FR2717909A1 - Imaging procedure and apparatus, eg. for tomography - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF D'IMAGERIE PAR DETECTION DE
DESINTEGRATIONS DE POSITONS
DESCRIPTION
Domaine technique
L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif d'imagerie par détection de désintégrations de positons dans un corps disposé dans un espace de mesure.DETECTION IMAGING METHOD AND DEVICE
DESINTEGRATIONS OF POSITONS
DESCRIPTION
Technical area
The invention relates to a method and a device for imaging by detecting positron decays in a body arranged in a measurement space.
L'invention s'applique de façon générale à tous les domaines habituels de la tomographie et en particulier en médecine pour l'étude du métabolisme d'un organe tel que le coeur ou le cerveau par exemple. The invention applies generally to all the usual fields of tomography and in particular in medicine for the study of the metabolism of an organ such as the heart or the brain for example.
L invention s1 applique aussi à la pharmacologie pour suivre par exemple la diffusion d'un médicament dans l'organisme. L'invention peut également être mise en oeuvre dans l'industrie, par exemple pour l'étude du comportement d'ensembles mécaniques qui mettent en jeu des fluides en mouvement.The invention also applies to pharmacology to monitor, for example, the distribution of a drug in the body. The invention can also be implemented in industry, for example for studying the behavior of mechanical assemblies which involve moving fluids.
Etat de la technique antérieure
La propriété physique du positon, d'émettre une paire de photons gamma (y) lors de sa désintégration avec un électron est mise à profit de façon connue dans un certain nombre de dispositifs d'imagerie.State of the art
The physical property of the positron, to emit a pair of gamma photons (y) when it decays with an electron is exploited in a known manner in a number of imaging devices.
Un corps, dans lequel on injecte préalablement par exemple une substance contenant des éléments radioactifs émetteurs de positons est placé à proximité d'un ou plusieurs détecteurs de rayonnement gamma (y). A body, into which a substance containing positron-emitting radioactive elements is injected beforehand, for example, is placed near one or more gamma radiation detectors (y).
après un libre parcours moyen qui dépend du corps en question, chaque positon émis se désintègre et émet une paire de photons gamma (y) de directions opposées à 1800 et ayant chacun une énergie de 511 keV. La distribution dans l'espace des directions des paires de photons est parfaitement aléatoire.after an average free path which depends on the body in question, each emitted positron disintegrates and emits a pair of gamma photons (y) of directions opposite to 1800 and each having an energy of 511 keV. The spatial distribution of the directions of the photon pairs is perfectly random.
On distingue plusieurs types de dispositifs d'imagerie en fonction de leur mode de détection et en fonction des méthodes mises en oeuvre pour constituer des images à partir des informations de détection. There are several types of imaging devices according to their detection mode and according to the methods used to constitute images from the detection information.
La figure 1 illustre un premier exemple de dispositif d'imagerie, utilisé dans le domaine médical. FIG. 1 illustrates a first example of an imaging device, used in the medical field.
Un corps à observer 10, en l'occurrence un patient, est placé dans l'axe d'une couronne de détecteurs 12. Dans un repère de la figure le corps est disposé selon l'axe Z. La couronne 12 comporte un grand nombre de détecteurs 14 juxtaposés, formés chacun, par exemple, d'un scintillateur sensible aux rayonnements y et associé à un photomultiplicateur capable de délivrer des signaux électriques en réponse à la détection de rayonnements y. A body to be observed 10, in this case a patient, is placed in the axis of a ring of detectors 12. In a reference in the figure, the body is arranged along the axis Z. The ring 12 has a large number juxtaposed detectors 14, each formed, for example, of a scintillator sensitive to y-radiation and associated with a photomultiplier capable of delivering electrical signals in response to the detection of y-radiation.
Pour dresser une cartographie ou une image du corps 10, on acquiert l'ensemble des trajectoires 16 de rayonnement comprises dans l'espace de mesure 18 ceint par la couronne 12. To draw up a map or an image of the body 10, all the radiation trajectories 16 included in the measurement space 18 are acquired, surrounded by the crown 12.
La détection simultanée de deux photons gamma (y), c'est-à-dire la détection en coïncidence de deux photons gamma (y) dans un espace de temps prédéterminé appelé fenêtre de coïncidence, sur deux détecteurs 14 diamétralement opposés de la couronne 12, permet de déterminer la trajectoire des photons gamma (y) émis lors d'une désintégration dite "événement". The simultaneous detection of two gamma photons (y), that is to say the coincident detection of two gamma photons (y) in a predetermined time space called coincidence window, on two detectors 14 diametrically opposed to the crown 12 , makes it possible to determine the trajectory of the gamma photons (y) emitted during a so-called "event" decay.
La figure ne représente pour des raisons de clarté qu'un petit nombre de trajectoires 16. The figure represents for reasons of clarity only a small number of trajectories 16.
A partir de l'ensemble des trajectoires mesurées dans le volume 18, il est possible, en utilisant des techniques de rétroprojection et de filtrage, de constituer point par point des images du corps 10 perpendiculaires à l'axe Z. Ainsi, il est possible par exemple en ne considérant que les événements situés dans un plan transverse de reconstituer une "tranche" du corps 10. On peut citer à ce sujet, par exemple, le document (1) référencé à la fin de la description. From the set of trajectories measured in volume 18, it is possible, using rear projection and filtering techniques, to build up point by point images of the body 10 perpendicular to the Z axis. Thus, it is possible for example by considering only the events located in a transverse plane to reconstitute a "slice" of the body 10. One can cite on this subject, for example, the document (1) referenced at the end of the description.
En prenant l'ensemble des trajectoires croisées
16 dans le volume 18, il est également possible, par des algorithmes de reconstruction tridimensionnels, de reconstruire un volume 3D à trois dimensions.By taking all of the crossed trajectories
16 in volume 18, it is also possible, by three-dimensional reconstruction algorithms, to reconstruct a three-dimensional 3D volume.
Une méthode de reconstruction par rétroprojection-filtrage est décrite par exemple dans le document (2) référencé à la fin de la présente description. Dans la suite de la description on désigne l'ensemble des procédés de rétroprojection, de filtrage et de déconvolution, permettant d'obtenir une image à partir de l'ensemble des trajectoires, par des procédés de reconstruction tomographique. A method of reconstruction by backprojection-filtering is described for example in document (2) referenced at the end of this description. In the following description, we designate all of the backprojection, filtering and deconvolution methods, making it possible to obtain an image from all of the trajectories, by tomographic reconstruction methods.
Il est possible, grâce au dispositif de la figure 1 d'obtenir des images sur une portion du corps limitée à la largeur L des détecteurs 14 de la couronne 12. It is possible, thanks to the device of FIG. 1, to obtain images on a portion of the body limited to the width L of the detectors 14 of the crown 12.
