FAKULTÄT FÜR ELEKTROTECHNIK

UND INFORMATIONSTECHNIK

Basierend auf den Entwicklungen im Medirad Projekt und dem i-Violin Projekt zur Bestimmung der Bildqualität direkt in Patientendaten wird ein Analysetool entwickelt, welches als Softwaretool für Kliniken zur Verfügung stehen wird. Es soll die Bildqualität nun auch für Schädel-CT Untersuchungen direkt in Patientenbildern bestimmen können. Diese objektive Bildqualität wird mit subjektiver Bildqualität verglichen.
Das Projekt wird zusammen mit unserer Universitätsklinik und dem Städtischen Klinikum durchgeführt.

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Molecular medical imaging plays a crucial role in modern medical diagnosis, enabling early and personalized therapy for various diseases, especially cancer. However, existing in vivo medical imaging methods have limitations for molecular imaging in humans, such as low sensitivity to molecular processes, limited spatial and temporal resolution, or high exposure to ionizing radiation. To address these challenges, IMMPRINT aims to develop a proof-of-principle demonstrator for in vivo 3D imaging, utilizing X-ray dark-field imaging (DFI) and X-ray fluorescence computed tomography (XFCT) as a novel hybrid tool for personalised tumor profiling, with a specific focus on breast cancer (BC) disease.

DFI will aid the identification of suspicious tumor lesion sites at micrometer scales, followed by a detailed high spatial resolution molecular assessment at the local tumor level using XFCT. As a result of this approach, exposure to body-wide high ionizing radiation doses, as seen in nuclear medical imaging methods, can be confined to regions of interest, thus promoting patient safety. The DF-XFCT will rely on various pillars of innovative technology development, from novel detectors to integrated in vivo, in vitro bio-diagnostics. X-ray fluorescence is emitted when nanoparticles are excited by X-rays. Within IMMPRINT, distinct signatures of intra- and inter-tumor heterogeneity in BC will be identified, which are suitable for detection by specifically designed and targeted nanoparticles. The IMMPRINT system for hybrid DF-XFCT imaging will include standard clinical X-ray sources and will benefit from innovative detectors, enabling concurrent detection of DFI and XFCT, aimed at high spatial and energy resolution.

The unequally distributed data, which includes timing and energy information, requires the development of new methods to extract 3D imaging information from this data, providing insights into the functional, molecular, and anatomical properties of BC disease. The IMMPRINT imaging system will allow new approaches for better medical diagnosis and also new biomedical research. It will demonstrate the technical feasibility on the lab scale and potentially form the basis for the commercial development of a system. The consortium unites expertise from all fields mentioned above and is using nationally and internationally funded large-scale infrastructures.

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The main aims of IMAGEOMICS are to improve benefit/risk ratio of breast cancer (BC) patients by identifying patients with a predicted favourable response to combined radiotherapy (RT) and immunotherapy and to develop new imaging modality with increased diagnostic potential and reduced ionizing radiation exposure. These aims will be realized through the following specific objectives: a) investigate how RT influences immunogenic heterogeneity of BC cells of different molecular subtypes using in vitro and in vivo approaches; b) test the applicability of nanoparticles for X ray fluorescence computed tomography (XFCT) to be used for the detection of BC heterogeneity; c) to identify local and systemic signatures that predict patient benefit from combined RT and immunotherapy and test their clinical applicability; d) to integrate data retrieved from experimental models and human studies with epidemiological data to build up a protocol for optimal patient stratification.

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Bei der Lungentuberkulose handelt es sich um eine Infektion der Lunge, von der man annahm, dass sie in den modernen Industrieländern ausgerottet sei. Es gibt jedoch wieder eine steigende Zahl von Fällen. Außerdem besteht aufgrund der großen Zahl von Flüchtlingen ein zusätzlicher Bedarf, mögliche Infektionen frühzeitig zu erkennen. Dies gilt insbesondere, da die Tuberkulose immer noch eine der häufigsten Infektionskrankheiten weltweit ist. Röntgenaufnahmen sind zumindest bei jungen Patienten kein leicht zu rechtfertigendes Verfahren. Der Goldstandard für die Diagnose von Tuberkulose ist der kulturbiologische Nachweis von Mycobacterium tuberculosis. Dies ist ein recht langwieriges und kompliziertes Verfahren. Es wäre wünschenswert, stattdessen ein schnelles und einfaches Diagnoseinstrument zu haben, denn das könnte die prinzipiell sehr wirksamen Therapieansätze fördern, wenn sie in frühen Stadien angewendet werden. Da wir aus früheren Studien wissen, dass sich mit der Atemgasanalyse Veränderungen im Stoffwechsel und insbesondere infektionsbedingte Veränderungen nachweisen lassen, untersuchen wir die Möglichkeit, Tuberkulose mit der Atemgasanalyse zu diagnostizieren.
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Molecular imaging, such as Positron Emission Tomography has an important

