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COmpton Scatter based Imaging for Nuclear Emissions

Projektbeschreibung

Mit Einsatz der Compton-Streuung zu optimierter PET-Bildqualität

Positronen-Emissions-Tomografie (PET) ist ein medizinisches Bildgebungsverfahren, bei dem radioaktive Tracer zur Diagnose einer Vielzahl von Krankheiten, zur Therapieüberwachung und zur Unterstützung der biomedizinischen Forschung dienen. PET-Aufnahmen geben Aufschluss über die Stoffwechselaktivität und helfen bei der Erkennung von abnormalem Gewebe wie etwa Tumoren. Das Ziel des innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts COSINE lautet, die Comptonstreuung auszunutzen, um die PET-Empfindlichkeit zu erhöhen und neuartige Anwendungen zu ermöglichen. Erhöhte Empfindlichkeit ergibt eine bessere Bildqualität und resultiert in geringeren Strahlungsdosen für die Patientinnen und Patienten. Die Arbeit von COSINE umfasst die Entwicklung fortgeschrittener Algorithmen und Modelle, die auf soliden mathematischen und physikalischen Grundlagen beruhen und speziell für die Einbeziehung von Comptonstreuungsereignissen in spezielle Bildrekonstruktionssysteme konzipiert sind. Diese Modelle werden sowohl anhand von Monte-Carlo-Simulationen als auch mithilfe experimenteller PET-Daten bewertet.

Ziel

The main goal of my proposal is to exploit Compton scattering in PET imaging, a nuclear imaging technique well-established in clinical routine, mainly in oncology as a tool for tumor diagnosis and monitoring, but also through preclinical PET as an essential tool for pharmacology and drug development. By considering signal events undergoing Compton scattering, I expect to increase the sensitivity of PET systems, and so improve the attainable image quality. Sensitivity in PET systems is a key parameter to be optimized, as it could allow for dose exposure and/or scan time reduction, in addition to being critical in low-count regime scenarios, for pediatric patients, and in research applications involving small-animal imaging. Aside from increasing the sensitivity, the purposeful detection of Compton scattering in PET imaging opens the door for the use of this modality for new applications (e.g. immunoPET, theranostics...). However, incorrect/simplified modeling of these events can degrade PET image quality. My proposal relies on developing algorithms and models based on solid mathematical and physical foundations, able to include events involving Compton scattering into dedicated reconstruction frameworks. To this end, I intend to use the knowledge I have acquired during my PhD developing similar models and algorithms for imaging with Compton cameras. Specifically, I intend to address three questions: first, the inclusion of inter-crystal scatter events with particular focus on small-animal PET imaging; second, the modeling of object scattered events and their use in low-count regime scenarios; and third, the treatment of coincidence events that involve an additional emission of photons, either correlated or uncorrelated to the positron emission. The evaluation of the proposed methods will be carried out using both Monte-Carlo simulations and experimental PET data, for which the facilities and technologies developed by the host team in Lübeck will be employed.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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

Koordinator

UNIVERSITAET zu LUEBECK
Netto-EU-Beitrag
€ 202 125,12
Adresse
RATZEBURGER ALLEE 160
23562 Lubeck
Deutschland
Region
Schleswig-Holstein Schleswig-Holstein Lübeck, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten