Die Sektion für Biomedizinische Physik der Medizinischen Universität Innsbruck beschäftigt sich mit Grundlagen- und Angewandter Forschung zum Thema „Mensch.

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1 Die Sektion für Biomedizinische Physik der Medizinischen Universität Innsbruck beschäftigt sich mit Grundlagen- und Angewandter Forschung zum Thema „Mensch & Strahlung“ strahlung Röngten- lampen lampen herde 3 Arbeitsgruppen: Medizinische Laseranwendungen UV-Strahlung Ionisierende Strahlung

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3 Strahlung im sichtbaren und IR Bereich

4 Arbeitsgruppe Medizinische Laseranwendungen
Strahlung im sichtbaren und IR Bereich Arbeitsgruppe Medizinische Laseranwendungen Leiter: o.Univ.-Prof. Dr. M. Ritsch-Marte und A.Univ.-Prof. Dr. S. Bernet, Hauptaktivitäten: Laser-Pinzetten Experimente zur Zellphysiologie o    Einfangen und Manipulieren von lebenden Zellen unter dem Mikroskop o    Untersuchung der viskoelastischen Eigenschaften von Lungen-Surfactant mit der optischen Pinzette Entwicklung fortgeschrittener Methoden der Mikroskopie o    Fluoreszenzmikroskopie ohne Farbstoffe mit Hilfe nichtlinearer Laseranregung (CARS-Mikroskopie) o    neue Kontrastverstärkungsmethoden in der Mikroskopie Optoakustische Ultraschallmanipulation o    Maßgeschneiderte Erzeugung von Ultraschallmustern mit moduliertem Licht (optoakustische Holographie)

5 Untersuchung der viskoelastischen Eigenschaften von Lungen-Surfactant mit der optischen Pinzette:
Projekt in Zusammenarbeit mit Paul Dietl, Thomas Haller, Norbert Mair, Manfred Frick, Institut für Physiologie u. Balneologie (Vorstand Prof. Deetjen) Abbildungen unten: Einander entsprechende Durchlicht- und Fluoreszenzaufnahmen von lebenden Lungenzellen, wo Surfactant mit Hilfe der Laserpinzette aus einer Fusionspore gezogen und gehalten wird. Die ursprüngliche und die Endposition des Surfactant sind in der Durchlichtaufnahme eingezeichnet (Anfang und Spitze des Pfeils). In der Fluoreszenzaufnahme erkennt man, daß Fusionspore und Surfactant noch durch einen feinen Faden verbunden sind. Tatsächlich wird das Surfactant nach Abschalten der optischen Pinzette an dem Faden wieder zur Zelle zurückgezogen. Prinzip der optischen Pinzette Transparente Objekte können im Fokus eines Laserstrahls gefangen werden, da die Brechung der Lichtstrahlen Reaktionskräfte hervorruft, die das Objekt zum Ort maximaler Lichtintensität ziehen.

6 Strahlung im UV-Bereich

7 Untersuchte UV-Strahlungsquellen:
Strahlung im UV-Bereich Arbeitsgruppe UV-Strahlung: Leiter: A.Univ.-Prof. Dr. M. Blumthaler Hauptaktivität: Quantifizierung von UV-Strahlung im Wellenlängenbereich UV-C (ab 250 nm), UV-B, UV-A und sichtbare Strahlung. Untersuchte UV-Strahlungsquellen: UV-Bestrahlungslampen (Photochemotherapie, Solarien) Natürliche solare Strahlung.

8 Bedeutung: Vor allem der UV-B Bereich ist für zahlreiche biologische Reaktionen von besonderer Bedeutung. Die UV-Belastung der Bevölkerung durch solare UV-Strahlung ist eine wesentliche Ursache für das Auftreten von bestimmten Formen von Hautkarzinomen. Die starke Zunahme der Inzidenz dieser Hautkarzinome in den letzten Jahrzehnten in allen Industrieländern hat international zu großem Interesse an der Quantifizierung der UV-Strahlungsbelastung geführt. In Österreich wurde vor einigen Jahren ein UVB-Messnetz eingerichtet, das über die aktuelle Belastung im gesamten Bundesgebiet Auskunft gibt. Dieses Messnetz wurde von unserer Arbeitsgruppe aufgebaut und die laufende Qualitätskontrolle und Kalibrierung erfolgt im Rahmen eines Langzeitprojektes des Bundesministeriums für Umwelt. Täglich werden die Messdaten an uns zur Verarbeitung übermittelt und als Kartendarstellung im Internet veröffentlicht (Abbildung). Durch die weltweite Ozonabnahme seit ca. 20 Jahren ist mit einer Zunahme der UVB-Strahlung und damit mit einer weiteren Zunahme der Hautkarzinominzidenz und zahlreicher weiterer biologischer Schädigungen der gesamten Biosphäre zu rechnen ist. Daher wurden zahlreiche internationale Forschungsprojekte zu diesem Thema initiiert. Seit 1990 hat unsere Arbeitsgruppe an 8 von der Europäischen Union finanzierten Projekten teilgenommen, eines dieser Projekte wurde von uns koordiniert. Mehrfach wurden in internationalen Messkampagnen unsere Messergebnisse der spektralen solaren Strahlungsstärke als Referenzwerte verwendet.