impact in diagnostic, while it started only recently to be integrated into interventional procedures. Interventional molecular imaging
can provide guidance to localize a target; provide in-room, post-therapy assessment; monitoring of targeted therapeutics delivery.
Interventional molecular imaging is generally based on commercial whole-body PET/CT scanners, which limit the possibility of an entire surgical guidance
procedure, while on-site integration of dedicated devices would definitely benefit the entire guidance.
This project focuses on the study of a dedicated detector, and the potential impact of its integration in brain interventional procedures.

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Ein internationales Forschungsteam wird europaweit gültige Qualitäts- und Sicherheitsstandards für die Anwendung ionisierender Strahlung bei der Diagnose und Behandlung von Krebserkrankungen entwickeln. Dazu wird eine europäische Datenbank mit patientenspezifischen Diagnose- und Therapiedaten sowie Behandlungsempfehlungen aufgebaut. Diese Datenbank soll über Ländergrenzen hinweg vergleichbare Standards bei der Anwendung ionisierender Strahlen sicherstellen und den Medizinern helfen, die Strahlenbelastung von Patientinnen und Patienten auf ein sinnvolles Maß zu reduzieren, individuell zu optimieren und somit die Sicherheit und Qualität in der Versorgung von Tumorerkrankten europaweit verbessern.
Im Zentrum des Forschungsprojektes steht die Frage, inwiefern die Qualität der diagnostischen Bildgebung, zum Beispiel von Computertomografien, mit der verabreichten Dosis und dem Strahlentherapieerfolg in einem direkten Zusammenhang steht und so optimiert werden kann, dass die Behandlung des Patienten mit möglichst geringen Nebenwirkungen und möglichst wenigen langfristigen negativen Effekten für den einzelnen Patienten durchgeführt werden kann.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird in einem ersten Schritt eine in Vorprojekten entwickelte Software zur Bewertung der Bildqualität von Computertomografien in 5 beteiligten europäischen Krankenhäusern eingeführt. Später sollen die u.a. in Magdeburg entwickelten Verfahren in möglichst vielen europäischen Kliniken zum Einsatz kommen.
Das Projekt i-Violin wird gefördert durch das EU4Health Gesundheitsprogramm und unterstützt das Ziel des europäischen Plans, zur Krebsbekämpfung (Europe’s Beating Cancer Plan) hohe Standards in der Krebsbehandlung sicherzustellen. Außerdem sind es der SAMIRA-Aktionplan sowie die strategische Forschungsagenda von ESR EuroSafe Imaging und EURAMED Programme, die sich in i-Violin wiederfinden. Die Partnereinrichtungen sind das European Institute for Biomedical Imaging Research, die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, die Universitätsmedizin der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, das Polytechnic Institute of Coimbra in Portugal, die University of Crete, Greece, das Clinical Hospital Dubrava in Kroatien, die University Medical Centre Ljubljana, Slowenien, KU Leuven in Belgien, das University College Dublin, und die National University of Ireland Dublin in Irland sowie die Finnish Radiation and Nuclear Safety Authority in Finnland.

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Das übergeordnete Ziel des auf vier Jahre angelegten SINFONIA-Projekts ist die Entwicklung neuartiger Forschungsmethoden und -instrumente, die eine umfassende Bewertung des Risikos schädlicher Auswirkungen auf Patienten, Arbeitnehmer, die Öffentlichkeit und die Umwelt durch die Strahlenexposition bei der Behandlung von Patienten mit Verdacht auf oder Diagnose von Lymphomen und Hirntumoren ermöglichen.

