Phantom statt Mensch

In der Nuklearmedizin ist die Bestimmung der Strahlendosis einzelner Organe essenziell. Sie bildet eine wichtige Grundlage für die Planung und Durchführung nuklearmedizinischer Therapien. Daher wird kontinuierlich an Methoden gearbeitet, die eine möglichst präzise Bestimmung der Organdosis ermöglichen. Konventionelle Phantome, die zur Validierung solcher Verfahren eingesetzt werden, weisen jedoch Einschränkungen auf – insbesondere hinsichtlich anatomischer Genauigkeit und Gewebeäquivalenz. Mit additiven Fertigungstechnologien eröffnet sich hier ein neuer Ansatz: Durch 3D-Druck lassen sich patientennahe Organmodelle herstellen, die eine realistischere Simulation ermöglichen.

Präzisere Dosisbestimmung durch anatomisch korrekte Modelle

Ein Kooperationsprojekt zwischen der OTH Amberg-Weiden und der Abteilung für Nuklearmedizin des Universitätsklinikums Regensburg verfolgt daher ein klares Ziel: die präzisere Bestimmung der Organdosis durch den Einsatz anatomisch korrekter Phantome.

Durch eine patientenspezifische Ermittlung der Organdosis kann bereits vor einer Therapie abgeschätzt werden, welche Strahlenexposition einzelne Organe erfahren könnten. 3D-gedruckte organäquivalente Phantome ermöglichen es, diese Dosis zunächst in einem experimentellen Umfeld zu bestimmen und zu optimieren.

Im Rahmen des Projekts wurde an der OTH Amberg-Weiden ein 3D-gedrucktes Herzphantom entwickelt. Dieses Modell wurde anschließend in der Abteilung für Nuklearmedizin des Universitätsklinikums Regensburg auf seine Eignung für den Einsatz im klinischen Umfeld getestet. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse fließen nun in die Weiterentwicklung eines gewebeäquivalenten Herzphantoms ein. Parallel wird an einem Ansatz zu zeitaufgelösten SPECT-Aufnahmen gearbeitet. „Die additive Fertigung ermöglicht es uns, Organstrukturen sehr präzise abzubilden und so realitätsnahe Modelle für experimentelle Untersuchungen zu entwickeln“, erklärt Laboringenieurin Agnes Pöllmann, die das Projekt begleitet. „Das eröffnet neue Möglichkeiten für die Validierung nuklearmedizinischer Verfahren.“

Das Projekt zeigt, dass 3D-gedruckte, anatomisch korrekte Phantome geeignet sind, um Prozesse in der Nuklearmedizin zu simulieren und neue Ansätze zur Dosisbestimmung zu testen. In der weiteren Zusammenarbeit soll das entwickelte Herzphantom künftig noch stärker an ein reales, schlagendes Herz angepasst werden. Langfristig könnten solche Entwicklungen dazu beitragen, Therapien besser vorzubereiten und die Strahlenbelastung für Patientinnen und Patienten weiter zu reduzieren.