Virtual clinical trials for spectral photon-counting CT
- Reference number
- APR20-0012
- Project leader
- Fredenberg, Erik
- Start and end dates
- 220401-280330
- Amount granted
- 1 499 994 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Life Science Technology
Summary
Photon-counting has the potential to revolutionize x-ray imaging by improving spatial, contrast, and spectral resolution. Numerous applications will target prevalent disease and enable personalization. Clinical use of the technology has been limited, but the tipping point when spectral photon-counting computed tomography (SPCCT) becomes feasible is approaching rapidly. CT is the largest x-ray modality, and a strong need is building up for technical and clinical investigation of SPCCT. The gold standard for such investigations is a patient trial, non-arguably effective, but also expensive, time-consuming and should be used restrictively to minimize radiation burden. Virtual clinical trials (VCTs) can be a fast, cost-effective, ethically sound complement to patient trials, not least for cutting-edge technology development with many and swift prototype iterations. In a VCT, patient population, imaging system response, and image interpretation, are computer simulated. Development has accelerated in recent years and VCTs are even gaining acceptance by regulatory bodies to complement patient trials. The project will develop a framework for VCTs of SPCCT, which does not exist today. The focus will be development and validation of system and detector simulation platforms, combined with existing software phantoms and observer models, validated for SPCCT. The framework is expected to become a crucial tool for the technical and clinical development of SPCCT in Sweden and globally.
Popular science description
Fotonräkning är nästa steg inom datortomografi (CT) och möjliggör detektering av enstaka fotoner I röntgenstrålningen. Tekniken kommer att leda till förbättrad upplösning och möjligheten att detektera energin på fotoner, d.v.s. att se “färg”. Hittills har tekniken begränsats av det höga fotonflödet i CT men flera forskningsgrupper och kommersiella företag arbetar på att få ut tekniken i kliniskt bruk och Sverige ligger i framkant. Eftersom CT är den mest använda röntgenmodaliteten kommer det här paradigmskiftet att resultera i en stor ökning av antalet möjliga kliniska tillämpningar av fotonräknande CT. För att utvärdera kliniska tillämpningar använder man sig traditionellt av kliniska studier som är en effektiv metod för att undersöka om en viss tillämpning fungerar. Kliniska studier är dock dyra och tar tid att genomföra. Dessutom bör de användas restriktivt i de fall där patienter utsätts för extra strålning. Virtuella kliniska prövningar är ett koncept som har rönt stort intresse under senare år. I en virtuell klinisk prövning datorsimuleras hela bildkedjan, inklusive patientens anatomi och detektorn och röntgensystemets egenskaper. De bilder som genereras kan antingen granskas av människor, t.ex. erfarna radiologer, eller av virtuella observatörer. Målet med det här projektet är att utveckla en plattform för att göra virtuella kliniska prövningar av fotonräknande CT. Något liknande finns inte i dagsläget. En plattform för virtuella kliniska prövningar skulle kunna öka utvecklingstakten av tekniken för att snabbare få den i kliniskt bruk och dessutom möjliggöra för att utveckla kliniska tillämpningar av tekniken. Projektet är ett samarbete mellan General Electric, Prismatic Sensors AB, KTH och MedTechLabs.