Pour obtenir une image complète du corps 10, on enchaîne une série d'acquisition en déplaçant par exemple successivement le corps 10, parallèlement à l'axe Z, d'une longueur L dépendant de la largeur des détecteurs 14 de la couronne 12. To obtain a complete image of the body 10, a series of acquisitions is chained by, for example successively moving the body 10, parallel to the axis Z, of a length L depending on the width of the detectors 14 of the crown 12.
Pour améliorer de façon sensible la qualité des images et leur rapport de signal à bruit, il est possible de prendre en compte, en plus de la trajectoire des photons gamma (y), une information dite de temps de vol. To significantly improve the quality of the images and their signal-to-noise ratio, it is possible to take into account, in addition to the trajectory of the gamma photons (y), so-called time-of-flight information.
Cette information est obtenue par mesure différentielle des temps d'arrivée des photons gamma (y) sur les détecteurs respectifs, toujours dans la fenêtre de coïncidence préalablement déterminée. This information is obtained by differential measurement of the arrival times of the gamma photons (y) on the respective detectors, always in the coincidence window previously determined.
L'information de temps de vol permet de localiser avec une certaine précision le lieu de la désintégration électron-positon sur chaque trajectoire acquise. The time-of-flight information enables the location of the electron-positron decay to be located with some precision on each acquired trajectory.
Cette information permet une reconstruction tomographique plus efficace, notamment en restreignant pour chaque trajectoire la reconstruction à une plage restreinte de la trajectoire qui entoure le lieu de la désintégration. This information allows a more efficient tomographic reconstruction, in particular by restricting the reconstruction for each trajectory to a restricted range of the trajectory which surrounds the site of the decay.
En raison de l'imprécision de la localisation de la désintégration sur la trajectoire, celle-ci est modélisée par une gaussienne appelée résolution temps de vol du système. La technique de détection avec mesure du temps de vol est décrite par exemple dans les documents (3), (4), (5) et (6) référencés à la fin de la description. Because of the imprecision of the location of the decay on the trajectory, this one is modeled by a Gaussian called resolution time of flight of the system. The detection technique with measurement of the time of flight is described for example in documents (3), (4), (5) and (6) referenced at the end of the description.
La couronne 12 de détecteurs peut être éventuellement entraînée en rotation autour de l'axe Z, ceci n'étant toutefois pas indispensable, puisque toutes les directions peuvent être mesurées dans le volume ceint par la couronne. The ring 12 of detectors can optionally be driven in rotation about the Z axis, this however not being essential, since all the directions can be measured in the volume surrounded by the ring.
Dans une variante du dispositif, représentée à la figure 2, la couronne de détecteurs est remplacée par des détecteurs 22, 24 disposés de part et d'autre du corps 10, et qui n'entourent pas l'espace de mesure 18. In a variant of the device, shown in FIG. 2, the ring of detectors is replaced by detectors 22, 24 arranged on either side of the body 10, and which do not surround the measurement space 18.
Dans ce cas, il est par contre indispensable d'entraîner les détecteurs 22, 24 en rotation autour de l'axe Z pour couvrir l'ensemble des directions d'émission dans un plan XY afin de construire une image par des techniques de rétroprojection-filtrage. La rotation des détecteurs 22 est signifiée par des flèches 23 et un déplacement du corps 10 selon l'axe Z est signifié par les flèches 25. In this case, however, it is essential to drive the detectors 22, 24 in rotation about the Z axis to cover all of the emission directions in an XY plane in order to construct an image by back-projection techniques. filtering. The rotation of the detectors 22 is signified by arrows 23 and a displacement of the body 10 along the axis Z is signified by the arrows 25.
Les autres éléments représentés à la figure 2 et équivalents à des éléments référencés à la figure 1 portent les mêmes numéros de référence. The other elements shown in Figure 2 and equivalent to elements referenced in Figure 1 have the same reference numbers.
D'autres types de dispositifs d'imagerie, également connus, ne mettent pas en oeuvre des procédés de reconstruction tomographique mais font appel à des reconstitutions d'images bidimentionnelles dites planaires. Other types of imaging devices, also known, do not use tomographic reconstruction methods but use reconstructions of two-dimensional so-called planar images.
Un exemple en est donné à la figure 3. An example is given in Figure 3.
Un corps 10 à étudier, représenté très schématiquement, est placé sous un détecteur 26 devant lequel est disposé un collimateur 28 dit à "trous longs" 29. Ce collimateur ne laisse passer que les rayonnements gamma (y) du corps 10 dont la trajectoire est parallèle à l'axe des trous du collimateur, afin de reconstruire un plan perpendiculaire à cet axe. Le fait que les trajectoires obliques sont arrêtées par le collimateur, réduit les flous dans l'image. Le détecteur 26 permet de délivrer un signal fonction de la position sur le détecteur de l'impact du rayonnement y. Dans ce cas, et pour des désintégrations électronspositons, il n'y a pas de mesure de coïncidence et seul un des photons gamma (y) de la paire de photons émise est détecté. Il s'agit par exemple d'une gamma-caméra du type décrit dans le document (7). A body 10 to be studied, shown very diagrammatically, is placed under a detector 26 in front of which is disposed a collimator 28 said to be "long holes" 29. This collimator lets through only the gamma rays (y) of the body 10 whose trajectory is parallel to the axis of the collimator holes, in order to reconstruct a plane perpendicular to this axis. The fact that the oblique trajectories are stopped by the collimator, reduces blurring in the image. The detector 26 makes it possible to deliver a signal which is a function of the position on the detector of the impact of the radiation there. In this case, and for electron-positron decays, there is no coincidence measurement and only one of the gamma photons (y) of the pair of emitted photons is detected. It is for example a gamma camera of the type described in document (7).
Le document (8) décrit par ailleurs l'utilisation de collimateurs à "trous longs". Document (8) also describes the use of collimators with "long holes".
La sensibilité est malheureusement très faible dans ce type d'appareils car le collimateur ne laisse passer que de l'ordre du millième des rayonnements incidents. Une augmentation de la sensibilité par agrandissement du diamètre des "trous longs" 29 du collimateur 28 n'est possible, de plus, qu'au détriment de la résolution spatiale du dispositif. The sensitivity is unfortunately very low in this type of device because the collimator lets pass only about a thousandth of the incident radiation. An increase in sensitivity by enlarging the diameter of the "long holes" 29 of the collimator 28 is moreover possible only at the expense of the spatial resolution of the device.