SINFONIA wird neuartige Instrumente und Methoden entwickeln, die an zwei geeigneten klinischen Beispielen, nämlich Lymphomen und Hirntumoren, demonstriert werden sollen. Die Ergebnisse der SINFONIA-Forschung sind jedoch nicht auf die beiden spezifischen Arten von Krankheiten beschränkt. Einige der Verfahren, die an Lymphom- und Hirntumorpatienten durchgeführt werden, gelten auch für Patienten mit anderen Krankheiten, und die für diese beiden Patientengruppen entwickelten SINFONIA-Methoden zur Bewertung der Strahlendosis und des Risikos werden auch auf andere Krankheiten anwendbar sein.
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Etwa ein Drittel der Patienten mit einer depressiven Störung (MDD) spricht nicht auf mindestens zwei verschiedene Therapien mit Antidepressiva an. Diese Betroffenen bräuchten so früh wie möglich andere Behandlungsoptionen. Leider gibt es derzeit keine nicht-invasiven, leicht und häufig anwendbaren Biomarker, die die Diagnose einer unipolaren depressiven Störung (MDD) erleichtern oder die Entscheidungsfindung zur Therapiewahl unterstützen könnten. Da die Lunge als Gasaustauscher zwischen der inneren und äußeren Umgebung fungiert, könnten die Auswirkungen der MDD leicht durch die Analyse des ausgeatmeten Atems beurteilt werden. Solche Verfahren werden bereits beim Alkoholtest und beim Diabetes mellitus erfolgreich eingesetzt. In einer Pilotstudie an 25 Patienten mit MDD und 25 gesunden Probanden konnten wir Marker finden, die sich signifikant zwischen den Gruppen unterscheiden und die eine gute Klassifikation mit einer Genauigkeit von über 80 % in Test- und Validierungssamples ergaben. Ziel der Studie ist es Signaturen aus der Ausatemluft zu identifizieren, die eine depressive Episode bei MDD und vom gesunden Zustand unterscheiden. Außerdem soll untersucht werden, durch welche Faktoren (Behandlung, Ernährung, Umwelt) diese Signaturen beeinflusst werden, ob die identifizierten Signaturen Hinweise auf den Krankheitsverlauf geben können und ob sie Parallelen zur Dysregulation der Kortisolantwort während des Aufwachens, die bei der Depression gezeigt wurde, aufweisen. Es werden in einem Testsample 80 Patienten mit MDD nach DSM-V (davon 40 aktuell frei von antidepressiver medikamentöser Behandlung und 40 mit laufender antidepressiver Behandlung) und 80 gesunde Probanden eingeschlossen. Des Weiteren werden in einem Bestätigungssample 40 Patienten mit MDD (davon 20 derzeit frei von antidepressiver medikamentöser Behandlung und 20 mit laufender antidepressiver Behandlung) und 40 gesunde Probanden rekrutiert. Die klinischen Untersuchungen und die Atemluftmessungen werden nach 14 und 28 Tagen wiederholt. Die Analyse der Atemluft erfolgt mittels Protonentransferreaktionsmassenspektrometrie (PTR-TOF-MS). Zusätzlich wird eine Bestimmung der dahinterliegenden Substanzen mit GC-GC-TOF-MS durchgeführt. Die Umgebungsbedingungen und die Sammelmethode mittels "Tedlar"-Beuteln werden kontrolliert. Dadurch wollen wir einen Marker entwickeln mit dem die Diagnose Depression unterstützt werden könnte, wobei dies danach in einer klinischen Biomarkerstudie gezeigt werden muss.

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Auf dem Gebiet der Medizinphysik und Medizintechnik ist die Nutzung von KI-basierten Verfahren besonders im Bereich des Strahlenschutzes und hier insbesondere in der medizinischen Bildgebung, die für nahezu 100% der zivilisatorischen Strahlenexposition von 1,9 mSv pro Jahr verantwortlich ist [Unterrichtung durch die Bundesregierung: Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung im Jahr 2013], äußerst vielversprechend. Dort ließe sich dank der neuen disruptiven Technologien von KI ein enormes Dosiseinsparpotential realisieren.
Das Ziel des Verbundvorhabens ist daher die Entwicklung, Implementierung und Erprobung von KI-Verfahren zur signifikanten Reduktion der Strahlendosis in der medizinischen Bildgebung mit ionisierender Strahlung. Dies soll durch Verbesserung der Bildqualität und des Strahlenschutzes für medizinische Bildgebungsverfahren basierend auf ionisierender Strahlung geschehen.
Um eine ganzheitliche/holistische und systematische Betrachtungsweise zu ermöglichen, adressiert das Projektvorhaben, die interventionelle Bildgebung bei der sowohl diagnostische als auch therapeutische Ziele mit Hilfe von Computertomografie, Angiographie und Nuklearmedizin realisiert werden.
Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Entwicklung und Etablierung intelligenter Algorithmen für (I) die Dosisreduktion, (II) die Verbesserung der Bildqualität und (III) Reduktion der Bewegungsartefakte sowie die (IV) interventionelle Charakterisierung von Gewebe bei medizinischen Strahlenanwendungen - Anwendungen, die alle dem Strahlenschutz zuzuordnen sind. Dabei steht die Erhöhung der Sicherheit für Patienten und medizinisches Personal im Vordergrund, so dass ein wertvoller Beitrag zur positiven Wahrnehmung von KI in der breiten Bevölkerung geleistet werden kann.

