Experimental results and first 22Na source image reconstruction by two prototype modules in coincidence of a liquid xenon positron emission tomograph for small animal imaging

International audienceA detector with a very specific design using liquid Xenon (LXe) in the scintillation mode is studied for Positron Emission Tomography (PET) of small animals. Two prototype modules equipped with Position Sensitive Photo Multiplier Tubes (PSPMTs) operating in the VUV range (178 nm) and at 165 K were built and studied in coincidence. This paper reports on energy, time and spatial resolution capabilities of this experimental test bench. Furthermore, these experimental results were used to perform the first image reconstruction of a 22Na source placed in the experimental setup

Etude de l'acquisition des données en TEP 2D

La Tomographie par Emissions de Positons (TEP) est une modalité d'imagerie nucléaire: on injecte au patient un traceur radioactif qui se fixe sur des constituants de l'organisme jouant un rôle important dans un processus physiologique dont on désire acquérir des images. En TEP, le radiotraceur est un émetteur β+ ou positron. Après avoir perdu son énergie cinétique au terme d'un parcours de l'ordre d'un millimètre, le positron s'annihile avec un électron pour donner deux photons γ, émis dans des directions opposées. La détection se fait à l'aide de plusieurs couronnes de détecteurs qui enregistrent en coincidence l'arrivée des deux photons. La trajectoire linéaire formé par le trajet des deux photons dans le cas idéal, appelée LOR (Line Of Response) constitue la donnée principale qu'acquiert le système. Le programme de reconstruction d'images s'intéresse au problème inverse: à partir des données de toutes les LOR issues des différentes émissions, il localise le lieu d'émission et ainsi fournit la distribution spatiale du radiotraceur dans le corps du patient. Le but de ce travail est de définir un schéma de compression de données, i.e. réduire le nombre de LOR, en étudiant le système d'échantillonnage des LOR dans le but d'accélerer le temps de reconstruction des images. On se limite à l'acquisition en mode 2D ( ou 3D à coupes parallèles): uniquement les LOR orthogonales à l'axe du scanner, dont les extrémités appartiennent à une même couronne, sont prises en compte. Pour cela, on s'appuie sur les travaux [1] et [2] qui, dans une géométrie similaire en tomographie X, ont établi les conditions d'échantillonnage efficaces en utilisant la paramétrisation fan beam. Dans ce travail, on utilise une autre paramétrisation plus adaptée à la TEP et on en déduit des schémas d'échantillonnage. Cependant, le schéma efficace n'étant pas compatible avec la géométrie des détecteurs, nous le mettons à profit dans un schéma de compression du nombre de LOR, appelé mashing

Etude de l'échantillonge en tomographie par emission de positons

Cette thèse est consacrée à l'étude de l'acquisition des données en tomographie d'émission de positons (TEP) dans le but d'optimiser la quantité de données mesurées par rapport à la résolution spatiale maximale qu'il est possible d'atteindre sur une image reconstruite. L'une des contributions dans ce domaine réside dans la détermination de l'efficacité des détecteurs rectangulaires par rapport aux détecteurs carrés. La seconde partie de cette thèse a consisté à simuler les performances d'un scanner TEP dédié à l'imagerie du petit animal. L'originalité de ce scanner réside dans l'utilisation du xénon liquide comme milieu scintillant et la capacité à mesurer la profondeur d'interaction. Une chaine de simulations Monte Carlo de ce scanner a été mise en place et a été validée en confrontant avec les résultats expérimentaux

Monte Carlo simulations verifying sampling schemes in multislice mode PET

International audienceGATE Monte Carlo simulations are performed to verify sampling schemes in multislice mode PET. Two types of scanner were simulated. The effect of attenuation and scatter were investigated by simulating a realistic phantom. The results are in accordance with the theoretical expectations

Système d’imagerie par rayons X permettant la correction du diffusé et la détection précise de la distance source détecteur

The invention relates to an X-ray imaging system wherein images are obtained using an X-ray blocking element, the system comprising means for determining a position of the detector (40) on the basis of coordinates of projected patterns of the blocker (20, 220) in an image in order to especially be able to perform a calibration and/or correct the contribution of the scatter radiation in a radiographic image obtained by the system.Système d'imagerie par rayons X, dans lequel on réalise l'acquisition d'images en utilisant un élément bloqueur de rayons X, le système étant doté de moyens pour déterminer une position du détecteur (40) à partir de coordonnées de motifs projetés du bloqueur (20, 220) dans une image afin notamment de pouvoir réaliser une calibration et/ou de corriger la contribution du diffusé dans une image radiographique acquise par le système

Non-uniqueness in C-arm calibration with bundle adjustment

International audienceIn this work, we consider the problem of C-arm geometric calibration with the bundle adjustment (BA) method. This method was initially developed and used in computer vision. It's based on markers, but with unknown geometry. We don't know the 3D positions of the markers from which we have to estimate the calibration parameters. Thus, the geometric calibration is only based on the positions of the projected markers on 2D projection images. Pollefeys et al. [1] have shown that such calibration from BA can be performed up to a similarity transformation. In our work, we present a numerical solution to the C-arm geometric calibration with the BA method. We show the non-uniqueness of the geometric calibration with the BA method for cone-beam tomography. Just like in computer vision, we can't find the solution better than up to a similarity transformation

Hybrid geometric calibration in 3D cone-beam with sources on a plane

In this work, we describe a new self-calibration algorithm in the case of 3D cone-beam geometry with sources on a plane parallel to the detector plane. This algorithm is hybrid, so it combines data consistency conditions (DCCs) and the partial knowledge on the pattern of the calibration cage. We explain how we build this algorithm with the modelling of calibration markers by Diracs and the generalization of existing DCCs for this geometry to distributions. This new method can work with truncated projections if the marker projections are not truncated. With this hybrid approach, we build an analytical self-calibration algorithm based on DCCs, robust to projection truncations. We show numerical experiments

Sampling in cylindrical 2D PET

International audienceIn this paper, we study 2D cylindrical Positron Emission Tomography (2D PET) sampling. We show that rectangular sampling schemes are more efficient than usual square schemes

Système d’imagerie planaire permettant la correction du diffusé

Système d'imagerie planaire par rayons X, pour l'acquisition d'image(s) en 2 dimensions, dans lequel on réalise l'acquisition de trames d'images d'un objet cible un élément bloqueur de rayons X placé devant l'objet cible étant déplacé entre chaque acquisition

Système d’imagerie planaire permettant la correction du diffusé

Système d'imagerie planaire par rayons X, pour l'acquisition d'image(s) en 2 dimensions, dans lequel on réalise l'acquisition de trames d'images d'un objet cible un élément bloqueur de rayons X placé devant l'objet cible étant déplacé entre chaque acquisition