Scharfe Bilder und empfindliche Messgeräte

Mediziner, Teilchenphysiker und Ingenieure sind gleichermaßen an scharfen Bildern und empfindlichen Nachweisgeräten interessiert. Mit neuen Tomographen kann man die medizinische Diagnostik, etwa bei Krebserkrankungen, verbessern und damit die Heilungschancen erhöhen.

Zeitlich und räumlich hoch aufgelöste Messdaten benötigen auch Physiker für ihre immer ausgefeilteren Beschleunigerexperimente, denn nur so können sie die Ergebnisse der Teilchen-Kollisionen auswerten. Schließlich braucht man solche modernen Messverfahren auch für die Sicherheit von internationalen Flughäfen.

Erstmalig finden in Deutschland die beiden Konferenzen „Medizinische Bildgebung“ (Medical Imaging Conference) und „Kernphysikalisches Symposium“ (Nuclear Science Symposium) unter dem Dach des IEEE-Berufsverbandes statt. Bei dem international agierenden US-Berufsverband von Physikern und Ingenieuren aus den Bereichen Elektrotechnik, Elektronik und Informatik IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) handelt es sich um den weltgrößten Verband dieser Art. Das Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) ist lokaler Ausrichter der Konferenz.

Moderne tomographische Verfahren werden im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf sowohl im Hinblick auf die Krebsdiagnostik als auch auf industrielle Anwendungen hin weiterentwickelt. So gelang es der Forschergruppe um Dr. Uwe Hampel vor kurzem, den Weltrekord der schnellen Röntgentomographie aufzustellen. Mit dem ultraschnellen Gerät kann eine räumliche Auflösung von nur 1 Millimeter erreicht werden, so dass mit einer Folge von 200 Bildern pro Sekunde das schlagende Herz eines kleinen Versuchstiers dargestellt werden kann. Das Gerät ist allerdings für den industriellen Einsatz konzipiert, wo es bis zu 7.000 Bilder pro Sekunde liefert. Dort soll es immer dann zur Anwendung kommen, wenn es darum geht, komplizierte Vermischungsvorgänge und chemische Reaktionen hinter undurchsichtigen Wänden zu durchleuchten. Der hierzu von Dr. Hampel zur Konferenz eingereichte Vortrag erhielt die höchste Bewertung durch die wissenschaftlichen Gutachter.

Gleich fünf wissenschaftliche Vorträge werden sich auf der Medizin-Physik-Konferenz mit Detektoren für das moderne bildgebende Verfahren der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) beschäftigen. Das Besondere der in den PET-Strahlungsdetektoren verwendeten Lichtsensoren, so genannten Silizium-Photomultipliern, ist ihre enorme Verstärkungsleistung: sie können das winzige elektrische Signal des Tomographen, das von der auftreffenden Strahlung erzeugt wird, um ein Vielfaches verstärken. Die neuen Sensoren sind klein und unempfindlich gegen äußere Magnetfelder, womit bisher undenkbare Möglichkeiten der Kombination von Kernspintomographie und PET in greifbare Nähe rücken. Solch ein Kombinationsgerät könnte vor allem die Erforschung und Diagnostik von Krebserkrankungen einen wichtigen Schritt nach vorne bringen, denn damit wären einmalige Bilder möglich, die sich aus anatomischen (Kernspintomographie) und physiologischen (PET) Informationen zusammensetzen.

Für die IEEE-Konferenz insgesamt ist Dr. Uwe Bratzler von der Europäischen Organisation für Kernforschung CERN in seiner Funktion als „General Chair“ verantwortlich. Die Leitung der medizinisch-technologischen Konferenz hat Prof. Wolfgang Enghardt (Technische Universität Dresden und FZD) inne, seine Stellvertreterin ist Dr. Sibylle Ziegler von der TU München, Präsidentin der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik (DGMP). Das „Kernphysikalische Symposium“ steht unter der Leitung von Prof. Rolf-Dieter Heuer, Forschungsdirektor am DESY und designierter Generaldirektor von CERN, sein Vertreter ist Dr. Maxim Titov von CEA (Commissariat à l'Énergie Atomique) im französischen Saclay.

Rekordbeteiligung
Mit über 2.000 eingereichten Beiträgen verspricht die IEEE-Konferenz 2008 die bisher größte Veranstaltung seit Bestehen zu werden. Das Programm beinhaltet 721 mündliche und 1086 Posterbeiträge, die in mündlichen Plenarsitzungen, parallel stattfindenden Sitzungen sowie zwei Poster-Sessions präsentiert werden. Die Rekordbeteiligung in Dresden demonstriert sowohl das große Interesse der Fachwissenschaftler aus der ganzen Welt als auch die rasante technologische Entwicklung, die in den letzten Jahren gerade auf den Gebieten Medizintechnik und Detektorentwicklung zu beobachten ist.

Das „Kernphysikalische Symposium“ wird erstmals über volle fünf Tage abgehalten (20.-24. Oktober). Hier tauschen sich die teilnehmenden Wissenschaftler über neueste Großforschungsprojekte aus, die sich derzeit in Planung befinden oder gerade in Betrieb gegangen sind. Neben Forschern von CERN bei Genf in der Schweiz, die über den Large Hadron Collider LHC berichten, nehmen Kollegen von vielen internationalen Großforschungszentren teil, beispielsweise vom im Aufbau befindlichen Internationalen Fusions-Versuchsreaktor ITER in Frankreich, dem Internationalen Beschleunigerzentrum FAIR bei der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt und dem Röntgenlaser-Projekt XFEL am Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY in Hamburg. So finden drei Vorträge zu ITER, FAIR und XFEL am Montagvormittag (20.10.) statt, während am Freitagvormittag (24.10.) die Themen LHC und ILC („International electron-positron Linear Collider“) behandelt werden.