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Radiation protection in medical applications is well established throughout Europe, however still facing challenges like large differences in procedures between countries, but even within a country or even within a hospital. In addition, new promising approaches like new technologies as e.g. artificial intelligence or personalized medicine approaches need to be investigated regarding their potential for medical radiation protection. The European Alliance for Medical Radiation Protection Research (EURAMED) platform has been found to promote such research in the EC research programme . Together with five other platforms research in the field of radiation protection is promoted basically in the EURATOM framework. Acknowledging the importance of medical applications as the largest man-made source of exposure and the great possibilities of applying ionizing radiation in medicine the EURATOM programme has launched a call for a coordination and support action to develop a strategic research agenda (SRA) on medical applications of ionizing radiation in general allowing to improve links to other programs like HEALTH or DIGITALIZATION.

A consortium called EURAMED rocc-n-roll has been put together to fulfil the task of developing such an SRA partially based on the existing EURAMED SRA on medical radiation protection. In addition it will also develop a roadmap describing how this research agenda can be implemented. An interlink document showing the potential distributions of the different European research programmes to such defined approaches will also be developed. All these documents need to be derived based on a broad consensus of all stakeholders especially also including the patients’ perspective. Therefore, EURAMED rocc-n-roll is based on a series of workshops and writing panels. The workshops will allow contributions by interested stakeholders in person or through members of the consortium.
OvGU is serving as the scientific coordinator of the project.

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Laut Smith (Smith, 2011) kosten Hirnleistungsstörungen Europa jährlich fast 800 Milliarden Euro (1 Billion US-Dollar) - mehr als Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes zusammen.

Schwerwiegende depressive Störungen (MDD) können mit Psychotherapie und/oder Antidepressiva wirksam behandelt werden. Allerdings spricht immer noch ein Drittel der Patienten nicht darauf an und benötigt so früh wie möglich andere Behandlungsmöglichkeiten (Kennedy und Giacobbe, 2007).
Eine mögliche neue Methode zur Früherkennung könnte die Atemgasanalyse sein, die bereits für Alkoholtests eingesetzt wurde und sich kürzlich als klinisch anwendbar erwiesen hat, z. B. zur Erkennung von Diabetes. [Da die Lunge als Gasaustauscher zwischen dem inneren System und der äußeren Umgebung fungiert, kann das innere System bei Störungen wie MDD durch die Analyse der ausgeatmeten Luft bewertet werden, insbesondere im Hinblick auf stressbedingte Reaktionen.
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Die molekulare Bildgebung ist heute entweder durch Systeme begrenzt, die eine hohe räumliche und zeitliche Auflösung, aber eine sehr geringe Empfindlichkeit für Kontrastmittel oder molekulare Marker bieten (CT, MRI), oder durch solche Systeme, die eine hohe Empfindlichkeit, aber eine sehr schlechte räumliche und vor allem zeitliche Auflösung bieten (SPECT, PET). Die Röntgenfluoreszenz wäre eine Möglichkeit, solche Einschränkungen zu überwinden, da sie prinzipiell schnelles Scannen, hohe räumliche Auflösung und eine gute Empfindlichkeit bieten könnte. Um solche effizienten Ansätze zu erhalten, benötigt man Scan-Geometrien mit schnell steuerbaren Röntgenquellen, die in ihrer Strahlenergie einstellbar sein sollten. Eine solche Bildgebungsmethode würde auch im laufenden Betrieb ein anomisches Bild erzeugen. Wir simulieren solche Systeme und versuchen, mit unseren Kooperationspartnern Demonstrationsexperimente aufzubauen.
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Wir bauen Systeme für Dunkelfeld- und absorptionsbasierte Röntgenabbildungssysteme, z.B. mit Scanning-Beam-Technologien, entwickeln und charakterisieren entsprechende Detektorsysteme und Abbildungsgeometrien. Die Gesamtsysteme für die beiden unterschiedlichen Arten von Abbildungssystemen werden simuliert und in Prototypen umgesetzt.
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Zur Optimierung des Strahlenschutzes für den Patienten und für eine optimale Bildaufnahme ist es wesentlich die Verteilung der Radiopharmaka im Körper über die Zeit zu kennen. Da dies nicht trivial für jeden Patienten zu messen ist, werden in Kooperation mit Kliniken nuklearmedizinische Daten im Zeitverlauf aufgenommen. Damit werden dynamische Kompartmentmodelle erstellt und die Parameter bestimmt. Die Unsicherheit in der Bestimmung der Parameter und die Sensitivität des Modells für die einzelnen Parameter werden untersucht, um festzustellen, welche Einflußparameter besonders bedeutsam sind. Im Anschluß können reale Patientendaten mit den Modellvorhersagen verglichen werden, um optimierte Zeitschemata für die Bildgebung und optimierte Therapieparameter zu finden bzw. die Dosimetrie für den Patienten zu verbessern.

