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22.02.2022 14:29
Medizinphysik gegen Krebs
Auf die Frage, was ich beruflich mache, kommt bei den meisten Menschen ein großes Staunen. Unter dem Begriff „Medizinphysiker“ können die meisten sich nichts vorstellen. Aus diesem Grund nutze ich die Gelegenheit der Zertifizierung unseres Onkologischen Zentrums, um meinen Beruf und seine Bedeutung für die Krebserkennung und Bekämpfung zu erläutern.
Der Medizinphysikexperte
Zur meiner Person: Mein Name ist Ahmed Gazarin und ich leite seit dem 01.10.2021 die Abteilung Medizin-Physik und Strahlenschutz für die Bereiche Radiologie und Nuklearmedizin der Klinikum Bielefeld gem. GmbH. Seit meiner Praxisphase in der Abteilung Medizinphysik der Strahlentherapie des Uniklinikums Münster bin ich von der Bedeutsamkeit des Faches Medizinphysik im klinischen Alltag begeistert. Paradoxerweise wissen die meisten Patient*innen, die von der Medizinphysik profitieren, nicht, dass es die Medizinphysik gibt.
Ab diesem Zeitpunkt wusste ich, welchen Weg ich einschlagen werde, nämlich den des Medizinphysik-Experten. Nach dem Bachelorabschluss wurde ich als Werkstudent im Uniklinikum Münster übernommen und schloss nach meinem Masterstudium die Ausbildung als Medizinphysik-Experte ab. Nach diesen langen und lehrreichen Jahren konnte ich nun in meiner jetzigen Position mein Wunsch nach neuen Herausforderung erfüllen. In der Klinikum Bielefeld gem. GmbH lerne ich die anderen Fachgebiete meines Berufs kennen.
Die Medizinphysik im Klinikum Bielefeld
An den drei Standorten des Klinikums Bielefeld sind wir die Ansprechpartner*innen für das medizinische Personal. Wir betreuen über 600 beruflich strahlenexponierte Personen und sind für ca. 50 Geräte verantwortlich. Die Einhaltung der strengen Strahlenschutzmaßnahmen ist für uns von zentraler Bedeutung. In Absprache mit dem Personal erarbeiten wir individuelle und situationsabhängige Konzepte für die Einhaltung des Strahlenschutzes.
Die Medizinphysik ist ein Fachgebiet der angewandten Physik und beschäftigt sich vor allem mit der Anwendung der ionisierenden Strahlung in der Medizin. Diese wird sowohl für die Diagnose als auch die Therapie von Krebs angewendet. Die Dienstleistung der Medizinphysik wird in den klinischen Bereichen Radiologie, Nuklearmedizin und Strahlentherapie in Anspruch genommen. In den unterschiedlichen Bereichen übernehmen wir unterschiedliche Aufgaben. In der Radiologie sind unsere Aufgaben für die Diagnostik von essentieller Bedeutung, denn die physikalischen Effekte der Röntgenstrahlung machen die Bildgebung erst möglich. Die Röntgenstrahlung besteht aus elektromagnetischen Wellen (ähnlich wie Licht). Diese Wellen tragen allerdings ein vielfaches an Energiemenge. Diese Energie gibt den Wellen die Fähigkeit, den Körper zu durchdringen. Die Durchdringung im Körper ist mit Energieverlust verbunden. So schwächt der Körper die Röntgenstrahlung. Da der Körper nicht aus einer einzigen Art von Material (Gewebe, Luft, Wasser, etc.) besteht, wird das Einstrahlbündel in Abhängigkeit der Dichte des Materials zu einem sogenannten Profil verformt. Dieses Profil trägt die Bildinformation und wird mit Hilfe von röntgensensitiven Techniken detektiert. Die Helligkeit des detektierten Bild hängt von der Abschwächung, also der Dichte des durchstrahlten Materials, ab. So kann man auf dem Röntgenbild die unterschiedlichen Organe sichtbar machen. Besonders gut lassen sich Luft, Wasser (Basis der weichen Organe) und Knochen unterscheiden.
Die Abschwächung der Strahlung verursacht eine Strahlungsbelastung für die untersuchte Person. Unter anderem kommt hier die Rolle des/der Medizinphysiker*in in der Radiologie zum Tragen. Die Belastung für die gleichen Untersuchungen sollen idealerweise konstant sein. Die Konstanz muss bei dem Verhältnis zwischen Dosisbelastung und Bildqualität ebenfalls gegeben sein. Mit der technischen Entwicklung wird dieses Verhältnis immer weiter optimiert. Das Ziel ist, mit möglichst wenig Dosisbelastung die besten Bildergebnisse zu erzielen. Die Konstanz dieses Verhältnisses wird in regelmäßigen Abständen gemessen. Dazu kommt, dass die Dosisbelastung der untersuchten Personen überwacht und ausgewertet wird. Bei Abweichungen muss der/die Medizinphysiker*in eingreifen und entgegenwirken.
In der Nuklearmedizin kommen radioaktive Stoffe sowohl für die diagnostische als auch für therapeutische Zwecke zum Einsatz. Diese Stoffe werden in geringen Mengen in die Blutbahn gegeben und zu den Zielorganen transportiert. In der Bildgebung wird der Stoffwechsel bildlich dargestellt. Die emittierte (nicht gerichtete) Strahlung durch die radioaktive Stoffe wird detektiert und für diese Darstellung genutzt. Diese Methode wird unter anderem bei der Suche nach einer bestimmten Krebsart oder Metastasen verwendet. Bei der nuklearmedizinischen Therapie verursacht die Strahlung der Radiopharmaka Strahlenschäden an den Krebszellen am Zielorgan. Der Umgang mit den radioaktiven Stoffen unterliegt strengen Regeln. Für die Einhaltung dieser Regeln ist der/die Medizinphysiker*in verantwortlich.
Die Strahlentherapie macht sich andere physikalische Effekte zu Nutze. Die gängigste Technik in der Strahlentherapie wird mit Hilfe von hochenergetische Photonen (Elektromagnetische Wellen) durchgeführt. Hier kommt mehr als die 1000-fache Energiemenge im Vergleich zur Radiologie zum Einsatz. Diese Strahlung tötet die getroffenen Zellen. Die Strahlensensibilität hängt von der Zellart ab. Tumoren erholen sich im Gegensatz zu Körperorganen nicht. Um die notwendigen Energien erreichen zu können, werden die Linearbeschleuniger eingesetzt. Die modernen Linearbeschleuniger sind technisch sehr aufwändige Geräte und bieten gleichzeitig mehrere Bestrahlungstechniken an. Die technische Komplexität erfordert zahlreiche Qualitätssicherungsmethoden. Der/die Medizinphysiker*in entwickelt in der Industrie sowie in den Klinken und wendet diese Methoden Vorort an. In der Strahlentherapie ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Medizinphysiker*in, Strahlentherapeut*in und medizinisch-technischen Assistent*innen (MTRA) zwingend notwendig.
Der erste Schritt der Strahlentherapie ist die Erstellung eines 3D-Modell von dem/der Patient*in. Dieses Modell wird mit Hilfe der Computertomographie (CT) erstellt. Diese CT-Untersuchung ist die Grundlage der gesamten Therapie. Im erstellten Modell werden sowohl der Tumor als auch die umliegenden Organe definiert und daraufhin erstellt der/die Medizinphysiker*in einen individuellen Bestrahlungsplan. Die Planung ist computergestützt. Bei der Planung kann der/die Medizinphysiker*in mehrere Parameter einstellen. Diese Parameter sind von dem Typ des Bestrahlungsgeräts abhängig und umfassen unter anderem die Strahlungsenergie, die Bestrahlungstechnik und die Einstrahlrichtung. Hier ist die Kreativität der planenden Person gefragt. Wie lange ein Bestrahlungsplan dauert, ist von der Komplexität des Falles abhängig. Das Ziel ist, möglichst viel Strahlendosis im Tumor zu erreichen und dabei das umliegende gesunde Gewebe zu schonen. Der fertige Bestrahlungsplan wird mit Hilfe von verschiedenen Methoden durch das Physikteam kontrolliert, um die technischen Umsetzbarkeit des Plans zu prüfen. Im Klinikum Bielefeld kümmert sich das Team Medizinphysik in der Strahlenklinik um diese Aufgaben.
Das Fach Medizinphysik gewinnt seit der Entdeckung der Röntgenstrahlung durch den Physiker Wilhelm Conrad Röntgen zunehmend an Bedeutung und entwickelt sich stetig weiter. Selbstverständlich deckt dieser Ausblick nicht alle Aufgaben des Faches ab. Allerdings ist das Ziel dieses Artikels, eine Vorstellung zu vermitteln, was der Beruf des/der Medizinphysiker*in ist und dazu, seine klinische Bedeutung hervorheben.
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