EVALUATION D'UN SYSTEME A TROIS DETECTEURS POUR L'IMAGERIE D'EMISSION PAR DETECTION EN COINCIDENCE
Etudiant: BONNIAUD Guillaume
Lieu du stage:
Service de Médecine Nucléaire et de Biophysique
Hôpital TENON
4, rue de la Chine
F-75020 PARIS
Service de Médecine Nucléaire et de Biophysique
Hôpital TENON
4, rue de la Chine
F-75020 PARIS
Mots clés: Tomographie par Emission de Positons (TEP) - Tomographie d'Emission en Détection à Coïncidence ( TEDC) - Modélisation - Evaluation des performances
Résumé:
La tomographie par émission de positons (TEP) utilisant le [18F]-fluorodésoxyglucose connaît actuellement un développement clinique important notamment grâce à l'utilisation de gamma-caméras équipées pour la détection en coïncidence (Tomographie d'Emission en Détection à Coïncidence ou TEDC). Notre étude concerne l'évaluation des performances d'une gamma-caméra équipée de trois détecteurs (IRIX, Marconi) en comparant les différentes configurations d'acquisition possibles.
Dans un premier temps, nous avons modélisé la sensibilité du système (réponse géométrique et correction de l'efficacité de détection) et l'incertitude de détection. Les simulations numériques ont porté sur trois orientations des détecteurs : 180 (détecteurs en opposition), 90-270 (détecteurs positionnés en U) et 102-204 ( les 3 détecteurs étant orientés respectivement à 0°, 102°, 204°) et des épaisseurs de cristal variables. Nos résultats montrent que la géométrie 102-204 présente les profils de sensibilité les plus homogènes sur le champ de vue des détecteurs. L'augmentation de l'épaisseur du cristal amplifie les variations des profils de sensibilité et améliore respectivement la sensibilité moyenne de 50% et 24% lorsque l'épaisseur du cristal augmente de 9,5 à 19 mm et de 19 à 25 mm. Pour des rayons de rotation plus petits, l'incertitude de détection augmente dégradant la résolution spatiale. Ce phénomène est moins important en géométrie 90-270.
La seconde partie a consisté à mesurer les performances du système à partir des normes NEMA NU-2 notamment la résolution spatiale, la fraction de diffusé et le contraste image. La meilleure résolution spatiale au centre du champ de vue est obtenue en géométrie 90-270 avec le rayon de rotation minimal (282 mm) : 5,6 mm dans la direction transversale et 5,8 mm dans la direction axiale alors que la fraction de diffusé augmente (28 % pour un rayon de 355 mm contre 32% pour 282 mm). La résolution spatiale est dégradée en géométrie 102-204. Le contraste image est meilleur en géométrie 90-270.
La tomographie par émission de positons (TEP) utilisant le [18F]-fluorodésoxyglucose connaît actuellement un développement clinique important notamment grâce à l'utilisation de gamma-caméras équipées pour la détection en coïncidence (Tomographie d'Emission en Détection à Coïncidence ou TEDC). Notre étude concerne l'évaluation des performances d'une gamma-caméra équipée de trois détecteurs (IRIX, Marconi) en comparant les différentes configurations d'acquisition possibles.
Dans un premier temps, nous avons modélisé la sensibilité du système (réponse géométrique et correction de l'efficacité de détection) et l'incertitude de détection. Les simulations numériques ont porté sur trois orientations des détecteurs : 180 (détecteurs en opposition), 90-270 (détecteurs positionnés en U) et 102-204 ( les 3 détecteurs étant orientés respectivement à 0°, 102°, 204°) et des épaisseurs de cristal variables. Nos résultats montrent que la géométrie 102-204 présente les profils de sensibilité les plus homogènes sur le champ de vue des détecteurs. L'augmentation de l'épaisseur du cristal amplifie les variations des profils de sensibilité et améliore respectivement la sensibilité moyenne de 50% et 24% lorsque l'épaisseur du cristal augmente de 9,5 à 19 mm et de 19 à 25 mm. Pour des rayons de rotation plus petits, l'incertitude de détection augmente dégradant la résolution spatiale. Ce phénomène est moins important en géométrie 90-270.
