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Articles by Tobias Funk in JoVE
JoVE Clinical and Translational Medicine
X-ray Dosisreduktion durch Adaptive Exposure in Durchleuchtungs Imaging
Wir entwickeln eine dynamische adaptive Aufnahmetechnik mit unseren Abtaststrahl digitalen Röntgenanlage. Anstatt auszusetzen ein Objekt gleichmäßig, wird die Belichtung angepasst abhängig von der Deckkraft des Objekts. Hier zeigen wir ein Experiment mit einer anthropomorphen Phantom, das in einer Dosis Einsparung von 30% geführt.
Other articles by Tobias Funk on PubMed
Chemisch Verschiedenen Ni Standorten in Der A-Cluster in Der Beta-Untereinheit Acetyl-CoA Decarbonylase /-Synthase-Komplex Aus Methanosarcina Thermophila: Ni L-Kante Absorptions-und Röntgen-magnetischen Circulardichroismus Analysen
Ein Neuartiger Ansatz Zur Multipinhole SPECT Myokardiale Perfusion Imaging
Myokardiale Perfusion imaging mit SPECT bleibt kritisch wichtig für Diagnose, Beurteilung und Behandlung der koronaren Herzkrankheit zu analysieren. Allerdings leidet herkömmlichen rotatorischen SPECT verlängerte Studie Mal wegen der relativ niedrigen Erkennung Effizienz. Wir haben deshalb einen multipinhole Kollimator untersucht, der die Erkennung-Effizienz bei kardialen SPECT bei gleichzeitiger Bildqualität vergleichbar mit rotatorischen SPECT Standardtechniken mit Parallel-Loch Kollimation um den Faktor 5, verbessern könnte.
Ein Multipinhole Kleines Tier SPECT System Mit Submillimeter Räumlicher Auflösung
Single Photon Emission computed Tomography (SPECT) ist eine wichtige Technologie für molekulare Untersuchungen bei Kleintieren. In dieser Arena gibt es eine steigende Nachfrage nach Hochleistungs-Bildsysteme, die verbesserte räumliche Auflösung und Erkennung Effizienz bieten. Wir haben ein multipinhole kleines tierisches-imaging-System basierend auf Stellung empfindlich Lawine Fotodiode (PSAPD)-Detektoren mit dem Ziel der Submillimeter räumlicher Auflösung und hohe Erkennung Effizienz, die uns die Strahlung Dosis, um das Tier zu minimieren und verkürzen Sie den Zeitaufwand für die bildgebende Untersuchung ermöglichen gestaltet. Unser Design wird rund um die Uhr an 8 mm2 PSAPD Detektormodule gekoppelt mit Thallium-dotiertes Cäsium Jodid [CsI(Tl)]-Szintillatoren, die eine systeminterne räumliche Auflösung 0,5 mm bei 140 erreichen können verwenden keV. Diese Detektoren werden in Ringe 24-Module angeordnet werden; das Tier ist in der Mitte des 9 ortsfeste Detektor-Ringe, die Projektion von dem Tier mit einem zylindrischen Wolfram multipinhole Kollimator Datenerfassung, positioniert. Das Tier wird auf einem Bett unterstützt, um die zentrale Achse, eckig Probenahme des Objekts zu erhöhen erschüttert werden kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen SPECT-Lochkamera-Systemen – in unserem Design sieht jeder Lochkamera nur einen Teil des Objekts. Das Ensemble der Projektion Daten von allen multipinhole Detektoren bieten jedoch kantig Probenahme, die ausreicht, um die tomographische Daten aus dem Objekt zu rekonstruieren. Die Leistung dieser Multipinhole PSAPD imaging-System simuliert wurde mit einem Strahl-Ablaufverfolgung-Programm, das die entsprechenden Modelle Ausbreitung Funktionen zeigen und dann mit der Leistung eines zwei Spitzen Lochkamera-SPECT-Systems verglichen wurde. Die Erkennung Effizienz beider Systeme wurde simuliert und Projektion Daten über einen Hot-Rod phantom erzeugt und rekonstruiert, um räumlichen Auflösung zu bewerten waren. Entsprechenden Poisson-Lärm wurde zu simulieren einer Erfassungszeit von 15 min und eine Aktivität von 18,5 MBq in das Phantom verteilt Daten hinzugefügt. Beide Datensätze wurden mit einem ML-EM-Wiederaufbau-Algorithmus rekonstruiert. Darüber hinaus wurde die Abbildungsleistung der beiden Systeme mit Phantom Homogenität und eine realistische digitale Maus-Phantom ausgewertet. Simulationen zeigen, dass unsere vorgeschlagene System einer räumlichen Auflösung von 0,8 mm und einem durchschnittlichen Erkennung-Wirkungsgrad von 630 cps/MBq. Dagegen produzieren Simulationen des unter der Leitung von zwei Lochkamera SPECT Systems einer räumlichen Auflösung von 1,1 mm und einem durchschnittlichen Erkennung-Wirkungsgrad von 53 cps/MBq. Diese Ergebnisse legen nahe, dass unser neuartige Design hohen räumlichen Auflösung erzielen und die Erkennung-Effizienz, indem mehr als eine Größenordnung im Vergleich zu einem zwei Spitzen Lochkamera-SPECT-System verbessern wird. Wir erwarten, dass dieses System SPECT mit Submillimeter räumlicher Auflösung, hoher Durchsatz und geringen Strahlenbelastung geeignet für in-vivo Bildgebung bei Kleintieren durchführen kann.
