BOLD-PET: Anwendung der Technologie von Neutrino- und Dunkle Materie-Experimenten bei der medizinischen Bildgebung

Ziel des BOLD-PET-Projektes ist die Entwicklung eines schnellen, hocheffizienten Gamma-Detektors mit hoher Ortsauflösung für die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) auf der Basis neuester Entwicklungen mit flüssigem TriMethyl-Bismut (TMBi). Diese Flüssigkeit mit einem Bismutmassenanteil von mehr als 80% ermöglicht eine sehr effiziente und genaue Detektion von 511 keV Photonen, die aus der Positronenvernichtung stammen. Bismut hat die höchste Kernladung (Z = 83) und damit den größten photoelektrischen Wirkungsquerschnitt aller stabilen Isotope. Die Gamma-Energie von 511 keV wird in TMBI in fast 50 % der Fälle durch den photoelektrischen Effekt auf Elektronen übertragen. Sowohl das Cherenkov-Licht des resultierenden relativistischen Photoelektrons als auch die sekundären Ladungsträger, die durch die Wechselwirkung des Photoelektrons im TMBi entstehen, werden in einer Ionisationskammer ergänzt durch Photodetektion nachgewiesen. Basierend auf früheren Studien mit flüssigem TMBi beabsichtigen wir, einen neuartigen PET-Detektor mit gleichzeitiger Detektion von Cherenkov-Licht und Ionisation gemeinsam mit 3 weiteren Partnern zu entwickeln und zu evaluieren: Um dieses anspruchsvolle Projekt zum Erfolg zu führen, wird die Expertise der bestehenden französischen CaLIPSO-Gruppe (CEA-IRFU, CNRS-LAL) durch die
Expertise in den Bereichen hochauflösender PET-Bildgebung und Detektorentwicklung von Prof. Dr. Klaus Schäfers vom EIMI und der Medizinischen Fakultät der WWU sowie durch die spezielle Expertise unserer Gruppe im Bereich Ultra-Reinigung sowie Licht- und Ladungsdetektion ergänzt. Das Hauptziel dieses gemeinsamen Projektes ist die Entwicklung eines neuartigen Detektorsystems für die PET-Bildgebung (z.B. Neuro-PET, Kleintier-PET) mit einer erwarteten Effizienz von 30%, einer hohen räumlichen Auflösung von 1mm^3 und einer hohen TOF-Auflösung von 100 ps (FWHM).