Un autre dispositif permettant de faire une reconstruction planaire sans procédés de reconstruction tomographiques, est représentée à la figure 4. Another device making it possible to make a planar reconstruction without tomographic reconstruction methods, is represented in FIG. 4.
Ce dispositif comporte, par exemple, deux détecteurs plans 32, 34 capables également d'émettre un signal de détection fonction de la position d'impact, sur chaque détecteur, d'un rayonnement ; et disposés en regard de part et d'autre de l'espace de mesure 18. Des désintégrations électron-positon dans un corps 10 placé dans l'espace inter-détecteurs 18 donne lieu à l'émission d'un rayonnement formé de paires de photons (y) dont les trajectoires sont comme indiqué ci-dessus distribuées de façon aléatoire dans l'espace. This device comprises, for example, two plane detectors 32, 34 also capable of emitting a detection signal as a function of the impact position, on each detector, of radiation; and arranged opposite each other of the measurement space 18. Electron-positron decays in a body 10 placed in the inter-detector space 18 gives rise to the emission of radiation formed by pairs of photons (y) whose trajectories are as indicated above randomly distributed in space.
Un dispositif électronique de collimation, non représenté, permet de sélectionner les trajectoires 36 normales aux plans 38, 40 des détecteurs 32, 34 ou voisines de la normale aux plans 38, 40. An electronic collimation device, not shown, makes it possible to select the trajectories 36 normal to the planes 38, 40 of the detectors 32, 34 or close to the normal to the planes 38, 40.
Toutes les trajectoires s'écartant de la normale avec un angle a supérieur à un angle am déterminé, sont éliminées pour ne pas introduire de flou dans l'image construite. All the trajectories deviating from the normal with an angle a greater than a determined angle am, are eliminated so as not to introduce blurring in the constructed image.
A partir des trajectoires retenues on forme une image qui correspond à la projection du corps émetteur sur un plan image représenté sur la figure par le plan 30. From the selected trajectories, an image is formed which corresponds to the projection of the emitting body on an image plane represented in the figure by the plane 30.
Ce dispositif présente une bonne résolution spatiale, mais souffre comme le dispositif de la figure 3 d'une mauvaise sensibilité. This device has good spatial resolution, but suffers like the device in FIG. 3 from poor sensitivity.
L'augmentation de la sensibilité peut se faire en augmentant l'angle am et en prenant en compte un plus grand nombre de trajectoires obliques s'écartant de la normale aux plans 38, 40. Là encore, l'augmentation de la sensibilité se fait au détriment de la résolution. The increase in sensitivity can be done by increasing the angle am and taking into account a larger number of oblique trajectories deviating from the normal to the planes 38, 40. Here again, the increase in sensitivity is done at the expense of resolution.
En désignant par D le diamètre du corps 10 à étudier, le flou E1 introduit en chaque point de l'image est tel que E1=kDsina ; k étant un coefficient multiplicateur. By designating by D the diameter of the body 10 to be studied, the blurring E1 introduced at each point of the image is such that E1 = kDsina; k being a multiplying coefficient.
On peut signaler en plus dans le cas du dispositif de la figure 4, la détection d'un grand nombre d'événements qui ne produisent pas de coïncidence, c'est-à-dire qui donnent lieu à une paire de photons dont un seul est seulement détecté. Ces éléments constituent des parasites qui contribuent à la formation de bruit dans l'image, à saturer les détecteurs en augmentant leurs temps mort caractéristique et à dégrader le taux maximum de comptage et d'acquisition des événements. In addition, in the case of the device in FIG. 4, it is possible to point out the detection of a large number of events which do not produce coincidence, that is to say which give rise to a pair of photons of which only one is only detected. These elements constitute parasites which contribute to the formation of noise in the image, to saturate the detectors by increasing their characteristic dead times and to degrading the maximum rate of counting and acquisition of events.
Finalement, dans les dispositifs existants on se heurte principalement à deux difficultés, il s'agit d'une part du coût et des difficultés de mise en oeuvre des dispositifs d'imagerie à reconstruction tomographique et d'autre part du dilemme entre la résolution et la sensibilité pour les dispositifs à reconstruction d'image bidimentionnelle dite planaire. Finally, in existing devices, there are mainly two difficulties, on the one hand the cost and the difficulties of implementing imaging devices with tomographic reconstruction and on the other hand the dilemma between resolution and sensitivity for so-called planar two-dimensional image reconstruction devices.
En outre, l'imagerie bidimentionnelle ne donne qu'une seule vue en projection du corps à étudier. In addition, two-dimensional imagery gives only one projection view of the body to be studied.
Un objet de l'invention est de fournir un procédé et un dispositif d'imagerie ne présentant pas les inconvénients cités ci-dessus et qui permettent notamment la représentation directe d'un corps en particulier de volume important sans utiliser les algorithmes connus de reconstruction tomographique très coûteux en temps. An object of the invention is to provide an imaging method and device which does not have the drawbacks mentioned above and which in particular allow the direct representation of a body in particular of large volume without using the known algorithms for tomographic reconstruction. very time consuming.
Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif d'imagerie ne nécessitant qu'un appareillage de détection très simplifié en évitant des structures lourdes et très onéreuses telles que les couronnes de détecteurs décrites ci-dessus. Another object of the invention is to propose an imaging device requiring only a very simplified detection apparatus while avoiding heavy and very expensive structures such as the detector rings described above.
Un autre objet est finalement de proposer un procédé de constitution d'images plus performant permettant, à un coût réduit, d'explorer avec précision un corps à étudier. Another object is finally to propose a more efficient method of constituting images allowing, at a reduced cost, to explore with precision a body to be studied.
Exposé de l'invention
A ce titre, 1 invention concerne plus précisément un procédé de formation d'images par détection de désintégration de positons dans un corps contenant des éléments émetteurs de positons et disposé dans un espace de mesure situé entre au moins deux détecteurs d'une paire de détecteurs sensibles au rayonnements gamma (y), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - détermination d'une trajectoire d'une paire de
photons gamma (y) émise lors de chaque désintégration
de positon détectée, - détermination du lieu de la désintégration de chaque
positon sur la trajectoire par calcul du temps de vol
respectif des photons gamma (y) de la paire, - affectation sélective et comptage d'une information
dite événement dans au moins une position-mémoire
choisie dans un ensemble de positions-mémoire, en
fonction du lieu de la désintégration, - formation d'au moins une image avec les événements
mémorisés dans un sous-ensemble de positions-mémoire
choisi dans l'ensemble de positions-mémoire.Statement of the invention
As such, the invention relates more precisely to a method of image formation by detection of positron decay in a body containing positron emitting elements and arranged in a measurement space located between at least two detectors of a pair of detectors sensitive to gamma radiation (y), characterized in that it comprises the following stages - determination of a trajectory of a pair of
gamma photons (y) emitted during each decay
of positron detected, - determination of the place of disintegration of each
position on the trajectory by calculating the flight time
respective gamma photons (y) of the pair, - selective assignment and counting of information
said event in at least one memory location
chosen from a set of memory positions,
depending on the location of the decay, - formation of at least one image with the events
stored in a subset of memory locations
chosen from the set of memory positions.
