapy facility under construction in Heidelberg, planned to deliver particles from protons up to oxygen nuclei. Hence, the investigation of the extension of the method to other projectiles has been initiated, starting from the lightest and most extensively worlwide used protons. Recent in-beam phantom experiments [3][2] strongly supporting the value of in-beam PET for millimetre range monitoring, verification of the lateral position of the irradiation field as well as as detection of unpredictable deviations between planned and delivered treatment in proton therapy will be presented. This work is supported by the BMBF under grant 06DR825. [1] W. Enghardt et al, Nucl. Phys. A 654, 1047c (1999) [2] K. Parodi, PhD Thesis, TU Dresden, in preparation [3] K. Parodi et al, Phys. Med. Biol. 47, 21 (2002) Zeit: Dienstag 11:00–12:00 Raum: HS 129 Fachvortrag ST 4.1 Di 11:00 HS 129 Mikroskopisch genaue Zellbestrahlung mit hochenergetischen Ionen — •Andreas Hauptner 1 , Patrick Reichart 1 , Reiner Krücken 1 , Günther Dollinger 1 , Steffen Dietzel 2 , Thomas Cremer 2 , Guido Drexler 3,4 und Anna Friedl 3,4 — 1 Physik Dep. E12, TU-München, Garching — 2 Dep. Biologie II, LMU-München — 3 Strahlenbiologisches Inst., LMU-München — 4 Inst. für Molekulare Strahlenbiologie, GSF, Neuherberg Die Ionenmikrosonde SNAKE (Supraleitendes Nanoskop für angewandte kernphysikalische Experimente) am Münchener 14 MV Tandem Beschleuniger des Maier Leibnitz Labors erlaubt die Fokussierung von hochenergetischen Leicht- und Schwerionenstrahlen in den Sub-Mikrometerbereich. Im vergangenen Jahr wurde SNAKE zu einer Anlage ausgebaut, an der subzelluläre bzw. subnukleäre Strukturen lebender Zellen gezielt mit einzelnen hochenergetischen Ionen bestrahlt werden können. Die Funktionstüchtigkeit der Bestrahlungsapparatur wurde mittlerweile sowohl mit Kernspurdetektoren als auch in ersten Bestrahlungsexperimenten an lebenden Zellen nachgewiesen. Ziel dieser Experimente ist unter anderem das Studium von DNA-Schäden und deren Reparaturprozesse im lebenden Organismus, speziell im Hinblick auf den zeitlichen und räumlichen Ablauf. So wurde nach Bestrahlung mit einzelnen 100 MeV 16 O Ionen die Akkumulation des Reparaturproteins Rad51 an geschädigten Zellkernorten mittels Immunofluoreszenz nachgewiesen. Fachvortrag ST 4.2 Di 11:15 HS 129 Monte-Carlo-Methoden für den Elektronentransport mit Einzelstreumodellen — •Uwe Reichelt 1 , Jürgen Henniger 2 und Wolfgang Enghardt 1 — 1 Institut für Kern- und Hadronenphysik, FZRossendorf, 01328 Dresden — 2 Institut für Kern- und Teilchenphysik, TUDresden, 01062 Dresden Die Abbremsung eines Elektrons bis zu seiner vollständigen Thermalisierung ist durch eine sehr große Anzahl von Wechselwirkungen gekennzeichnet. Deshalb basieren Monte-Carlo-Algorithmen für den Elektronentransport derzeit noch fast ausschließlich auf der Anwendung von zwei Mehrfachstreumodellen. Die Vielfachstreutheorie nach Molière versagt bei kleinen räumlichen Strukturen und Dichtesprüngen. Das Modell nach Goudsmit-Saunderson führt für diese Fälle praktisch zum Einzelstreumodell und erfordert dabei aber einen enormen numerischen Aufwand. An dieser Stelle soll ein Monte-Carlo-Algorithmus vorgestellt werden, der genuin auf Einzelstreuakten basiert. Die Strahlverfolgung (ray tracing) sowie das Erheben von Stichproben für freie Weglängen und Eigenschaften der Streuteilchen müssen mit effektiven numerischen Verfahren behandelt werden. Insbesondere die stark anisotropen Streuprozesse erschweren dieses Anliegen erheblich. Diese Methodik ist ins Transportprogramm AMOS implementiert. Ein Vergleich mit experimentell bestimmten Daten und anderen Transportrechnungen zeigt zufriedenstellende Übereinstimmungen. 144 Fachvortrag ST 4.3 Di 11:30 HS 129 Radioaktive Implantate zur lokalen Strahlentherapie (RadBioMat-Projekt) — •Assmann Walter für die RadBioMat- Kollaboration — LMU München, Sektion Physik, 85748 Garching In der perkutanen Strahlentherapie ist die unvermeidliche Schädigung des gesunden Gewebes eine wesentliche Einschränkung bei der Bestrahlung des Zielvolumens. Durch die lokale Applizierung kurzreichweitiger radioaktiver Strahler im Zielvolumen selbst kann das umgebende Gewebe optimal geschont werden. Bislang stehen für diese Technik nur wenige Strahler und Trägermaterialien zur Verfügung, so dass die Einsatzmöglichkeiten dieses Verfahrens beschränkt sind. Ziel des RadBioMat-Projekts ist die Entwicklung neuer Herstellungsverfahren und neuartiger Materialien für radioaktive Implantate in einem weiten Anwendungsbereich, insbesondere mit dem reinen Betastrahler 32 P (14.3 Tage Halbwertszeit). Wir berichten über den im Aufbau befindlichen Ionenimplanter, die Zell- und Materialuntersuchungen sowie die geplanten klinischen Fragestellungen, bei denen die Implantate zum Einsatz kommen sollen. Für die beabsichtigten Anwendungen werden nur niedrige Strahlendosen (typisch 5-15 Gray) benötigt, die - bedingt durch die lange Liegezeit der Implantate - mit extrem niedrigen Dosisleistungen verbunden sind. Die Wirksamkeit von Betastrahlern in diesem niedrigen Dosisbzw. Dosisleistungsbereich ist ein weiterer Untersuchungsgegenstand dieses Projekts (gefördert von der Bayerischen Forschungsstiftung unter FK 503/02). Fachvortrag ST 4.4 Di 11:45 HS 129 Dosmetrical characterization of a mid-sized multileaf collimator (MLC) — •Eugen Wehrwein, Gernot Echner, Guenther Hartmann, Otto Pastyr, and Wolfgang Schlegel — DKFZ- Heidelberg, Abteilung: medizinische Physik E040 We have started to develop a new type of a mid-sized MLC which is designed as a supplemental device with the following key features: leaf width 4.5 mm leaf numbers 39 field size 17.5 cm x 17.7 cm overtravel 7.5 cm max. leakage less than 4 collimation double focussing There are three specific mechanical construction details that represent a substantial improvement of the MLC concept and may contribute to a still wider application of MLCs. a) double focussing is achieved perpendicular to the leaf motion by a conical leaf shape and parallel to the leaf motion by a pivoted piece at each leaf. This piece consists of two parts: a front part which has the shape of a half moon where the orientation of the flat side is always directed to the focus by virtue of the second part which is connected to the front part and which is forced by the gear drive to move adequately. This new true doubly focussing leaf design is much easier to construct. b) the leaf guiding system which only requires loose support at one leaf side and again offers a simple construction feature c) extremely flat potentiometer which are used as pairs embedded in each leaf to control and addtionally check the leaf position with high accuracy.
