A Portable PET Insert System for Simultaneous TOF-PET and MR Brain Imaging
用于同步 TOF-PET 和 MR 脑成像的便携式 PET 插入系统
基本信息
- 批准号:10007289
- 负责人:
- 金额:$ 49.47万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-04-07 至 2022-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAlzheimer&aposs DiseaseAnatomyBackBrainBrain NeoplasmsBrain imagingClinicalCoiled BodiesDiseaseDoseEffectivenessElectromagneticsElectronicsEnsureEpilepsyGeometryGoalsGrantHeadHumanHybridsImageImaging technologyLesionMRI ScansMagnetic Resonance ImagingMalignant neoplasm of brainMeasuresMedical ImagingMental DepressionMental disordersModificationMolecularNeurologicNoiseOrganPatientsPerformancePhasePhotonsPilot ProjectsPositron-Emission TomographyRadioactiveResearchResolutionRiskScanningSignal TransductionSpecific qualifier valueStructureSystemTechniquesTechnologyTimeTranslationsUnited States National Institutes of HealthVisualizationbasecommercializationcostdata acquisitiondesigndetectorimaging modalityimaging studyimaging systeminnovationmanufacturabilitymeetingsnervous system disordernoveloperationportabilityprototyperadio frequencyscale upsuccess
项目摘要
Project Summary
Medical imaging technologies such as magnetic resonance imaging (MRI) and positron emission tomography
(PET) have been widely used in studying the underlying mechanisms of mental illnesses and neurological
disorders such as brain tumors, Alzheimer’s disease, epilepsy, and depression, etc. However, PET and MRI
scans are almost always ordered as separate studies on separate machines, often resulting in weeks of delay
in acquiring critical information about a patient’s disease. The recent rise of hybrid PET/MRI has enabled the
simultaneous acquisition of anatomical, functional, and molecular information about the patient. However, its
accessibility is limited by the high cost ($5M) of the commercial permanently integrated PET+MRI systems (+ an
additional $1.5-2M room renovation cost). Today, only about 40 PET/MRI systems are installed in the US
compared to almost 13,000 installed MRI systems. Moreover, the design and geometry of the commercial whole-
body PET/CT and PET/MRI systems are not optimized for brain imaging, resulting in poorer sensitivity and spatial
resolution achievable for neurological studies. To address these needs, PETcoil is proposing to develop a
portable PET insert that can be installed into (and removed from) any existing MRI systems to achieve
simultaneous PET/MRI for a fraction of the cost compared to installing an integrated PET+MR system. In addition
to significantly lower cost, the proposed PET insert also provides 3 times higher photon sensitivity and 4 times
finer volumetric spatial resolution compared to state-of-the-art whole-body integrated PET+MR systems. Key to
facilitating this removable insert concept is the novel “radiofrequency (RF)-penetrable” technology we have
developed at Stanford. In this Phase I project, we will create a compact and scalable design of the PET detector
module ready for scaling up to a full RF-penetrable PET insert system for a Phase II proposal. We will also
validate the MRI compatibility of the PET detector modules by comparing the PET and MRI performance results
acquired with the PET detector modules outside the MRI system to those acquired inside 3 MRI systems under
simultaneous PET and MRI operation. The success of this project will mitigate risks toward the commercialization
of the first portable time-of-flight (TOF) RF-penetrable PET scanner insert that leverages existing MRI systems
to achieve simultaneous TOF-PET/MR brain imaging, without requiring modifications to the MR system hardware.
The proposed portable PET insert can greatly disseminate PET/MRI for brain imaging and facilitate the research
and clinical characterization of a wide variety of neurological disorders.
项目概要
医学成像技术,例如磁共振成像 (MRI) 和正电子发射断层扫描
(PET)已被广泛应用于研究精神疾病和神经系统疾病的潜在机制
脑肿瘤、阿尔茨海默病、癫痫、抑郁症等疾病。然而,PET 和 MRI
扫描几乎总是在不同的机器上作为单独的研究进行订购,通常会导致数周的延迟
近来混合 PET/MRI 的兴起使得获取有关患者疾病的关键信息成为可能。
同时获取有关患者的解剖、功能和分子信息。
可及性受到商业永久集成 PET+MRI 系统(+ 一个
目前,美国仅安装了约 40 套 PET/MRI 系统。
此外,与近 13,000 个已安装的 MRI 系统相比,商业整体的设计和几何形状。
身体 PET/CT 和 PET/MRI 系统未针对脑成像进行优化,导致灵敏度和空间较差
为了满足这些需求,PETcoil 提议开发一种可用于神经学研究的分辨率。
便携式 PET 插入物,可以安装到任何现有 MRI 系统中(或从中移除),以实现
与安装集成 PET+MR 系统相比,同步 PET/MRI 的成本仅为其一小部分。
为了显着降低成本,拟议的 PET 插入物还提供高出 3 倍的光子灵敏度和 4 倍的
与最先进的全身集成 PET+MR 系统相比,具有更精细的体积空间分辨率。
我们拥有的新颖的“射频(RF)可穿透”技术促进了这种可拆卸插入物的概念
在斯坦福大学开发的第一阶段项目中,我们将创建一个紧凑且可扩展的 PET 探测器设计。
我们还将为第二阶段提案扩大到完全射频穿透的 PET 插入系统做好准备。
通过比较 PET 和 MRI 性能结果来验证 PET 探测器模块的 MRI 兼容性
使用 MRI 系统外部的 PET 探测器模块采集到的 3 个 MRI 系统内采集的数据
同步 PET 和 MRI 手术的成功将降低商业化的风险。
首款利用现有 MRI 系统的便携式飞行时间 (TOF) 射频穿透 PET 扫描仪插入件
实现同步 TOF-PET/MR 脑部成像,无需修改 MR 系统硬件。
所提出的便携式 PET 插入件可以极大地传播用于脑成像的 PET/MRI 并促进研究
以及各种神经系统疾病的临床特征。
项目成果
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专著数量(0)
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专利数量(0)
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