Nach der Definition ist ein Phantom ein speziell konstruiertes Objekt, um die Leistung verschiedener Bildgebungsmodalitäten zu messen, zu bewerten, zu analysieren oder zu optimieren. Nach dieser gängigen Definition könnten jedoch auch einfache Testplatten, wie sie in der regulären Qualitätskontrolle verwendet werden, als Phantome angesehen werden.
Die tatsächliche Verwendung von Phantomen in der medizinischen Bildgebung geht jedoch weit über einfache Testobjekte für die Bildqualität hinaus. In der Dosimetrie bieten mathematische Phantome ein Berechnungsmodell des menschlichen Körpers mit allen relevanten Geweben und Organen, um Monte-Carlo-Berechnungen von Organ- und Gewebedosen in einem breiten Spektrum von Strahlungsqualitäten und Geometrien zu ermöglichen.
In der Bildgebung werden Phantome in verschiedenen Ausbaustufen verwendet und entwickelt. Anthropomorphe 4D-Phantome enthalten auch bewegliche Teile oder Strukturen, die Organ- oder Gewebebewegungen wie die Atmung simulieren. Anthropomorphe Phantome sind in der Regel maßgeschneidert, um eine bestimmte Gruppe von PatientInnen mit oder ohne bestimmte Pathologien zu imitieren. Wenn sie mit der Modalität, für die sie entwickelt wurden, abgebildet werden, ahmt ihr Bild entweder das Bild eines tatsächlichen PatientInnen oder wichtige Merkmale eines Patientenbildes nach. Diese Bilder können dann zum Testen und Optimieren von Bildgebungsparametern und -verfahren, zum Vergleich verschiedener Systeme oder zur Optimierung der Bildverarbeitung für genau definierte und in der Regel anspruchsvolle klinische Anwendungen verwendet werden.
Röntgenphantome bestehen aus Materialien, die im Hinblick auf ihre Wechselwirkung mit der bei der Bildgebung verwendeten Strahlung gut klassifiziert sein müssen. Im Idealfall weisen sie eine ähnliche Dämpfung, ähnliche Streueigenschaften und idealerweise die gleiche (effektive) Ordnungszahl auf wie das Gewebe oder Organ, das sie imitieren. Bei 3D- (oder sogar 4D-) Phantomen muss auch die Dichte berücksichtigt werden. Unsere Gruppe hat eine lange Geschichte in der Entwicklung von Phantomen und Phantom-Materialien. Derzeit werden der 3D-Druck und die additive Fertigung für die Entwicklung und Herstellung moderner Phantome immer wichtiger. Daher arbeiten wir sehr eng mit unserer Gruppe für additive Fertigung zusammen.