Imagerie en Biologie et M

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Imagerie en Biologie et Médecine

• David Brasse, Madjid Boutemeur, Pierre Delpierre,
  Jean-marc Fontbonne,
• M.L. Gallin-Martel, Sophie Kerhoas, Philippe
  Lanièce, Patrick Le Du,
• Lionel Luquin, Gérard Montarou, Philippe Moretto,
  Nicoletta Pauna

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Rayons X

• Le 8 novembre 1895, Röntgen découvre les rayons
  X
• Le 22 novembre 1895, il réalise la premier
  cliché radiographique,
• celui de la main de son épouse Bertha.

Röntgen obtiendra le premier prix Nobel de
physique en 1901.
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CAT Scanner
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1979
Allan MacLeod Cormack Physicien Nucléaire Cape
Town Harvard University Tufts University
Sir Godfrey Newbold Hounsfield English electrical
engineer EMI Research
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IRM
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2003
Paul C. Lauterbur Chimiste Uni. Illinois
Sir Peter Mansfield Physicien Nottingham
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Glossaire

• CT Computerized Tomography (Scanner X)
• TEP Tomographe à Émission de positron (PET)
• TEMP Tomographe à Émission MonoPhotonique
  (SPECT)
• IRM Imagerie par Résonance Magnétique (MRI)

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Quelques principes de base
TEP
SPECT

• Injection traceur marqué b
• Annihilation gt émission 2 g 511keV
• Enregistrement des lignes de vol (LOR)
• Reconstruction densité dactivité fixée

• Injection traceur marqué g (99Tc)
• Collimateur gt projection activité
• Acquisition sous plusieurs angles
• Reconstruction densité dactivité fixée

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Instruments
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Imagerie de la cellule à lhomme
?
?
?
?
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Moyens humains

( 1 phys. et 6 ing. pour Neurospin)
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Perspectives

• IRES Projet plateforme ImaBio
• Intégration CT/SPECT, CT/TEP
• CPPM
• Développement PIXSCAN avec CdTe
• Intégration CT/TEP (fin 2006) (Animage, IPNL)
• LPSC et SUBATECH
• TEP petit animal Xénon liquide
• IPNL µ TEP
• Prototype ClearPet fin 2005
• Collaboration plateforme Animage
• Collaborations avec CPPM et IRES (?)
• IPNL Hadronthérapie
• Démonstrateur TEP en ligne LSO
• Collaborations LPC Caen, ETOILE, GSI

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GDR

• Montage dun GDR en cours
• Instrumentation et Modélisation en Imagerie
  Biologique et Médicale
• 1ère phase les 10 labos IN2P3 / DAPNIA
• Thèmes
• Imagerie en médecine (diagnostic et thérapie)
• Imagerie en biologie (imagerie métabolique et
  anatomique)
• Dosimétrie (interaction rayonnement/matière
  vivante)
• Structuration, réseaux, évaluation, visibilité
• Ouverture CNRS/SDV, CEA/DSV et DRT, Inserm, AP ?
  
• Lettre dintention soumise, document pour la
  prochaine commission 03

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CERIMED
Centre Européen de Recherche en Imagerie Médicale

• Projet en cours de montage
• Initiative Paul Lecocq (CERN)
• Soutien AP, PACA, Ministère
• Base Marseille, échéance 2006 ?
• Partenariats souhaités
• EUROMEDIM (NoE 6ème PCRD)
• ClearPet
• GDR  IMIB 
• IPA (Programme CNRS/CEA Imagerie Petit animal)
• Plateformes Animage, ImaBio, Imagène
• .

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Questions ?

• Type dactivité
• Valorisation ou bien ligne de programme ?
• Intégration déquipes pluridisciplinaires ?
• Positionnement / visibilité
• Par rapport aux autres directions (SDV, STI, DSV,
  DRT)
• Par rapport au milieu bio-méd
• Par rapport à lindustrie (relations , licences,
  brevets)
• Évaluation / arbitrage
• Évolution
• Stabilité ou ? ou ?
• Turn-over ?

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FIN
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Imagerie Biomédicale à SUBATECH

• Détecteurs gazeux PIM (type MICROMEGAS)
• Imagerie auto radiographique b grande surface
• Imagerie b haute résolution

Détection 3H et 14C Surface 25x25 cm² Résolution
lt 80 µm FWHM
Petite surface 3x3 cm² haute résolution (20 µm
FWHM)
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Interface Physique-Biologie-Médecineà lIReS
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Imagerie du petit animal au CPPM
PIXSCAN Scanner - CT insérable dans un
TEP basé sur les pixels hybrides

• Le Prototype
• Résolution 160 µm
• (pixels à la DELPHI)
• 360 images espacées de 2 ms
• Sortie sur ETHERNET

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Imagerie du petit animal au CPPM
Combinaison TEP-CT
Tomographie par émission de positrons Image
des tumeurs cancéreuses
Scanner-X Image des organes
Localisation des tumeurs/organes Correction des
données du TEP pour le mouvement des organes
Prévu pour fin 2006
Détecteurs du PIXSCAN CLEARPET (IPNL, ANIMAGE)
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TEP petit animal LSO

• Collaboration ClearPet

Test 2 têtes 64 cristaux LSO
22Na source
DE/E18
One channel Coincidence mode
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Tomographe xénon liquide Imagerie du petit animal
PM2
PM1
Guides de lumière xénon liquide T -110C
? 178 nm
(x,y,z) sans erreur de parallaxe
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Imagerie Biomédicale à SUBATECH

• Etude et développement dune tête de détection
  gamma à Xenon liquide mettant en œuvre la
  diffusion Compton
• LOI présentée au workshop
•  Workshop on lXe-PET camera project
• 15 octobre 2003 à Nantes
• Application à la TEP
• Utilisation de microgrilles pour
• la détection du signal
• dionisation
• Collaboration Franco/Israélienne
• pour la détection des photons
• UV de scintillation
• Etude de la détection des X avec des détecteurs
  gazeux sous pression en vue dapplication à la
  mammographie.

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TOHR
Le TOmographe à Haute Résolution en opération au
Service Hospitalier Fréderic Joliot dOrsay
(CEA/DSV/SHFJ )
Reconstruction 3D de lactivité fixé
Le point focal est fixé par les
collimateurs Lanimal est déplacé en x, y, z
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SIC Sonde Intra Cérébrale
Sonde FO scintillante F 250µ Couplage FO claire
gt PM Implantation ds lanimal Détection
b Quantification activité locale
b MICROPROBE
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Imagerie TEP quantitative des petits
animauxMesure de l  Arterial Input Function 
Collaboration DAPNIA , SHFJ Orsay , CHU
Sherbrooke
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POCI Per-Operative Compact Imager
Évaluation clinique de la caméra
POCI Collaboration avec IGR Thèse de Stéphanie
Pitre
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Hadronthérapie TEP en ligne
Courbes disodose reconstruites Comparaison au
plan de traitement
Salle de traitement GSI Caméra TEP en ligne
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GATE Geant4 Application for Tomographic Emission

• Simulation Monte-Carlo permettant de
• définir des géométries
• (dimensions, matériels,)
• définir des sources
• (géométrie, nature, activité)
• choix des processus physiques
• (low energy package de G4)
• suivre les particules pas à pas

• Spécificités de GATE
• Libraires CERN de GEANT4
• Modélisation du temps
• (décroissance des sources, mouvement
• du scanner, fortuites)
• Langage script (évite le C)
• Interactivité du code
• Développement partagé

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Imagerie du petit animal
Lavenir
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Micro SPECT
microSPECT