Tomographie hybride simultanée TEP/TDM combinant détecteurs à pixels hybrides et modules phoswich à scintillateurs

Development of a simultaneous PET/CT scanner for mice combining hybrid pixels detectors and phoswich scintillators modules

• Auteur / Autrice : Margaux Hamonet
• Direction : Christian Morel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Instrumentation
• Date : Soutenance le 19/04/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de physique des particules de Marseille (CPPM)
• Jury : Président / Présidente : Eric Kajfasz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christian Morel, Eric Kajfasz, Uwe Pietrzyk, Sebastien Jan, Eric Guedj, Paul Lecoq
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Uwe Pietrzyk, Sebastien Jan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie médicale -- Appareils et matériel

Rayons X

Scanographie

Tomographie par émission

Mots clés libres

Tep

Tdm

Tomographie bimodale simultanée

Modules phoswich

Détecteur à pixels hybrides

Pet

Ct

Simultaneous bimodal tomography

Phoswich scintillators modules

Hybrid pixels detectors

Résumé

Le mise en commun de la tomographie par émission de positons (TEP) et de la tomodensitométrie (TDM) sur des scanner bimodaux TEP/TDM a été un axe de recherche essentiel en imagerie ces vingt dernières années et a mené à un développement rapide de cette technique en clinique et en pré-clinique. Cependant, même si les deux modalités peuvent être juxtaposées sur le même statif, l’idée originelle de David W. Townsend prévoyait d’acquérir de manière simultanée les données TEP et TDM provenant du même champ de vue. Cela devrait permettre de connaître la position exacte du sujet lors de l’acquisition, et donc potentiellement de corriger de ses mouvements. C’est dans cet optique que nous avons développé le prototype ClearPET/XPAD : le premier scanner TEP/TDM simultané combinant les modules phoswich à scintillateurs du prototype ClearPET et un détecteur à pixels hybride développé au CPPM faisant face à une source de rayons X sur le même rotateur. Je présente les premières images TEP/CT simultanées de source ponctuelles, du fantôme Derenzo et d’une souris vivante acquises sur le prototype ClearPET/XPAD et discute les limites et les particularités de l’imagerie hybride TEP/TDM simultanée.

The combination of Positron Emission Tomography (PET) and X-ray Computerized Tomographie (CT) for PET/CT imaging has been an essential line of research in the previous decades and led to a rapid expansion of this technique in clinics and preclinics. However, even if the two modalities can be juxtaposed on the same gantry, the original concept invented by David W. Townsend foresaw to do both PET and CT imaging at the same time, while imaging a common Field-Of-View (FOV). This will allow to know the exact position of the animal during the scan and possibly to correct for the animal movements. Therefore we developed the ClearPET/XPAD prototype: the first simultaneous PET/CT scanner for mice combining on the same gantry ClearPET modules and the hybrid pixels camera XPAD3 facing an X-ray source. I present the first simultaneous PET/CT scans of point sources, of the Derenzo phantom and of a living mouse acquired with the ClearePET/XPAD prototype and discuss the limitations and prospects of simultaneous hybrid PET/CT imaging.