Next Generation Digital Breast Tomosynthesis Scanner

下一代数字乳腺断层合成扫描仪

基本信息

  • 批准号:
    7654913
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 51.27万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2009-06-19 至 2013-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Mammography is currently the most effective screening and diagnostic tool for early detection of breast cancer. However the current 2-view mammography method lacks sensitivity and has a very high false alarm rate. X-ray digital breast tomosynthesis (DBT) is an emerging technique for producing multi-slice images to provide depth resolution and improved contrast. The goal of this proposal is to develop the next generation DBT scanner with significantly improved system performance at potentially reduced dose and cost. All current commercial prototype DBT scanners use a regular full-field digital mammography (FFDM) system to generate a series of projection views from a limited angle range using a single x-ray source that moves along an arc above the compressed breast. Such scanners have several intrinsic limitations including: 1) the source rotation leads to long scanning time and discomfort for patients from breast compression; and 2) the slow motion of the source leads to motion blurring and system instability that limited the spatial resolution. In addition the long scanning time prevents the adaptation of advanced imaging methods such as dual energy and quasi-monochromatic, and k- edge imaging which can potentially provide better contrast and reduce imaging dose. We propose to develop a novel stationary DBT scanner to mitigate the above limitations. This proposed device is based on the new carbon nanotube (CNT) multi-pixel field emission x- ray (MBFEX) technology invented and demonstrated by our team. The scanner will be designed to offer the following advantages over the current commercial units: a factor of 10 increase of the imaging speed; increased spatial resolution; simplified system design and reduced cost; and dual energy and quasi-monochromatic imaging at a reasonable scanning time. The feasibility of the proposed device has been demonstrated. The goal of this proposal is to take this technology to the next level moving from a laboratory proof-of-concept assembly to a fully functional system that will be used for clinical studies. We have formed a partnership comprising an interdisciplinary team from the University of North Carolina Chapel Hill (UNC), Southern Illinois University (SIU), and XinRay Systems - a Siemens and Xintek Joint Venture (XinRay). The UNC team pioneered the CNT MBFEX technology and the stationary tomography imaging concept. XinRay was recently established specifically for the purpose of manufacturing and commercializing the MBFEX technology for x-ray imaging. The group at SIU has extensive experiences is reconstruction and image analysis for breast tomosynthesis. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: The goal of this proposal is to develop the next generation digital breast tomosynthesis (DBT) scanner for detection and diagnostic of human breast cancer with significantly improved imaging speed and resolution, and potentially reduced dose and cost. To perform this work we have formed a partnership comprising an interdisciplinary team from the University of North Carolina Chapel Hill (UNC), Southern Illinois University (SIU), and XinRay Systems - a Siemens and Xintek Joint Venture (XinRay). The optimized device will be installed at the UNC medical school as a shared imaging facility and for future clinical studies
描述(由申请人提供):乳房X光检查是目前早期发现乳腺癌最有效的筛查和诊断工具。然而目前的2视图乳腺X线摄影方法缺乏灵敏度并且误报率非常高。 X 射线数字乳腺断层合成 (DBT) 是一种新兴技术,用于生成多切片图像,以提供深度分辨率和改进的对比度。该提案的目标是开发下一代 DBT 扫描仪,在可能降低剂量和成本的情况下显着提高系统性能。目前所有商用原型 DBT 扫描仪均使用常规全场数字乳腺 X 线摄影 (FFDM) 系统,使用沿受压乳房上方的弧形移动的单个 X 射线源,从有限的角度范围生成一系列投影视图。此类扫描仪有几个固有的局限性,包括:1)源旋转导致扫描时间长,并且患者因乳房受压而感到不适; 2)源的缓慢运动导致运动模糊和系统不稳定,从而限制了空间分辨率。此外,较长的扫描时间阻碍了先进成像方法的采用,例如双能量和准单色以及k边缘成像,这些方法可以提供更好的对比度并减少成像剂量。我们建议开发一种新型固定 DBT 扫描仪来缓解上述限制。该设备基于我们团队发明和演示的新型碳纳米管 (CNT) 多像素场发射 X 射线 (MBFEX) 技术。与当前商用设备相比,该扫描仪的设计具有以下优势: 成像速度提高 10 倍;提高空间分辨率;简化系统设计并降低成本;以及在合理扫描时间下的双能和准单色成像。所提出装置的可行性已被证明。该提案的目标是将这项技术提升到一个新的水平,从实验室概念验证组件转变为将用于临床研究的功能齐全的系统。我们建立了合作伙伴关系,由来自北卡罗来纳大学教堂山分校 (UNC)、南伊利诺伊大学 (SIU) 以及西门子和 Xintek 合资企业 XinRay Systems (XinRay) 的跨学科团队组成。北卡罗来纳大学团队开创了 CNT MBFEX 技术和固定断层扫描成像概念。 XinRay 最近成立,专门用于制造和商业化用于 X 射线成像的 MBFEX 技术。 SIU 的团队在乳腺断层合成重建和图像分析方面拥有丰富的经验。公共健康相关性:该提案的目标是开发下一代数字乳腺断层合成 (DBT) 扫描仪,用于检测和诊断人类乳腺癌,显着提高成像速度和分辨率,并可能降低剂量和成本。为了开展这项工作,我们建立了合作伙伴关系,由来自北卡罗来纳大学教堂山分校 (UNC)、南伊利诺伊大学 (SIU) 和 XinRay Systems(西门子和 Xintek 合资企业 (XinRay))的跨学科团队组成。优化后的设备将安装在北卡罗来纳大学医学院作为共享成像设施并用于未来的临床研究

项目成果

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