Die Veranstalter rechnen zudem mit einer starken amerikanischen Beteiligung an der Konferenz. Deshalb stehen auch sicherheitsrelevante Themen auf dem Programm, die in den USA unter dem Begriff „Homeland Security“ zusammengefasst sind. Ein einwöchiger Workshop widmet sich Nachweisgeräten, die etwa auf Flughäfen eingesetzt werden, um radioaktives Material zu finden.

Viele Industrievertreter werden die einwöchige IEEE-Konferenz nutzen, um sich über neueste Entwicklungen in der Medizin- und Detektorphysik zu informieren. Eine Industrieausstellung begleitet die Tagung. Außerdem widmet sich ein Runder Tisch für Industrievertreter dem Thema Mikrosensorik. Mehrere Workshops und zehn ein- bis zweitägige Spezialkurse runden das Konferenzangebot ab. Weitere soziale Veranstaltungen und ein touristisches Rahmenprogramm sollen den vielen internationalen Gästen die Stadt Dresden und ihre Umgebung näher bringen.

Die Konferenz in Dresden gehört zu einer Vielzahl von Fachkonferenzen, die der IEEE-Berufsverband unterstützt. Das „Kernphysikalische Symposium“ wurde in den 1950er Jahren ins Leben gerufen und findet meist in Nordamerika statt. Erst zum dritten Mal überhaupt konnten sich die Organisatoren auf einen Tagungsort in Europa einigen. Nach Lyon und Rom hat nun Dresden den Zuschlag erhalten. Das Forschungszentrum Dresden-Rossendorf ist stolz darauf, dass sich das Konferenzkomitee für das Internationale Kongresszentrum Dresden (ICCD) als Tagungsort entschieden hat. Das FZD bietet im Rahmen der Konferenz einen zweieinhalbtägigen Spezialkurs zum Thema „PET Pharmakokinetik“ sowie zwei Besichtigungstouren zum Elektronenbeschleuniger ELBE im FZD an.

Höhepunkte des Konferenzprogramms in Kürze:

o Montag, 20. Oktober, 12 Uhr (während des Mittagessens)
Vortrag von Christer Fuglesang über Forschungsarbeiten an Bord der Internationalen Raumstation ISS. Fuglesang ist schwedischer Wissenschaftler und Astronaut.
o Montag, 20. Oktober, 9.15 Uhr
Plenarvortrag von Norbert Holtkamp zum Status des ITER-Projektes.
o Montag, 20. Oktober, 10 Uhr
Plenarvortrag von Peter Braun-Munzinger zu den physikalischen Aussichten der FAIR-Anlage an der GSI in Darmstadt.
o Montag, 20. Oktober, 11.15 Uhr
Plenarvortrag von Heinz Graafsma zu den wissenschaftlichen Höhepunkten des XFEL-Projektes.
o Dienstag, 21. Oktober, 8.30- 12.30 Uhr
Spezialkurs von Gerhard Kraft, Fine Fiedler und Wilma K. Weyrather (GSI Darmstadt und OncoRay Dresden) zur Ionenstrahl-Therapie. An der GSI in Darmstadt wurden in den letzten Jahren rund 400 Patienten mit inoperablen Tumoren im Kopfbereich mit Ionenstrahlen behandelt. An diesem Projekt maßgeblich beteiligt waren das DKFZ in Heidelberg und das Forschungszentrum Dresden-Rossendorf. Ionenstrahlen können genauer im Tumor platziert werden als Röntgenstrahlen in der herkömmlichen Strahlentherapie. Deshalb kommt es zu weniger Nebenwirkungen. Derzeit werden Partikeltherapiezentren in Heidelberg, Dresden, Kiel und Marburg gebaut.
o Dienstag, 21. Oktober, 10.30- 12.30 Uhr
Im Rahmen der Konferenz findet ein einwöchiger Workshop über Strahlungs-Detektoren statt. Hier stellen Michael Overdick (Philips Research Europe) und Kollegen Detektoren vor, die Röntgenphotonen direkt in elektrische Signale umwandeln können. Damit werden Röntgen-Bildaufnehmer mit sehr hoher Ortsauflösung und gutem Signal-Rauschverhältnis möglich.
o Mittwoch, 22. Oktober, 8.30 Uhr
Plenarvortrag von Michael Baumann (Leiter des Dresdner Universitäts Krebszentrums UCC) zu aktuellen Trends in der Radioonkologie.
o Mittwoch, 22. Oktober, 18.15 Uhr
Preisverleihung, u. a. mit Prof. Dr. Frieder Meyer-Kramer, Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung, anschließend: Konferenzempfang.
o Freitag, 24. Oktober, 10.30 Uhr
Plenarvortrag von Jos Engelen (CERN) über das LHC-Projekt, den kürzlich in Betrieb gegangenen größten Teilchenbeschleuniger der Welt.

o Freitag, 24. Oktober, 11.15 Uhr
Plenarvortrag von Sakue Yamada (Tokio) über das ILC-Projekt.
Vertreter der Medien können bei Vorlage eines Presseausweises kostenlos an der Konferenz teilnehmen. Zur Pressekonferenz (voraussichtlich am Vormittag des 20. Oktobers) wird gesondert eingeladen.