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Mehrere Jahre lang übte ich eine regelmäßige Lehrtätigkeit an der Universität von La Frontera aus und reiste regelmäßig nach Temuco, um Kurse in Strahlenbiologie und Strahlentherapie zu unterrichten. Mit der Zeit wurde es jedoch aufgrund der mit diesen Reisen verbundenen beruflichen und persönlichen Anforderungen immer schwieriger, dieses Engagement aufrechtzuerhalten, so dass ich mich dazu entschloss, diesen Abschnitt meiner akademischen Laufbahn zu beenden.

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Nach der Ausbildung an der Summer School in Medical Physics des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) in Santiago hatte ich die Gelegenheit, mich den Bemühungen von Dr. Rodolfo Figueroa und Dr. Marcia García anzuschließen, ein Ausbildungsprogramm für Medizinphysiker in Chile zu entwickeln. Diese gemeinsame Arbeit gipfelte 2008 in der Schaffung des Masterstudiengangs in Medizinischer Physik an der Universität La Frontera, dem ersten Programm dieser Art im Land.

Als Teil des akademischen Teils des Programms unterrichtete ich mehrere Jahre lang die Fächer Strahlenbiologie und Strahlentherapie und reiste regelmäßig nach Temuco, um an der Ausbildung von Fachleuten aus verschiedenen Bereichen der Wissenschaft und Technik teilzunehmen, die sich auf medizinische Physik spezialisieren wollten.

Die Kurse verknüpften die physikalischen Grundlagen der Wechselwirkung von Strahlung mit biologischer Materie und Gewebe mit ihren klinischen Anwendungen in der Strahlentherapie. Neben der Überprüfung der Prinzipien der Strahlenbiologie, Dosimetrie, Behandlungsplanung und Qualitätssicherung lag der Schwerpunkt auf dem Verständnis der jedem Verfahren zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen und der Entwicklung einer auf der wissenschaftlichen Methode basierenden Argumentation.

Die zuvor gesammelten Erfahrungen sowohl in der industriellen Forschung als auch in der wissenschaftlichen Beratung sowie die Ausbildung am DKFZ ermöglichten es uns, eine Vision zu liefern, die körperliche Strenge mit der Lösung realer Probleme verband und zur Entwicklung eines der ersten chilenischen Programme zur systematischen Ausbildung von Medizinphysikern beitrug.

Das Bild entspricht einer künstlerischen Rekonstruktion von Dr. Willy Gerber, der im Masterstudiengang Medizinische Physik an der Universität La Frontera einen Kurs über Strahlenbiologie und Strahlentherapie unterrichtet.

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Die Strahlenbiologie stellt einen der Grundpfeiler der medizinischen Physik dar und erklärt, wie ionisierende Strahlung mit biologischen Systemen interagiert und wie diese Mechanismen sowohl die therapeutische Wirksamkeit als auch die Nebenwirkungen von Behandlungen bestimmen. Im Masterstudiengang Medizinische Physik an der Universität La Frontera zielte dieser Kurs darauf ab, die Prinzipien der Physik, Biologie und Medizin zu integrieren, um die Reaktion von Zellen, Geweben und Organismen auf Strahlung wissenschaftlich zu verstehen.

Der Kurs befasste sich nach und nach mit der gesamten Prozesskette, die mit der physikalischen Wechselwirkung von Strahlung mit Materie beginnt, über die Produktion von Ionisierungen und freien Radikalen, molekularen Schäden an der DNA und zellulären Reparaturmechanismen bis hin zur Analyse des Zellüberlebens, der Reaktion von Normal- und Tumorgewebe und klinischen Anwendungen in der Strahlentherapie. Ebenso wurden Dosis-Wirkungs-Modelle, das linear-quadratische Modell, die Prinzipien der Fraktionierung, die 5 Rs der Strahlenbiologie, deterministische und stochastische Effekte, Strahlenempfindlichkeit, Strahlenschutzmittel und die biologischen Grundlagen untersucht, die die Planung und Optimierung moderner Krebsbehandlungen unterstützen.

