Techniques scintigraphiques

Présentation au sujet: "Techniques scintigraphiques"— Transcription de la présentation:

1 Techniques scintigraphiques
Benoit Denizot Vectorisation particulaire Techniques scintigraphiques Benoit DENIZOT Biophysique médicale Médecine Nucléaire CHU Angers

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

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

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

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

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

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

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

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

10 g caméra de type Anger: monotête, petit champ, ronde
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11 Collimateurs plan et sténopé
plan parallèle sténopé (pin-hole) G facteur de grandissement Rc résolution spatiale du colli S sensibilité Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

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

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

14 Limitations de la caméra d ’Anger 1
Pb rendement de comptage NaI 3/8 inch sans colli: 70% pour 99mTc mais < 30% à 511 keV ! Pb définition en énergie FWHM: 10-12 % Compton Intensité Energie Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

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

16 Limitations de la caméra d ’Anger 2
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 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

17 Limitations de la caméra d ’Anger 3
Pb sensibilité: collimateur +++ (< 10-4 !) Signal/bruit  N-1/2 N  200 / pixel S/N 7% (en radio  S/N 0,3%) Pb vitesse: Empilement Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

18 Améliorations actuelles: digitalisation
Des sorties simplicité « traditionnel » 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 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

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

20 La limitation de l’empilement
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21 Correction de l’empilement
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22 PET positon emission tomography
Anneau dédié Caméra multi-têtes décollimatée (coïncidence) Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

33 Localisation de position
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34 Caméra Compton: principe
Absorption totale du photon Compton Localisation de l ’interaction Compton  Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

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

36 Autres caméras: comparaison
Semi cond. Anger Scint. + Gaz NaI + PM photodiodes Xe Ge CdTe Efficacité +++ +++ - ++ +++ Résolution - + ? + +++ + en énergie Résolution + var. - pixel pixel spatiale Taux de +- var. ++ ++ ++ comptage Champ +++ +++ +++ association association Contraintes volume disponibilité volume refrigération disponibilité fiabilité ? Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers