A novel mammography detector

Mammografi er en røntgenundersøkelse av det menneskelige bryst med hensikt å oppdage kreft på et tidlig stadium og derved øke sannsynligheten for overlevelse. Mammografi er dagens standard for screening av brystkreft og er også mye brukt til diagnostiske formål. Røntgenmaskinen produserer et kontinuerlig spektrum av stråling, og den spektrale informasjon som finnes i den attenuerte røntgenstrålen inneholder informasjon om brystets kjemiske sammensetning og massetetthet. Konvensjonell detektorteknologi integrerer energien til røntgenfotonene over tid, og dermed tapes all energi-avhengig "farge" informasjon. Gråskala bilde representasjonen begrenser sensitiviteten, særlig for kvinner med tett brystvev. Økt sensitivitet er avgjørende nødvendig da brysttetthet er en av de viktigste prognostiske faktorene for å utvikle brystkreft. Vi har utviklet en ny og svært optimalisert energifølsom "farge" foton-tellende røntgen detektormodul for anvendelse i mammografi. Foton-tellende detektorer med energifølsomhet teller og sorterer hvert enkelt røntgenfoton som konverteres i detektoren i diskrete energivinduer - farger. Fargeinformasjonen vil gi omfattende kontrastoppløsnings- forbedringer og kan redusere stråledosen til pasienten. Vi har utført design av nytt datainnsamlingskort, utviklet videre bildeanalyseprogramvare, og produsert et optimalisert kamerahode. Kamerahodet er testet ved Universitetet i Chicago. Vi har også utført design av en sensor der ASIC er integrert i selve silisium detektoren. Vi har publisert både tekniske resultater og testresultater i IEEE Medical Imaging Conference, SPIE Medical Applications of Radiation Detectors, og presentert resultater ved IEEE NSS/MIC (USA 2015), International Conference on Medical Physics (United Kingdom 2015), 4th International Conference on Image Formation in X-Ray Computed Tomography (Germany 2016), SPIE Optics+Photonics (USA 2016).

Mammography is an x-ray examination of the human breast with the goal of early detection of cancer to increase survival rates. Mammography is the current standard of care for screening and is also widely used for diagnostic purposes. The x-ray tube produc es a continuous spectrum and the spectral information contained in the attenuated beam carry information of the chemical composition and mass density of the breast. Conventional detector technology integrate the energy of the x-ray photons over time thus losing all of the energy-dependent "color" information. Such grey-scale image representation limit sensitivity, in particular for woman with dense breast tissue. Increased sensitivity is crucially needed as breast density is one of the highest prognostic factors for breast cancer. We propose the development of a novel and highly optimized energy resolving "color" photon counting x-ray detector module for use in mammography. Photon counting detectors with energy resolving capabilities count and sort ever y x-ray photon impinging on the detector into discrete energy windows - colors. The color information provide comprehensive contrast resolution enhancement and can reduce radiation dose to the patient. The most notable fields of research relates to the development of an effective and high spatial image resolution sensor as well as the read-out electronics sitting on the novel detector module tile. A miniaturized integrated circuit will be developed to incorporate the individual pixel color processing te chnology. We will further optimize for a highly reliable and cost-effective production process. In order to demonstrate the technology achievement we will develop a custom made camera head with multiple detector module tiles optimally arranged to cover th e full field of view for mammography. The camera head will be integrated into an x-ray gantry to assess the imaging performance metrics and to perform clinical study of post-mortem breast specimens.