L'affectation sélective de l'information dans des positions-mémoire en fonction du lieu de la désintégration, et le choix de la formation d'une image avec des événements mémorisés dans un sous-ensemble particulier de positions-mémoire, permettent à l'utilisateur d'adapter avec précision l'imagerie à la nature de l'objet ou du corps étudié et de disposer d'une information directe de tout ou partie du corps étudié. The selective assignment of information to memory locations based on the location of the decay, and the choice of image formation with events stored in a particular subset of memory locations, allow the user to precisely adapt the imagery to the nature of the object or body studied and to have direct information of all or part of the body studied.
En particulier, dans le domaine médical où le praticien souhaite observer des "tranches" ou des parties de tel ou tel organe du patient, l'invention permet la formation directe de l'image souhaitée. In particular, in the medical field where the practitioner wishes to observe "slices" or parts of such or such organ of the patient, the invention allows direct formation of the desired image.
A cet effet, et selon un aspect avantageux de l'invention, le procédé consiste par exemple, à définir dans l'espace de mesure un ensemble de plans dits de référence, et sur chaque plan, un maillage de points dits de référence, à associer à chaque point de référence une position-mémoire, à sélectionner pour chaque paire de photons détectés au moins un point de référence situé sur un plan de référence, en fonction du lieu de la désintégration déterminé, et à affecter l'événement à chaque position-mémoire des points de référence sélectionnés en ajoutant dans cette positionmémoire tout ou partie d'une valeur P dite poids de l'événement, les points de référence étant sélectionnés, et l'événement étant affecté selon un protocole prédéterminé. To this end, and according to an advantageous aspect of the invention, the method consists, for example, in defining in the measurement space a set of so-called reference planes, and on each plane, a mesh of so-called reference points, with associate a memory position with each reference point, select at least one reference point located on a reference plane for each pair of detected photons, and assign the event to each position memory of the reference points selected by adding in this memory position all or part of a value P called the weight of the event, the reference points being selected, and the event being assigned according to a predetermined protocol.
Selon le cas, l'information de désintégration, ou événement, peut être affectée à une position-mémoire particulière correspondant, par exemple, au point de référence le plus proche sur le plan le plus proche du lieu de désintégration déterminé. Selon des variantes de réalisation, l'événement peut également être affecté à plusieurs positions-mémoire. Dans ce cas, on attribue à chaque position-mémoire soit une valeur unitaire soit une valeur pondérée, par exemple, en fonction de la proximité du lieu de désintégration par rapport au point de référence correspondant. On procède ainsi à un comptage dans chaque position-mémoire d'un nombre d'événements ayant eu lieu à "proximité" du point de référence associé. Depending on the case, the disintegration or event information can be assigned to a particular memory position corresponding, for example, to the closest reference point on the plane closest to the determined decay site. According to variant embodiments, the event can also be assigned to several memory positions. In this case, each memory position is assigned either a unit value or a weighted value, for example, as a function of the proximity of the place of decay relative to the corresponding reference point. A number of events having taken place "close" to the associated reference point is thus counted in each memory position.
Invention concerne également un dispositif d'imagerie par détection de désintégrations de positons dans un corps contenant des éléments émetteurs de positons et disposé dans un espace de mesure situé entre au moins deux détecteurs d'une paire de détecteurs sensibles aux rayonnements gamma (y), disposés mutuellement en regard et capables de délivrer des signaux de détection fonction de positions d'impact des rayonnements, caractérisé en ce qu'il comporte en outre - des moyens de traitement des signaux de détection
pour déterminer une position de chaque désintégration
dans l'espace de détection par calcul de la
trajectoire et du temps de vol des photons (y), émis
par paires lors de la désintégration, - des moyens d'acquisition comportant un ensemble de
positions-mémoire électroniques, et des moyens
d'affectation sélective d'une information dite
"événement" dans au moins une position-mémoire, en
fonction de la position de chaque désintégration dans
l'espace de détection, et - des moyens de formation d'une image avec les
événements mémorisés dans un sous-ensemble de
positions-mémoire choisi dans l'ensemble de
positions-mémoire.The invention also relates to an imaging device for detecting positron decays in a body containing positron emitting elements and arranged in a measurement space located between at least two detectors of a pair of detectors sensitive to gamma radiation (y), arranged opposite each other and capable of delivering detection signals as a function of radiation impact positions, characterized in that it further comprises - means for processing the detection signals
to determine a position of each decay
in the detection space by calculating the
trajectory and time of flight of photons (y), emitted
in pairs during the disintegration, - acquisition means comprising a set of
electronic memory positions, and means
selective allocation of so-called information
"event" in at least one memory location, in
function of the position of each decay in
the detection space, and - means for forming an image with the
events stored in a subset of
memory positions chosen from the set of
memory positions.
Ce dispositif est prévu notamment pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. This device is intended in particular for implementing the method of the invention.
Les détecteurs du dispositif d'imagerie peuvent être de différents types, mais doivent être capables de déterminer la localisation de l'impact de chaque photon gamma (y) détecté. The detectors of the imaging device can be of different types, but must be capable of determining the location of the impact of each gamma photon (y) detected.
A cet effet, les détecteurs comportent par exemple des cristaux de scintillateur de grandes dimensions associés à plusieurs photomultiplicateurs qui par mesures barycentriques de quantité de lumière permettent aux détecteurs de délivrer un signal fonction des coordonnées de l'impact des photons sur le cristal. Ces détecteurs sont connus notamment sous la désignation détecteurs Anger. For this purpose, the detectors comprise for example large scintillator crystals associated with several photomultipliers which, by barycentric measurements of the quantity of light, allow the detectors to deliver a signal which is a function of the coordinates of the impact of the photons on the crystal. These detectors are known in particular under the designation Anger detectors.