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Ein neu konzipiertes, speziell entwickeltes Brust-CT-System, das auf der neu entwickelten CT d Or-Geometrie basiert und in diesem Fall auf einer Elektronenkanone mit einem speziellen Abbildungssystem und einem speziellen Zielring beruht, wurde eingerichtet. Dies würde ein sehr schnelles Scannen und eine größere Abdeckung des Brustvolumens (näher an der Brustwand) als bei den derzeitigen Brust-CT-Systemen ermöglichen, von denen es nur sehr wenige gibt. Die neue Geometrie erfordert jedoch einen ganz neuen Ansatz für ein Detektorsystem, da es in Spalten aufgeteilt werden muss und die Elektronik erhalten bleiben muss und die Quellenpositionen nicht verdecken darf. Wir simulieren das mögliche Detektordesign, entwickeln einen Prototyp eines elektronischen Systems und einen Prototyp eines Detektors.
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Die Dunkelfeld-Bildgebung beruht auf Unterschieden in der Streukomponente der Röntgenstrahlenverteilung, die auf unterschiedliche strukturelle Bedingungen im Gewebe zurückzuführen sind. In vielen Ansätzen ist diese Komponente ein Nebenprodukt der Phasenkontrast-Bildgebung. Da die Phasenkontrast-Bildgebung stark von den Bewegungen des Patienten abhängt und für Anwendungen in der menschlichen Gewebecharakterisierung für die in vivo-Bildgebung dosisintensiv ist, konzentrieren wir uns direkt auf die Dunkelfeld-Röntgenbildgebung. Es wird ein spezielles System für dosisoptimierte Bildgebung entwickelt. Im Rahmen des aktuellen Projekts konzentrieren wir uns auf die Bildgebung der Brust.
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Neue molekulare Bildgebungstechniken basierend auf monoenergetischen Röntgenquellen und basierend darauf zum Beispiel auf Röntgenfluoreszenzbildgebung erlauben das Nachverfolgen von Nanopartikeln im Körpern. Koppelt man derartige Nanopartikel an Pharmaka kann man deren Aufenthalt zu verschiedenen Zeitpunkten im Körper nachverfolgen und so die optimale Wirksamkeit der Pharmaka sicher stellen. Die Bildgebung ist noch nicht komplett verfügbar, so dass in diesem Projekt die spezielle Rekonstruktion erarbeitet werden soll, um 3D Darstellungen zu ermöglichen. Zudem müssen die Daten in kinetische Modelle eingepasst werden, um so Vorhersagen über die wahrscheinlichsten Verläufe der Anreicherungen im Körper treffen zu können.

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Medical imaging quality description is today either based on investigating with objective physical mathematical methods images of certain test objects or on subjective reader evaluations. The objective methods can be either based on methods applicable in the Fourier domain or those in the spatial domain. While analytics in the Fourier domain are often quite easy they are often difficult to interpret in terms of provided diagnostic performance. Image quality analysis in the spatial domain is on the other hand typically limited to very specific tasks and complicated to perform. Human reader studies very often result in very different results and are very time consuming. We want to develop a way to characterise patient images based on physical methods to describe image quality so that fast objective measurements correspond to human reader studies. That would allow qulaity assurance on real patient images in the future.

