Techniques d'imagerie moléculaire

Thèmes abordés

Sciences humaines et arts, imagerie moléculaire, Imagerie nucléaire, Spectroscopie IRM, Imagerie moléculaire, image de fluorescence, collimation électronique

Résumé du document

Modalités d'imagerie médicale :
Techniques aux rayons X :
Planaire (radio pulmonaire, mammographie ...)
Tomographique (TDM ou scanner)
Imagerie nucléaire :
Planaire (scinti osseuse)
TEMP (Tomographie d'Emission Monophotonique) ou SPECT
TEP (Tomographie d'Emission de Positons) ou PET
Techniques de résonance magnétique :
IRM
Spectroscopie IRM
Ultrasons :
Mode B
Echo-Doppler

Extraits

[...] Champ de vue désiré ? Culture cellulaire, coupe cellulaire ou in vivo ? [...]

[...] Résolution temporelle désirée ? Résolution spatiale désirée ? [...]

[...] Correction de coïncidences fortuites systématique Correction d'atténuation quasi-systématique (parfois en sus des images non corrigées) Corrections de diffusion disponibles mais encore peu utilisées Correction de volume partiel non disponible en routine et utilisée seulement en recherche III) Technologie TEMP (SPECT) = gamma caméra type Anger Propriétés générales : But global : détecter une particule dans un volume de détection Particule = photon Volume de détection = Gamma caméra Principe de la détection : arrêt total de la particule dans le milieu Temps moyen d'arrêt dans un détecteur solide quelques ps Interaction dans le milieu création d'une charge électrique = 1 impulsion Distribution différentielle des amplitudes : 1 impulsion = 1 amplitude (pas toujours la même Pourquoi ? [...]

[...] Améliorer le diagnostic : index (valeurs seuil), bénin/malin Etablir un pronostic : agressivité de la maladie / valeur d'index Suivre le traitement : modification d'index Les obstacles à la quantification : Interaction rayonnement-matière : atténuation , effet Compton Limites du système d'acquisition : résolution spatiale limitée, coïncidences fortuites, tps mort Mouvement du patient Correction d'atténuation : dépend de la densité du milieu traversé par les photons, nuisible à la détection des lésions profondes quantification erronée Principes de correction : le facteur d'atténuation est indépendant de la position de l'annihilation le long de la ligne de réponse Dispositifs de correction : Acquisition avec des sources externes : sources γ ou TDM Rx Sources externes de β+ : utilisation de sources de 68Ge (demi-vie 271 jours, énergie 511 keV), acquisitions T et E séquentielles Sources externes de γ : sources de 137Cs (demi-vie 30 ans, énergie 662 keV), acquisitions T et E simultanées ou séquentielles, mise à l'échelle des coefficients d'atténuation Conséquences pratiques : Durée d'examen plus longue Images de transmission bruitées : propagation du bruit dans les images corrigées, dégradation de la qualité de l'image segmentation de la carte des μ et affectation a priori (tissu mou, os, chair) Projections en transmission : correction des sinogrammes acquis ou durant la reconstruction tomographique Les machines bimodales : machines hybrides comportant une caméra TEP et un scanner Rx Acquisition en transmission Rapide (CE ~ 20s) Localisation des foyers hyperfixants Hounsfield : μ mesuré 70 keV 511 keV Flou cinétique différent (respiration) Correction de diffusion : Méthode spectrale : estimation des coïncidences diffusées dans la fenêtre photoélectrique à partir des coïncidences diffusées mesurées dans une fenêtre placée sur le front Compton Ajustement des queues de distribution : les photons peuvent être détectés en dehors du patient ajustement par une fonction gaussienne de la distribution spatiale des coïncidences diffusées, représentée par le signal en dehors de l'objet Calcul direct de la contribution du diffusé : simulations analytiques ou Monte Carlo Correction des fortuits : estimation des fortuits A partir du nombre d'événements simples : Nb fortuits = (activité)² A partir d'une ligne à retard : 2nd circuit de coïncidence décalé de 100 ns Effet de volume partiel : Sous estimation de la concentration dans les objets de petites tailles : contraste objet/fond, dimension de l'objet , résolution spatiale du système Coefficient de recouvrement : la taille de l'objet , le contraste et la résolution spatiale du système sont connus (mesures préalables sur des objets tests ) tables de coefficients de recouvrement L'étalonnage : étape indispensable à une quantification absolue Permet de relier le nombre d'événements détectés par pixel en une concentration radioactive Acquisition avec objet test, concentration radioactive connue Conclusion : Utilité : diagnostic différentiel, pronostic, suivi thérapeutique, radiothérapie . [...]

[...] Toutes déviations des caractéristiques du détecteur pendant la mesure Phénomène de bruit aléatoire dans le détecteur et l'électronique de comptage Bruit statistique provenant de la nature aléatoire même du signal mesuré : i.e. porteurs de charges générés par l'interaction dans le détecteur (pour notre cas, nous verrons un peu plus tard que c'est un nombre d'électrons qui rentre en jeu) Gamma caméra : système de détection monophotonique de type Anger = collimateur + cristal + guide de lumière + photomultiplicateur + électronique d'acquisition souvent couplée à un scanner Collimateur = bloc de Pb percé d'ouvertures circulaires, carrées, hexagonales, séparées par septa Fonctions essentielles du collimateur : Sélection géométrique des photons incidents perpendiculaires au collimateur uniquement Définition du champ de vue utile de la caméra Deux propriétés essentielles des Gamma caméras sont impactées par l'utilisation du collimateur : La résolution spatiale du système = capacité à discerner 2 points proches La sensibilité du système = capacité à récupérer le maximum de photons émis 1/10000) Types de collimateurs : Collimateur à trous parallèles : ne laisse passer que les photons qui arrivent de façon quasinormale au plan de détection l'image formée radioactive est la projection quasiorthogonale de la distribution . [...]