Selon une variante de réalisation, les détecteurs peuvent comprendre aussi une mosaïque de cristaux de scintillateur assemblés, ou un assemblage de blocs constitués de monocristaux, couplés individuellement à un ou à plusieurs photomultiplicateurs. De manière avantageuse, chaque détecteur peut comporter un ensemble de cristaux de scintillateur disposés "en nid d'abeilles". Les détecteurs comprenant, de façon générale, un ou plusieurs cristaux de scintillateur, un ou plusieurs photomultiplicateur, et un ensemble électronique de mise en forme des signaux, doivent être choisis suffisamment rapides pour autoriser une mesure et un codage du temps de vol de chacun des photons y d'une paire de photons détectée. According to an alternative embodiment, the detectors may also comprise a mosaic of assembled scintillator crystals, or an assembly of blocks made up of single crystals, individually coupled to one or more photomultipliers. Advantageously, each detector can comprise a set of scintillator crystals arranged "in honeycomb". Detectors comprising, in general, one or more scintillator crystals, one or more photomultiplier, and an electronic assembly for signal shaping, must be chosen fast enough to allow measurement and coding of the time of flight of each of the photons y of a pair of photons detected.
La mesure du temps de vol doit être effectuée avec une résolution temporelle suffisante pour déterminer avec précision le lieu de l'événement sur la trajectoire des photons y. Plus précisément, la résolution temporelle doit être suffisante pour obtenir une résolution spatiale du positionnement meilleure que la dimension transverse du corps étudié. The measurement of the time of flight must be performed with sufficient temporal resolution to accurately determine the location of the event on the path of the photons y. More precisely, the temporal resolution must be sufficient to obtain a spatial resolution of the positioning better than the transverse dimension of the body studied.
C'est aussi de la résolution temporelle des détecteurs, notée t dans la suite de la description, que dépend le choix et le nombre des plans et/ou des points de référence, t est compris également comme la largeur à mi-hauteur d'une gaussienne dite gaussienne de mesure (qui représente la probabilité de localisation de la désintégration en chaque point de la trajectoire). It is also on the temporal resolution of the detectors, noted t in the following description, that the choice and the number of the planes and / or reference points depends, t is also understood as the width at half height of a Gaussian called Gaussian of measurement (which represents the probability of localization of the decay at each point of the trajectory).
Les plans sont, notamment dans le cas d'une application dans le domaine médical, choisis en fonction des "coupes" souhaitées du corps par le praticien. The plans are, in particular in the case of an application in the medical field, chosen according to the "cuts" desired of the body by the practitioner.
Toutefois, le nombre de plans de référence, est choisi en fonction de T. Pour obtenir un échantillonnage correct des événements dans l'espace de mesure, l'écart entre les plans est choisi préférentiellement de t/2 à T/4. However, the number of reference planes is chosen as a function of T. To obtain a correct sampling of the events in the measurement space, the difference between the planes is preferably chosen from t / 2 to T / 4.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur les exemples de réalisation, donnés à titre explicatif et non limitatif, en se référant aux dessins annexés. The characteristics and advantages of the invention will appear better in the light of the description which follows. This description relates to the exemplary embodiments, given by way of explanation and without limitation, with reference to the appended drawings.
Brève description des figures
- les figures 1 à 4, déjà décrites, illustrent différents dispositifs d'imagerie connus mettant en oeuvre des procédés de reconstruction tomographique ou bidimentionnelle d'images d'un corps,
- la figure 5 est une vue schématique d'un dispositif selon l'invention, faisant apparaître les principaux éléments fonctionnels,
- la figure 6 illustre de façon schématique des exemples d'affectation d'un événement détecté à des points de référence sur les plans de référence,
- la figure 7 illustre de façon schématique un autre exemple d'affectation d'un événement détecté à des points de référence sur les plans de référence.Brief description of the figures
FIGS. 1 to 4, already described, illustrate various known imaging devices implementing methods of tomographic or two-dimensional reconstruction of images of a body,
FIG. 5 is a schematic view of a device according to the invention, showing the main functional elements,
FIG. 6 schematically illustrates examples of the assignment of a detected event to reference points on the reference planes,
FIG. 7 schematically illustrates another example of the assignment of a detected event to reference points on the reference planes.
Exposé détaillé de modes de réalisation de l'invention
Le dispositif illustré à la figure 5 comporte deux détecteurs 102 et 104 disposés en regard et de part et d'autre d'un espace de mesure 106.Detailed description of embodiments of the invention
The device illustrated in FIG. 5 comprises two detectors 102 and 104 arranged facing each other and on either side of a measurement space 106.
Dans l'espace de mesure 106 est disposé un corps à étudier non représenté pour des raisons de clarté de la figure. Ce corps contient des éléments radioactifs émetteurs de positons qui, après un libre parcours moyen, se désintègrent lorsqu'ils rencontrent un électron. In the measurement space 106 is arranged a body to be studied, not shown for reasons of clarity of the figure. This body contains radioactive elements emitting positrons which, after an average free path, decay when they meet an electron.
Les désintégrations des couples électronpositon représentées par des points 108 sur la figure 5, donnent naissance à des paires de photons gamma (y) dont la trajectoire est représentée schématiquement avec la référence 110. Les deux photons gamma (y) d'une paire sont émis selon des directions opposées à 1800. The decays of the electronpositon couples represented by points 108 in FIG. 5, give rise to pairs of gamma photons (y) whose trajectory is represented diagrammatically with the reference 110. The two gamma photons (y) of a pair are emitted in directions opposite to 1800.
Les détecteurs 102, 104 comportent par exemple un cristal de scintillateur associé à plusieurs photomultiplicateurs qui délivrent un signal proportionnel à la lumière détectée. L'ensemble des signaux fournis par les détecteurs sont transmis par des liaisons 112, 114 à des moyens de traitement 116. The detectors 102, 104 comprise for example a scintillator crystal associated with several photomultipliers which deliver a signal proportional to the detected light. All the signals supplied by the detectors are transmitted by links 112, 114 to processing means 116.
Ces moyens de traitement comportent des dispositifs dits de localisation 118, 120 capables de convertir les signaux des détecteurs en coordonnées des points d'impact 111 des photons gamma (y) sur le cristal de chaque détecteur.These processing means comprise so-called localization devices 118, 120 capable of converting the signals of the detectors into coordinates of the points of impact 111 of the gamma photons (y) on the crystal of each detector.
Selon des variantes, les détecteurs 102, 104 peuvent comporter aussi une association de plusieurs cristaux ou blocs de scintillateurs. I1 est possible également de disposer autour de l'espace de mesure d'autres paires de détecteurs toujours en regard. According to variants, the detectors 102, 104 may also comprise an association of several crystals or blocks of scintillators. I1 is also possible to have around the measurement space other pairs of detectors always facing each other.
Les moyens de traitement comportent également un dispositif de calcul et de mesure de temps de vol 122. Ce dispositif 122 mesure en coïncidence temporelle les événements détectés sur les deux détecteurs 102 et 104, et effectue une mesure différentielle du temps de détection de deux photons gamma (y) d'une paire de photons gamma (y). The processing means also comprise a device for calculating and measuring time of flight 122. This device 122 measures in temporal coincidence the events detected on the two detectors 102 and 104, and performs a differential measurement of the detection time of two gamma photons (y) of a pair of gamma photons (y).
