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Modelisation des chaines d'acquisition pour ameliorer l'identification des cristaux du LabPET

Posted on:2013-12-30Degree:M.Sc.AType:Thesis
University:Universite de Sherbrooke (Canada)Candidate:Lemieux, FrancoisFull Text:PDF
GTID:2451390008478092Subject:Engineering
Abstract/Summary:
La tomographie d'emission par positrons (TEP) dediee aux petits animaux est une technique d'imagerie metabolique tres utile pour la recherche biomedicale en raison de la grande similitude du genome de la souris transgenique a celui de l'humain. Cette imagerie, de type fonctionnelle, est generalement couplee a une imagerie anatomique comme la tomodensitometrie (TDM) pour ameliorer les diagnostics. C'est dans cette sphere de recherche que des travaux sont menes a Sherbrooke pour integrer les deux modalites d'imagerie en utilisant les memes detecteurs et la meme chaine electronique basee sur des photodiodes a avalanche (PDA). Le premier scanner de cette generation est appele le LabPET.;Le LabPET est disponible avec 1536, 3072 ou 4608 PDA selon la longueur axiale. Malgre un rapport signal/bruit plus faible que d'autres capteurs, les PDA, couplees individuellement aux paires de cristaux, permettent d'obtenir une excellente resolution spatiale et un faible temps mort. Par contre, comme deux cristaux dont les constantes de decroissante sont differentes sont couples a la meme PDA, une identification est requise pour localiser l'interaction du rayonnement gamma et obtenir la bonne ligne de reponse. Actuellement, un filtre adaptatif avec un modele unique de reference de la chaine electronique pour tout le scanner permet de retrouver la fonction de transfert du cristal avec un taux d'erreur pouvant atteindre moins de 1%.;Le modele de reference contient toutes les informations connues a priori de la chaine d'acquisition. Le modele unique pour tout le scanner est correct comme preuve de faisabilite, mais s'avere en pratique non representatif a cause de la variabilite des detecteurs et des composants electroniques. Un modele non approprie degrade l'identification globale des cristaux, ce qui affecte la resolution d'image. Ce projet de maitrise vise a pallier ce probleme en calculant automatiquement un modele personnalise pour chaque canal.;Quatre algorithmes bases sur differentes minimisations de la fonction de cout, soit le filtre de Wiener, la maximisation de la ressemblance, la minimisation du biais temporel et la minimisation du taux d'erreur, ont ete developpes et caracterises comme modele individuel du canal. Le premier est un algorithme standard pour modeliser un signal, le second ressemble beaucoup au filtre de Wiener, mais avec quelques approximations en moins. Le troisieme utilise de l'information connue a priori sur les cristaux et le dernier maximise directement l'identification des cristaux.;Un taux d'erreur d'identification de cristaux pour le modele unique de la chaine d'acquisition dans le scanner LabPET 4-cm de Sherbrooke est d'environ 3,53 % pour une fenetre en energie de 350-650 keV. Les nouveaux modeles personnalises des chaines ont obtenu respectivement des taux d'erreurs de plus de 10 %, 3,66 %, 2,96 % et 1,45 % en fonction des algorithmes presentes precedemment. Ainsi, il devient evident qu'un modele individuel et optimal pour chaque canal permet d'ameliorer le taux d'erreur moyen pour le scanner, et ce, sans changer l'architecture materielle ou logicielle, mais au depend d'un temps de calibration plus longue.;Mots cles : Tomographie d'emission par positrons, LabPET, Identification de cristal, Modelisation, Filtrage adaptatif.
Keywords/Search Tags:Pour, Des, Labpet, De la, Les, Est, Chaine
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