Mit dem Hammer-Dosimeter begann alles: Es war eines der ersten zuverlässigen Messgeräte zur Ermittlung der Dosis in der Strahlentherapie. Das Gerät basierte auf einem elektrostatischen Relais und trägt den Namen seines Erfinders Dr. Wilhelm Hammer, der 1922 die Physikalisch-Technischen Werkstätten (PTW) gründete, um es zu vermarkten.
Über die Jahre erfuhr dieses Absolut-Dosimeter zahlreiche Technologiesprünge: Mit Beginn der Röhren-Elektronik löste das „Simplex“ das erste Absolut-Dosimeter ab. Dort, wo bei seinem Vorgänger die elektrische Zählfunktion saß, hatte das „Simplex“ einen Vorverstärker, der sich dicht am Detektor befand. Diese Nähe zwischen Vorverstärker und Ionisationskammer war erzwungen, da es zu dem Zeitpunkt keine Kabel für so geringe Ströme gab. Die Ingenieurinnen und Ingenieure der PTW GmbH The Dosimetry Company, Freiburg, entwickelten daher sogar eigene Spezialkabel, um die Detektoren besser handhaben zu können.
Dosimeter – bereits 1977 bereit für den Computeranschluss
Mit der Einführung integrierter Schaltungen kam der „Dosimentor“, der bereits im Jahr 1977 mit entsprechender Schnittstelle versehen war, um an einen Computer angeschlossen zu werden. Immer nah am Puls der Zeit entwickelte das Unternehmen sein Dosimeter kontinuierlich weiter: Das erste „Unidos“ war bereits ein Gerät mit Mikroprozessor, das Anfang der 1990er Jahre bereits eine Auflösung von einem Femto-Ampere – was etwa 3000 Elektronen pro Sekunde entspricht – erreichte. In seiner heutigen Form lässt sich das „Unidos“ mittels WLAN über ein Smartphone bedienen und kann dank einer eingebauten Kamera Matrix-Codes der verwendeten Detektoren automatisch erkennen. Das neue Produktkonzept wurde mit dem iF Design Award ausgezeichnet. Zusätzlich wurde die Auflösung der neuesten Generation um den Faktor 10 gesteigert.
Unternehmensführung unterstützt Erfindergeist
Das über ein Jahrhundert erarbeitete Ingenieurs-Know-how basiert bei PTW auf einem aufgeschlossenen Führungsstil. Es darf überlegt, ausprobiert und auch mal kontrovers diskutiert werden, und nicht aus jeder Idee muss zwangsweise ein Produkt hervorgehen. Bei der Entwicklung innovativer Lösungen für die Dosimetrie behielt das Unternehmen aber immer auch die praktischen Bedürfnisse der Anwenderinnen und Anwender, beispielsweise aus der Medizinphysik, im Blick. Beispielhaft ist hier die Nivellierungsautomatik der neuesten Wasserphantom-Generation zu nennen: Zum zeitsparenden, schnellen und vor allem einfachen Messaufbau hat das PTW-Team eine Funktion entwickelt, die den schweren Wassertank automatisch nivelliert. Die „Trulevel“-Nivellierung, die auch patentiert ist, ist für die klinischen Anwendung eine große Erleichterung, da die mühsame manuelle und auch fehleranfälligere Justierung des Wasserphantoms damit entfällt.
Dosimetrietechnik: Von Deutschland in die ganze Welt
Schon früh setzte PTW auf den Weltmarkt; die Produkte waren international gefragt. Bereits 1935 wurde der erste Prospekt auf Portugiesisch gedruckt – für Brasilien. Lag der Exportanteil am Umsatz Anfang der 1980er Jahre noch bei 15 %, sind es heute 85 %. Die Internationalisierung des Unternehmens begann Mitte der 1990er Jahre, als deutlich wurde, dass die Zusammenarbeit mit Auslandsvertretungen allein nicht mehr ausreichte, um langfristig zu wachsen. 1995 wurde das erste Tochterunternehmen in New York gegründet, zwischenzeitlich gibt es weltweit neun weitere Tochtergesellschaften.
Die Internationalität stellte das Unternehmen vor ganz eigene Herausforderungen. So gab es mitunter vor Ort besondere Bedingungen, die die Funktionsfähigkeit der Technik beeinträchtigen konnte. Hohe Luftfeuchtigkeit beispielsweise bewirkt ungenaue Messungen. Die kreativen Köpfe von PTW fanden aber eine pragmatische Lösung, um die Dosimeter „feuchtigkeitsfest“ zu machen, indem sie den Verstärker der Dosimeter beheizten.
Herausforderungen des Marktes annehmen und lösen
Komplexer verhielt es sich dagegen, als eine neue Software mit dem Namen „Mephysto“ auf den Markt kam. Obwohl es sich bei dem Namen um eine Abkürzung von „Medical Physicists‘ Toolbox“ handelte und er sich mit „y“ schrieb, kam es vor, dass sich einzelne kirchliche Einrichtungen an dem diabolischen Namen störten.
Beschwerden völlig anderer Art betrafen die bemerkenswerte Langlebigkeit der PTW-Geräte: So gab es beispielsweise Einrichtungen, die sehr gern das deutlich höher auflösende Nachfolgemodell angeschafft hätten, doch der „Diamentor D“, ein Messgerät aus den 1970er Jahren, erledigte jahrzehntelang zuverlässig seine Arbeit. Ein vorzeitiger Austausch ließ sich daher ökonomisch nicht rechtfertigen. Mit dem Diamentor ließ sich erstmals das Dosisflächenprodukt ermitteln. Anhand der dazu eingeführten Norm wird damit weltweit die Strahlenbelastung von Patientinnen und Patienten in der Radiologie überwacht. Mit dieser Entwicklung setzte PTW einen Industriestandard, der dazu beigetragen hat, unzählige Menschen weltweit vor Hautschädigungen und mehr zu schützen.
Wasserphantom mit Weitblick
Auch das Wasserphantom (ein Gerät zur dreidimensionalen Charakterisierung des Strahlungsfeldes) hat das PTW-Ingenieursteam stetig weiterentwickelt: Das Ursprungsgerät, das sich nur von Hand steuern ließ, wurde später von einem Prozessrechner-gesteuerten Produkt abgelöst. Als die ersten Personal PCs auf den Markt kamen, stand das Unternehmen vor der Entscheidung, ob konsequent mit integrierten Rechnern oder mit Schnittstellen weitergearbeitet werden soll. Mit viel Weitsicht wurde zugunsten klar definierter Schnittstellen entschieden. Damit sicherte sich das Unternehmen jederzeit an der neuesten Rechnertechnologie teilhaben zu können. Es führte auch dazu, dass PTW als erster Hersteller ein Wasserphantom umsetzte, das sich mit einem Windows-basierten Programm steuern ließ.
Neue Technologien mit künstlicher Intelligenz
Die Erfolge der Vergangenheit sind für das Entwicklungsteam von PTW auch weiterhin der Ansporn, schon jetzt die Technologien der Zukunft zu gestalten. So ist PTW das weltweit erste Dosimetrie-Unternehmen, das ein Produkt mit künstlicher Intelligenz (KI) auf den Markt gebracht hat. Auch neue Technologien in der Strahlentherapie wie Flash-Dosimetrie oder bildgestützte Techniken, zum Beispiel MRgRT, werden die PTW-Ingenieure vor Herausforderungen stellen. Eine zentrale Rolle spielt in Zukunft zudem die Weiterentwicklung von webbasierten Softwares und integrierten, automatisierten Lösungen, um den Weg für echte Innovationen und neue technologische Standards in der Dosimetrie und Qualitätssicherung zu ebnen.
Weitere Informationen zu den Autoren
Der Ingenieur Dr. Christian Pychlau ist Geschäftsführender Gesellschafter und einer der führenden Köpfe von PTW. Er ist in dritter Generation in der Führung des weltweit erfolgreichen Dosimetrie-Unternehmens, das von seinem Großvater Herbert Pychlau in den 1920er-Jahren aufgebaut wurde.
Jürgen Kiehne ist Diplom-Ingenieur und blickt auf eine langjährige Betriebszugehörigkeit bei PTW zurück, in der er unter anderem die Entwicklungsleitung übernahm. Seit 2012 ist er im Produktmanagement des Unternehmens tätig.
Kontakt zum Unternehmen:
PTW Freiburg
Lörracher Str. 7
79115 Freiburg
www.ptwdosimetry.com
