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1 Techniques scintigraphiques Benoit DENIZOT Biophysique médicale Médecine Nucléaire CHU Angers

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Présentation au sujet: "1 Techniques scintigraphiques Benoit DENIZOT Biophysique médicale Médecine Nucléaire CHU Angers"— Transcription de la présentation:

1 1 Techniques scintigraphiques Benoit DENIZOT Biophysique médicale Médecine Nucléaire CHU Angers

2 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers2 Radiologie et scintigraphie Radiologie classique 1895 Scintigraphie 1950

3 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers3 Position des problèmes n Images 2D -> X et Y Pb stigmatisme n n Isotopes -> spectrométrie n Physiologie -> rapidité n Faible nb de photons n Emission du corps lui-même n Bruit n Sensibilité n Bande passante n Reproductibilité n Fiabilité n Coût n Durée de vie

4 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers4 Plan du cours n Scintigraphe à balayage n Gamma-caméras de Anger n Limitations de la technologie n Autres types de récepteurs –Détecteurs à gaz –Cristaux multiples + PM –Cristal + photodiodes –Semi conducteurs –Caméra Compton

5 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers5 Scintigraphe à balayage: principe Réglages distance vitesse en x et y intégration

6 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers6 Scintigraphe à balayage 2 n Avantages –Simplicité –Images en échelle 1 possible n Inconvénients –Lenteur (> 30 min) –Pas de dynamique –Scaloping –Bruit

7 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers7 caméra: définition dun appareil idéal n Cinétique rapide (temps mort faible) Séparation des isotopes (spectrométrie ) n Haute sensibilité (surface exposée ++) n Résolution spatiale fine (données X, Y) n Passage en 3D (informations en Z)

8 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers8 caméra de Anger: principe général D C B A Collimateur Cristal Guide de lumière Réseau de PM Spectrométrie X Y E Oscilloscope

9 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers9 caméra de type Anger: localisation barycentrique n 1950 n Localisation barycentrique n Energie par sommation des 4 sorties

10 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers10 caméra de type Anger: monotête, petit champ, ronde

11 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers11 Collimateurs plan et sténopé plan parallèlesténopé (pin-hole) G facteur de grandissement Rc résolution spatiale du colli S sensibilité

12 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers12 Collimateurs à focales en Eventail (Fan-beam) mono divergent conique

13 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers13 Collimateurs spéciaux n Pin-hole multiple –vision 3 D n Trous // obliques –Intérêt en cœur –Pseudo tomographie (colli. tournant)

14 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers14 Limitations de la caméra d Anger 1 n Pb rendement de comptage NaI 3/8 inch sans colli: 70% pour 99m Tc mais < 30% à 511 keV ! n Pb définition en énergie FWHM: % Compton Intensité Energie

15 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers15 Auto-atténuation et diffusion Auto-atténuation Diffusion élastique Compton

16 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers16 Limitations de la caméra d Anger 2 n Pb résolution spatiale –Intrinsèque > 3-4 mm (sans colli) < résolution en énergie –Extrinsèque > 7 mm (avec colli) < pb statistique de comptage < pb géométrique < pb pénétration septale

17 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers17 Limitations de la caméra d Anger 3 n Pb sensibilité: collimateur +++ (< !) –Signal/bruit N -1/2 –N 200 / pixel S/N 7% (en radio 10 5 S/N 0,3%) n Pb vitesse: Empilement

18 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers18 Améliorations actuelles: digitalisation n Des sorties –simplicité –« traditionnel » n De chaque PM –complexité: < 1 PM < 1 convertisseur < 1 fil de sortie < 1 fil de contrôle < analyse informatique –mais < rapidité < réglage de chaque PM informatisé

19 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers19 Améliorations actuelles: tendances n sensibilité –multi-têtes –grand champ –rectangulaire n Atténuation –Image transmission –Multi-fenêtrage Compton n Diffusé –Multi-fenêtrage Compton n PET –épaisseur cristal –coïncidence

20 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers20 La limitation de lempilement

21 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers21 Correction de lempilement

22 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers22 PET positon emission tomography n Anneau dédié n Caméra multi-têtes décollimatée (coïncidence)

23 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers23 3D: la solution de la tomographie classique n Un seul plan de «mise au point» n set de coupes 2D n irradiation....

24 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers24 3D: la solution multi-projections n TomoDensitoMétrie n Transformée de Radon 1908 n Tomoscintigraphie 1970

25 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers25 Autres caméras: généralités Fonctions Solutions possibles Choix direction Absorption Génération signal Localisation position Caméra Anger ColliNaI Réseau de PM Réseau de résistances Caméra Compton Gaz Fibres optiques Semi-cond. Gaz Micro-canaux Semi-cond. Digitalisation Multi-anodes Multi-cristaux Fibres

26 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers26 n Principe Anger n Résolution intrinsèque 1 mm, totale 2,5 mm n Thyroïde, …. Cristal + PM multi-anodes Na I

27 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers27 caméra multi-cristal n Vitesse de comptage ++ n Résolution +- n Cardiologie ++

28 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers28 Cristal + galette de microcanaux n Amplification n Localisation n Pb durée de vie

29 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers29 Cristal + photodiodes n Transfo - lumière n Transfo lumière - électrons par photodiodes n Technologie « simple » n mais...

30 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers30 Fibres optiques n au trajet pb sensibilité n // au trajet ( microcristaux longs) Charpak pb localisation PM ou photodiode

31 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers31 Détection à semi-conducteurs n Principes –diode PIN –autres n Avantages –résolution en énergie 3 eV/porteur 1 % –1 opération rapidité

32 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers32 S/N PM-Diode n Pb bruit n PM > Diode

33 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers33 Localisation de position

34 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers34 Caméra Compton: principe Localisation de l interaction Compton Absorption totale du photon Compton Compton

35 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers35 Caméra Compton: qualités n Avantages –sensibilité x 1000 (pas de collimateur) –rapidité –3D intrinsèque n Inconvénients –complexité matérielle (2 récepteurs) –complexité de la reconstruction –Pb de l énergie du photon incident

36 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers36 Autres caméras: comparaison Anger NaI + PM Scint. + photodiodes Gaz XeGeCdTe Efficacité Résolution en énergie -+ ?+++++ Résolution spatiale +var.-pixel Taux de comptage +-var.++ Champ +++ association Contraintesvolumedisponibilitévolumerefrigérationdisponibilité fiabilité ? Semi cond.


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