Am OncoRay wurde im Jahr 2024 ein weltweit einzigartiger Forschungsprototyp eines Ganzkörper-MRT-Systems für die MR-integrierten Protonentherapie (MRiPT) installiert. Dieser verfügt über einen rotierbaren Magneten, der es ermöglicht, unterschiedliche Orientierungen des Magnetfeldes relativ zur Strahlrichtung einzustellen – eine bislang einzigartige Voraussetzung für die Forschung auf dem Gebiet der MRiPT. Nun erhält das Projekt MEDABIS-PRO („Magnetfeld-Effekte auf die Dosisapplikation und biologische Strahlenwirkung in der MRT-geführten Protonentherapie“) über das Programm „Nukleare Sicherheitsforschung und Strahlenforschung“ des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) eine Förderung in Höhe von rund 1,1 Millionen Euro.
Magnetfeld des MRT-Scanners beachten
Das Projekt bewegt sich an der Schnittstelle von Bildgebung, Strahlenphysik, Biologie und klinischer Translation. Ziel ist es, biophysikalische Fragestellungen der MRiPT zu klären und die Technik weiterzuentwickeln. Darüber hinaus sind der Kompetenzerhalt und die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses auf dem Gebiet der Strahlenforschung erklärte Ziele der Fördermaßnahme. Die MRiPT gilt als vielversprechende technologische Weiterentwicklung in der Radioonkologie. Sie kombiniert die hochpräzise Protonentherapie mit dem exzellenten Weichteilkontrast der Magnetresonanztomographie (MRT), die anders als herkömmliche auf Röntgenstrahlung basierende Verfahren ohne zusätzliche Strahlenbelastung auskommt und daher zur Echtzeit-Bildgebung beweglicher Tumore während der Bestrahlung genutzt werden kann, um die Treffgenauigkeit zu verbessern. Problem dabei ist, dass das Magnetfeld des MRT-Scanners – speziell dessen Stärke und Ausrichtung zur Strahlachse – die Bewegung von geladenen Teilchen und damit die im Gewebe applizierte Dosisverteilung beeinflussen kann. Um sicherzustellen, dass Tumore trotz des Einflusses des MR-Magnetfeldes weiterhin hochpräzise getroffen werden, muss die Ablenkung der Teilchen genau charakterisiert werden.
Biophysikalische und strahlenbiologische Experimente
MEDABIS-PRO soll nun die Effekte verschiedener Magnetfeld-Orientierungen und Feldstärken auf die Ausbreitung von Protonenstrahlen und deren Sekundärteilchen systematisch analysieren. Von Seiten der Physik werden hierzu sowohl Computer-Simulationen als auch Messungen an Phantomen zum Einsatz kommen. Darüber hinaus sollen erstmals biophysikalische und strahlenbiologische Experimente mit Protonenstrahlen in einem MRT-Scanner durchgeführt werden, um mögliche Einflüsse des Magnetfelds auf die biologische Strahlenwirkung zu untersuchen. „Wir danken dem BMFTR für die großzügige Förderung, die uns die Durchführung einer Vielzahl interessanter physikalisch-technischer Experimente sowie erstmals auch strahlenbiologische Untersuchungen in einem In-Beam-MRT-System ermöglichen wird“, erklärt Dr. Felix Horst, Verbundkoordinator und Projektleiter am HZDR. „Die Erkenntnisse von MEDABIS-PRO werden in die Weiterentwicklung der MRiPT und deren Anwendung im Rahmen klinischer Studien einfließen“, betont Prof. Esther Troost, Direktorin der Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie sowie Projektleiterin seitens der Medizinischen Fakultät der TU Dresden.
Quelle: idw/HZDR
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