Institut für Medizinische Physik und Strahlenschutz Tätigkeitsbericht 2020
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Institut für Medizinische Physik und Strahlenschutz Tätigkeitsbericht 2020 Prof. Dr. Joachim Breckow Geschäftsführer 2020
Zusammenfassung IMPS Tätigkeitsbericht PeerReview Publikationen: 20 Impact-Faktor der Publikationen: 42,92 Tagungsbeiträge: 26 Eingeladene Vorträge: 4 Anzahl Drittmittelprojekte: 12 Summe verausgabter Drittmittel: 1 085 000e Summe 2020 eingeworbener Drittmittel: 320 500e Am IMPS betreute Doktoranden: 7 Abgeschlossene Promotionen: 4 Am IMPS betreute Abschlussarbeiten: 18 Extern betreute Abschlussarbeiten: 12 IMPS Jahresbericht 2020 Seite 3 von 43
Inhaltsverzeichnis 1. Ziele und Aufgaben des IMPS 5 2. Arbeitsschwerpunkte innerhalb des IMPS 6 3. Hessisches Radonzentrum HeRaZ 8 4. Institutsmitglieder 9 5. Lehrveranstaltungen 11 6. Bachelor- und Masterarbeiten 14 6.1. Am IMPS durchgeführte Arbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 6.2. Extern durchgeführte Arbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 7. Promotionsverfahren 17 7.1. 2020 am IMPS betreute Promotionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 7.2. 2020 am IMPS abgeschlossene Promotionen . . . . . . . . . . . . . . 18 8. Drittmittelnanzierte und auftragsgebundene Projektarbeiten 19 8.1. Drittmittelnanzierte Projekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 9. Kooperationspartner 2020 21 10.Teilnahme an Tagungen und Exkursionen 23 11.Publikationen / Vorträge 24 11.1. Publikationen in Zeitschriften (Peer Review) . . . . . . . . . . . . . . 24 11.2. weitere Publikationen (ohne Peer Review) . . . . . . . . . . . . . . . 25 11.3. Tagungsbeiträge und Poster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 11.4. Eingeladene Vorträge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 12.Preise und Auszeichnungen 30 13.Veranstaltungen 31 13.1. Institutsseminar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 14.Wissenschaftliche Gesellschaften und Gremien 32 15.Hochschulgremien 34 A. Presseberichte 37 Seite 4 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
1. Ziele und Aufgaben des IMPS Das Institut für Medizinische Physik und Strahlenschutz (IMPS) wurde im Jahr 2006 mit dem Ziel gegründet, die in den Bereichen Medizinische Physik und Strahlen- schutz tätigen Personen der Hochschule zusammen zu schlieÿen und die vorhande- nen Ausstattungen der beteiligten Fachbereiche MNI und LSE (Know-how, Labore, technisches Gerät) gemeinsam zu nutzen. Zu den Aufgaben des IMPS gehören ins- besondere • die Förderung der Wissenschaft auf dem Gebiet der Medizinischen Physik und des Strahlenschutzes; • die Schaung von Grundlagen für die Akquisition und Durchführung von Dritt- mittelprojekten durch systematische Beobachtung aktueller Entwicklungen auf den genannten Fachgebieten sowie durch einen regelmäÿigen Erfahrungsaus- tausch zwischen den Institutsmitgliedern; • die Unterstützung der Aufgabenstellungen der Hochschule in Forschung und Lehre durch die koordinierende und integrierende Funktion des Instituts sowie besonders durch gemeinsame Projektarbeit auch mit Institutionen auÿerhalb der Hochschule; • die Förderung der Internationalisierung und Prolbildung der Hochschule durch die Pege und Verbesserung der Kontakte zu wissenschaftlichen Einrichtungen mit vergleichbaren Zielsetzungen im In- und Ausland. IMPS Jahresbericht 2020 Seite 5 von 43
2. Arbeitsschwerpunkte innerhalb des IMPS Die folgende Auistung gibt einen Überblick über die Arbeitsschwerpunkte der Ar- beitsgruppen des Institutes. Strahlentherapie • Messung von Fragmentierungsquerschnitten in der Partikeltherapie • Medizinische Physik der Strahlentherapie mit hochenergetischen Photonen und Ionen • Simulation des Strahlungstransports mittels Monte Carlo Verfahren • Dosisberechnung und Dosisoptimierung in der perkutanen Strahlentherapie Strahlendiagnostik • Optimierung der Bildqualität und Strahlenexposition in der Röntgendiagnostik • Quantitative Verfahren zur Bewertung der Bildqualität • Qualitätssicherung in der Röntgendiagnostik • Optische Bildgebung in der Biomedizinischen Technik Magnetresonanztomographie • Simulation von Elektromagnetischen Feldern • Konstruktion von Mehrkanalspulen zur parallelen Bildaquisition Radioökologie • Dosimetrie ionisierender und nicht-ionisierender Strahlung • Umweltradioaktivität • Radiochemie Seite 6 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
Strahlenschutz • Strahlenschutzmesstechnik • Bewertung von Strahlenrisiken • Strahlenbiologie • Kerntechnik • Spektroskopie von Kernstrahlung • Radonquellstärke und deren Einussgröÿen • Radon-Exposimeter • Messung und Bewertung von Elektromagnetischen Feldern (EMF) Entwicklung von Mikrokalorimeter-Detektoren • Entwicklung von Detektoren für den direkten Nachweis von schweren Ionen • Untersuchung von Energiedeposition von schweren Ionen in Materie • Entwicklung von höchstauösenden Detektoren für Röntgenstrahlung • Röntgenspektroskopie an hochgeladenen Ionen für präzise Tests der Quanten- elektrodynamik • Untersuchung von Spaltfragmenten bei der neutroneninduzierten Spaltung von Uran IMPS Jahresbericht 2020 Seite 7 von 43
3. Hessisches Radonzentrum HeRaZ Im September 2020 wurde das Hessische Radonzentrum (HeRaZ) unter der Leitung von Till Kuske an der Technischen Hochschule Mittelhessen erönet. Es handelt sich hierbei um ein von der THM gegründetes und getragenes wissenschaftliches Zentrum der Grundordnung der THM mit dem Schwerpunkt Wissens- und Technologietrans- fer auf dem Gebiet der Radonvorsorge im Rahmen der landesweiten Radonstrategie. Das HeRaZ ist innerhalb der Hochschule an das IMPS angeschlossen. Zentrale Aufgabe des HeRaZ ist die kontinuierliche, wissenschaftsbasierte Erhebung und Verarbeitung von sachbezogenen Informationen auf dem Gebiet der Radon- Vorsorge im Rahmen der landesweiten Radonstrategie, deren Vermittlung in der Öentlichkeit, die Unterstützung und Beratung der für diesen Bereich zuständi- gen Landesbehörden insbesondere des Hessischen Ministeriums für Umwelt, Klima- schutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUKLV) sowie die Koordination der einzelnen Maÿnahmen. Es agiert damit als Hochschulzentrum an der Schnitt- stelle zwischen anwendungsorientierter Forschung, vorsorgeorientierter Wissensver- mittlung und den Aufgaben der Exekutive und leistet so einen aktiven Beitrag zur Problembehandlung insgesamt. Zugleich trägt das HeRaZ mit vielfältigen Aktivi- täten, Vernetzungen und Unterstützungsleistungen grundsätzlich zur Hebung des allgemeinen Informationsniveaus in den oben genannten Handlungsfeldern bei. Zu den einzelnen Aufgaben des HeRaZ zählen insbesondere: • Aufarbeitung von Grundlagen physikalischer, gesundheitlicher und rechtlicher Natur; • Beratung und Unterstützung der Exekutivorgane des Landes bezüglich Maÿ- nahmen des baulichen Strahlenschutzes; • Beratung und Unterstützung der zuständigen Behörden und Einrichtungen bei der Festlegung von Radonvorsorgegebieten und bei der Entwicklung einer Ra- donstrategie für Hessen; • Informationsverbreitung nebst Handlungsempfehlungen (z. B. durch Publikatio- nen in verschiedenen Medien); • Unterstützung des HMUKLV bei der Vernetzung der unterschiedlichen Akteure und Sektoren. Darüber hinaus gehört zu seinen Aufgaben auch die Durchführung von Forschungs- und Entwicklungsaufgaben, Drittmittelvorhaben und dergleichen. Seite 8 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
4. Institutsmitglieder Professoren Prof. Dr. Joachim Breckow Prof. Dr. Boris Keil (Geschäftsführer) Prof. Dr. Jürgen Koch Prof. Dr. Klemens Zink Prof. Dr. Saskia Kraft-Bermuth (stellv. Geschäftsführer bis 05/2020) Prof. Dr. Martin Fiebich (stellv. Geschäftsführer ab 05/2020) Wissenschaftliche Mitarbeiter/innen und Lehrkräfte Mohamad Alissa Jan-Michael Burg Dr. Damian Czarnecki Larissa Derksen Willy Marius Dzukam Dr. Benjamin Ebinger Norbert Elvers Samaneh Emami Robin Etzel Thomas Failing Veronika Flatten Volker Grimm Hans Hingmann Dr. Felix Horst Steen Kerker Till Kuske Nicolas Kutscha Dr. Ulf Mäder Markus May Alexander Neiÿner Petar Penchev Matthäus Poniatowski Dr. Patrick Rauwald-Josephs Stephanie Schade Ralph Schmidt Alina Scholz Yuri Simeonov Alexander Spizyn Dr. Kaija Spruck Tatjana Walter Ulrich Weber Gastwissenschaftler Dr. Kilian Baumann Fatma Fahkri Dr. Simon Howitz Jean Sauveur Matthias Witt Dr. Jörg Wul IMPS Jahresbericht 2020 Seite 9 von 43
Studierende Pascaline-Wangechi Abissi Wihan Adi Chaimaa Chemlali Anpreet Ghotra Wolfgang Greger Ömer Gülen Ahmed Fellage Emilia Frohwerk Sam-Luca Hansen Selin Hizmetci Jonas Stefan Hofmann Ghazan Izeldin Eve Monika Jobst Dominik Kalbeisch Sina Kaupa Anne Klehm Irnu Suryohadi Kusumo Elias Lahdo Alain Niba Ngwa Gurinder Kaur Multani Mirsad Mahmutovic Lara-Christiane Militzer Alexander Neizel Jannis Rautenberg Stefan Rick Sven Schuun Mahsa Shirkavandsalehabad Cornelia Strauÿ Phillip Wacker Kevin Weidlein Nils-Ole Zöller Marcel Zuschlag Krystof Zaplata Seite 10 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
5. Lehrveranstaltungen • Angewandte Medizinische Physik (5 SWS, Bachelorstudiengang Biomedizini- sche Technik, Prof. Dr. M. Fiebich, Prof. Dr. K. Zink, Prof. Dr. B. Keil) • Einführung in das Studium und Berufsfeld (4 SWS, Bachelorstudiengänge LSE, Prof. Dr. Martin Fiebich u.a.) • Statistik/MATLAB (4 SWS, Bachelorstudiengänge LSE, Prof. Dr. Weyers/Dr. U. Mäder) • Optische Bildgebung (2 SWS, Bachelorstudiengang BMT, Dr. U. Mäder) • Einführung in die wissenschaftliche Programmierung (2 SWS, Bachelorstudien- gang BMT, Dr. U. Mäder) • BPP-Seminar (Bachelorstudiengang BMT, 2 SWS, Prof. Dr. M. Fiebich) • BPP-Seminar (Bachelorstudiengang MPS, 2 SWS, Prof. Dr. M. Fiebich) • Praktikum Biophysik (2 SWS, Bachelorstudiengang BMT, Prof. Dr. M. Fie- bich, K. Baumann) • Bildgebende Systeme (2 SWS, Bachelorstudiengang MPS, Prof. Dr. M. Fiebich) • Bildgebende Systeme in der Medizin (4 SWS, Masterstudiengang Medizinische Physik, Prof. Dr. M. Fiebich) • Bildverarbeitung und IT-Systeme in der Medizin (4 SWS, Masterstudiengang Medizinische Physik, Prof. Dr. M. Fiebich) • Laborpraktikum (4 SWS, Masterstudiengang Medizinische Physik, Prof. Dr. J. Breckow, Prof. Dr. K. Zink, Prof. Dr. M. Fiebich, Prof. Dr. B. Keil) • Laborpraktikum (4 SWS, Masterstudiengang Biomedizinische Technik, Prof. Dr. P. Elter, Prof. Dr. M. Fiebich, Prof. Dr. T. Schanze) • Projektarbeit (4 SWS, Masterstudiengang Medizinische Physik, Prof. Dr. J. Breckow, Prof. Dr. K. Zink, Prof. Dr. M. Fiebich, Prof. Dr. B. Keil) • Electronic Circuits (5 SWS, Bachelorstudiengänge BMT, UHSI, KPT, Prof. Dr. B. Keil) • Rapid Prototyping (2 SWS, Bachelorstudiengang Biomedizinische Technik, Prof. Dr. B. Keil) • Circuits, Signals and Systems (5 SWS, Bachelorstudiengang BPT, Prof. Dr. B. Keil) IMPS Jahresbericht 2020 Seite 11 von 43
• Magnetic Resonance Imaging (4 SWS, Masterstudiengang Medizinische Physik, Prof. Dr. B. Keil) • Kerntechnik 1 (3 SWS, Bachelorstudiengänge Maschinenbau, Energiesysteme und Ingenieurwissenschaften (dual), Prof. Dr. J. Koch) • Radioökologie (2 SWS, Bachelorstudiengang UHSI, Prof. Dr. J. Koch) • Radiochemie (2 SWS, Bachelorstudiengang Medizinische Physik und Strahlen- schutz, Prof. Dr. J. Koch) • Praktikum Radiochemie (2 SWS, Bachelorstudiengang Medizinische Physik und Strahlenschutz, Prof. Dr. J. Koch) • Praktikum Kerntechnik 1 (1 SWS, Bachelorstudiengänge Maschinenbau, Ener- giesysteme und Ingenieurwissenschaften (dual), Prof. Dr. J. Koch, V. Grimm) • Kerntechnik 2 (3 SWS, Masterstudiengang ME, Prof. Dr. J. Koch) • Praktikum Kerntechnik 2 (1 SWS, Masterstudiengang Maschinenbau, Prof. Dr. J. Koch, Dipl.-Ing. V. Grimm) • Nuklearmedizin (2 SWS, Masterstudiengang Medizinische Physik, Prof. Dr. J. Koch, Dr. C. Happel) • Praktikum Nuklearmedizin (2 SWS, Masterstudiengang Medizinische Physik, Prof. Dr. J. Koch, V. Grimm, Dr. C. Happel) • Strahlenschutz beim Rückbau kerntechnischer Anlagen (3 SWS, Masterstu- diengang UHSI, Prof. Dr. J. Koch) • Praktikum zum Strahlenschutz beim Rückbau kerntechnischer Anlagen (1 SWS, Masterstudiengang UHSI, Prof. Dr. J. Koch, V. Grimm) • Radiochemisches Blockpraktikum für MTRA (1 Woche ganztägig, Prof. Dr. J. Koch, V. Grimm) • Physik 1 (4 SWS, Bachelorstudiengänge BMT, Prof. Dr. J. Breckow, Prof. Dr. S. Kraft-Bermuth) • Physik 2 (4 SWS, Bachelorstudiengänge BMT, Prof. Dr. J. Breckow, Prof. Dr. S. Kraft-Bermuth) • Physik in der Medizin (Physik 3) (4 SWS, Bachelorstudiengang BMT, Prof. Dr. J. Breckow) • Struktur der Materie 1 (3 SWS, Bachelorstudiengang Medizinische Physik und Strahlenschutz, Prof. Dr. J. Breckow) Seite 12 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
• Strahlenschutz und Strahlenschutzmesstechnik (6 SWS, Bachelorstudiengang Medizinische Physik und Strahlenschutz, Prof. Dr. S. Kraft-Bermuth, V. Grimm, Dr. Kaija Spruck) • Strahlenbiologie und Strahlenschutz (2 SWS, Masterstudiengang Medizinische Physik, Prof. Dr. J. Breckow, Prof. Dr. M. Fiebich) • Struktur der Materie 2 (5 SWS, Bachelorstudiengang Medizinische Physik und Strahlenschutz, Prof. Dr. K. Zink, K. Baumann) • Physik und Technik der Strahlentherapie (4 SWS, Masterstudiengang Medizi- nische Physik, Prof. Dr. K. Zink) • Dosimetrie ionisierender Strahlung (4 SWS, Masterstudiengang Medizinische Physik, Prof. Dr. K. Zink, Dr. D. Czarnecki) • Monte-Carlo Simulationen in der Medizinischen Physik (3 SWS, Masterstu- diengang Medizinische Physik, Dr. D. Czarnecki) IMPS Jahresbericht 2020 Seite 13 von 43
6. Bachelor- und Masterarbeiten 6.1. Am IMPS durchgeführte Arbeiten Bachelorarbeiten • Krystof Zaplata: Automatisierung eines Messvorgangs im Rahmen der Be- stimmung des geogenen Radonpotenzials, Betreuer: Prof. Dr. Joachim Breckow • Pascaline-Wangechi Abissi: Dosis und Bildqualität in der CT-Bildgebung, Analyse von Filtered Back Projection und iterative Rekonstruktionsverfahren und klinische Beurteilung, Betreuer: Prof. Dr. Martin Fiebich • Rosette Ali Mokathe: Methoden zur Diagnose von Krebs mittels Bildgeben- der Verfahren, Betreuer: Prof. Dr. Martin Fiebich • Emilia Johanna Frohwerk: Abhängigkeit der Dosis-Konversionsfaktoren in der Röntgendiagnostik von der Patientengeometrie, Betreuer: Prof. Dr. Martin Fiebich • Kevin Weidlein: Cone Beam CT Rekonstruktion digitaler XCAT-Phantome zum Einsatz in neuronalen Netzen, Betreuer: 1. Prof. Dr. Martin Fiebich, 2. Dr. Ulf Mäder • Jaziri Youssef : Erneuerungen in der technischen Dokumentation zur Medi- zinproduktzulassung nach der EU-Medizinprodukteverordnung2017/745 im Ver- gleich zu der EU-Richtlinie 93/42/EWG, 1. Betreuer: Prof. Dr. Boris Keil, 2. Betreuer Dr. Thomas Feldmann (extern) • Chaimaa Chemlali: Entwicklung einer rotierenden Birdcage-Sendespule zur sicheren Anwendung der Magnetresonanztomographie bei Patienten mit Tie- fenhirnstimulation, 1. Betreuer: Prof. Dr. Boris Keil, 2. Betreuer Robin Etzel • Manisha Shresta: Design Considerations of a Multi-Channel Parallel Trans- mit Coil System for 7 Tesla Ultra-High Field MRI, 1. Betreuer: Prof. Dr. Boris Keil, 2. Betreuer: Nicolas Kutscha • Philipp Wacker: Fokussierung von Elektronenstrahlen mittels IN-BEAM Ma- gnetfeldern für die klinische Anwendung, 1. Betreuer: Prof. Dr. Klemens Zink, 2. Betreuer: Dr. Kilian Baumann Masterarbeiten • Volker Grimm: Experimente zur Erstellung einer Messstrategie zur Beurtei- lung der Radonsituation in groÿen Gebäuden, 1. Betreuer: Prof. Dr. Joachim Breckow, 2. Betreuer: Prof. Dr. Jürgen Koch Seite 14 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