Monte-Carlo-Simulationen Der Gamma-Kompaktkameras, Die Auf Der Grundlage Von Lawine Fotodioden
Lawine-Fotodioden (APDs) und insbesondere Position-Sensitive-Lawine-Fotodioden (PSAPDs), sind eine attraktive Alternative zum Photomultiplier-Röhren (PMTs) zum Auslesen von Szintillatoren für PET und SPECT. Diese Solid-State-Geräte bieten hohe Verstärkung und Quanteneffizienz, und kann möglicherweise dazu führen, dass mehr kompakte und robuste Bilderfassungssysteme mit verbessert räumliche und Energieauflösung. Um diese Leistungsverbesserung zu bewerten, haben wir die Monte Carlo-Simulationen von Gamma-Kameras, die auf der Grundlage von Lawine Fotodioden durchgeführt. Insbesondere untersucht wir die relativen Verdienste der diskreten und PSAPDs in einer einfachen kontinuierlichen Kristall-Gamma-Kamera. Die simulierte Kamera wurde entweder eine 4 x 4-Arrays von vier Kanäle, 8 x 8 mm2 PSAPDs oder eine 8 x 8-Array von 4 x 4 mm2 diskrete APDs komponiert. Diese Konfigurationen erfordern jeweils 64 Kanäle Auslesen wurden verwendet, um die Szintillation Licht aus einem 6 mm dicken kontinuierliche CsI:Tl Kristall für das gesamte 3,6 x 3,6 cm2 Fotodioden-Array gelesen. Die Simulationen, durchgeführt mit GEANT4, entfielen auf die optischen Eigenschaften des Materials, der Rauschen Fotodioden und der nichtlinearen kostenlos-Division im PSAPDs. Die Leistung der simulierten Kamera wurde im Hinblick auf die räumliche Auflösung, Energieauflösung und räumliche Homogenität bei 99mTc ausgewertet (140 keV) und 125I (ungefähr 30 keV) Energien. Systeminterne räumliche Auflösungen von 1.0 und 0,9 mm wurden für die APD und PSAPD-basierte Kameras bzw. bei 99mTc und entsprechenden Werten von 1,2 bis 1,3 mm FWHM für 125I erzielt. Die Simulationen ergeben maximale Energie Auflösungen von 7 % und 23 % für 99mTc und 125I, beziehungsweise. PSAPDs bot außerdem bessere räumliche Homogenität als APDs in das einfache System studierte. Diese Ergebnisse legen nahe, APDs-dar-eine attraktive Technologie besonders kompakt, minimale Sehfeld Gammakameras gewidmet, z. B. kleines Tier oder Orgel Imaging zu bauen.
Computertomographische Metall Artefakt Reduzierung Für Den Nachweis Und Die Quantitative Bestimmung Der Kleine Features, Die Bei Großen Metallischen Implantaten Berechnet: Ein Vergleich Der Veröffentlichten Methoden
Berechnete tomographischen Bildgebung der metallischen Implantate umgebenden Gewebe wird oft durch Metall-Artefakte begrenzt. Dieses Paper vergleicht 3 vorhandenen Metall Artefakt Reduzierung Techniken, die basieren auf Segmentierung der Metall-betroffenen Regionen in systemeigenen Abbildern, gefolgt von Reprojection segmentierten Bereichen Weltraum original Radon, Entfernung von Metall Trace(s) und Wiederaufbau erneuert: Detektor zeilenweise lineare Interpolation, zweidimensionale Interpolation und Kombination der zeilenweisen lineare Interpolation und adaptive Filterung. Für jede Methode experimentieren Verbesserungen CT Nummer Genauigkeit und Signal-Rausch sowie Kontrast-Rausch-Verhältnis in der Nähe von Prothese und fand in der Bild-Peripherie über die Werte für systemeigene Abbilder in ein Phantom ausgewertet wurden Simulation osteolytischen Knochenläsionen unterschiedlicher Größe und Dichte um eine Chrom-Cobalt-Hüftprothese-Stiel. Verbesserung der diagnostische Brauchbarkeit wurde als Läsion Nachweisbarkeit von Größe bewertet. Quantitative und qualitative Ergebnisse zeigten, dass die lineare Interpolation und die Kombination-Methode die Artefakte am effektivsten entfernt. Der mittlere Genauigkeit Fehler über verschiedene Gebiete von Interesse platziert, in unmittelbarer Nähe des Metalls und in der Peripherie des Objekts verminderte 10-fache mit linearer Interpolation. Diese Methoden erhöht den Kontrast-Rausch-Verhältnis bis zu 68 %, gemessen am artefaktfreie Bilder für die am wenigsten dicht Läsion. Qualitativ, die lineare Interpolation und die Kombination-Methode verbessert der Läsion Nachweisbarkeit und Differenzierung der verschiedenen Läsion dichten aktiviert. In der Nähe der Stängel blieben jedoch einige Artefakte für alle Methoden. Wir schließen, dass die veröffentlichte Algorithmen für Metall Artefakt Reduzierung erheblich verbessern Bildqualität für CT-Bildgebung in ein metallisches Objekt und möglicherweise ausreichend für quantitative Messungen mit Ausnahme der direkten Umgebung des metallischen Objekts.
