Développement de scanner TEP-TOF rapide

par Marharyta Shemet (Alokhina)

Projet de thèse en Imagerie médicale et radioactivité

Sous la direction de Viatcheslav Sharyy.

Thèses en préparation à Paris Saclay en cotutelle avec Taras Shevchenko National University of Kyiv , dans le cadre de Particules, hadrons, énergie et noyaux: Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulation , en partenariat avec DSM-Institut de Recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (Irfu) (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    La Tomographie par Emission de Positrons (TEP) est une technique d'imagerie utilisée largement dans le traitement de cancer et dans les recherches neurobiologiques. Il s'agit de détecter deux photons de 511 keV produits par l'annihilation d'un positon dans les tissus. Elle image ainsi l'activité biologique des organes. Mesurer avec une très bonne précision la différence de temps de détection des deux photons permet d'améliorer la qualité d'image (technique TOF). Dans cette thèse nous envisageons de simuler un détecteur TEP corps entier avec la résolution en temps record de 100 ps (FWHM).Cette performance peut être obtenue par la détection de la lumière Cherenkov produite par la conversion des photons de 511 keV dans le détecteur à cristal. Le travail de thèse inclut: le développement de la simulation du scanner "corps entier" en utilisant le logiciel Geant4 et GATE, sur la base des résultats des tests expérimentaux des détecteurs de photons. Plusieurs configurations avec les cristaux et les photo-multiplicateurs différentes seront études. Les résultats de la simulation et de la reconstruction de l'image seront utilisés pour choisir une conception optimale de détecteur de photon.

  • Titre traduit

    Design of the Fast TOF-PET Scanner


  • Résumé

    Positron Emission Tomography (PET) is an imaging technique widely used in the treatment of cancer and neurobiological research. It consist in the detecting two 511 keV gamma quanta, produced by the positron annihilation in tissues. It is imaging the biological activity of the organs. The time-of-flight (TOF) technique allows one to improve the signal-to-noise ratio in the full body scan by measuring the difference of the arrival time between the two photons. In this thesis we plan to simulate a whole body PET detector with the resolution in arrival time of 100 ps (FWHM). This performance can be achieved by detecting the Cherenkov light produced by the conversion of 511 keV photons in the detector crystal. The thesis work includes: the development of the simulation of the "whole body" scanner with Geant4 software GATE using the results of experimental tests of the photon detectors. Several configurations with crystals and different photo-multipliers will be studies. The simulation results and the reconstructed image will be used to choose an optimal detector design.