Virtuella kliniska prövningar för fotonräknande spektral-CT
- Diarienummer
- APR20-0012
- Projektledare
- Fredenberg, Erik
- Start- och slutdatum
- 220401-280330
- Beviljat belopp
- 1 499 994 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
Fotonräkning kan revolutionera röntgenavbildning genom att förbättra kontrast samt spatiell och spektral upplösning. Möjliga tillämpningar kan förbättra diagnos och behandling av prevalenta sjukdomar och möjliggöra precisionsmedicin. Hittills har tekniken använts kliniskt i begränsad skala men utvecklingen har nått en punkt där spektral fotonräknande CT (SPCCT) kan bli möjlig. CT är den största röntgenmodaliteten och det finns ett starkt behov för teknisk och klinisk utvärdering av tekniken. Sådan utvärdering görs oftast med i en klinisk studie, en effektiv men också dyr och långsam metod som bör användas restriktivt för att minimera patienters stråldos. Virtuella kliniska prövningar (VCTs) kan vara ett snabbt, kostnadseffektivt och etiskt alternativ till konventionella kliniska studier, inte minst för högteknologisk teknikutveckling med många och snabba prototypiterationer. I en VCT datorsimuleras patientpopulationer, systemrespons och granskning. Utvecklingen har accelererat under senare år och VCTs börjar även bli accepterade av regulatoriska myndigheter som ett komplement till kliniska studier. Projektet kommer att utveckla ett ramverk för VCTs av SPCCT, något som inte existerar i dag. Projektets fokus kommer att vara utveckling och validering av systemmodeller, kombinerat med existerande virtuella fantom och observatörsmodeller som valideras för SPCCT. Ramverket kan förväntas bli ett viktigt verktyg för teknisk och klinisk utveckling av SPCCT i Sverige och globalt.
Populärvetenskaplig beskrivning
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.