BRAINPORT

met Eindhoven als hart, is een innovatieve toptechnologieregio van wereldformaat. Hier bedenken we oplossingen voor de maatschappelijke uitdagingen van morgen.

Over Brainport

Betere röntgenfoto’s dankzij gebogen fotoplaat Holst, Philips en imec

18 oktober 2017

Onderzoekers van Holst Centre, imec en Philips zijn er voor het eerst (en als eerste) in geslaagd een prototype van een gebogen fotoplaat op een plastic oppervlak te produceren. Dat kan grote gevolgen hebben voor de productie van röntgenfoto’s. Gebogen oppervlakken zijn de meest natuurlijke vorm voor een foto, zegt Holst in een verklaring. “Denk maar aan de menselijke oogbol. Toch gaan de methodes in de fotografie nog steeds uit van vlak. Vlakke optische detectoren lijden aan een fenomeen dat ‘vignettering’ wordt genoemd, waarbij de beeldkwaliteit aan de rand van de detector minder is dan in het midden, door de hoek waarin de fotonen de buitenste pixels raken. Het effect kan worden gecorrigeerd met een reeks optische lenzen, maar dat resulteert in een omvangrijk systeem. Gebogen detectoren elimineren vignettering op natuurlijke wijze.”

Doorbraak
De doorbraak effent volgens Holst de weg voor kleinere optische en 3D röntgensystemen met betere, gelijkmatigere beeldkwaliteit. Holst en Philips Research zijn gevestigd op de High Tech Campus Eindhoven; imec is Holsts zusterbedrijf en is gevestigd in Leuven. Vorige gebogen prototypes zijn gemaakt door verdunning en vervolgens het buigen van het glas. “Maar dit leidt tot omslachtige en zeer kwetsbare systemen. Door de ‘detector’ rechtstreeks op een dun plastic oppervlak te bouwen met behulp van oplossingsverwerkingstechnieken, heeft ons team een veel lichtere, minder breekbare en zeer flexibele oplossing bereikt.”

Fotodetectie
Gerwin Gelinck, programmadirecteur bij Holst Centre, zegt dat deze oplossing veel nieuwe mogelijkheden opent op het gebied van fotodetectie. “Eerder dit jaar hebben we de eerste halftransparante detectoren gemaakt. Nu met gebogen detectoren, hebben we aangetoond dat de technologie voordelen kan bieden voor 3D röntgenbeeldvorming. Dit kan relevant zijn voor medische beeldvorming en diagnostiek, maar ook voor de industriële inspectie van buizen, bijvoorbeeld in de olie- en gasindustrie.”

Compacter
De huidige 3D röntgenbeeldvormingssystemen zijn meestal zeer groot omdat ze een 2D-detector hebben gemonteerd op een portaal dat rond het onderzochte onderwerp draait om de gegevens vast te leggen die nodig zijn voor een 3D-beeldreconstructie. Kromming van de detector zou hier betekenen dat de randen een kleinere cirkel beschrijven als dat portaal draait, zodat meteen het hele systeem compacter kan zijn.” Met behulp van processen die nu door onderzoekers en partners van Holst Centre zijn ontwikkeld, creëerde het team een gebogen röntgendetector die het volume van 3D röntgenbeeldvormingssystemen met maar liefst de helft kan terugbrengen. Het gebogen prototype levert dezelfde röntgenbeeldprestaties als de platte, flexibele röntgendetectoren die het team eerder heeft gedemonstreerd.

Breder scala
“Met de kleinere, lichtere 3D röntgenbeeldvormingssystemen maken gebogen kunststof röntgendetectoren de technologie gemakkelijker toepasbaar in een breder scala aan instellingen”, zegt Richard Kemkers, manager van het Innovatieprogramma bij Philips Research. “Hoewel ze zich nog in de prototypefase bevinden, zien we nu al dat ze de mobiliteit kunnen vergroten, de stabiliteit verbeteren, de opwekking van warmte verminderen (waardoor de energie-efficiëntie wordt verbeterd) en de kosten voor dergelijke systemen kunnen verlagen.”

Cone-beam CT
Als proof-of-concept werd de gebogen röntgendetector geïntegreerd in een röntgeninstallatie. Cone-beam CT is een technologie die driedimensionale weergaven van objecten creëert op basis van een reeks tweedimensionale röntgenbeelden. De meer uniforme beeldkwaliteit van de gebogen detector in combinatie met verbeterde reconstructiealgoritmen zorgt er nu voor dat het proof-of-concept systeem betere 3D weergaven kan leveren dan alle eerdere oplossingen. 

Een prototype van een gebogen röntgendetector in een medische cone-beam CT demonstrator wordt volgende week gepresenteerd op het IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference in Atlanta (VS).

Bron: E52/persbericht Holst Centre

Betere röntgenfoto’s dankzij gebogen fotoplaat Holst, Philips en imec