Ziel des Kurses war es, den Studierenden zu vermitteln, dass hinter jeder klinischen Entscheidung ein quantifizierbares physikalisches und biologisches Modell steht. Anstatt Konzepte auswendig zu lernen, bestand das Ziel darin, die Fähigkeit zu entwickeln, die Mechanismen zu analysieren, die die biologische Reaktion auf Strahlung steuern, und dieses Wissen anzuwenden, um die Sicherheit, Wirksamkeit und Qualität von Strahlentherapiebehandlungen zu verbessern.

Die Abbildung zeigt einen allgemeinen Überblick über die Inhalte, die im Studiengang Radiobiologie des Masterstudiengangs Medizinische Physik an der Universität La Frontera entwickelt wurden, einschließlich der wichtigsten physikalischen und biologischen Mechanismen, die die Auswirkungen von Strahlung auf lebende Systeme bestimmen.

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Die Strahlentherapie stellt eine der fortschrittlichsten Anwendungen der Physik in der Medizin dar und vereint physikalische Prinzipien, Ingenieurswesen, Informatik, Biologie und Medizin, um ionisierende Strahlung mit höchster Präzision auf einen Tumor zu verabreichen und gleichzeitig die Dosis, die gesundes Gewebe erhält, zu minimieren. Im Masterstudiengang Medizinische Physik an der Universität La Frontera hatte dieser Kurs das Ziel, den Studierenden einen vollständigen Überblick über den Strahlentherapieprozess zu vermitteln, von den physikalischen Grundlagen bis zu seiner klinischen Anwendung.

Der Kurs begann mit der Untersuchung der Wechselwirkungen von Strahlung mit Materie und den Prinzipien der klinischen Dosimetrie, um später den Betrieb von Linearbeschleunigern, die Produktion und Charakterisierung von Photonen- und Elektronenstrahlen, die Kalibrierung von Geräten und internationale Dosismessprotokolle zu analysieren. Auf dieser Grundlage wurden die Grundlagen der dreidimensionalen Behandlungsplanung, die Berechnung von Dosisverteilungen, Dosis-Volumen-Histogramme (DVH), die Definition von Zielvolumina und gefährdeten Organen sowie moderne Bestrahlungstechniken wie 3D-CRT, IMRT, VMAT, IGRT, Radiochirurgie und Brachytherapie entwickelt.

Ebenso wurden im Kurs die strahlenbiologischen Grundlagen vermittelt, die die Auswahl von Behandlungsschemata, Fraktionierung, Toleranz gegenüber normalem Gewebe und therapeutische Optimierung unterstützen. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf der Qualitätssicherung und -kontrolle, der Behandlungsverifizierung, der Patientensicherheit und der interdisziplinären Arbeit zwischen Medizinphysikern, Radioonkologen, Medizintechnikern und klinischen Ingenieuren.

Ziel der Kursorientierung war es, den Studierenden verständlich zu machen, dass die moderne Strahlentherapie im Wesentlichen ein Problem der physikalischen Modellierung und quantitativen Optimierung ist. Jede Behandlung stellt ein Gleichgewicht zwischen der Wahrscheinlichkeit, den Tumor zu kontrollieren, und der Wahrscheinlichkeit, Komplikationen im normalen Gewebe hervorzurufen, dar, ein Gleichgewicht, das nur durch ein tiefes Verständnis der Physik, Strahlenbiologie und Bestrahlungstechnologien erreicht werden kann.

Die Abbildung zeigt einen allgemeinen Überblick über die im Studiengang Strahlentherapie des Masterstudiengangs Medizinische Physik an der Universität La Frontera entwickelten Inhalte, einschließlich der physikalischen, technologischen und klinischen Grundlagen, die die Planung, Verwaltung und Qualitätssicherung moderner Behandlungen mit ionisierender Strahlung unterstützen.

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