Imagerie biomédicaleImagerie biomédicaleComposante TEMP de la plate-forme AMISSAComposante TEMP de la plate-forme AMISSA

V.BekaertLundi 6 Mars 2006

Groupe ImaBio

22

Imagerie du petit animalImagerie du petit animal

Imagerie in Vivo du Petit Animal

Introduction

MicroCT

IRM

Ultrason

TEMP

Recherche avancée en biologie/médecine

Nouvelles thérapies pour les patients

TEP

33

Plate-forme d’imagerie

Introduction

Suivi physiologique

Anesthésie

Lit souris

Plate-forme

44

Le microCT

Introduction

Squelette tête de rat

Souris corps entierArtériographie chez le rat

Tête de rat avec produit de contraste

55

Composante TEMP d’AMISSA

Tomographe par émission monophotonique

Champ de vue :

• Transversal : 40 mm

• Axial : 8,8 mm

Caractéristiques:

• Résolution : 1,3 mm

• Efficacité géometrique : 36 cps/Mbq/Camera

66

Fusion d’image

Introduction

biographe biographe

Examen FDG: poumon ou os?

University of Pittsburgh

PET

Memorial Sloan Kettering

Examen 124I: os ou tissu?

PET

77

Le principe de l’imageur TEMP

Tomographe par émission monophotonique

Radiotraceur

Émisson de

Émetteur de simples photons

dans 4

Photodétecteur

Cristal

Selection des photons

Conversion en photons optiques

Détection des photons optiques &conversion en un signal électrique

Électronique

Collimation

88

Corrections en énergie

Système TEMP

Calibrations

Spectre brut des données issues du module

Cnt

ADC

Pedestaux

Photopic

Alignement des Photopics

Source collimatée57Co, 122 keV

Module de détection

64 voies

Un évènement

Pixel

Pixel

Groupement de cellules

Énergie et position d’un évènement

99

Système TEMP

Acquisition

MAPMTs& Électroniques

Système d’acquisition

ClusterisationSeuil Bas

CorrectionsPiédestaux / Énergie

Série de projections

CorrectionsUniformité

Projection

Reconstruction 3D

Visualisation de l’image 3D

Rotation du système TEMP

1010

Reconstruction

Prise de mesure

1

u

1

2

3

2

3

)(sR

1111

Reconstruction

Algorithme Analytique

x y

dxdytyxyxftp ))sin()cos((),(),(

Reconstruction 2D pour un détecteur plan à collimateur parallèle

Intégrale de Radon :

),( tp

Détecteur

t

2

0

))sin()cos((),(),( dtdtyxhtpyxf

sinon2/1

0 si)2

(sinc4

1)(sinc

2

1)(

2 xxx

xh

Où est la taille du pixel

1212

Reconstruction

Algorithme Analytique avancée

ddeF yxj ))sin()cos((2)sin(),cos(

dUdVeVUFyxf VyUxj )(2),(),(

dtdtyxhtp ))sin()cos((),(

dtdtrhtprf ))cos((),(),(

ddeP yxj ))sin()cos((2),(

dQL

yxf )(1

),(2

02

cos)()( dRR

sincos

sincosarctan'

xyd

yx

2

)(

sin)(

)()()(

2

hg

gRQ

wwshTF )()(

Reconstruction 2D pour un détecteur circulaire à collimateur sténopé

f

),( tp

d

s

t

1313

Reconstruction

Algorithme Analytique : en clair

Objet Sinogramme Sinogramme Filtré

Image reconstruite

Acquisition & correctiondu signal

Filtrage dans l’espace de

fourier Rétroprojection

BB’

AA’

BB’

AA’

BB’

AA’

BB’

AA’

u(mm)

u(mm)

u(mm)

u(mm)

u(mm)

u(mm)

(d

egré

)C

ps

(d

egré

)C

ps

Cp

s

Cp

s

Cp

sC

ps

w(m

m)

v(m

m)

1414

g(k)

Reconstruction

Algorithme Itératif

Projections « vraies »

Projections « calculées »

Comparaison

Projection mathématique

g=Af~

~

g Correctionf(k+1)

Image « estimée »

f(k=0)

Image « initiale »

1515

Premiers résultats

Examen #1 – Position

Injection de 5 mCi de 99mTcO4-

Sous 2,5 % de isofluorane

1616

Premiers résultats

Examen #1 – Projection

y (mm)10701020

Collimateur

PM

Cri

stau

xÉ

lect

ron

iqu

e

1717

Premiers résultats

Examen #1 – Tomographie

• Reconstruction 3D (Feldkamp)

• 128 position angulaire sur 360º

• 15s d’acquisition par position

Temps d’acquisition : 38 min

• Protocole

10 mm

Bulbe olfactif

Cortex pyriforme

Mésencéphale

Diencéphale

1818

Conclusion

Plate-forme d’imgerie multimodale dédiée au petit animal

• Tomodensitomètre X• Tomographe par émission monophotonique• Tomographe par émission de positon

Reconstruction de l’image : TEMP

• Calibration des modules de détection• Traitement des données• Reconstruction par un algorithme analytique / itératif

Expérience en cours