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Die neu entwickelte Geometrie für CT-Anwendungen namens WATCH ermöglicht einen CT-Scan mit variabler Auflösung, sowohl in liegender als auch in sitzender und stehender Patientenposition. Es ist ein offenes System mit einfachem Zugang für den Radiologen und kann von einem Robotersystem gesteuert werden. Obwohl das System und die verwendete Rekonstruktion sehr tolerant gegenüber Bewegungsfehlern sein sollten, gilt dies nicht für geometrische Fehlausrichtungen. Daher konzentrieren wir uns darauf, das robotergesteuerte System mit einem 3D-Bilddetektor und einem Kalibrierungssystem auszustatten. Dieses Kalibrierungssystem kann auch für Standard-CT verwendet werden.
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Die Flugzeit (Time of Flight, TOF) in der PET-Bildgebung verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis im umgekehrten Verhältnis zur zeitlichen Auflösung. Die Coincidence Resolving Time (CRT) beträgt bei kommerziellen PET-Scannern etwa 500 ps (FWHM), aber die derzeitige Technologiegrenze liegt bei 10 ps CRT (FWHM), was einer räumlichen Auflösung von 1,5 mm entspricht.

TOF erhöht die Fähigkeit zur Erkennung von Läsionen, die Robustheit der iterativen Rekonstruktion und verringert die Verzerrungen bei der Quantifizierung durch verbesserte
Abschwächung, Streuung und Zufallskorrekturen. In dieser Untersuchung werden durch Simulationen die möglichen Verbesserungen bei der Bildgebung des Gehirns durch die CRT-Technologie unter 100 ps sowohl bei statischen als auch bei dynamischen Untersuchungen des Gehirns untersucht.
Wir werden Prototypen von PET-Detektoren entwickeln.
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Die Computertomographie ist die größte vom Menschen verursachte Quelle ionisierender Strahlung für die Bevölkerung in entwickelten Ländern wie Deutschland. Hier sind mehr als 60 % der effektiven Dosis, die Patienten erhalten, auf CT-Untersuchungen zurückzuführen. Da jedoch nur kleine Teile des Körpers der ionisierenden Strahlung ausgesetzt sind, ergeben sich für einzelne Organe recht hohe Dosen. Um die Dosisverteilungen und ihre möglichen Auswirkungen weiter beurteilen zu können, ist es notwendig, die Dosisverteilungen auf verschiedene Organe im Detail zu bestimmen. Da es unmöglich ist, solche Dosen im Inneren des Körpers zu messen, müssen Simulationen durchgeführt werden. Deren Genauigkeit hängt stark von einer genauen Charakterisierung der CT-Parameter ab, einschließlich der Kalibrierung von Dosismessungen und der Bestimmung oder Charakterisierung des Bowtie-Filters von CT-Systemen. Es wurden verschiedene Messungen zur Charakterisierung von Bowtie-Filtern und Dosiswerten als Grundlage für die folgende Simulation von Patientendosisverteilungen entwickelt und durchgeführt.
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SAFIR (Small Animal Fast Insert for mRi) ist ein innovativer, hochauflösender PET-Detektor-Einsatz für die MRT, der für die quantitative dynamische Bildgebung von Kleintieren in der Bohrung eines kommerziellen präklinischen 7T-MRT-Scanners (Bruker 70/30, http://tinyurl.com/BrukerBiospec) an der Universität Zürich, Institut für Pharmakologie und Toxikologie, eingesetzt wird. Das Projekt zielt auf eine noch nie dagewesene zeitliche Auflösung (etwa 5 Sekunden) und eine wirklich simultane PET/MR-Erfassung ab.
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Bei der Krebsbehandlung beruhen sowohl die Ionenstrahl- als auch die Alpharadionuklidtherapie auf der hohen Ionisierungsdichte von Hadronen. Die stochastische Natur der Hadronenwechselwirkung im Gewebe und die Komplexität der Wechselwirkungsmuster

eine bessere Beschreibung der strahlenbiologischen Wirkung von Hadronen im Gewebe erfordern, die nicht
wie bei der konventionellen Strahlentherapie durch eine einzige dosimetrische Größe adäquat reflektiert werden,
z.B. mittlere Energiedosis zum Zielvolumen. MedAustron, das österreichische Zentrum für Ionenstrahltherapie, entwickelt in Zusammenarbeit mit der Universität Rom, Tor Vergata, Halbleiter-Diamantdetektoren für die Dosimetrie und Mikrodosimetrie in der Ionenstrahltherapie. Das Potenzial solcher (Mikro-)Dosimeter in Bezug auf die Alpha-Radionuklid-Target-Therapie, die 90Y-Radioembolisation und andere Behandlungsmodalitäten wird im Rahmen dieses Projekts untersucht.
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