• Alexander Spizyn: Entwicklung eines Messplatzes zur In-situ-Gammaspektro- metrie von verbauten Baustoen als potentielle Radonquelle, 1. Betreuer: Prof. Dr. Joachim Breckow, 2. Betreuer Dr. Kaija Spruck • Masood Najakia: Training and Evaluation of an Articial Neural Network to Assess the Collimation of X-ray Examinations of the Shoulder Anterior- Posterior, 1. Prof. Dr. Martin Fiebich, 2. Dr. Ulf Mäder • Norman Groÿ: Handlungsempfehlung zur Bearbeitung und Erfassung melde- pichtiger Vorkommnisse von diagnostischen Durchleuchtungen und therapeu- tischen Interventionen, Betreuer: Prof. Dr. Martin Fiebich • Alexander Neiÿner: Simulationsgestützte Optimierung und Validierung einer Methode zur Ermittlung des wasseräquivalenten Durchmessers eines Körperteils anhand von Röntgenaufnahmen, Betreuer: Prof. Dr. Martin Fiebich • Sina Kaupa: Small eld dosimetry in Particle Therapy, 1. Betreuer: Prof. Dr. Klemens Zink, 2. Betreuer: Dr. Kilian Baumann • Ömer Gülen: Simulationsbasierte Berechnung der elektrischen Feldverteilung in Ionisationskammern, 1. Betreuer: Prof. Dr. Klemens Zink, 2. Betreuer: Dr. Damian Czarnecki • Cornelia Strauÿ: Einuss von Dosisberechnungsalgorithmen auf verschiedene klinische Kriterien zur Bewertung von Bestrahlungsplänen, 1. Betreuer: Prof. Dr. Klemens Zink, 2. Betreuer: Dr. Patrick Rauwald-Josephs • Wihan Adi: Retrospective Study on Range Uncertainties of a Proton Irra- diation Treatment Using Monte Carlo Simulations, 1. Betreuer: Prof. Dr. Kai- Thomas Brinkmann, 2. Betreuer: Prof. Dr. Klemens Zink 6.2. Extern durchgeführte Arbeiten Bachelorarbeiten • Eve Monika Jobst: Einsatzmöglichkeiten der In-situ-Gammaspektrometrie bei der Freigabe von im Rückbau bendlichen kerntechnischen Anlagen, Be- treuer: Prof. Dr. Joachim Breckow • Natalie Cornelia Kunkel: Al Algorithms for Automatic Measurement of Aor- tic Diameters in CT, Betreuer: Prof. Dr. Martin Fiebich • Sophia Skott: Gegenüberstellung und Optimierung der Qualitätskontrolle des PET/CT-Scanners in der Klinik für Nuklearmedizin des UKGM in Marburg und Anpassung an die gesetzlichen Vorgaben und die Anforderungen der Ärzt- lichen Stelle Hessen, Betreuer: Prof. Dr. Martin Fiebich IMPS Jahresbericht 2020 Seite 15 von 43
• Oliver Ulk: Design und Implementierung einer Alarmierungslösung für Ela- sticsearch, 1. Betreuer: Dr. Ulf Mäder, 2. Betreuer: Prof. Dr. Boris Keil • Dominik Kalbeisch: Reichweitenbestimmung mit gemischtem Helium- und Kohlensto-Ionenstrahl, 1. Betreuer: Prof. Dr. Klemens Zink, 2. Betreuer: Dr. Christian Grae • Mahsa Shirkavandsalehabad: Einführung des Multichannel Applikators in die klinische Routine und Vergleich Single-Channel-Zylinderapplikator mit Multi- Channel-Zylinderapplikator in der HDR Brachytherapy bei vaginalen Anwen- dungen, 1. Betreuer: Prof. Dr. Klemens Zink, 2. Betreuerin: M.Sc. Simone Stie- fel Masterarbeiten • Alain Niba Ngwa: Analyse und Verbesserung der Auswertung von Messdaten des Messsystems Free Release Measurement System (FREMES) im Rahmen von Freigabemessungen, Betreuer: Prof. Dr. Joachim Breckow • Melisa Mahmutovic: Untersuchung des Einusses der Substratgeometrie auf die Reexionseigenschaften von nanostrukturierten Entspiegelungen, Betreuer: Prof. Dr. Martin Fiebich • Wolfgang Greger: Evaluation of a dosimetry concept for a twin robotic cone- beam CT x-ray system, Betreuer: Prof. Dr. Martin Fiebich • Jonas Hofmann: Integration eines neuen Bestrahlungsplanungs-CT unter Be- rücksichtigung der DIN Norm 6873-5 und der Evaluation einer Metallartefakt- reduktionssoftware sowie Dual-Energy Aufnahmen, Betreuer: Prof. Dr. Martin Fiebich • Adnan Ahmed Shahma: Untersuchung des Einusses der Bleiabdeckung des Patienten (Bleischürze) bei CT-Untersuchungen auf die automatische Expositi- onsmodulation des CARE Dose 4D und DoseRight, Betreuer: Prof. Dr. Martin Fiebich • Benjamin Holz: Laserspektroskopische Untersuchungen an 237 Np und 239 Np, 1. Betreuer: Prof. Dr. Jürgen Koch, 2. Betreuer: Prof. Dr. Tobias Reich Seite 16 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
7. Promotionsverfahren 7.1. 2020 am IMPS betreute Promotionen • Petar Penchev: CT-Bildgebung mittels Monte Carlo Simulationen, Koope- rative Promotion am Fachbereich Medizin der Universität Marburg, Betreuer: Betreuer: Prof. Dr. Andreas H. Mahnken, Prof. Dr. Martin Fiebich • Robin Etzel: Magnetic Resonance Signal Detector Design for Highly Accele- rated Multi-Band MRI Acquisition Techniques. Kooperative Promotion in der Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Universitätsklinikum Marburg. Betreuer: Prof. Dr. Andreas H. Mahnken, Prof. Dr. Boris Keil • Markus May: 7-Tesla Ultrahochfeld-Magnetresonanztomographie im Kopf- und Halsbereich mittels 64-Kanal-Signaldetektion und integrierter paralleler 16- Kanal-Sendespule, Kooperative Promotion über den Forschungscampus Mittel- hessen an der Philipps-Universität Marburg. Betreuer: Prof. Dr. Boris Keil • Nicolas Kutscha: Neue sicherheitsrelevante Bildgebungsmethoden für Pati- enten mit Tiefenhirnstimulatoren in der Magnetresonanztomographie, Koope- rative Promotion in der Neurologie, Universitätsklinikum Marburg, Betreuer: Prof. Dr. med. Susanne Knake, Prof. Dr. Boris Keil • Alina Scholz: Next Generation of Neuro-Diusion Imaging using Ultra-Strong Gradients and High-Density Array Coils for Assessing Human Brain Connecto- mics, Promotion am Promotionszentrum für Ingenieure am Forschungscampus Mittelhessen, Betreuer: Prof. Dr. Boris Keil, Prof. Dr. Klemens Zink • Jan Michael Burg: Optische Dosimetrie mittels Cherenkov-Strahlung in kli- nischen Photonen- und Elektronenfeldern, Kooperative Promotion am Fach- bereich Medizin der Universität Marburg, Betreuer: Prof. Dr. Hilke Vorwerk, Prof. Dr. Klemens Zink • Larissa Derksen: Monte Carlo Simulationen auf zellulärer Ebene mit Geant4- DNA, Kooperative Promotion am Fachbereich Medizin der Universität Mar- burg, Betreuer: Prof. Dr. Rita Engenhart-Cabillic, Prof. Dr. Klemens Zink • Stephanie Schade: EPID-basierte in-vivo Dosimetrie in der Strahlenthera- pie, Kooperative Promotion am Fachbereich Medizin der Universität Marburg, Betreuer: Prof. Dr. Rita Engenhart-Cabillic, Prof. Dr. Klemens Zink • Matthias Witt: Bestimmung der Modulationsstärke von Lungengewebe für die Kohlenstotherapie thorakaler Tumore, Kooperative Promotion am Fach- bereich Medizin der Universität Marburg, Betreuer: Prof. Dr. Rita Engenhart- Cabillic, Prof. Dr. Klemens Zink IMPS Jahresbericht 2020 Seite 17 von 43