Cette donnée, dite temps de vol, et les coordonnées des points d'impact permettent au dispositif 122 de calculer la trajectoire des rayonnements détectés et la position sur la trajectoire de l'événement ayant donné naissance au rayonnement. Le dispositif 122 peut comprendre également des moyens de discrimination permettant de rejeter les trajectoires qui présentent par rapport à la normale reliant les détecteurs, c'est-à-dire par rapport à la direction Y de la figure, un angle d'inclinaison supérieur à un angle prédéterminé am. This datum, called flight time, and the coordinates of the points of impact allow the device 122 to calculate the trajectory of the detected radiations and the position on the trajectory of the event which gave rise to the radiation. The device 122 can also comprise means of discrimination making it possible to reject the trajectories which have, relative to the normal connecting the detectors, that is to say with respect to the direction Y of the figure, an angle of inclination greater than a predetermined angle am.
L'événement ainsi localisé, est ensuite comptabilité dans une ou plusieurs positions-mémoire d'un dispositif d'acquisition 124. The event thus located is then counted in one or more memory locations of an acquisition device 124.
Le dispositif 122 peut comporter à cet effet un comparateur électronique qui pour chaque trajectoire calculée, compare l'angle a de cette trajectoire, a une valeur seuil am programmable. Les angles a et an s'entendent par rapport à une direction normale aux plans des détecteurs 102 et 104, c'est-à-dire par rapport à l'axe Y. Le comparateur permet alors de rejeter toutes les trajectoires formant un angle supérieur à am, afin de prendre en compte plus ou moins de trajectoires. The device 122 can for this purpose include an electronic comparator which, for each calculated trajectory, compares the angle a of this trajectory, to a programmable threshold value am. The angles a and an are understood with respect to a direction normal to the planes of the detectors 102 and 104, that is to say with respect to the axis Y. The comparator then makes it possible to reject all the trajectories forming a greater angle to am, in order to take into account more or less trajectories.
Le choix de l'angle am permet à l'utilisateur de faire fonctionner le dispositif soit en privilégiant la sensibilité, avec un choix de am important, soit en privilégiant la résolution spatiale, avec un choix de an petit. The choice of the angle am allows the user to operate the device either by favoring the sensitivity, with a large choice of am, or by favoring the spatial resolution, with a choice of a small year.
Le dispositif permet de laisser le choix à l'opérateur entre l'optimum de sensibilité ou de résolution. Ce choix se faisant de manière très simple par un bouton de réglage sur le dispositif 112, où par l'introduction dans un menu à une console opérateur du paramètre utilisateur qui est alors envoyé au dispositif 122. The device allows the operator to choose between the optimum sensitivity or resolution. This choice is made very simply by an adjustment button on the device 112, or by the introduction in a menu to an operator console of the user parameter which is then sent to the device 122.
Accessoirement, un collimateur mécanique peut également être envisagé pour augmenter la résolution spatiale, si la sensibilité est suffisante. Incidentally, a mechanical collimator can also be envisaged to increase the spatial resolution, if the sensitivity is sufficient.
Dans un tout autre contexte, on peut utiliser le dispositif de l'invention avec un collimateur mécanique par exemple du même type que ceux des gammacaméras afin de détecter les rayonnements du type simples photons émis par le corps et provenant d'émetteurs simples photons injectés dans le corps, pour reconstruire une image par simple projection. In a completely different context, the device of the invention can be used with a mechanical collimator, for example of the same type as those of the gamma cameras, in order to detect radiation of the single photon type emitted by the body and coming from single photon emitters injected into the body, to reconstruct an image by simple projection.
Le dispositif d'acquisition peut avantageusement se présenter sous la forme d'un module électronique directement relié aux moyens de traitement 116 afin de privilégier la performance de l'acquisition, mais peut également être remplacé par un ordinateur programmable. The acquisition device can advantageously be in the form of an electronic module directly connected to the processing means 116 in order to favor the performance of the acquisition, but can also be replaced by a programmable computer.
La position-mémoire dans laquelle est comptabilisé chaque événement est choisie en fonction du lieu de la désintégration correspondante. The memory position in which each event is counted is chosen according to the place of the corresponding disintegration.
En particulier, on prédétermine dans l'espace de mesure 106 un certain nombre de plans de référence 126 fictifs et sur chaque plan un maillage 127 de points de référence 128 auxquels sont associées des positions-mémoire de l'unité d'acquisition. Les plans 126 n'ont pas d'existence physique mais permettent à l'utilisateur de matérialiser une coupe du corps étudié selon les plans, en visualisant sur une unité d'affichage 130, reliée à l'unité d'acquisition 124, une image formée à partir du contenu des positionsmémoire des points de référence du plan de référence choisi. In particular, a number of fictitious reference planes 126 are predetermined in the measurement space 106 and on each plane a mesh 127 of reference points 128 with which memory positions of the acquisition unit are associated. The plans 126 have no physical existence but allow the user to materialize a section of the body studied according to the plans, by viewing on a display unit 130, connected to the acquisition unit 124, an image formed from the content of the memory positions of the reference points of the chosen reference plane.
Comme indiqué plus haut, le nombre de plans de référence définis dans l'espace de mesure dépend de la précision de la localisation de la désintégration et donc de la résolution temporelle des détecteurs et des systèmes de traitement des signaux. Le nombre de plans dépend aussi de la finesse de l'échantillonnage recherché. A titre d'exemple, avec un échantillonnage à
T/2 ou T/4 et avec une résolution temporelle comprise entre 200 et 300 picosecondes, il est possible d'envisager de 20 à 50 plans de référence dans un espace de mesure, caractérisé par une distance entre détecteurs de l'ordre de 40 cm.As indicated above, the number of reference planes defined in the measurement space depends on the precision of the location of the decay and therefore on the temporal resolution of the detectors and of the signal processing systems. The number of plans also depends on the finesse of the sampling sought. For example, with a sampling at
T / 2 or T / 4 and with a time resolution between 200 and 300 picoseconds, it is possible to envisage 20 to 50 reference planes in a measurement space, characterized by a distance between detectors of the order of 40 cm.
La figure 5 ne représente cependant, pour des raisons évidentes de clarté, que trois plans 126. De manière générale, l'espacement entre les différents plans 126 est choisi régulier. Cela n'exclut pas la possibilité des répartitions et d'espacements différents dans des applications particulière. FIG. 5 however represents, for obvious reasons of clarity, only three planes 126. In general, the spacing between the different planes 126 is chosen to be regular. This does not exclude the possibility of different distributions and spacings in particular applications.
