Überblick über die Auswahl, Optimierung und Herstellung von SPECT-Kollimatoren für klinische und präklinische Bildgebung

Bei der Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie hat die Wahl des Kollimators einen erheblichen Einfluss auf die Empfindlichkeit und Auflösung des Systems. Traditionelle Parallelloch- und Fächerstrahl-Kollimatoren, die in der klinischen Praxis verwendet werden, haben beispielsweise eine relativ geringe Empfindlichkeit und eine subzentimetermäßige räumliche Auflösung, während in der Bildgebung mit Kleintieren Lochkamera-Kollimatoren eingesetzt werden, um submillimetermäßige Auflösung zu erzielen, und mehrere Löcher oft kombiniert werden, um die Empfindlichkeit zu erhöhen. Dieses Papier überprüft Methoden zur Herstellung, Empfindlichkeitsmaximierung und aufgabenbasierter Optimierung der Kollimation für sowohl klinische als auch präklinische Bildanwendungen. Neue Möglichkeiten für eine verbesserte Kollimation ergeben sich hauptsächlich durch (i) neue Techniken zur Herstellung von Kollimatoren und (ii) Detektoren mit verbesserten intrinsischen räumlichen Auflösungen, die kürzlich verfügbar wurden. Es wird erwartet, dass diese neuen Technologien das Design von Kollimatoren in der Zukunft beeinflussen werden. Die Autoren diskutieren auch Konzepte wie Septumpenetration, hochauflösende Anwendungen, Multiplexen, Vollständigkeit der Abtastung und adaptive Systeme und schließen mit einem Beispiel einer Optimierungsstudie für einen Parallelloch-, Fächerstrahl-, Kegelstrahl- und mehrere Lochkamera-Kollimatoren für verschiedene Anwendungen.