7.2. 2020 am IMPS abgeschlossene Promotionen • Patrick Rauwald-Josephs: Technische Evaluierung, Verikation und klini- sche Einführung eines Patienten-Oberächen-Überwachungssystems für strah- lentherapeutische Behandlungen im Bereich des Kopfes, Kooperative Promo- tion an der Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie der Universität Marburg. Betreuer: Prof. Dr. Klemens Zink, Prof. Dr. Rita Engenhart-Cabillic • Simon Howitz: Monte Carlo basierte Untersuchungen der Tomotherapie be- züglich der Absolutdosimetrie und der Patienten-QA. Kooperative Promotion am Fachbereich Medizin der Universität Marburg. Betreuer: Prof. Dr. Klemens Zink, Prof. Dr. Hilke Vorwerk • Felix Horst: Fragmentierung von Helium-Ionen im therapeutischen Energie- bereich. Kooperative Promotion am Fachbereich Physik der Justus-Liebig-Uni- versität Gieÿen. Betreuer: Prof. Dr. Kai-Thomas Brinkmann, Prof. Dr. Kle- mens Zink • Kilian Baumann: Monte-Carlo gestützte 4D Dosiemtrie mit Ionen bei be- wegten Zielvolumina. Kooperative Promotion an der Klinik für Strahlenthera- pie und Radioonkologie der Universität Marburg. Betreuer: Prof. Dr. Klemens Zink, Prof. Dr. Rita Engenhart-Cabillic Seite 18 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
8. Drittmittelnanzierte und auftragsgebundene Projektarbeiten 8.1. Drittmittelnanzierte Projekte • Durchführung einer Messkampagne der Aktivitätskonzentration von Radon in der Bodenluft in Hessen (Folgeprojekt) Projektleiter: Prof. Dr. Joachim Breckow, Förderumfang: 70 000 e, Laufzeit: 03/2019 - 03/2020, Projektträger: Hessisches Ministerium für Umwelt, Klima- schutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUKLV) • Durchführung einer Messkampagne der Aktivitätskonzentration von Radon in der Bodenluft in Hessen (Folgeprojekt) Projektleiter: Prof. Dr. Joachim Breckow, Förderumfang: 30 000 e, Laufzeit: 10/2019 - 03/2020, Projektträger: Hessisches Ministerium für Umwelt, Klima- schutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUKLV) • Durchführung einer Messkampagne der Aktivitätskonzentration von Radon in der Bodenluft in Hessen (Folgeprojekt) Projektleiter: Prof. Dr. Joachim Breckow / Prof. Dr. Saskia Kraft-Bermuth, Förderumfang: 120 000 e, Laufzeit: 04/2020 - 03/2021, Projektträger: Hessi- sches Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucher- schutz (HMUKLV) • Beurteilung der Radonkonzentration in groÿen Gebäuden (Folgepro- jekt) Projektleiter: Prof. Dr. Joachim Breckow, Förderumfang: 160 000 e, Laufzeit: 09/2019 - 08/2020, Projektträger: Hessisches Ministerium für Umwelt, Klima- schutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUKLV) • Beurteilung der Radonkonzentration in groÿen Gebäuden (Folgepro- jekt) Projektleiter: Prof. Dr. Joachim Breckow / Prof. Dr. Saskia Kraft-Bermuth, Förderumfang: 40 500 e, Laufzeit: 10/2020 - 09/2021, Projektträger: Hessisches Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUKLV) • Betrieb des Hessischen Radonzentrums HeRaZ Projektleiter: T. Kuske, Förderumfang: 160 000 e, Laufzeit: 01/2020 - 12/2020, Projektträger: Hessisches Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirt- schaft und Verbraucherschutz (HMUKLV) • SD-Bioniq Substainable Development of Biomedical Engineering in Northern Iraq Prof. Dr. M. Fiebich zusammen mit Prof. Dr. T. Schan- IMPS Jahresbericht 2020 Seite 19 von 43
ze, Förderumfang: 185 000 e, Laufzeit: 01.01.2019-31.12.2020, Projektträger: Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD) • Physikalische Modellierung für die individualisierte Partikel-Strah- lentherapie und Magnetresonanztomographie, Projektleiter: Prof. Dr. Klemens Zink, Prof. Dr. Boris Keil, Förderumfang: 780 000 e, Laufzeit: 2018- 2023, Projektträger: VDI, Förderstiftung: BMBF (IN2016-2-226) • Connectome 2.0: Developing the next generation human MRI scan- ner for bridging studies of the micro-, meso- and macro-connectome, Projektleiter: Prof. Dr. Bruce Rosen, Prof. Dr. Boris Keil, Förderumfang: 14,8 Mio. US$ (≈ 13,3 Mio. e), Laufzeit: 2018-2023, Förderstiftung: Natio- nal Institute of Health • Entwicklung von ersten Ultrahochfeld-Bildgebungstechniken für die humane Magnetresonanztomograe bei 10,5-Tesla, Projektleiter: Prof. Dr. Boris Keil, Förderumfang: 100 000 e), Laufzeit: 2019-2020, Förderstiftung: Strategischer Forschungsfonds der THM • QSL-Projekt: Plagsys - Erprobung eines Plagiaterkennungssystems zur Förderung guter wissenschaftlicher Praxis; Leitung: Dr. Ulf Mäder, Prof. Dr. Klemens Zink, Umfang: ca. 90 000 e, Laufzeit: 2019-2020 • 3D-PATH - Entwicklung und Etablierung einer Prozesskette zur Herstellung patientenindividueller 3D-Reichweitenmodulatoren für die Bestrahlung bewegter Tumoren in der Partikeltherapie, Projekt- leitung: Prof. Dr. Klemens Zink, Förderumfang 190 000 e, Laufzeit 2018- 2020, Kooperationspartner: BMWi - Zentrales Innovationsprogramm Mittel- stand (ZIM), 6 Partner aus Industrie und Wissenschaft mit Gesamtfördersum- me ca. 1 Mio. e Seite 20 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
9. Kooperationspartner 2020 • Universitätsklinikum Gieÿen-Marburg, Klinik für Strahlentherapie und Ra- dioonkologie, Prof. Dr. Engenhart-Cabillic • Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig, Dr. M. Anton • Carsten Chadt Fotofachlabor e.K., Am Sonnenberg 5, 57234 Wilnsdorf, http://lab811.com/ • Materialprüfungsamt Nordrhein-Westfalen (MPA NRW), Marsbruchstraÿe 186, 44287 Dortmund, http://www.mpanrw.de • UBERA Institut für Umweltstudien und beratung, Eckhard Kegelmann u. Achim Motz GbR, Kerkrader Straÿe 9, 35394 Gieÿen, {http://ubera-online. de} • Zentrum für Radiologie, Universitätsklinikum Gieÿen und Marburg, Standort Gieÿen, Prof. Dr. Krombach • Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Philipps Universität Marburg, Prof. Dr. A. Mahnken • Zentrum für Dermatologie und Andrologie, Universitätsklinikum Gieÿen und Marburg, Standort Gieÿen, Prof. Dr. Mayser • sterna biologicals GmbH & Co KG; TransMIT-Zentrum für Immunmodulation; Klinik für Dermatologie und Venerologie, Abteilung Immundermatologie und experimentelle Allergologie, Medizinische Hochschule Hannover (MHH) • Chirurgie der Veterinärmedizin, Justus-Liebig-Universität Gieÿen, Prof. Dr. Kramer • Fa. SCS Software Computer Solutions GmbH, Aschaenburg • Ärztliche Stelle Hessen, PD Dr. Walz, Frankfurt • Technische Universität München, Radiologie, Prof. Dr. Rummeny • Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Abteilung Sicherheit und Umwelt, Leitung Dr. Gerhard Frank • Bundesamt für Strahlenschutz (BfS), Fachbereich Strahlung und Gesundheit, Dr. Ulrike Kulka, PD. Dr. Michaela Kreuzer (Leiterin Arbeitsgruppe Strahle- nepidemiologie und Strahlenrisiko) • Institut für Bodenkunde, Justus-Liebig-Universität Gieÿen IMPS Jahresbericht 2020 Seite 21 von 43
• Firma Bertin GmbH, Heerstrasse 149, 60488 Frankfurt am Main, http://www. saphymo.de/ • Firma rz-robotics, Zoltan Racz, Heegstrauchweg 70, 35394 Gieÿen • Universitätsklinikum Gieÿen-Marburg, MTRA-Schule, LtD Lehr-MTRA C. Ried • Referenzzentrum Mammographie Süd West, Dipl.-Ing. St. Schopphoven • NUKEM Technologies, Industriestraÿe 13, 63755 Alzenau Seite 22 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
