4D-Antropomorphe Phantome

Durch die Möglickeit Veränderungen am Phantom zeitaufgelöst dazustellen, kommt zu den drei räumlichen Ebenen noch die zeitliche dazu und man erhält ein 4D-Phantom.

Der Hintergrund für diese Phantome ist, dass die applizierte Aktivität in der nuklearmedizinischen Diagnostik oder Therapie nicht vollständig und nur sukkzessive vom Zielorgan aufgenommen und umgehend wieder abgebaut wird. Dieser Effekt hat auch Auswirkungen auf die Gesamtorgandosis, die bei einzelnen stationären Messungen nicht berücksichtigt werden können. 

Das erste Organphantom, bei dem die 4D-Möglichkeit umgesetzt wurde ist das Herzphantom.

Es wurde in einer ersten Version aus einer PLA+-Hülle, die mit Agar-Agar gefüllt wird, konzipiert. Die Besonderheit dabei ist allerdings, dass die Herzkammerwände als “Herzinneres” separat von der Herzbeutelwand als äußere Hülle segmentiert wurden. So erhällt man statt des Herzmuskelgewebes einen Hohlraum, der dann mit Agar-Agar bzw. mit Tc-99m angereichertem Agar-Agar gefüllt wird. Dies ermöglicht es eine einzelne Aufnahme zur Aktivitätsverteilung im Herzen zu machen und parallel dazu mittels TLDs die Organdosis zu bestimmen. Da bei der nuklearmedizinischen Untersuchung des Herzen mit Tc-99m nur die Muskeln der linken Herzkammer das Nuklid aufnehmen, wird auch nur diese Herzseite mit dem aktiven Agar-Agar gefüllt, während die rechte Herzhälfte mit inaktivem Agar-Agar gefüllt wird, um die entsprechenden HU-Werte der Herzmuskulatur zu berücksichtigen.

Um nun den Uptake des Herzen simulieren zu können, wurden die beiden Herzhälften abgetrennt, die rechte Herzhälte wird weiterhin mit inaktivem Agar-Agar gefüllt und die linke Seite wird mit Wasser durchspült, dem dann sukkzessive Tc-99m beigemengt wird. So kann das Anfluten des Herzmuskels in mehreren aufeinanderfolgenden Aufnahmen abgebildet werden. Durch die hohe Viskosität der Agar-Agar-Lösung ist es nicht möglich die HU-Werte der Herzmuskulatur auf der linken Herzsite weiterhin zu berücksichtigen. 

Anhand der vorhandenen Dateien wird parallel zu den praktischen Versuchen im Labor eine Fluidsimulation der Aktivitätsverteilung im Herzphantom durchgeführt, um so Schwachstellen zu identifizieren und das Phantom stetig zu verbessern.

Das Prinzip des Herzphantoms soll zudem auf weitere Organphantome wie Leber oder Niere ausgeweitet werden.