Hybrid-Pixel-Detektor Technologie für medizinische Bildgebung

Ziel/Aim Hybrid-Pixel-Detektoren (HPD) ermöglichen sowohl Verbesserungen existierender bildgebender Verfahren als auch die Entwicklung neuartiger Modalitäten. Insbesondere in Kombination mit iterativer Rekonstruktion werden HPDs zu versatilen Werkzeugen. Auf dieser Basis wurden in den vergangenen Jahren mehrere bildgebende Methoden entwickelt die medizinische Relevanz besitzen. Dazu zählt neben den Halbleiter-γ-Kameras insbesondere die spektroskopische CT, welche eine direkte Unterscheidung von Materialien ermöglicht. Ein vielversprechendes Verfahren für die medizinische Anwendung ist zudem die Inline-Holographie (IH), die einerseits die Detektion kleinster Features ermöglicht und andererseits einen unkomplizierten und robusten Aufbau verwendet. HPD-basierte Compton-Kameras bieten ebenso aufgrund eines entkoppelten Verhältnisses zwischen Blickfeld und Winkelauflösung Anwendungspotential.

Methodik/Methods Die tomographischen Messungen wurden an experimentellen micro-CT Aufbauten der CTU Prag durchgeführt. Hierbei wurden sowohl verschiedene HPD Designs (Timepix1/3, Medipix3), als auch verschiedene Sensormaterialien (Si, GaAs, CdTe, CZT) in bildgebenden Verfahren charakterisiert. Eigens entwickelte Softwaremethoden wurden in den jeweiligen Anwendungsfeldern erprobt.

Ergebnisse/Results Hier präsentiert werden u.a. die Auflösung metallisch-organischer Interfaces in spektroskopischem CT, die Identifikation kleiner Features in der IH (z.B. Grain-Boundaries <.25µm), sowie eine Methode zur Erhöhung der Systemauflösung in der micro-CT (<.5µm bei 5µm Spot). Desweiteren wird ein HPD-basierter Compton-Kamera Prototyp vorgestellt.

Schlussfolgerungen/Conclusions Verbesserte HPD-Technologien und höhere Rechenkapazitäten bieten weitreichende Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Kamerasysteme. Die in der CT erzielten Verbesserungen können auch für die multimodale Bildgebung interessant sein, insbesondere da HPDs auch im Energiebereich der γ-Strahler messen können.