Tumortherapie mit Mikrostrahlen an kompakter Strahlenquelle

Schlagworte

Entwicklung, Design, Simulation, Prototyp

Problemstellung

Die Mikrostrahlentherapie ist ein neuer und vielversprechender Ansatz in der Krebstherapie. Sie beruht auf hochintensiven, nur mikrometerbreiten Strahlenbündeln, die von einem schnell rotierenden Röntgentarget generiert werden. Dieses muss so entworfen und optimiert werden, dass es extremen mechanischen und thermischen Belastungen standhält und gleichzeitig den verschiedenen Anforderungen aus Physik und Medizin gerecht wird.

Zielstellung

Ein Prototyp des Röntgentargets wird hinsichtlich verschiedener physikalischer und technischer Parameter entworfen und gebaut. Dafür sollen bereits existierende sowie neue Auslegungstechniken wie Numerische Optimierung und Lösungsraumoptimierung analysiert, verbessert und angewendet werden. Die Stabilität bei hohen Drehzahlen wird durch Simulationen und Testen überprüft.

Vorgehen

Die Entwicklung des Röntgentarget wird anhand des Münchner Produktkonkretisierungsmodells durchgeführt. Das Modell unterstützt die systematische Betrachtung von Anforderungsraum, Funktionsebene, Wirk- und Bauebene. Bei der Optimierung sollen bereits existierende sowie neue Auslegungstechniken wie Numerische Optimierung und Lösungsraumoptimierung analysiert, verbessert und angewendet werden. Das mit den oben genannten Methoden entwickelte Design wurde von LPL und seinen Partnern hergestellt. Es wurde erfolgreich bei hohen Geschwindigkeiten von 12.000 U/min getestet, ohne dass es zu Ausfällen kam. Es wird derzeit mit anderen Komponenten des Mikrostrahl-Therapieaufbaus zusammengebaut, um die Erzeugung von Röntgenstrahlen sowie biologische und radiologische Studien zu testen.

Projektpartner

Klinikum rechts der Isar

Helmholtz Zentrum München                    

Institute of Cancer Research

Forschungszentrum Jülich

FH München

Universität Mainz

Projektförderer

DFG

Laufzeit

07/2019 bis 07/2022