9.5.2012

Prof. Dr. Thomas Haberer
Heidelberger Ionenstrahl-Therapie Centrum (HIT), Universitätsklinikum Heidelberg

Status oft he Heidelberg Ion Beam Therapy Center, Planned Upgrades and Work in Progress

Hadron therapy for the treatment of localized tumours has received renewed interest in recent years. The physical and biological advantages of light ions have been well documented. About 10.000 cancer patients have been treated with Carbon ions since 1994 in Germany and Japan. From 1997 to 2008, the medical and scientific teams at GSI in Darmstadt, Germany have been treating localized tumors with carbon nuclei using a three dimensional intensity modulated beam scanning technique [1], which allows for the administration of inversely planned and biologically optimized dose distributions having utmost precision. In order to expand this new modality for a larger volume of patients, the first dedicated proton-ion-therapy facility in Europe, the Heidelberg Ion Beam Therapy Center (HIT), located at the Heidelberg University Hospital [2] was implemented. Patient treatment at HIT started in 2009 and so far about 750 patients were irradiated using Proton as well as Carbon beams. At HIT the availability of low-LET and high-LET beams ranging from protons to oxygen under identical conditions optimally supports clinical trials aiming to clarify the question of which particle species is best suited for what indication. An optimized linac-synchrotron combination generates libraries of energy-, focus- and intensity-variable pencil-beams for the dose-delivering scanning systems at each treatment station. The facility comprises two horizontally-fixed beam lines for patient treatments plus a fixed-beam experimental area. In addition, the world-wide first scanning ion gantry is under commissioning. The medtech equipment comprises co-operating robotic patient positioners and robot-based state-of-the-art imaging modalities. At HIT the quality-assured library of pencil beam parameters covers roughly 100.000 combinations of the ion, energy, intensity and beam size. Each patient-specific treatment plan defines a subset of these pencil beams being subsequently requested during the dose delivery. Aiming at shortened irradiation times an upgrade program making heavy use of feed-back mechanisms is under way. Driven by patient-specific data out of the scanning beam dose delivery process central synchrotron components are coupled to the therapy control system in order to tailor the beam characteristics in real-time to the clinical requirements. The talk will discuss the functional upgrades and report about the impact on the medical application at HIT.

16.5.2012

Prof. Dr. Hans-Peter Dürr
Max-Planck-Institut, München

Warum es ums Ganze geht - Neues Denken für eine Welt im Umbruch

Es ist den meisten von uns wohl verborgen geblieben, dass vor über 100 Jahren, am Anfang des 20. Jahrhunderts, die Physik in ihrer Grundlagenforschung, von Max Planck ausgelöst, auf paradoxe Ergebnisse gestoßen sind, die hartnäckig verweigerten, sich in die bisher so erfolgreichen Naturgesetze der klassischen Physik einzuordnen. Die Beseitigung dieser Paradoxie führte in der Folge, von Werner Heisenberg angestoßen, zu einer revolutionären Änderung der damals als unumstößlich betrachteten Naturgesetze. Das Wesentliche in der von uns vorgestellten Welt war nicht mehr eine unbelebte, greifbare „Materie“, sondern ein belebtes, „reines Beziehungsgefüge“. Anstelle der Vorstellung einer dinglich aufgebauten, objektiv zerlegbaren materiellen „Realität“ trat eine wirkende, sich ständig verändernde „Wirklichkeit“. Die moderne Physik lehrt uns, dass es  keine getrennten Teile gibt. Alles erscheint, teilhabend wie Schwingungen, unendlich ausgebreitet in einem „Ein-Ganzen“ unauftrennbar miteinander verbunden. Wenn die Frage nach der Materie keinen Sinn mehr macht, dann sind wir mit unserer Naturwissenschaft an den Punkt gekommen, an dem wir uns von der bisherigen Vorstellung verabschieden müssen, mit ihr letztlich alles erklären zu können. Mit unserer begrenzten Sprache, die nur eine äußere Welt abzubilden vermag, werden wir der eigentlichen reicheren Wirklichkeit nicht mehr gerecht. Unsere Aufgabe ist es aber, das Lebendige der Wirklichkeit zu erkennen und dieser den gebührenden Ausdruck zu verleihen. Das Lebendige ist nichts, was wir greifen und festhalten können, sondern das, was sich unserem Zugriff immer wieder entzieht und sich unablässig verändert. Das neue Denken, das wir für einen Umbruch unserer vereinfachten, als erklärbar vorgestellten, Welt benötigen, ist eigentlich nicht ein neues Denken, sondern die erweiterte Erfahrung einer Art „Symbiose“, eine kooperative Integration des Vielfältigen etwa im Sinne eines Gewinn-Gewinn-Spiels des Verschiedenartigen, wo das Ganze mehr wird als die Summe von allem Beteiligten.