Medizin

Neue technologische Trends in der Medizinischen Physik

Dreiländertagung
Kli
Künstliche Intelligenz
Die Digitalisierung und die Automatisierung mit Einsatz von KI hat längst die Klinik erreicht RS-Studios – stock.adobe.com
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Automatisierung, künstliche Intelligenz und ihre Umsetzung im klinischen Umfeld waren wichtige Schwerpunkte bei der Dreiländertagung der Medizinischen Physik 2021, die mit 279 Präsentationen in 67 Sitzungen und 6 ePoster-Sessions digital durchgeführt wurde.

Unter Leitung der Österreichischen Gesellschaft für Medizinische Physik (ÖGMP) wurde der wissenschaftliche Austausch zusammen mit der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik e.V. (DGMP) und der Schweizerischen Gesellschaft für Strahlenbiologie und Medizinische Physik (SGSMP) organisiert. Experten und Expertinnen aus der Medizinischen Physik sowie angrenzenden Disziplinen diskutierten an drei Kongresstagen neue technologische Trends, Entwicklungen und Visionen in Strahlentherapie, Radiologie, Audiologie und Nuklearmedizin sowie Anwendung und Fortschritt physikalischer und technischer Methoden mit einem besonderen Fokus auf der digitalen Evolution.

Automatisierte digitale Prozesse in der Radioonkologie

Besonders herausgestellt wurden die rasanten Weiterentwicklungen durch neue computergestützte Methoden mit künstlicher Intelligenz (KI) in Diagnostik und Therapie im Bereich der adaptiven Radiotherapie. Wie Kongresspräsident Univ.-Professor Dr. DI Dietmar Georg, Medizinische Universität Wien, betonte, hat die Digitalisierung und die Automatisierung mit Einsatz von KI längst die Klinik erreicht: „In der Radioonkologie haben wir mit Methoden der KI Prozesse automatisiert, sind von der bildgestützten zur bildgesteuerten Radiotherapie gekommen. Das heißt nicht, dass Algorithmen menschliche Entscheidungen übernehmen, aber sie bieten uns schon sehr gute Vorschläge, um effiziente Behandlungskonzepte umzusetzen.”  

Mehrere Präsentationen zeigten, wie die Radiotherapie aufgrund automatisierter digitaler Prozesse durch Berücksichtigung von anatomischen Änderungen – etwa der Synchronisation mit Atembewegungen – als auch von Änderungen in der Tumorbiologie schonender und effizienter durchgeführt werden kann. Des Weiteren sind die Dosiserfassung in der Röntgendiagnostik und Nuklearmedizin sowie die Therapieplanung in der Radioonkologie ohne Digitalisierung kaum noch vorstellbar.  

Trend zu statistischer Auswertung und Modellierung

Der Trend zu statistischer Auswertung und Modellierung spiegelte sich in zahlreichen Beiträgen zu „Machine Learning“ und „Artificial Intelligence“ in allen Bereichen der medizintechnischen Anwendung der Physik wider, so Kongresspräsident ao. Univ.-Prof. Mag. Dr. Wolfgang Birkfellner, Medizinische Universität Wien: „Es ist nicht vermessen zu sagen, dass die Medizinische Physik von heute ein hochtechnologisches Forschungs- und Anwendungsgebiet geworden ist!“ Dies zeigte sich zum Beispiel, indem Dosimetrie, Therapieplanung, Qualitätskontrolle und Bildgebungstechnik immer stärker mit innovativen technischen Entwicklungen aus dem Bereich der Informatikverschmelzen, oder bei innovativen Ansätzen in der interventionellen Computertomografie wie der Dosisreduktion durch Trajektorienplanung. „Machine Learning und KI haben einen tieferen Hintergrund. Was tatsächlich hinter der massiven Datensammlerei steckt, ist ausgefeilte deskriptive Statistik!”. Zu erwarten seien verbesserte prädiktive Modelle und standardisierte Behandlungsprotokolle mit Auswirkungen auf die Patientenversorgung: ein „Patient Benefit” durch eine verbesserte Behandlung.   
 
Kongresshighlights waren Präsentationen von Spitzentechnologien und international einzigartigen Forschungsthemen auf dem dynamisch wachsenden Gebiet der Medizinischen Physik. So wurden Fortschritte in der seit mehr als zwei Jahrzehnten entwickelten Partikeltherapie in Deutschland und der Schweiz, das österreichische Teilchentherapiezentrum MedAustron, seit mehr als fünf Jahren im klinischen Betrieb, sowie die MR-gestützte Protonentherapie in Wien und Dresden vorgestellt. Auch in anderen Bereichen, etwa bei der Erforschung neuer Teilchenstrahlen wie Helium in Heidelberg, wurden neueste Ergebnisse präsentiert.

Weiterentwicklungen in Strahlenschutz und Qualitätssicherung

Der Kongress umfasste das gesamte Spektrum der Medizinphysik von ionisierender und nichtionisierender Strahlung für Bildgebung und Therapie bis hin zu kontinuierlichen Weiterentwicklungen in Strahlenschutz und Qualitätssicherung. Wichtige Aspekte dieser Aufgabe für die Medizinphysik zeigten sich zum Beispiel in der Sitzung des Arbeitskreises „Risikomanagement im Krankenhaus” unter der Leitung von Prof. Dr. rer. nat. Markus Buchgeister, Berliner Hochschule für Technik (BHT), zur Umsetzung der EU-Richtlinie zum Strahlenschutzrecht. Dabei ging es um die Erstellung von Risikoanalysen in der Strahlentherapie, die mittlerweile vom neuen Strahlenschutzrecht in Deutschland zum Beispiel bei der Einführung neuer Bestrahlungstechniken gefordert wird

Im Rahmen dieser Arbeit des interprofessionellen Expertenteams an der Analyse der Prozesse in der jeweiligen Abteilung machen die Vertreter der verschiedenen Fachgruppen als weiteren Effekt sich gegenseitig ihre wichtigen Arbeitsaufgaben deutlich. Dieser Austausch im Rahmen der Risikoanalyse führt zu einer Steigerung der gegenseitigen Wertschätzung. Damit wird das Ziel der Aufsichtsbehörden erreicht, durch die offenen Diskussionen nicht nur die Optimierung der Sicherheit der Abläufe zu erreichen, sondern auch eine Fehlerkultur zu etablieren, die weit über den rein technischen Bereich hinausgeht, wie Prof. Buchgeister betonte. „So haben wir zunehmend den ganzen Menschen im Blick.”

Neue Entwicklungen bei der PET-Detektortechnik

Im Bereich der Nuklearmedizin als wichtigem medizinphysikalischen Bildgebungsfeld, in dem mit zielgenau platzierten radioaktiven Isotopen die Untersuchung mit einer möglichst geringen Radioisotop-Dosis versucht wird, wurden neue Entwicklungen bei der PET-Detektortechnik vorgestellt. Interessante Beiträge beschäftigten sich mit neuen Entwicklungen beim Ganzkörper-PET, dem Positronen-Emissions-Tomografen in Kombination mit der CT, das bei der Suche nach Metastasen oder Primärtumoren eine sogenannte molekulare Bildgebung physiologischer Vorgänge ermöglicht. Ein „heißes Thema” war die Entwicklung kostengünstiger Varianten durch Einsatz von alternativen Materialien für Szintillationsdetektoren.
 


Quelle: DGMP, 08.11.2021


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