Montag, 14.12.2020

Forschung

Behnken-Berger-Preis für Dr. Svenja Ipsen

Von der Systementwicklung in die klinische Anwendung: Bewegungsausgleich von Tumoren in der Strahlentherapie mit echtzeitfähiger 4D-Ultraschallbildgebung

Dr.-Ing. Svenja Ipsen, Doktorandin des Instituts für Robotik und Kognitive Systeme der Universität zu Lübeck und heute wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Fraunhofer-Einrichtung für Individualisierte und Zellbasierte Medizintechnik (IMTE) in Lübeck, wurde mit dem 1. Preis der Behnken-Berger-Stiftung 2020 ausgezeichnet. Der mit 15.000 Euro dotierte Preis wurde ihr für ihre Promotionsarbeit „See what you treat – 4D ultrasound imaging for real-time motion compensation in the liver“ verliehen. Die Preisverleihung fand auf der virtuellen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik statt.

In der ausgezeichneten Arbeit geht es um den Bewegungsausgleich bewegter Tumoren in der Strahlentherapie mithilfe von echtzeitfähiger, volumetrischer (4D) Ultraschallbildgebung. Die Vorteile des Ultraschalls in diesem Kontext sind dessen breite Verfügbarkeit, das geringe Risiko sowie der hohe Weichgewebekontrast des Verfahrens. Dr. Ipsen bewegt dabei vor allem diese Frage: „Welche Schritte sind noch nötig, um das entwickelte System in die klinische Anwendung zu bringen?“

Sie entwickelte eine Software-Anwendung, die als Positionierungshilfe die Nutzer bei der korrekten Platzierung des Schallkopfes durch visuelles Feedback unterstützt und die in der Klinik für Strahlentherapie des UKSH bereits am Phantom getestet wurde. Bestrahlungs-Experimente führte sie zusammen mit Forschern aus Aarhus (Dänemark) durch. Damit konnte sie weltweit erstmals zeigen, dass die Zieldetektion mit 4D-Ultraschall eine ähnlich hohe Genauigkeit wie andere echtzeitfähige Lokalisationsverfahren erzielen kann. Eine Patientenstudie schloss sich an. Ihr Beitrag zur Ultraschall-geführten Echtzeit-Bewegungskompensation wurde bereits bei der Jahrestagung der American Association of Physicists in Medicine (AAPM) 2016 mit einem Best-In-Physics Award ausgezeichnet.

Labor-Prototypen langfristig in die Klinik überführen

Grundsätzlich ist die Praxisrelevanz ihrer Forschung für sie ein Schlüsselthema und nicht zuletzt der Antrieb ihrer Arbeit. Die einzelnen Aspekte ihres Promotionsthemas, vom technischen Vergleich der Systeme bis hin zur angewandten Patientenstudie, sind die aus ihrer Sicht notwendigen Schritte, um einen Labor-Prototypen langfristig in die Klinik zu überführen. Nur so können die Vorteile der Ultraschall-Bildgebung auch tatsächlich zur Steigerung der Therapie-Genauigkeit und damit zum Wohle der Patienten eingesetzt werden. Der Austausch mit zukünftigen Anwendern war ihr dabei ebenso wichtig wie der Nachweis, dass die entwickelten Verfahren eine hohe Genauigkeit und Robustheit aufweisen.

Die Behnken-Berger-Stiftung ist eine Stiftung des bürgerlichen Rechts und geht zurück auf den deutschen Physiker Hermann Behnken (1889-1945) und seine Ehefrau Traute Behnken-Berger. Verwaltung und Vorstand der Stiftung obliegen der Commerzbank AG. Stiftungszweck ist die Förderung von Wissenschaft und Forschung auf dem Gebiet des Strahlenschutzes mit dem besonderen Schwerpunkt der Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses.

Die Fraunhofer-Einrichtung für Individualisierte und Zellbasierte Medizintechnik (IMTE) in Lübeck, an der Dr. Svenja Ipsen derzeit tätig ist, konzentriert sich auf die integrierte Entwicklung von Medizinprodukten für Diagnose- und Therapieanwendungen. Durch die Kombination von Expertise in den Bereichen Bildgebung, Biosensorik, magnetische Methoden und Mechatronik, mit Querschnittsthemen wie Additiver Fertigung, Künstlicher Intelligenz, Systems Engineering und Regulatory Affairs, bietet das IMTE einzigartige Forschungsmöglichkeiten für die Medizinprodukteindustrie. Zu den aktuellen Forschungsprojekten gehören die Computertomographie, mechanische Beatmung sowie Nanopartikelforschung, Magnetpartikel-Bildgebung, physiologische Modellierung und modellbasierte Systemtechnik. Das Fraunhofer-Entwicklungszentrum für Marine und Zelluläre Biotechnologie (EMB) ist seit 2020 assoziierter Bestandteil der Fraunhofer-Einrichtung für Individualisierte und Zellbasierte Medizintechnik.