Selon un aspect avantageux de l'invention, il est possible de plus de régler la distance entre les deux détecteurs 102 et 104 de manière à les approcher le plus possible du corps à analyser. Il est possible ainsi d'augmenter encore la sensibilité des détecteurs, proportionnelle à 1 où d est la distance qui sépare
d2 les détecteurs.According to an advantageous aspect of the invention, it is also possible to adjust the distance between the two detectors 102 and 104 so as to bring them as close as possible to the body to be analyzed. It is thus possible to further increase the sensitivity of the detectors, proportional to 1 where d is the distance between
d2 the detectors.
Les plans de référence dans le cas de l'exemple de la figure 5 s'étendent parallèlement aux directions
X,Z du repère orthogonal représenté, et sensiblement parallèlement aux détecteurs plans 102, 104.The reference planes in the case of the example in FIG. 5 extend parallel to the directions
X, Z of the orthogonal coordinate system shown, and substantially parallel to the plane detectors 102, 104.
Bien que cette orientation des plans soit particulièrement avantageuse notamment dans le cas de l'examen d'un patient allongé sur un lit non représenté, orienté selon l'axe Z, il est bien sûr possible selon l'application envisagée de définir d'autres plans de référence dont l'orientation est différente. Although this orientation of the plans is particularly advantageous especially in the case of the examination of a patient lying on a bed not shown, oriented along the Z axis, it is of course possible according to the application envisaged to define other reference planes whose orientation is different.
Par ailleurs pour obtenir une image complète du corps ou une partie du corps d'un patient dont la longueur excède la taille des détecteurs, des moyens de translation des détecteurs 102, 104 représentés schématiquement par des flèches 132 sont prévus. Ces moyens permettent aux détecteurs de balayer selon l'axe
Z le corps. A cet effet, il est également judicieux de choisir les plans 126 selon (X,Z). Un mouvement relatif entre les détecteurs et le corps, peut être obtenu également par translation du corps selon l'axe Z, les détecteurs étant maintenus fixes.Furthermore, to obtain a complete image of the body or a part of the body of a patient, the length of which exceeds the size of the detectors, means of translation of the detectors 102, 104 represented diagrammatically by arrows 132 are provided. These means allow the detectors to scan along the axis
Z the body. For this purpose, it is also judicious to choose the planes 126 according to (X, Z). A relative movement between the detectors and the body can also be obtained by translating the body along the Z axis, the detectors being kept fixed.
Il convient à présent de donner quelques exemples de modes d'affectation et de comptabilisation des désintégrations dans les positions-mémoire. It is now appropriate to give some examples of methods of allocation and accounting for disintegrations in the memory positions.
La figure 6 montre deux plans de référence 126 désignés par A et B et entre lesquels a lieu une désintégration électron-positon 108 localisée au point
M. M est choisi sur cette figure plus proche de A que de B. La trajectoire 110 des photons y émis en M, coupe les plans A et B aux points a et b respectivement ; par il, i2, i3, i4 et par i5, i6, i7, i8 respectivement les quatre points de référence 128 les plus proches des points a et b, sur chacun des plans A et B. Les points il à i8 sont les sommets d'un parallélépipède qui entoure au plus près le point M.FIG. 6 shows two reference planes 126 designated by A and B and between which takes place an electron-positron decay 108 located at the point
M. M is chosen in this figure closer to A than to B. The trajectory 110 of the photons emitted therein in M, intersects the planes A and B at points a and b respectively; by it, i2, i3, i4 and by i5, i6, i7, i8 respectively the four reference points 128 closest to points a and b, on each of the planes A and B. The points il to i8 are the vertices d '' a parallelepiped which most closely surrounds point M.
On désigne par d1, d2, d3, d4, respectivement les distances mesurées entre le point a et respectivement les points i1, ..., i4 et par 11, 12, 18 Ig respectivement les distances du point M à chacun des points i1, i2, ..., i8. We denote by d1, d2, d3, d4, respectively the distances measured between point a and respectively points i1, ..., i4 and by 11, 12, 18 Ig respectively the distances from point M to each of points i1, i2, ..., i8.
Selon un premier mode d'affectation de l'événement, on choisit le plan le plus proche du point de désintégration M, c'est-à-dire ici le plan A, puis on choisit sur ce plan le point de référence le plus proche du point a d'intersection de la trajectoire avec le plan. L'événement est alors comptabilisé entièrement dans la position-mémoire associée à ce point, par exemple i4 dans le cas illustré. Chaque fois qu'un point de référence est ainsi sélectionné, on ajoute, par exemple, dans la position-mémoire associée une valeur P dite poids de la désintégration (et qui peut être définie arbitrairement). According to a first mode of assignment of the event, one chooses the plane closest to the point of disintegration M, that is to say here the plane A, then one chooses on this plane the nearest point of reference from point a of intersection of the trajectory with the plane. The event is then counted entirely in the memory position associated with this point, for example i4 in the illustrated case. Each time a reference point is thus selected, for example, a value P called the weight of the decay (and which can be defined arbitrarily) is added to the associated memory position.
Selon un deuxième mode d'affectation, on choisit sur le plan le plus proche de M, c'est-à-dire ici le plan A, les quatre points de référence il, i2, i3, i4 les plus proches du point a. On affecte une information dans chacune des positions-mémoire associées aux points i1, i2, i3 et 14. Par exemple, en désignant toujours par P le poids de la désintégration, on ajoute aux positions-mémoire des points i1, i2, i3 et i4 des valeurs respectivement égales à P.dl
d1 + d2 +d3 +d4
P.d2
d1 +d2 +d3 +d4
P.d3
d1 +d2 +d3 +d4
P.d4
d1 +d2 +d3 +d4
Selon un autre mode d'affectation de l'événement, on choisit sur chacun des deux plans de référence les plus proches de M, soit A et B, quatre points de référence, les plus proches des points de projection a et b, en l'occurrence il, i2, i3, 14 et is, i6, i7 et i8. Il s'agit des huit sommets d'un parallélépipède entourant au plus près le lieu de la désintégration. A chacune des positions-mémoire correspondantes on affecte et ajoute une valeur respectivement égale à
P-li # où i est un indice variant de 1 à 8 et désignant
8 respectivement les points i1 à i8 et où A= z
i=1
Un autre mode d'affectation encore qui consiste à tenir compte de la résolution X des détecteurs est illustré à la figure 7.According to a second assignment mode, on the plane closest to M, that is to say here plane A, the four reference points il, i2, i3, i4 closest to point a are chosen. Information is assigned to each of the memory positions associated with points i1, i2, i3 and 14. For example, always designating by P the weight of the decay, we add to the memory positions points i1, i2, i3 and i4 values respectively equal to P.dl
d1 + d2 + d3 + d4
P.d2
d1 + d2 + d3 + d4
P.d3
d1 + d2 + d3 + d4
P.d4
d1 + d2 + d3 + d4
According to another mode of assignment of the event, on each of the two reference planes closest to M, ie A and B, four reference points are chosen, those closest to the projection points a and b, in l 'occurrence il, i2, i3, 14 and is, i6, i7 and i8. These are the eight vertices of a parallelepiped closest surrounding the place of disintegration. Each of the corresponding memory positions is assigned and added a value respectively equal to
P-li # where i is an index varying from 1 to 8 and designating
8 respectively points i1 to i8 and where A = z
i = 1
Another mode of assignment which consists in taking account of the resolution X of the detectors is illustrated in FIG. 7.
