Integration und Charakterisierung von Hochleistungs-Auslesearchitekturen auf einem RF-durchlässigen Gehirn-PET-Einschub für den gleichzeitigen Betrieb im MR-Scanner

• Antragstellerin: Dr. Ilaria Sacco
• Fachliche Zuordnung: Mikrosysteme ; Biomedizinische Systemtechnik ; Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387857279

Die simultane Datenerfassung aus Positronemissionstomographie (PET) und Magnetresonanztomographie (MRI) ist eine neue Herausforderung in der nuklearmedizinischen Bildgebung. Komplementäre Ergebnisse dieser Technologien erlauben ein kombiniertes System mit signifikanten Verbesserungen der Läsionserkennung.Die ersten integrierten PET / MR-Systeme sind jetzt auf dem Markt, sind allerdings sehr teuer, wodurch ihre Verwendung durch viele interessierte Forscher praktisch verhindert wird. Aus diesem Grund sind Systeme, die für spezifische Bereiche eingesetzt werden und eine entsprechend verringerte Größe haben, eine valide Alternative, welche diese Technologien einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich machen können. Insbesondere die Forschungsgruppe von Dr. Levin an der Stanford University School of Medicine plant einen Gehirn-PET-Einschub, der durchlässig für Radiofrequenz (RF) -Impulse ist und in Kombination mit jedem existierenden MR-Scanner ohne Modifikationen verwendet werden kann. Dieses Einsatz kann kostengünstig hergestellt werden und dazu beitragen, die tatsächlichen Vorteile der kombinierten Bildgebung in neurologischen Anwendungen besser zu verstehen. Die Kandidatin dieses Antrags hat eine leistungsstarke Auslesearchitektur entwickelt, die in einen sehr kompakten ASIC integriert ist und den Anforderungen des PET-Einschubs gerecht wird.Die Elektronik ist für die Verwendung in der MR-Umgebung ausgelegt und erreicht eine sehr gute Zeitauflösung. Ziel dieses Projektes ist die Integration der entwickelten Elektronik in einer sehr kompakten Detektoreinheit sowie deren Charakterisierung und Betrieb in einer realistischen MR-Umgebung. Jede Einheit besteht aus mehr als 700 Szintillatorkristallen, die mit Silicon Photo-Multipliern gekoppelt sind und von 24 ASICs parallel ausgelesen werden.Der gesamte PET-Einschub würde aus bis zu 16 Einheiten bestehen, die eine korrekte Synchronisation und Kalibrierung benötigen. Um die Übertragung von RF-Impulsen zu ermöglichen, ist der Einsatz so ausgelegt, dass er von der MR-Masse isoliert ist. Im Erfolgsfall kann dieser PET-Einschub zusammen mit jedem MR-Scanner verwendet und auch dazu eingesetzt werden, die Vorteile dieser kombinierten Technologien umfassend zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Beteiligte Institution: Stanford University ; School of Medicine ; Department of Radiology
• Gastgeber: Professor Dr. Craig S. Levin