La seconde partie a consisté à mesurer les performances du système à partir des normes NEMA NU-2 notamment la résolution spatiale, la fraction de diffusé et le contraste image. La meilleure résolution spatiale au centre du champ de vue est obtenue en géométrie 90-270 avec le rayon de rotation minimal (282 mm) : 5,6 mm dans la direction transversale et 5,8 mm dans la direction axiale alors que la fraction de diffusé augmente (28 % pour un rayon de 355 mm contre 32% pour 282 mm). La résolution spatiale est dégradée en géométrie 102-204. Le contraste image est meilleur en géométrie 90-270.
Titre (UK): EVALUATION OF A THREE-HEADED GAMMA CAMERA FOR COINCIDENCE DETECTION EMISSION TOMOGRAPHY
Mots clés (UK): Positron Emission Tomography (PET) - Coincidence Detection Emission Tomography (CDET) - Simulation - Performance evaluation
Résumé (UK):
Interest in clinical fluorodesoxyglucose (FDG) imaging using Positron Emission Tomography (PET) with gamma cameras (Coincidence Detection Emission Tomography or CDET) continues to grow. The aim of this study was to evaluate the performance of a three-headed gamma camera (IRIX, Marconi). The three detectors of this system allow different acquisition configurations and each of them have their own performance.
The first step of our study consisted of simulating geometric sensitivity, corrected for the detection efficiency, and detection uncertainty to know the response of the system in the different configurations and for varying crystal thickness. We calculated these two parameters for three different geometries : Dual (detectors are opposed), 90-270 (U-shaped) and 102-204 (angle between first and second detector is 102°, angle between first and third detector is 204°). The 102-204 configuration gave the most homogeneous sensitivity profiles. Moreover, the thicker the detector crystal, the more the detection efficiency correction was important on sensitivity (difference of 50% and 24% in sensitivity between a 9.5 and 19 mm respectively 19 and 24 mm crystal thickness). Calculations of detection uncertainty showed that a decrease of detection orbit, in spite of sensitivity gain, reduced the system position detection accuracy. This phenomenon was less important in 90-270 geometry.
The second step was to evaluate the performance of the system following the NEMA NU-2 standards. We tried to follow as much as possible this standard to evaluate the spatial resolution, the scatter fraction and the image contrast. In 90-270 configuration, the best resolution at the center of the field of view, was obtained with a detection orbit of 282 mm: 5.6 mm in the transverse direction and 5.8 in the axial direction whereas the scatter fraction increased (28 % in 355 mm orbit versus 32% in 282 mm). The spatial resolution was increased in 102-204 configuration. The image contrast is better in 90-270 configuration.
Interest in clinical fluorodesoxyglucose (FDG) imaging using Positron Emission Tomography (PET) with gamma cameras (Coincidence Detection Emission Tomography or CDET) continues to grow. The aim of this study was to evaluate the performance of a three-headed gamma camera (IRIX, Marconi). The three detectors of this system allow different acquisition configurations and each of them have their own performance.
The first step of our study consisted of simulating geometric sensitivity, corrected for the detection efficiency, and detection uncertainty to know the response of the system in the different configurations and for varying crystal thickness. We calculated these two parameters for three different geometries : Dual (detectors are opposed), 90-270 (U-shaped) and 102-204 (angle between first and second detector is 102°, angle between first and third detector is 204°). The 102-204 configuration gave the most homogeneous sensitivity profiles. Moreover, the thicker the detector crystal, the more the detection efficiency correction was important on sensitivity (difference of 50% and 24% in sensitivity between a 9.5 and 19 mm respectively 19 and 24 mm crystal thickness). Calculations of detection uncertainty showed that a decrease of detection orbit, in spite of sensitivity gain, reduced the system position detection accuracy. This phenomenon was less important in 90-270 geometry.
The second step was to evaluate the performance of the system following the NEMA NU-2 standards. We tried to follow as much as possible this standard to evaluate the spatial resolution, the scatter fraction and the image contrast. In 90-270 configuration, the best resolution at the center of the field of view, was obtained with a detection orbit of 282 mm: 5.6 mm in the transverse direction and 5.8 in the axial direction whereas the scatter fraction increased (28 % in 355 mm orbit versus 32% in 282 mm). The spatial resolution was increased in 102-204 configuration. The image contrast is better in 90-270 configuration.
ajouté par leprince le 20/08/2007 consulté 1015 fois 