Etude et construction d'un tomographe TEP/TDM pour petits animaux combinant détecteurs à pixels hybrides et modules phoswich à scintillateurs. Stan NICOL - Doctorant 1ère année Directeur de thèse : Pr. Christian MOREL

Imagerie multi-modale TEP/TDM Recalage Fusion Image recalée et fusionnée Informations anatomique & fonctionnelle Tomodensitométrie (TDM) Imagerie anatomique Lieu A t 1 (Δt 1 =30 s) Tomographie à émission de positons (TEP) Imagerie fonctionnelle Lieu B t 2 (Δt 2 =30 min)

Problématique 1.Les acquisitions TEP et TDM du volume à imager ne sont pas simultanées Solution : Concevoir un système d’acquisition TEP/TDM simultanée partageant un FOV commun 2.Les acquisitions TEP sont entachées d’un flou cinétique dû aux mouvements physiologiques Solution : Asservir ce système d’acquisition simultanée à un signal physiologique

Démonstrateur ClearPET

ClearPET GA18 GA18 Géométrie partielle Diamètre 142 mm 3 anneaux - 20 secteurs 18 modules phoswich LSO/LuYAP (3x6) Rotation continue sur 360° (1 tour/min) FOV axial : 78.3 mm FOV transverse : 96.4 mm Espace mort axial entre chaque anneau : 11.7 mm

Sinogramme

ClearPET GA18 GATE Fantôme cylindrique homogène Diamètre 120 mm - Longueur 150 mm Activité 100 MBq z Segment 0

Nouvelle configuration de détection On souhaite avec cette nouvelle géométrie : Eliminer axialement l’espace mort entre chaque anneau Remplir l’intégralité des sinogrammes Améliorer la sensibilité de détection des évènements Rendre la sensibilité axiale homogène Pouvoir intégrer le micro-TDM PIXSCAN (source RX + caméra à pixels hybrides)

ClearPET J18 Géométrie partielle 18 modules phoswich LSO/LuYAP (3x6) FOV axial : 54.9 mm FOV transverse : 96.4 mm Gain en sensibilité (relatif) : 24% Elimination des espaces morts axiaux J18

ClearPET J18 z GATE Fantôme cylindrique homogène Diamètre 120 mm - Longueur 150 mm Activité 100 MBq Segment -1

ClearPET J18 Segment -1 z

ClearPET S18 Géométrie partielle 18 modules phoswich LSO/LuYAP (3x6) FOV axial : 54.9 mm FOV transverse : 96.4 mm Gain en sensibilité (relatif) : 23% Sinogrammes complets S18

ClearPET J21 Géométrie partielle 21 modules phoswich LSO/LuYAP (3x6) FOV axial : 54.9 mm FOV transverse : mm Gain en sensibilité (relatif) : 71% Homogénéité de la sensibilité axiale J21 Segment -1

Sensibilité

« Derenzo » J21 J18 S18 GATE Diamètre 100 mm - Longueur 80 mm Sphères Ф 1 à 8 mm - 2 MBq Sources ponctuelles - 1 MBq Background - 50 MBq

Prototype TEP/TDM

Source RX : Cible : Mo (K α =17.4 KeV, K β =19.7 KeV) Taille du foyer : 50x50 µm² Filtration : Mo+Nb (K β ) Angle d’émission : 20° Tension : 60 kV max Puissance : 50 W max Caméra à pixels hybrides : Détecteur : Si (0-30 KeV) Electronique associée : XPAD3-S Dimensions : 118x76 mm² Taille des pixels : 130x130 µm² Fonctionnement : comptage de photons Sélection en énergie : 1 seuil réglable (4 KeV min) 38112Transverse 5955Axial FOV (mm) TDMTEP (J21)

Perspectives … Evaluer, quantifier :  L’effets des γ de 511 KeV sur la caméra à pixels hybrides  L’effets des RX de basse énergie sur les modules phoswich Construire le support de détection TEP/TDM Simuler le tomographe TEP/TDM avec GATE (projet ANR « fgate »)

Merci de votre attention …