ST 5 Strahlenwirkungen - Strahlentherapie I Zeit: Donnerstag 11:00–12:30 Raum: HS 129 Hauptvortrag ST 5.1 Do 11:00 HS 129 Das Local-Effect-Modell zur Beschreibung der biologischen Wirkung von Ionenstrahlen — •Michael Scholz — GSI / Biophysik, Planckstrasse 1, 64291 Darmstadt Die Modellierung der erhöhten biologischen Wirkung von Ionenstrahlen ist von Interesse sowohl für Anwendungen in der Tumortherapie als auch für den Strahlenschutz. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die erhöhte Wirksamkeit von mehreren Faktoren wie z.B. der Dosis, dem jeweiligen biologischen Effekt und vom Zell- bzw. Gewebetyp abhängt. Zur Beschreibung dieser Abhängigkeiten wurde das Local-Effect-Modell (LEM) entwickelt, das eine Berechnung der erhöhten Wirksamkeit aufgrund der Kenntnis der Dosiseffektkurve nach Photonenbestrahlung sowie der mikroskopischen Verteilung der Energiedeposition der Ionenstrahlen erlaubt. Im Vortrag werden die Grundlagen des Modells erläutert und die Anwendungen auf verschiedene biologische Effekte wie Zellinaktivierung und Zelltransformation beschrieben. Die Genauigkeit der Modellvorhersagen wird dabei anhand von Vergleichen mit experimentellen Daten diskutiert. Hauptvortrag ST 5.2 Do 11:30 HS 129 Therapieplanung für die Strahlentherapie mit schweren Ionen — •Oliver Jäkel 1 , Michael Krämer 2 , Peter Heeg 1 und Christian Karger 1 — 1 Deutsches Krebsforschungszentrum, INF 280, 69120 Heidelberg — 2 Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH, Planckstr. 1, 64291 Darmstadt Um ein Therapieplanungssystem für die klinische Anwendung der Kohlenstoffionentherapie zu erstellen, wurde ein Schwerionenalgorithmus in die virtuelle Therapiesimulation integriert. Es ermöglicht die biologische Optimierung der Strahlenwirkung von Schwerionen und der Steuerparameter die für die dynamische Strahlapplikation mittels Rasterscanning. ST 6 Strahlenwirkungen - Strahlentherapie II Durch die Optimierung wird eine homogene biologisch effektive Dosis im Zielvolumen erreicht. Das Bestrahlungsplanungssystem erlaubt die Optimierung von Therapieplänen für Kohlenstoffionen, die eine extrem hohe Dosiskonfomität aufweisen. Mit dem Planungssystem wurden bisher mehr als 200 Patienten mit Kohlenstoffionen behandelt. Bei der Mehrzahl der Patienten handelte es sich dabei um Tumoren der Schädelbasis. Das neue Planungssystem ermöglicht auch die Durchführung von Kombinationstherapien von Schwerionen und Photonen. Hauptvortrag ST 5.3 Do 12:00 HS 129 High resolution heavy ion track structure imaging — •Gabor Laczko 1 , Volker Dangendorf 1 , Michael Kraemer 2 , Dieter Schardt 2 , and Kai Tittelmeier 1 — 1 Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116, Braunschweig, Germany — 2 Gesellschaft fuer Schwerionenforschung, Planckstr. 1, 64291 Darmstadt, Germany The difference in the relative biological efficiency (RBE) of ions of same linear energy transfer (LET) but different atomic number (Z) can be attributed to the difference in the local ionisation distribution which can be expressed by its radial ionisation distribution. We have started an experimental programme at GSI to study the track structure of ions of various Z but similar LET. The experimental system is based on a time projection chamber with a parallel drift field, parallel-plate charge and light amplification stages and optical readout with an intensified CCD camera (Optical Avalanche Chamber, OPAC). The chamber is operated with low pressure gas (4 to 40 hPa) to achieve a resolution of down to a few tens of nm scaled to tissue density. The resolution is mainly limited by the electron diffusion in the chamber. We present first results and a comparison of these measurements with corresponding track structure properties obtained by Monte Carlo simulations of Kraemer and Grosswendt. Zeit: Donnerstag 12:30–13:00 Raum: HS 129 Fachvortrag ST 6.1 Do 12:30 HS 129 The Heavy Ion Transport Code PHITS and Its Applications — •Hiroshi Iwase 1 and Koji Niita 2 — 1 Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH, Planckstr. 1, 64291 Darmstadt — 2 Research Organization for Information Science and Technology,2-4,Shirakata,Tokaimura,Naka-gun,Ibaraki-ken, 319-1106,Japan The three dimensional heavy-ion Monte Carlo transport code PHITS (Particle and Heavy Ion Transport Code System) is an upgrade version of the NMTC/JAM, which is a spin-off of NMTC and has been maintained at JAERI (Japan Atomic Energy Research Institute). In PHITS, the JQMD and GEM codes are used for nucleus-nucleus interactions. PHITS calculations have compared to experimental data [1,2] on the production of secondary neutrons in high-energy heavy-ion reactions using thin/thick targets and various projectiles at the HIMAC facilities (Chiba/Japan). Good agreement was obtained for the resulting energy spectra of secondary neutrons. Recently the PHITS code has been applied to some heavy-ion studies at GSI, such as a shielding calculation, the response of a BaF2 detector to high-energy neutrons, and a magnet design for the Future project. Finally a new concept for the code improvement/expansion by using new models or by modifing the existing models, will be presented. [1]T. Kurosawa et al., Phys. Rev. C62, 044165(2000) [2]Y. Iwata et al., Phys. Rev. C64, 054609(2001) 145 Fachvortrag ST 6.2 Do 12:45 HS 129 Monte Carlo simulations for heavy ion dosimetry — •Oksana Filipenko 1 , O Jäkel 1 , P Andreo 2 , N Sobolevsky 3 , and G Hartmann 1 — 1 DKFZ Heidelberg — 2 IAEA, Vienna — 3 Academy of Science, Moscow In order to assure the accurate application of prescribed doses in carbon ion radiotherapy, appropriate dosimetric methods are needed. In clinical dosimetry it is common practice to use ionization chambers, calibrated in absorbed dose to water in Co60 field. The dose in the carbon ion beam is then obtained by the use of the beam quality correction factor, as suggested by the recent International Code of Practice for dosimetry TRS-398 of IAEA. This method is subjected to some uncertainties, connected to the fact that an ion beam in matter produces a spectrum of fragments due to the nuclear interactions. The major uncertainty (about 2 by the ratio of the stopping power values of ions in water relative to air. At present in TRS-398, a constant value of 1.13 is adopted for the stopping power ratio of ions. In order to investigate this value in detail, Monte Carlo simulations ( SHIELD-HIT, developed by N.Sobolevsky and P.Andreo) are used to calculate the complete spectrum of nuclear fragments resulting from the primary ion beam in different depths. Using these spectra and energy loss tables, the fluence weighted stopping power ratio can be determined more accurately. In the future mentioned code SHIELD-HIT will be used for further investigations in dosimetry.
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Plenarvortrag PV I Mo 09:00 Aula Qu
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Sensoren im Hinblick auf die Auswah
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Hauptvorträge ATOMPHYSIK (A) Prof.
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Hauptvortrag A I Di 11:00 HS 133 Mu
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sagt eine Kohärenzlänge von ≈ 1
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und Energieeigenwerte semiklassisch
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ejects electrons via barrier supres
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KLL-DR schwerer wasserstoffartiger
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Die Einfachphotoionisation von Heli
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A 10.5 Di 15:30 HS 133 Charge radii
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ist momentan durch den Fehler der R
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werden die Elektronen nacheinander
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Laserpuls [4]. [1] C. J. Joachain,
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tion to Rydberg states (n = 40...
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A 16.6 Do 15:15 HS 133 Nondispersiv
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A 18.3 Do 17:00 HS 133 Mehrfachioni
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Hauptvortrag MS I Mo 11:00 HS 112 N
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Fachsitzungen - Kurzvorträge und P
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präsentiert. MS 3.4 Mo 17:15 HS 11
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addition, one can perform absolute
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MS 7.10 Do 14:00 Schellingstr. 3 Dy
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Hauptvorträge MOLEKÜLPHYSIK (MO)
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Hauptvortrag MO I Di 11:00 HS 332 S
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Fachsitzungen - Fach-, Kurzvorträg
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MO 3.6 Mo 12:15 HS 355 Jet-cooled n
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MO 5.4 Mo 14:45 HS 355 Identifying
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zu einer neuen Gleichgewichtskonfig
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MO 9 Photoelektronenspektroskopie Z
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Phys. Rev. A 61 (2000) 013808 MO 10
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leads to photoelectron distribution
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The latter was observed also for th
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MO 15.3 Di 17:00 HS 315 Zeitaufgel
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Wir haben eine mikroskopische Besch
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egion were obtained. To determine t
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MO 18.7 Do 18:00 HS 355 Temperature
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even faster which is discussed in t
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Hauptvorträge QUANTENOPTIK UND PHO
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Gez., G. Rempe 75
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Q 2.5 Mo 15:00 HS 101 Iterative Ver
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wenigen Mikrometern Breite. Q 4.3 M
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Q 6 Gruppenberichte Fallen und Küh
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Q 8 Nichtlineare optische Effekte u
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the semiconductors quantum wells [2
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Q 11.2 Mo 16:45 HS 224 Robust and E
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Q 12.6 Mo 17:45 HS 225 Präzisions-
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Pathfinder Mission umgesetzt und um
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