10. Teilnahme an Tagungen und Exkursionen Tagungen • Radon Kommunikationsworkshop, am 20. und 21. Januar, virtuelle Kon- ferenz • 15th International Workshop on Breast Imaging, vom 23. bis 25. Mai, virtuelle Konferenz • Jahrestagung der American Association of Physicists in Medicine, vom 12. bis 16. Juli, virtuelle Konferenz • Jahrestagung der International Society for Magnetic Resonance in Medicine, vom 8. bis 14. August, virtuelle Konferenz • 3rd International Conference on Recent Innovations in Engineering, am 9. und 10. September, virtuelle Konferenz • 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Sächsischer Radontag, am 15. Oktober, virtuelle Konferenz • Annual Meeting of the EANM, vom 22. bis 30. Oktober, virtuelle Konfe- renz • Medical Physicists in Diaspora for Africa, am 24. Oktober, Oldenburg • Arbeitskreis Natürliche Radioaktivität des Fachverbands für Strah- lenschutz, 29. und 30. Oktober, Berlin • Jahrestagung der European Society for Radiotherapy and Oncology vom 28. November bis 1. Dezember, virtuelle Konferenz • TüV Süd Strahlenschutz in Medizin, Forschung und Industrie, vom 7. bis 9. Dezember, virtuelle Konferenz IMPS Jahresbericht 2020 Seite 23 von 43
11. Publikationen / Vorträge 11.1. Publikationen in Zeitschriften (Peer Review) Autoren, Titel, Journal IF Breckow J, Do we really need the detriment for radiation protection?, Ra- 1,321 diat Environ Biophys 59, (2020) 343-348 König AM, Maas J, Viniol S, Etzel R, Fiebich M, Thomas RP, Mahnken AH, 3,11 Scatter radiation reduction with a radiation-absorbing pad in interventional radiology examinations. European Journal Radiology 132. Ahmed FH, Fiebich M, Investigation on the Specic Absorption Rate (SAR) 0,00 in a 3D Human Head Model Exposed to Electromagnetic Radiations. Jour- nal of Duhok University 23 (2) 183-193. Gehron J, Schuster M, Rindler F, Bongert M, Böning A, Krombach G, 3,90 Fiebich M, Grieshaber P, Watershed phenomena during extracorporeal life support and their clinical impact: a systematic in vitro investigation. ESC Heart Failure. 2020;7(4):1850-61. Salih HNM, Fiebich M, Alsaidosh YA, Design of A Self-Complementary 0,00 Planar Rectangular Monopole Antenna for Breast Cancer Detection. Techn. Rep. of Kansai University, ISSN: 04532198, Volume 62, Issue 05, 2353-2364 Also S J, Fiebich M, Development of a modied list for standardized study 0,00 descriptions in the implementation of dose management systems in radio- logy. Journal of Duhok University, 23(1), 51-62 Schäfer S, Pabst S, Fiebich M, Rudolph C, de Laolie J, Krombach GA, 2,169 Modication of the chest radiography exposure parameters using a neonatal chest phantom. Ped Radiol 50 (1), 28-37 König AM, Etzel R, Greger W, Viniol S, Fiebich M, Thomas RP, Mahnken 1,928 AH, Protective Ecacy of Dierent Ocular Radiation Protection Devices: A Phantom Study. Cardiovascular and interventional radiology 43 (1), 127-134 Bhusal B, Keil B, Rosenow J, Kazemivalipour E, & Rad LG, Patient's body 3,030 composition can signicantly aect RF power deposition in the tissue around DBS implants: ramications for lead management strategies and MRI eld- shaping techniques. Phys. Med. Biol. (2020) online Czarnecki D, Zink K, Pimpinella M, Borbinha J, Teles J, Pinto M, Monte 2,883 Carlo calculation of quality correction factors based on air kerma and ab- sorbed dose to water in medium energy x-ray beams. Phys. Med. Biol. 65 (2020) 245042 Seite 24 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
Ringbaek TP, Santiago A, Grzanka L, Baumann K, Flatten V, Engenhart- 2,638 Cabillic R, Bassler N, Zink K, Weber U, Calculation of the beam-modulation eect of the lung in carbon ion and proton therapy with deterministic pencil beam algorithms. Front. Phys. 8 (2020) 568176 Luoni F, Weber U, Boscolo D, Durante M, Reidel CA, Schuy C, Zink K, 2,638 Horst F, Beam monitor calibration for radiobiological experiments with scan- ned high energy heavy ion beams at FAIR. Front. Phys. 8 (2020) 568145 Simeonov Y, Weber U, Schuy Ch, Engenhart-Cabillic R, Penchev P, Du- 2,00 rante M, Zink K, Monte Carlo simulations and dose measurements of 2D rangemodulators for scanned particle therapy. Z.Med.Phys. Schuy Ch, Weber U, Durante M, Simeonov Y, Zink K, Vendor-agnostic 1,679 water phantom for 3D dosimetry of complex elds in particle therapy. J. Appl. Clin. Med. Phys. 21 (2020) 227-232 Andreo P, Burns D T, Kapsch RP, McEwen M, Vatnitsky S, Andersen CE, 3,030 Ballester F, Borbinha J, Delaunay F, Francescon P, Hanlon M D, Mirzakha- nian L, Muir B, Ojala J, Oliver C P, Pimpinella M, Pinto M, de Prez L A, Seuntjens J, Sommier L, Teles P, Tikkanen J, Vijande J, Zink K, Determi- nation of consensus kQ values for megavoltage photon beams for the update of IAEA TRS-398. Phys. Med. Biol. 65 (2020) 095011 Burg J-M, Horst F, Wul J, Timmermann B, Vorwerk H, Zink K, Optical 2,532 range determination of clinical proton beams in water. A comparison with standard measurement methods. Phys.Med. 73 (2020) 197-203 Flatten F, Friedrich A, Engenhart-Cabillic R, Zink K, A phantom based 1,679 evaluation of the dose prediction and eects in treatment plans, when cal- culating on a direct density CT reconstruction. J. Appl. Clin. Med. Phys. 21 (2020) 52-61 Tikkanen J, Zink K, Pimpinella M, Teles P, Borbinha J, Ojala J, Siiskonen 3,030 T, Pinto M, Goma CCalculated beam quality correction factors for ionization chambers in MV photon beams. Phys. Med. Biol. 65 (2020) 0750 03 (15pp) Baumann K, Kaupa S, Bach C, Engenhart-Cabillic R, Zink K, Monte Carlo 3,030 calculation of beam quality correction factors in proton beams using TO- PAS/GEANT4. Phys. Med. Biol. 65 (2020) 055015 (17pp) Hartmann G, Hensley F, Kapsch RP, Poppe B, Sauer O, Würfel J, Zink K, 2,322 Ermittlung der Wasser-Energiedosis nach der Sondenmethode gemäÿ DIN 6800 Teil 1: Vorschlag für eine Erweiterung der Grundgleichung. Z. Med. Phys. 30 (2020) 24-39 11.2. weitere Publikationen (ohne Peer Review) • Breckow J: Brauchen wir eigentlich das Detriment im Strahlenschutz? Strah- lenschutzpraxis 03/2020, 67-71 IMPS Jahresbericht 2020 Seite 25 von 43
• Mäder U, Fiebich M, Bock K, Schopphoven S, Concept to extend anthropo- morphic breast phantoms for 2D digital mammography with movable lesions at variable reproducible positions. Proc. SPIE 11513, 15th International Workshop on Breast Imaging (IWBI2020), 115131L (Mai 2020) • Fiebich M,Hohe Strahlenhygiene in der 3-D-Schädel-Diagnostik. HNO Nach- richten 50 (1), 22-23 • Fiebich M, Änderungen des Strahlenschutzrechts praktische Auswirkungen. mt-Medizintechnik 140, H4, S. 2-3 • Lahdo E, Fiebich M, Künstliche Intelligenz die Zukunft der Radiologie? mt- Medizintechnik 140, H4, S. 16-19 • Wang F, Dong Z, Tian Q, Liao C, Fan Q, Hoge WS, Keil B, Polimeni JR, Wald LL, Huang SY & Setsompop K, In vivo human whole-brain Connectom diusion MRI dataset at 760 µm isotropic resolution. bioRxiv (2020) • Bhusal B, Elahi B, Keil B, Rosenow J, Kazemivalipour E & Rad LG, App- lication of Surgical Lead Management and Recongurable Coil Technology to Reduce RF Heating of DBS Implants during MRI at 3T Under Variant Body Compositions. bioRxiv (2020) 11.3. Tagungsbeiträge und Poster • Mäder U, Fiebich M, Bock K, Schopphoven S, Concept to extend anthropo- morphic breast phantoms for 2D digital mammography with movable lesions at variable reproducible positions. Vortrag auf dem 15th International Workshop on Breast Imaging, vom 23. bis 25. Mai, virtuelle Konferenz • Lahdo E, Witt M, Zink K, Fiebich M, Mäder U, Training eines Deep Lear- ning Models mit mathematischen Phantomen zur Rauschreduktion von CT- Aufnahmen. Posterbeitrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Hizmetic S, Schopphoven S, Anton M, Bock K, Fiebich M, Mäder U, Herstel- lung eines realistischen anthropomorphen Prüfkörpers zur Validierung von mo- del observern für die Qualitätssicherung in der Mammographie. Posterbeitrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Rautenberg J, Schopphoven S, Bock K, Fiebich M, Mäder U, Evaluation von Drucktechnologie und Materialauswahl zur Erstellung eines anatomisch realis- tischen 3D-Models der Brust für die Tomosynthese. Posterbeitrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz Seite 26 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
