Bildgebung, Radioonkologie und Onkoengineering

Unsere Bemühungen im Bereich der Krebs-Bildgebung konzentrieren sich auf die Entwicklung von Bildgebungstechnologien wie Magnetresonanztomographie (MRT), Computertomographie (CT) und Positronenemissionstomographie (PET), um eine bessere anatomische und funktionelle Bildgebung von Krebs im Patienten zu ermöglichen. Die multiparametrische Bildgebung wird bei Krebspatienten zur Früherkennung und genauen Lokalisierung des Krebses, zur Beurteilung der lokalen und entfernten Ausbreitung und zur Bereitstellung von Informationen über das individuelle biologische Verhalten eingesetzt. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Verbesserung der bildgestützten Strahlentherapie und Chirurgie.

In der Radioonkologie entwickeln wir neuartige therapeutische Methoden und Technologien unter Verwendung von Photonen- und Ionenstrahlen, einschließlich Protonen, Kohlenstoff-Ionen und anderen. Unsere Arbeit umfasst ein breites Spektrum von der radiobiologischen Grundlagenforschung bis hin zur medizinischen Physik mit dem Ziel, räumliche, zeitliche und biologische Informationen in die Strahlentherapieplanung zu integrieren. Da sich sowohl Tumorbewegungen als auch anatomische und funktionelle Veränderungen auf das Ergebnis der Strahlentherapie auswirken, werden umfangreiche Forschungsarbeiten zur bildgesteuerten personalisierten und adaptiven Strahlentherapie durchgeführt, um Bewegungseffekte während der Therapie abzuschwächen und metabolische Veränderungen zu berücksichtigen.

Die Forschung im Bereich der radiopharmazeutischen Wissenschaften beschäftigt sich mit dem Entwurf, der Entwicklung und der vorklinischen Bewertung neuartiger Targets und theranostischer Radiopharmaka für die Bildgebung mit PET und Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT), die Krankheitsstratifizierung und die gezielte Radionuklidtherapie (TRNT) bei gestreutem Krebs. TRNT ist eine attraktive Behandlungsoption für metastasierte Krebserkrankungen, bei der Radionuklide durch spezifische Bindemittel auf bestimmte krebsassoziierte Ziele (Rezeptoren, Antigene, Enzyme oder andere molekulare Strukturen) gelenkt werden, wo

Die Datenwissenschaft konzentriert sich auf maschinelles Lernen und Informationsverarbeitung mit dem besonderen Ziel, die Versorgung von Krebspatienten durch systematische Datenanalyse zu verbessern. Aufbauend auf den Fortschritten in den chirurgischen, radiologischen und klinischen Datenwissenschaften, wie z. B. Bildinterpretation, ganzheitliche Datenverarbeitung und semantische Modellierung, wird eine IT-Plattformtechnologie entwickelt, um heterogene Patientendaten einschließlich klinischer und genomischer Merkmale zu integrieren und die großen Datenmengen zu verarbeiten. Diese Plattformen werden national und international eingesetzt, um einen Zugang und eine Nutzung von Daten und Bioproben im Einklang mit den FAIR-Grundsätzen zu erreichen.

In der chirurgischen Onkologie konzentrieren wir uns auf intelligente Assistenzsysteme für den Operationssaal der Zukunft, indem wir Robotik mit chirurgischer künstlicher Intelligenz (KI) kombinieren. Zu den Technologien gehören die multispektrale Bildgebung und Echtzeit-Datenanalyse für die Perfusionsüberwachung sowie die kurzwellige Infrarot-Bildgebung zur Verbesserung der chirurgischen Entfernung von Tumoren, einschließlich der Erkennung einzelner Krebszellen. In jüngster Zeit haben wir die Fortschritte in der Robotik genutzt, um einen neuen Schwerpunkt im Bereich der Präzisionschirurgie und -interventionen aufzubauen, der auf nano- bis makroskopischer Robotertechnik, drahtlosen Sensoren und KI-basierter Datenerweiterung basiert. Diese Technologien werden neuartige minimalinvasive chirurgische Techniken einschließlich der gezielten Freisetzung von Medikamenten ermöglichen.