Simulateur Monte Carlo et caméra à xénon liquide pour la tomographie à émission de positons - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2002

Simulateur Monte Carlo et caméra à xénon liquide pour la tomographie à émission de positons

Résumé

The studies presented in this thesis have been conducted in the context of the metabolic and functionnal medical imaging of small animals.They lead us to developp a Monte Carlo simulator (GePEToS) based on GEANT 4 dedicated to PET systems. GePEToS has been tested and validated by comparison to real and published data obtained with an ECAT EXACT HR+ following the NEMA protocol. The objectives of such a simulator are to produce PET data for the test of image reconstruction algorithms and to allow the exploration of new detector configurations.
On the other hand, this thesis concerned the conception of a liquid xenon camera for smallanimal PET imaging system (µPET). A complete Monte Carlo simulation allowed us to optimize and presented the performance of a µPET detector which would be composed of 16 detection modules arranged as a ring around the animal. The originality of this detector lies in his ability to measure the depth of interaction for every detected photon (still inaccessible for PET detectors currently commercialized). An important party of R&D consisted in developing and using the cryogenic system of the liquid xenon as well as has in defining the photodetection system of the scintillation light UV of the xenon (Lambda = 178 nm). A prototype module was realized to detect the annihilation photons.
Les travaux effectués au cours de cette thèse s'inscrivent dans le cadre des projets de plateformes d'imagerie métabolique et fonctionnelle consacrées au petit animal. Ils ont mené à la réalisation d'un simulateur Monte Carlo (GePEToS), développé sous GEANT 4 et dédié aux systèmes TEP. GePEToS a été validé sur données réelles et publiées d'une ECAT EXACT HR+ suivant le protocole NEMA. Les fonctions d'un tel simulateur sont de pouvoir produire des données TEP pour le test d'algorithmes de reconstruction d'image et permettre également l'exploration de nouvelles configurations de détecteurs.
D'autre part, cette thèse a porté sur la conception d'un TEP au xénon liquide pour l'imagerie du petit animal (µTEP). La partie instrumentale a démarré par une approche conceptuelle d'un détecteur au xénon liquide. Une simulation Monte Carlo complète a permis de définir et caractériser les performances d'un futur µTEP composé de 16 modules de détection disposés en couronne autour de l'animal. L'originalité de ce détecteur réside dans sa capacité à pouvoir fournir la profondeur d'interaction pour chaque particule détectée, ce qui reste encore inaccessible pour l'ensemble des détecteurs TEP actuels. Une partie importante de R&D a consisté à développer et mettre en œuvre la cryogénie du xénon liquide ainsi qu'à définir le système de détection de lumière UV de scintillation du xénon (Lambda = 178 nm). Un module prototype a été réalisé et mis en situation de détection de photons gamma d'annihilation.
Fichier principal
Vignette du fichier
tel-00001843.pdf (16.76 Mo) Télécharger le fichier

Dates et versions

tel-00001843 , version 1 (18-10-2002)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00001843 , version 1

Citer

Sébastien Jan. Simulateur Monte Carlo et caméra à xénon liquide pour la tomographie à émission de positons. Biophysique [physics.bio-ph]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00001843⟩
270 Consultations
448 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More