• Happel C, Grömer D, Norowski M, Fiebich M, Schulze B, Sabet A, Kranert W, Grünewald F, Radioiodine-131 therapy during preimplantation period of preg- nancy: Evaluation of uterus exposition of a patient with dierentiated thyroid carcinoma. Posterbeitrag auf der Annual Meeting of the EANM, vom 22. bis 30. Oktober, virtuelle Konferenz • König A, Fiebich M, Mahnken AH, Wirkung von Strahlenschutzmittel in der Röntgendiagnostik. Posterbeitrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesell- schaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Verbe J, Fiebich M, Mahnken AH, Vergleich von Röntgenschürzen. Poster- beitrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Verbe J, Kalbeisch D, Jobst E, Hintze S, König A, Fiebich M, Mahnken AH, Wie hoch ist die Menge der Strahlung, die vom Boden und den Wänden des Durchleuchtungsraums zurückgestreut wird? Posterbeitrag auf der 51. Jah- restagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Abissi PW, Stein T, Verbe J, Mahnken AH, Fiebich M, Einuss der Ma- trixgröÿe und der Bildrekonstruktion auf die Bildqualität und Dosis von CT- Aufnahmen des Schädels. Posterbeitrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Kon- ferenz • Bohrer E, Fiebich M, Krombach GA, Einuss der Aufnahmeparameter einer CT-Übersichtsaufnahme auf die Bildqualität des röhrenstrommodulierten CT- Scans. Posterbeitrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Frohwerk E, Skott S, Stark C, Matern S, Fiebich M, Teichner F, Görlach J, Mahnken AH, 3D-Druck eines archäologischen Fundes mittels CT-Scan. Pos- terbeitrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Ahmed FH, Fiebich M, Investigation on the Specic Absorption Rate (SAR) in a 3D Human Head Model Exposed to Electromagnetic Radiations. Posterbeitrag auf der 3rd International Conference on Recent Innovations in Engineering, am 9. und 10. September, virtuelle Konferenz • Borowski M, Pirl L, Greger W, Fiebich M, Einuss der Trageposition von Ganz- körperdosimetern auf die Abschätzung der Körperdosis. In RöFo-Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der bildgebenden Verfahren (Vol. 192, No. S 01, pp. WISS-7). V IMPS Jahresbericht 2020 Seite 27 von 43
• Stark C, Happel C, Fiebich M., Grünwald F, Kranert WT, Evaluation der Ab- bildungseigenschaften unterschiedlicher Kollimatoren (LEHR, LEHR-HS) ei- ner 5/8-Kristall-Gammakamera mit Tc-99m. Nuklearmedizin, 59(02), P41. • Lang S, Kranert WT, Stark C, Bockisch B, Fiebich M, Grünwald F, Happel C, Evaluation unterschiedlicher Methoden zur Bestimmung des Bohrlochfaktors für Tc-99 m. Nuklearmedizin, 59(02), TP2. • Horn A, Fiebich M, 3D Schnittbilddiagnostik in der HNO und Umsetzung von 6 und 8 des Strahlenschutzgesetz vereinbar? Laryngo-Rhino-Otologie, 99(S 02). • Ghotra A, Kosakowski H, Takahashi A, May M, Scholz A, Kutscha N, Mahmu- tovic M, Wald LL, Kanwisher N, Saxe R, & Keil B, Size-Adaptable 32-Channel Receive Array for Pediatric Brain Imaging at 3 Tesla, Posterbeitrag auf der Jahrestagung der International Society for Magnetic Resonance in Medicine, vom 8. bis 14. August, virtuelle Konferenz • Wang F, Dong Z, Tian Q, Liao C, Fan Q, Hoge WS, Ngamsombat C, Keil B, Polimeni JR, Wald LL, Huang SY, & Setsompop K, Acquisition of a refe- rence Connectom diusion MRI dataset: In vivo whole-brain diusion MRI at 760 µm isotropic averaged over 18 hours, Power-Pitch auf der Jahrestagung der International Society for Magnetic Resonance in Medicine, vom 8. bis 14. August, virtuelle Konferenz • Failing T, Hensley F, Zink K, Anwendung der erweiterten uenzbasierten Grund- gleichung auf die Dosimetrie niederenergetischer Strahlungsfelder, Vortrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Baumann KS, Bach C, Kaupa S, Engenhart-Cabillic R, Zink K, Berechnung der Störungsfaktoren luftgefüllter Ionisationskammern in klinischen Protonen- feldern mit dem Monte-Carlo-Code Geant4/TOPAS, Vortrag auf der 51. Jah- restagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Kaupa S, Baumann KS, Zink K, Kleinfelddosimetrische Untersuchung in der Partikeltherapie mit dem Monte Carlo Code TOPAS/Geant4, Posterbeitrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Schlüter F, Dittrich E, Zink K, Dosimetrische Verizierung einer uenzmo- dulierten Sweeping-beam Technik für die Ganzkörperbestrahlung, Posterbeitrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz Seite 28 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
• Lahdo E, Witt M, Zink K, Fiebich M, Mäder U, Training eines Deep Lear- ning Models mit mathematischen Phantomen zur Rauschreduktion von CT- Aufnahmen, Posterbeitrag auf der 51. Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik, vom 9. bis 11. September, virtuelle Konferenz • Simeonov Y, Dose simulations of a novel aluminium-alloy 3D range-modulator for proton therapy, Posterbeitrag auf der Jahrestagung der American Associa- tion of Physicists in Medicine, vom 12. bis 16. Juli, virtuelle Konferenz • Burg J, Horst F, Wul J, Vorwerk H, Zink K, Range Determination for Proton Beams. A Comparison Between Luminescence Imaging in Water and Stan- dard Ionization Chamber Based Methods, Vortrag auf der Jahrestagung der American Association of Physicists in Medicine, vom 12. bis 16. Juli, virtuelle Konferenz • Simeonov Y, Dose simulations of a novel aluminium-alloy 3D range-modulator for proton therapy, Posterbeitrag auf der Jahrestagung der European Society for Radiotherapy and Oncology, vom 28. November bis 1. Dezember, virtuelle Konferenz 11.4. Eingeladene Vorträge • Prof. Dr. Martin Fiebich: Aktuelle Normen und Richtlinie. 49. Fortbil- dungskongress in der Radiologie, Nuklearmedizin und Strahlentherapie (Leb- kuchenkongress), Dezember 2020, virtuelle Konferenz • Prof. Dr. Martin Fiebich: Die neue Fachkunderichtlinie für Medizinphysik- Experten. 22. Erfahrungsaustausch über neue rechtliche und technische Rege- lungen im Strahlenschutz für Sachverständige, Dezember 2020, virtuelle Kon- ferenz • Prof. Dr. Martin Fiebich: KI in der Radiologie. 2. Medizintechnik Fachta- gung der BG-Kliniken und des fbmt in Halle, Oktober 2020, virtuelle Konferenz • Prof. Dr. Martin Fiebich: Die neue Fachkunderichtlinie für Medizinphysik- Experten. 61. Jahrestagung der DGMP zusammen mir Jungnickel K, September 2020, virtuelle Konferenz IMPS Jahresbericht 2020 Seite 29 von 43
12. Preise und Auszeichnungen Ahmed Fellage und Elias Lahdo haben gemeinsame mit einer weiteren Studentin den Reza-Mehran-Preis für internationale Studierende erhalten. Elias Lahdo und Pascaline-Wanchegi Abissi haben den Förderpreis 2020 für Bachelor- / Masterarbeiten und Forschung auf den Gebieten der Krankenhaus, Medizin- und Hygienetechnik des Instituts für Krankenhaus-, Medizin- und Hygienetechnik e.V. erhalten. Für seine Disseration Analyzing the modulation eects of lung tissue in proton thera- py wurde Herr Dr. Kilian Baumann mit dem mit 10.000,- edotierten Behnken- Berger-Preis 2020 ausgezeichnet. Für seine Dissertation Measurement of Nuclear Cross Sections for Applications in Radiotherapy with Protons, Helium and Carbon Ions wurde Herr Dr. rer. nat. Felix Ernst Horst mit dem Disserationspreis 2020 der Justus-Liebig Universität ausgezeichnet. Chaimaa Chemlali hat den DAAD-Preis für internationale Studierende für beson- dere akademische Leistungen und bemerkenswertes gesellschaftliches, interkulturelles Engagement bekommen. Seite 30 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
13. Veranstaltungen 13.1. Institutsseminar Das Seminar des IMPS ndet in der Vorlesungszeit regelmäÿig alle 14 Tage statt. Im diesem Rahmen berichten externe Referenten und Institutsmitglieder aus ihren aktuellen wissenschaftlichen Arbeiten. Das Seminar ist öentlich und Gäste sind hierbei herzlich willkommen. Programm Wintersemester 2019/2020 Termin Vortragsthema Vortragende/r 07.11.2019 Strahlenexposition in Deutschland Prof. Dr. J Breckow, IMPS 21.11.2019 Deep Learning in der Röntgendiagnostik E Lahdo, Prof. Dr. M Fiebich, IMPS 05.12.2019 Synchrotrons als Beschleuniger zur Ionenstrahl- Dr. C Krantz, Mar- Therapie burger Ionenstrahl- Therapiezentrum 19.12.2019 Connectome 2.0: Developing the Next Generati- Prof. Dr. B Keil, on of Human MR Scanner for Neuro Diusion IMPS Imaging 16.01.2020 Space Radiation Research : Grundlagen und Ex- Dr. U Weber, GSI perimente zur Abschirmung Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung Programm Sommersemester 2020 Die Veranstaltung ist wegen den Corona-Beschränkungen entfallen. Programm Wintersemester 2020/2021 Termin Vortragsthema Vortragende/r 27.12.2020 Mikrokalorimeter Ein neuartiges Konzept zur Prof. Dr. S Kraft- Energiedetektion Bermuth, IMPS 21.01.2021 Handy, WLAN und 5G Was macht das mit Prof. Dr. J Breckow, unserer Gesundheit? IMPS 28.01.2021 Aktueller Stand des Strahlenschutzes in der Prof. Dr. M Fiebich, Röntgendiagnostik IMPS 18.02.2021 Für alle Zeiten und Kulturen Naturkonstanten Dr. Dr. Jens Simon, und das Internationale Einheitensystem PTB IMPS Jahresbericht 2020 Seite 31 von 43
14. Wissenschaftliche Gesellschaften und Gremien Prof. Dr. J. Breckow • Mitglied der Deutschen Strahlenschutzkommission (Hauptkommission der SSK) 1999 bis 2004, und seit 2013 • Stellv. Vorsitzender des Krisenstabs der SSK (seit 2016) • Vorsitzender der AG Strahleninduzierter Hautkrebs (seit 2020) • Mitglied der AG Steering Committee on the German Uranium Mining Studies (seit 1998) • Mitglied der Deutsch-Schweizerischen Delegation der International Radiation Protection Association (IRPA) (seit 2020) • Mitglied im 15-köpgen Kompetenzverbund Strahlenforschung (KVSF) (seit 2010) • Gutachter des Wissenschaftsrats (WR) Strahlenbiologische Institute (seit 2018) • Mitglied des Programmkomitees der jährlichen Tagung Strahlenschutz in Me- dizin, Forschung und Industrie, TÜV Süd Prof. Dr. M. Fiebich • Mitglied des Ausschusses Strahlenschutztechnik der Strahlenschutzkommis- sion (SSK) (seit 2011) • Mitglied der SSK- Arbeitsgruppe AG76 Organ-Äquivalentdosen • Mitglied des Komitees zur Frühjahrstagung des Verbands der Südwestdeut- schen Radiologen und Nuklearmediziner (VSRN) • Obmann des Normenausschusses Bildgebende Verfahren in der Radiologie (NAR) im DIN (seit 2010) • Mitarbeit im IEC (seit 2005) • Mitglied der Redaktion der Zeitschrift mt-Medizintechnik (seit 2001) • Mitglied im Normenausschuss Radiologie (NAR) des Deutschen Instituts für Normung (DIN) (seit 2006) • Vizepräsident der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik (DGMP) Seite 32 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
• Mitglied des Fachgremiums Medizinphysik der Ärztlichen Stelle Hessen (seit 2001) • Mitglied des Programmkomitees CARS (seit 2007) Prof. Dr. K. Zink • Wissenschaftlich-technischer Direktor am Marburger Ionenstrahl-Therapiezentrum (MIT) • Associate Editor der Zeitschrift: Strahlentherapie und Onkologie • Obmann des Arbeitsausschuss Dosimetrie im Normenausschuss Radiologie (seit 2011) • Mitglied des wissenschaftlichen Beirats der Zeitschrift für Medizinische Physik • Fellow am Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) der Goethe-Universi- tät Frankfurt • Mitglied im 15-köpgen Beratergremium des BMBF Kompetenzverbund Strah- lenforschung (KVSF) weitere Institutsmitglieder • Damian Czarnecki: Mitglied im Organisationskomitee webinar der Fachge- sellschaften DGMP und DPG • Kilian Baumann: Sprecher der Arbeitskreis Junge Medizinphysik und Mitglied im Organisationskomitee webinar der Fachgesellschaften DGMP und DPG IMPS Jahresbericht 2020 Seite 33 von 43
15. Hochschulgremien Prof. Dr. J. Breckow • Senatsmitglied der THM • stellv. Mitglied des Forschungsausschusses (seit 2012) • Mitglied des Fachbereichsrats Mathematik, Naturwissenschaften und Informa- tik • Mitglied des Promotionszentrums für Ingenieurwissenschaften (PZI) des For- schungscampus Mittelhessen (Uni Marburg, Uni Gieÿen, THM) • Vorsitzender des Beirats des Hessischen Radonzentrums (HeRaZ) Prof. Dr. K. Zink • Dekan des Fachbereichs Life Science Engineering • Mitglied des Forschungsausschusses der THM • Mitglied des Forschungsrates des Forschungscampus Mittelhessen • Leiter des Master-Studiengangs Medizinische Physik des Fachbereichs Life Scien- ce Engineering • Leiter des BachelorStudiengangs Medizinische Physik und Strahlenschutz Prof. Dr. M. Fiebich • Mitglied des Fachbereichsrats Life Science Engineering • Leiter des Bachelor-Studiengangs Biomedizinische Technik des Fachbereichs Life Science Engineering Prof. Dr. J. Koch • Dekan des Fachbereichs Mathematik, Naturwissenschaften und Informatik • Mitglied des Fachbereichsrats Mathematik, Naturwissenschaften und Informa- tik • Fachgebietskoordinator Chemie • Mitglied im Beirat des Hessischen Radonzentrums (HeRaZ) Seite 34 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
Prof. Dr. B. Keil • Mitglied des Forschungsrates des Forschungscampus Mittelhessen • Mitglied des Promotionskomitee der Kooperativen Promotionsplattform des Forschungscampus Mittelhessen • Mitglied des Präsidiumsausschusses für den wissenschaftlichen Nachwuchs der THM • Vorsitzender des Prüfungsausschusses LSE weitere Institutsmitglieder • Dr. Ulf Mäder: Mitglied des Fachbereitsrats Life Science Engineering • Volker Grimm: stellv. Mitglied des Fachbereitsrats Mathematik, Naturwissen- schaften und Informatik • Till Kuske: Leiter des Hessischen Radonzentrums (HeRaZ) IMPS Jahresbericht 2020 Seite 35 von 43
Anhang Seite 36 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
A. Presseberichte IMPS Jahresbericht 2020 Seite 37 von 43
