Développement et applications de Thor, un système original de tomographie d'émission, adapté au petit animal

par Lydie Ploux

Thèse de doctorat en Biomécanique et génie biomédical

Sous la direction de Roland Mastrippolito.

Soutenue en 1997

à Compiègne .


  • Résumé

    En biologie, et en particulier dans le domaine des neurosciences, de nombres études nécessitent de corréler les informations moléculaires (sites de fixation d' une substance par exemple), apportées par les techniques d'investigation in vitro et in situ, à l’aspect ‘macroscopique’ du fonctionnement cérébral fourni par les études comportementales. La tomogaphie par émission se présente comme un outil particulièrement approprié pou jeter un pont entre ces deux approches. TOHR (TOmogaphe Haute Résolution), qui fait l'objet de ce travail est un sytème original de tomographie par émission, dédié aux petits animaux. Il se compose d’un collimateur focalisant offrant une haute résolution spatiale et une haute efficacité de détection placé devant le système de détection des photons (rayom y et X). La résolution spatiale et le rapport signal/bruit sont optimisés en utilisant des radioéléments qui émettent lors de la même désintégration, au moins deux photons décorrélés en angle (125I, 123I, 111In par exemple). L’image est construite point par point en déplaçant l’animal par rapport au point focal du collimateur. Dans un premier temps, des simulations numériques ont montré la possibilité d’atteindre ainsi des résolutions submillimétriques et ont permis de définir la géométrie du collimateur (10 des faces d’un icosaèdre pour la version actuelle, 15 faces à terme). Un prototype de THOR a dans un deuxième temps été développé et caractérisé, révélant des caractéristiques conformes aux prévisions numériques : 1,4mm pour la résolution spaciale et 0. 64% pour l’efficacité de la détection. Enfin, après qu’un protocole expérimental ait été établi grâce à des expériences sur la thyroïde du rat, les premières expériences sur le striatum ont été réalisées et permettent dès maintenant d’envisager la validation de THOR dans le cadre des modèles animaux de maladies neurodégénératives.

  • Titre traduit

    Development and applications of tohr, an original tomographic system, dedicated to small animal


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    For many neurobiological studies, it is necessary to link microscopic aspects of the brain's organisation with integrated brain functions. Details of the former are obtained by in vitro and in situ molecular biology techniques, whereas the latter are acquired through behavioural studies. In vivo radio-imaging methods, like emission tomography, are the ideal tools to investigate the links between these two levels of brain organisation. The work which is presented here focuses on a new approach of emission tomography adapted to small animal studies: TOHR (french acronym for TOmographe Haute Résolution). The principle is based on the use of a large solid angle, high resolution and high efficiency focusing collimator. High resolution and high signal to noise ratio are improved by using nuclides having a two-photon decay with small angular correlation (125I, 123I, 111In,. . . ). The image is built step-by-step, by moving the animal relative to the collimator focal point. First, numerical simulations showed the possibility of reaching sub-rnillimetric resolutions; these results led to the collimator geometry (at present 10 over the 20 faces of an icosahedron, 15 faces in the future). Then, a prototype of TOHR has been built and characterised. Its performance is very close to the numerical predictions : spatial resolution of 1,4 mm and detection efficiency of 0,64 %. Finally, experiments on a rat thyroid allowed the preparation and realisation of the first experiments on a rat striatum. The good quality of these images shows that it is now possible to evaluate TOHR capabilities on a dopaminergic neuron degeneration model in rats, in the field of neurodegenerative disease studies.

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Informations

  • Détails : 121 p.
  • Annexes : 48 ref.

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