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Volumetrischer Ultraschall für die Echtzeit-Strahlendosimetrie (online)

* Presenting author
Day / Time: 22.03.2022, 15:40-16:20
Room: 57-04
Typ: Poster
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Information: Die Poster sind von Dienstag morgen bis Donnerstag nachmittag in der hier angegebenen Posterinsel bzw. hier als PDF im jeweiligen Posterbeitrag einsehbar. Das Posterforum zu diesen Postern findet im hier genannten Zeitraum im angegebenen Saal statt. Für weiterführende Diskussion verabreden Sie sich bitte mit der/dem jeweiligen Autor(in) am Poster oder nutzen den virtuellen Pausenraum. Dieser steht während der DAGA und auch danach zur Verfügung.
Abstract: Der Ansatz der Ultraschall-basierten Dosimetrie basiert darauf, dass sich Veränderungen an Ultraschallkontrastmitteln infolge einer Bestrahlung in den an Kontrastmitteln gestreuten Signalen wiedererkennen lassen. Um solch kleine Veränderungen im Signal detektieren und zu 3D Dosisverteilungen rekonstruieren zu können, bedarf es spezieller Ultraschallsysteme. Im Projekt AMPHORA wurden verschiedene Konzepte für Echtzeit-3D Bildgebungssysteme verfolgt und entsprechende System- und Wandler-Varianten aufgebaut. Insbesondere wurde eine Ultraschall-Elektronik mit 1024 unabhängigen Sende- und Empfangskanälen, die parallel betrieben werden können, entwickelt. Unverarbeitete Rohdaten von 1024 Einzelwandlerelementen werden im System digitalisiert und zur Verarbeitung/Rekonstruktion an GPUs weitergeleitet. Zur Aufnahme solcher Volumendaten wurde ein Matrixarraywandler entwickelt, bei dem 1014 Elemente einzeln kontaktiert werden. Im Zusammenspiel mit der 1024-kanaligen Elektronik können die Elemente somit individuell angeregt und ausgelesen werden. Darüber hinaus wurden „Sparse-Matrix“ Ansätze untersucht, bei denen ausgedünnte Matrizen, in denen nur ausgewählte Elemente kontaktiert werden, zur Volumenbildgebung eingesetzt werden. Durch die geschickte Wahl der aktiven Elemente können 3D Daten auch mit einer signifikant geringeren Elementanzahl rekonstruiert werden. Um dies experimentell zu validieren, wurde ein elliptisches Sparse-Array entwickelt, bei dem 256 Einzelelemente in einem 2D Spiralmuster angeordnet sind. Das Gesamtsystem bestehend aus der 1024-kanaligen Elektronik sowie den verschiedene vollbesetzten oder „sparse“ Matrixarrays wurde in Phantomstudien sowie ersten Aufnahmen an Probanden validiert.