3D-Druckverfahren zur realistischen Simulation des Menschen in der Computertomographie

Abstract

Phantome haben zentrale Bedeutung in der Bewertung von Computertomographie (CT)-Bildgebung. Phantome bieten als Referenzobjekte definierter Grundwahrheit reproduzierbare Untersuchungsbedingungen und können bedenkenlos Röntgenstrahlung ausgesetzt werden. Im Rahmen dieser kumulativen Habilitationsschrift wurden Methoden entwickelt und untersucht, um Anatomie und Pathologien des Menschen durch neuartige Phantome in der CT zu simulieren. Es wurde gezeigt, dass Tintenstrahl- und Laserdruckverfahren geeignet sind, um Gewebekontraste in der CT zu erzeugen und dass mittels papierbasierter 3D-Druckverfahren realistische CT-Phantome hergestellt werden können. Durch die Manipulation von Bilddaten konnten Pathologien in Phantome eingefügt und zur Auswertung in der CT verwendet werden. In diesem Zusammenhang wurden Phantome mit Niedrigkontrastläsionen entwickelt und verwendet, um durch systematische Kombination von Aufnahme- und Rekonstruktionsparametern CT-Halsprotokolle hinsichtlich Dosis und Detektierbarkeit von Läsionen zu vergleichen. Darüber hinaus wurden durch Anpassung des Herstellungsverfahrens Phantome entwickelt, mit denen CT-gestützte Eingriffe simuliert werden konnten. Anhand der CT-gestützten periradikulären Therapie wurde die Simulation evaluiert und es wurden Empfehlungen für den zielgerechten Einsatz der Simulation für Ausbildungszwecke abgeleitet. Realistische Phantome bieten neue Möglichkeiten, um klinische CT-Bildgebung zu bewerten. Zu den zukünftigen Einsatzgebieten gehört die Evaluation von Bildgebung für zuverlässige qualitative und quantitative Diagnostik in der CT.