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Smart Detectors for Darkfield X-ray Imaging

Projektbeschreibung

Frühzeitigere Diagnose von Lungenkrankheiten

Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist weltweit die dritthäufigste Todesursache und fordert jedes Jahr über 3,2 Millionen Menschenleben. Eine frühzeitige Erkennung ist von entscheidender Bedeutung, doch in herkömmlichen Röntgenaufnahmen des Brustkorbs werden aufgrund der begrenzten Empfindlichkeit leichte bis mittelschwere Fälle häufig übersehen. Obwohl CT-Scans bessere Erkennungsquoten bieten, sind sie mit einer höheren Strahlenbelastung verbunden, so dass eine routinemäßige Untersuchung nicht praktikabel ist. Mit den derzeitigen Diagnosemethoden, einschließlich Spirometrie und konventioneller Bildgebung, lässt sich der Schweregrad der Erkrankung nicht gut beurteilen. Vor diesem Hintergrund zielt das ERC-finanzierte Projekt SmartX darauf ab, die Diagnosechancen von Lungenerkrankungen mit einem neuartigen Dunkelfeld-Röntgendetektor zu verbessern. Durch den Einsatz modernster Nano-Szintillationsmaterialien und der SPAD-Sensortechnologie („Single-Photon Avalanche Diode“, SPAD) bietet SmartX eine höhere Bildempfindlichkeit bei gleichzeitig geringerer Strahlendosis. Dies könnte Türen zu einer frühzeitigeren und präziseren Erkennung von COPD öffnen.

Ziel

The main objective of this project is to improve the early detection and accuracy of lung disease diagnosis by developing a novel detector concept for dark-field X-ray imaging - a novel method with great potential for the assessment of pathological changes in the alveolar microstructure of the lung as recently discovered in initial patient studies.

Our research will focus on chronic obstructive pulmonary disease (COPD), the third leading cause of death worldwide, responsible for more than 3.2 million deaths each year. Traditional chest X-rays, while critical for diagnosis, are often inadequate for the early and accurate detection of mild to moderate COPD due to their limited sensitivity. Similarly, computed tomography (CT) scans are limited in detecting early stages of COPD and are associated with much higher radiation doses. This highlights a significant diagnostic need, as current methods, including spirometry and conventional imaging, cannot reliably assess the severity of COPD.

Our goal is to develop a breakthrough detector technology that overcomes the key challenge of darkfield imaging: the need for a 50% absorbing grating. By utilizing the latest advances in nanoscintillation materials and single photon avalanche diode (SPAD) sensor technology, we intend to directly resolve the interference patterns characteristic of darkfield imaging. This new technology not only promises to reduce the radiation dose required by current darkfield techniques by 50%, but also enables integration with single-photon spectral detection.

This initiative is a high-risk, high-reward project with the potential to revolutionize X-ray imaging technology, particularly lung imaging, after more than 125 years of practice. Most notably, it will lay the technological foundation for routine integration into the next generation of medical X-ray and CT imaging technology.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-SyG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN
Netto-EU-Beitrag
€ 2 532 375,00
Adresse
Arcisstrasse 21
80333 Muenchen
Deutschland
Region
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 2 532 375,00

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