9 Ionisierende Strahlung

10 Ionisierende Strahlung
Arbeitsgruppe Ionisierende Strahlung Leiter: A.Univ.-Prof. Dr. O. Ennemoser Schwerpunkte: Radon und Gesundheit o    Messung von Radonkonzentrationen in Innenräumen, Bodenluftmessungen, Epidemiologische Untersuchungen, Haussanierungen o    Schwerpunkt: Umhausen Messung von radioaktiver Strahlung in der Umwelt o    Tritium in der Umwelt, Berechnung der Strahlenbelastung von Stammzellenpräparaten beim Transport in Flugzeugen Dosimetrie und Strahlenschutz o    Thermolumineszensdosimetrie am Alderson-Rando-Phantom zur Reduktion der Strahlenbelastung von Patienten in Röntgenanlagen

11 In Zusammenarbeit mit der Univ
In Zusammenarbeit mit der Univ. Klinik für Radiodiagnostik, Innsbruck (Vorstand: Prof. W. Jaschke)   Untersuchungen zur Strahlenexposition bei der Standard- und Mehrschicht-Spiral-CT   Zusammenfassung: Es soll die Dosisbelastung bei der konventionellen Spiral-CT im Vergleich zur Mehrschicht-Spiral-CT dargestellt werden. Methoden: Die Untersuchungen wurden mit einem konventionellen Spiral-CT (Highspeed Advantage; Fa. GE Medical Systems; Milwaukee) und einem Mehrschicht-Spiral-CT (LightSpeed QX/i; Fa. GE Medical Systems; Milwaukee) durchgeführt. Für die Bestimmung der Strahlenbelastung (Energiedosis) wurde eine Auswahl der routinemäßig am meisten durchgeführten Untersuchungen (Thorax-helical, Abdomen-helical, Felsenbein-axial, Schädel-axial) an einem Alderson-Rando-Phantom (Abb. 1) simuliert. Die Dosis wurde mittels Thermoluminiszensdosimeter (TLD) auf Lithiumfluorid (LiFTLD-200) bestimmt. Ergebnisse: Für Thorax- und Abdomenuntersuchungen ergaben sich höhere Dosiswerte am Multidetektor- gegenüber dem Spiral-CT. Im Mittel sind dabei die Dosiswerte am Mehrschicht-Spiral-CT um 2,6fach gegenüber dem Spiral-CT erhöht (Abb. 2). Bei der Schädeluntersuchung konnte aufgrund der geeigneten Parameterwahl eine Dosisreduktion im Mittel um 30% am Mehrschicht-Spiral-CT gegenüber dem Spiral-CT erzielt werden (Abb. 3). Die Felsenbeinuntersuchung am Mehrschicht-Spiral-CT ergab im Mittel eine um 1,5fach erhöhte Dosis. Schlussfolgerung: Mit der neuen Technik der MEHRSCHICHT-SPIRAL-CT müssen Untersuchungsstrategien überprüft und Protokolle im Hinblick auf die daraus entstehende Dosisbelastung neu optimiert werden. Anwender können im Sinne des Strahlenschutzes nur dann kritisch arbeiten, wenn sie sich der auftretenden Dosisgrößen bewusst sind.

12 Vorstand: O.Univ.-Prof. Dr. Monika RITSCH-MARTE
der Medizinischen Universität Innsbruck  Müllerstraße 44  A-6020 Innsbruck  Vorstand: O.Univ.-Prof. Dr. Monika RITSCH-MARTE Tel.: Weitere Informationen finden Sie auf unserer Webseite: