Projektbeschreibung
Die Bildgebung in der diagnostischen und therapeutischen Nuklearmedizin neu aufstellen
Die derzeitigen Verfahren der molekularen Bildgebung in der diagnostischen und therapeutischen Medizin sind wegen der Ineffizienz des Detektors sehr zeitaufwändig. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts Si3 soll deshalb ein bahnbrechendes Gerät für die molekulare Bildgebung radioaktiver Nuklide im menschlichen Körper entworfen und entwickelt werden. Mithilfe von Siliziumsensoren der nächsten Generation, die jede Photoneninteraktion messen, werden die physikalischen Grenzen der Effizienz und der räumlichen Auflösung bei Anwendungen der medizinischen Bildgebung ausgelotet. Das Gerät besteht aus einem riesigen Siliziumblock, der aus einer Vielzahl von Sensoren mit hoher räumlicher, energetischer und zeitlicher Auflösung aufgebaut ist und die Signalformung und Datenverarbeitung umfasst. Theoretisch wird Si3 die Effizienz des Detektors steigern und die Untersuchungszeit von einer Stunde auf weniger als eine Sekunde verkürzen.
Ziel
This project aims to design, construct, and evaluate a novel instrument for molecular imaging of radioactive nuclides in the human body. The hypothesis is that, by using next-generation silicon sensors to measure each photon interaction and applying kinematic constraints, the incident photon direction can be calculated. Thus, we can remove state-of-the-art mechanical collimators. The main objective of this project is to explore the physical limits of efficiency and spatial resolution and evaluate the concept for this new technology in medical imaging applications.
The new instrument should improve detector efficiency by about a factor of one million, reducing examination time from an hour to less than a second. The concept aims to overcome Compton cameras' shortcomings such as complicated geometries with low efficiency, that, despite several attempts, prevented this technique from going beyond an early prototype stage.
The new sensor concept consists of a massive block of silicon built up from a multitude of sensors, with high resolution in space, energy and time and including signal shaping and data processing. The system will have orders of magnitude more read-out pixels than ever before in medical imaging. The system design and image reconstruction process are conceptually challenging, addressing several scientific problems at the component level such as pixel charge collection and capacitance, but also including image reconstruction from fragments of event circles, combinatorial problems involved with tracing each event to discern the correct order of interactions and to reject background events. Over a 10–20-year period, the technology could replace the current installed base, leading to significant impacts on adjacent research fields, such as drug development and targeted radionuclide therapy.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-ADG
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