Donnerstag, 22. Oktober 2020 Seite 13 »Mögliche Gefahren im Auge behalten« A m vergangenen Wochenende wissenschaftlichen Kriterien, son- hat in Bad Vilbel die Initiative dern ist ein gesellschaftlicher Pro- »Frei von 5G« demonstriert. zess. Dabei gibt es immer gesell- Zentrales Thema der Veranstaltung schaftliche Gruppen und Interessen, war die Auswirkung des hochfre- die eher das eine oder das andere in quenten 5G-Mobilfunks auf die Men- den Vordergrund stellen. In Bezug schen und Natur. Doch wie gefähr- auf Strahlung ist es die Aufgabe der lich ist die Strahlung eigentlich? SSK, hierbei die wissenschaftlichen Prof. Joachim Breckow, Leiter des Grundlagen für diese gesellschaftli- Instituts für Medizinische Physik che Diskussion zu liefern. und Strahlenschutz (IMPS) an der Technischen Hochschule Mittelhes- Handelt es sich dort um eine an- sen (THM), spricht im Interview mit dere Art von Strahlung? Patrick Eickhoff über Gefahren, Anders in Frequenz und Intensität Grenzwerte und die Zukunft der schon. Aber nicht so völlig anders Strahlenbelastung. wie die eben erwähnte Röntgen- strahlung. Herr Breckow, die Organisatoren sprechen von Auswirkungen auf Könnte die Strahlung Folgen für die menschliche Gesundheit und die Erde und deren Bewohner die Folgen für Natur und Um- haben? welt. Welche Auswirkungen hat Ich glaube, die Folgen wären weni- die Strahlung überhaupt? ger gesundheitlicher, sondern eher Unbestritten sind Wirkungen, die zu gesellschaftlicher Art. Und die könn- einer Erwärmung bestimmter Kör- ten durchaus drastisch sein. Wir er- perbereiche führen, die sogenannten leben meines Erachtens jetzt schon thermischen Effekte. Diese treten al- durch Digitalisierung und neue Me- lerdings erst bei Strahlungsintensitä- dien einen gewaltigen gesellschaftli- ten auf, die weit oberhalb von chen Wandel. Grenzwerten und praktischen An- wendungen sind. Umstritten sind da- Wie wird es sich in Zukunft mit gegen Wirkungen bei niedrigeren der Strahlung und den Men- Intensitäten, also solchen, die auch schen verhalten? im Alltag vorkommen können. Wenn wir den in unserem Gespräch Diskutiert werden beispielsweise gemeinten Bereich von Handy, Schlafstörungen, Herz-Kreislauf-Stö- Fünfte Generation: Die Übertragungsrate bei 5G ist etwa 100-mal so schnell wie bei seinem Vorgänger 4G, auch WLAN und 5G meinen, dann kann rungen, Elektrosensibilität und sogar LTE genannt. FOTOS: DPA/PRIVAT man davon ausgehen, dass die damit bis hin zu Leukämie oder Krebs. Sol- verbundene Strahlung vielfältiger, che als »nicht thermische« Effekte Steigt das wirklich, wenn man Internetseite lohnt sich bestimmt. ist man ebenfalls einer Strah- universeller und damit mehr wird. bezeichneten Wirkungen sind aller- dieser Strahlung häufiger ausge- Seit Anfang des Jahres gibt es ein lung ausgesetzt. Sollte man dort Wir müssen – und werden – sehr dings unterhalb der gültigen Grenz- setzt ist? »Kompetenzzentrum Elektromagne- nicht auch aufpassen? aufmerksam auf diese Entwicklung werte wissenschaftlich nicht nachge- Es ist sicherlich richtig, dass die Ver- tische Felder« des BfS als Anlaufstelle Röntgenstrahlung und auch CT sind achten und stets mögliche Gefahren wiesen worden. Die Deutsche Strah- breitung solcher Strahlungen durch bei Gesundheitsfragen zu Mobilfunk. etwas völlig anderes. Es handelt sich im Auge behalten. Das Verhältnis lenschutzkommission (SSK) über- den Ausbau neuer Technologien ra- Ganz neu ist auch ein Bürgerdialog um vollkommen andere physikali- zwischen dem Nutzen und den mög- prüft permanent, ob diese Aussage sant zunimmt. Sie umgeben uns des Bundesumweltministeriums un- sche und biologische Prozesse. Auch lichen Risiken darf nie außer Ba- so noch gilt und ob die bestehenden mittlerweile nahezu überall und per- ter dem Motto »Deutschland spricht die gesundheitlichen Gefahren und lance geraten. Grenzwerte solche nicht thermi- manent. Ein steigendes gesundheitli- über 5G«. daher auch die gesetzlichen Regelun- schen Effekte sicher ausschließen. ches Risiko ist nach allem, was wir gen hierzu sind völlig verschieden. wissen, damit jedoch nicht verbun- Wie schützt man sich vor der Prof. Joachim Breckow Wie kommen diese Grenzwerte den. Strahlung? Soll man beispiels- Auf der Demo ging es auch um zustande? weise vor dem Schlafengehen die »Verstrahlung aus dem All Die in Deutschland gültigen Grenz- Handelt es sich um eine andere das Handy ausschalten und nicht und die Störung der Ionosphä- werte stützen sich auf Empfehlun- Art von Strahlung als bei 2G neben dem Kopf liegen haben? re«. Die Demonstranten bezie- gen internationaler wissenschaftli- oder 3G? Wie bei allen natürlichen und künst- hen sich auf eine Firma, die mo- cher Gremien sowie insbesondere Technisch gibt es durchaus Unter- lichen Einwirkungen aus der Um- natlich 120 Satelliten ins All auf Empfehlungen der SSK. Es wer- schiede. Es handelt sich um andere welt kann jeder nach eigenem Er- bringt. Ab der zweiten Hälfte den Tausende von Studien zu ge- Frequenzbereiche. Die Intensität der messen auch außerhalb staatlicher des Jahres 2020 wolle SpaceX ei- sundheitlichen Effekten ausgewertet neuen Sendeanlagen ist zwar gerin- Vorgaben individuelle Schutzmaß- nen Großteil der Weltbevölke- und in ihrer Gesamtheit bewertet. ger, deren Anzahl und damit die Ver- nahmen treffen. Die Maßnahme, die rung mit Breitband-Internet aus Eine einzelne herausgegriffene Stu- breitung der Strahlung ist aber flä- Sie nennen, gehört dazu. Das Benut- dem All versorgen. Wie sehen die zu einem einzelnen Effekt hat al- chendeckend. Biologisch wirken die zen eines Headsets statt eines Han- Sie das? lein meistens keine große Aussage- Strahlungen jedoch sehr ähnlich. dys direkt am Ohr oder nicht im Au- Man kann solche Entwicklungen kraft. Grenzwerte werden so festge- to telefonieren gehören dazu. Man durchaus mit Sorge betrachten. Auf Prof. Joachim Breckow ist Leiter des legt, dass bei ihrer Einhaltung keine Finden Sie, dass darüber ausrei- sollte aber auch beim Kauf eines der anderen Seite muss man zur Instituts für Medizinische Physik und schädlichen Gesundheitseffekte be- chend informiert wird? Handys auf kleine SAR-Werte achten. Kenntnis nehmen, dass jede techni- Strahlenschutz (IMPS) an der Techni- fürchtet werden müssen. Die in der Nach meinem Eindruck wird zumin- SAR drückt aus, wie viel Strahlung sche Entwicklung, die es in der schen Hochschule Mittelhessen (THM) Praxis auftretenden Strahlungsinten- dest versucht, Informationen zu lie- des Handys im Körper absorbiert Menschheitsgeschichte gab, neben in Gießen. Er war außerdem Mitglied sitäten liegen in der Regel weit un- fern und in der Öffentlichkeit zu ver- wird. Der SAR-Wert sollte kleiner dem angestrebten Nutzen auch po- (und bis 2019 Vorsitzender) der terhalb der Grenzwerte. breiten. Hier ist besonders das Bun- sein als 0,5 W/kg sein. tenzielle Gefahren mit sich gebracht Deutschen Strahlenschutzkommission desamt für Strahlenschutz (BfS) mit hat. Wie hoch diese möglichen Ge- (SSK). wpa Viele Gegner sprechen oft vom einer Vielzahl von Informationskam- Bei medizinischen Untersuchun- fahren im Vergleich zum Nutzen ge- steigenden Gesundheitsrisiko. pagnen aktiv. Ein Blick auf dessen gen wie dem CT oder Röntgen wichtet werden, unterliegt nicht nur Abbildung A.1.: Bad Vilbeler Neue Presse, Januar 2020 Seite 38 von 43 IMPS Jahresbericht 2020
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