Eigenschaften und Anwendungen der Flächendetektor-basierten Volumen-Computertomographie

Zusammenfassung

Ziel: Die Charakterisierung eines Flächendetektor-basierten Volumen-Computertomographie-Systems (flat panel-VCT, fp-VCT) als eine neue CT-Methode mit sehr hoher isotroper Ortsauflösung bei gleichzeitig hoher z-Achsenabdeckung. Material und Methoden: Mit dem Prototypen eines fp-VCT mit einer Detektorzellgröße von 0,2 mm konnten zahlreiche Phantomstudien, Präparateaufnahmen und tierexperimentelle Untersuchungen erfolgreich unternommen werden. Ergebnisse: Die höhere Ortsauflösung kann für eine genauere Volumetrie von simulierten soliden Tumoren verwendet werden, sodass frühere Aussagen über einen Behandlungserfolg möglich sind. Im Tierexperiment gelingt es ferner, Ganzkörper-Blutflussmessungen bei Mäusen vorzunehmen. Die höhere Ortsauflösung ermöglicht außerdem eine verbesserte Klassifizierung atherosklerotischer Plaques humaner Koronararterien von explantierten Herzen. Durch die Abbildung auch intramyokardialer Koronararteriensegmente werden Untersuchungen der myokardialen Versorgung über Kollateralgefäße möglich. Für experimentelle skelettale Anwendungen wird die ortsgenaue Analyse kleinster Knochenstrukturen, z. B. im Felsenbein, sowie von dentalen Präparaten möglich. Hinzu kommen Verlaufsuntersuchungen der Knochenbruchheilung und der Osteoporosebehandlung. Schlussfolgerung: Die Einführung der fp-VCT eröffnet der Computertomographie neue Anwendungsgebiete, auch auf dem Gebiet der molekularen Bildgebung, die eine zukünftige Anwendung im klinischen Kontext attraktiv machen. Limitationen durch die begrenzte Zeitauflösung bedürfen weiterer Verbesserungen der Gerätetechnik.

Abstract

Purpose: To assess a new flat panel volume computed tomography (FP-VCT) with very high isotropic spatial resolution as well as high Z-axis coverage. Materials and Methods: The prototype of an FP-VCT scanner with a detector cell size of 0.2 mm was used for numerous phantom studies, specimen examinations, and animal research projects. Results: The high spatial resolution of the new system can be used to accurately determine solid tumor volume, thus allowing for earlier assessment of the therapeutic response. In animal experimentation, whole-body perfusion mapping of mice is feasible. The high spatial resolution also improves the classification of coronary artery atherosclerotic plaques in the isolated post mortem human heart. With the depiction of intramyocardial segments of the coronary arteries, investigations of myocardial collateral circulation are feasible. In skeletal applications, an accurate analysis of the smallest bony structures, e. g., petrous bone and dental preparations, can be successfully performed, as well as investigations of repetitive studies of fracture healing and the treatment of osteoporosis. Conclusion: The introduction of FP-VCT opens up new applications for CT, including the field of molecular imaging, which are highly attractive for future clinical applications. Present limitations include limited temporal resolution and necessitate further improvement of the system.

Experimental study - CT - quantitative CT - high resolution CT

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