La figure 7 représente plusieurs plans de référence 126 choisis entre les détecteurs 102 et 104. FIG. 7 represents several reference planes 126 chosen between the detectors 102 and 104.
On désigne respectivement par A, B, C,... ces plans et par a, b, c,... les intersections d'une trajectoire 110 avec les plans A, B, C,... Sur la figure, et de façon très schématique est reportée une gaussienne 140 qui représente en chaque point de la trajectoire la probabilité de présence effective de l'événement, compte tenu l'incertitude de la localisation. La largeur à mi-hauteur de la gaussienne dépend de la résolution t du dispositif de détection. On choisit sur chaque plan A, B, C,... un ou plusieurs points de référence, les plus proches des points a, b, c... et on affecte à ce ou ces points un poids d'événement Ga, Gb, Gc... pondéré en fonction de la distance en ordonnée de la gaussienne aux points a, b, c c,....We designate respectively by A, B, C, ... these planes and by a, b, c, ... the intersections of a trajectory 110 with the planes A, B, C, ... In the figure, and very schematically is reported a Gaussian 140 which represents at each point of the trajectory the probability of effective presence of the event, taking into account the uncertainty of the location. The width at mid-height of the Gaussian depends on the resolution t of the detection device. We choose on each plane A, B, C, ... one or more reference points, the closest to points a, b, c ... and we assign to this or these points an event weight Ga, Gb , Gc ... weighted according to the distance on the ordinate of the Gaussian at points a, b, cc, ....
Par exemple, le poids de l'événement peut être distribué, entre plusieurs points de référence de chaque plan, les plus proche des points a, b, c... en fonction des distances d1, d2, d3, d4, comme décrit plus haut. For example, the weight of the event can be distributed, between several reference points of each plane, closest to points a, b, c ... according to the distances d1, d2, d3, d4, as described more high.
D'autres modes d'affectation tels que ceux décrits précédemment peuvent encore être imaginés, en fonction des images à construire, ou en fonction du domaine d'application de l'invention. Other allocation methods such as those described above can also be imagined, according to the images to be constructed, or according to the field of application of the invention.
Grâce à l'invention, il est possible finalement d'augmenter la sensibilité du dispositif d'imagerie de façon assez nette. Thanks to the invention, it is finally possible to increase the sensitivity of the imaging device quite clearly.
La sensibilité en un point M donné dans l'espace inter-détecteur figure 5 est proportionnelle au nombre de trajectoires passant par ce point M, donc du cône d'angle solide a des trajectoires prises en compte. Dans le cas de l'exemple de la figure 4, sans mesure du temps de vol, l'erreur de résolution spatiale fonction de a peut s'exprimer par E1=kD sin a, comme cela apparaît ci-dessus. The sensitivity at a given point M in the inter-detector space in FIG. 5 is proportional to the number of trajectories passing through this point M, therefore from the solid angle cone to the trajectories taken into account. In the case of the example in FIG. 4, without measuring the time of flight, the spatial resolution error as a function of a can be expressed by E1 = kD sin a, as it appears above.
Dans le dispositif selon l'invention, la mesure du temps de vol sur la trajectoire permet de localiser le point M avec une précision t. L'erreur de réaffectation sur le plan projeté est donc fonction de a également, mais limitée à T et non plus au diamètre de l'objet comme dans le cas de construction sans temps de vol. Dans le dispositif avec temps de vol, l'erreur est donc modélisée par E2=T sin a. In the device according to the invention, the measurement of the flight time on the trajectory makes it possible to locate the point M with an accuracy t. The reassignment error on the projected plane is therefore also a function, but limited to T and no longer to the diameter of the object as in the case of construction without flight time. In the device with time of flight, the error is therefore modeled by E2 = T sin a.
Pour un détecteur unidimensionnel, et en appelant G le gain en sensibilité, c'est-à-dire le rapport du nombre de traces passant par le point M selon les deux systèmes de mesure avec et sans temps de vol, et produisant la même résolution spatiale (ou la même erreur de localisation), on a
E1 D D G = =
E2 #
D étant le diamètre moyen du corps à étudier.For a one-dimensional detector, and by calling G the gain in sensitivity, that is to say the ratio of the number of traces passing through the point M according to the two measurement systems with and without time of flight, and producing the same resolution spatial (or the same location error), we have
E1 DDG = =
E2 #
D being the mean diameter of the body to be studied.
Dans le dispositif de l'invention avec un détecteur bidimensionnel, on considère le nombre de traces appartenant au cône d'ouverture a. Ce gain est alors proportionnel à (D/l) 2. On voit donc que l'utilisation de la mesure du temps de vol dans le dispositif proposé, permet pour une résolution spatiale fixée, d'augmenter l'angle am du cône de mesure, donc le nombre de traces passant par M, donc la sensibilité de M en tout point de l'espace inter-détecteur, et finalement la sensibilité globale du dispositif proposé et ceci dans le rapport (D/T)2 ou D/T en fonction du type de détecteur. In the device of the invention with a two-dimensional detector, the number of traces belonging to the opening cone a is considered. This gain is then proportional to (D / l) 2. It can therefore be seen that the use of the time of flight measurement in the proposed device, allows for a fixed spatial resolution, to increase the angle am of the measurement cone , therefore the number of traces passing through M, therefore the sensitivity of M at any point in the inter-detector space, and finally the overall sensitivity of the proposed device and this in the ratio (D / T) 2 or D / T in depending on the type of detector.
A titre d'exemple, si D=25 cm et n=300 ps (ce qui représente une. distance de 4,5cm), le gain en sensibilité est de l'ordre 25 pour des détecteurs bidimensionnels. For example, if D = 25 cm and n = 300 ps (which represents a distance of 4.5 cm), the gain in sensitivity is of the order of 25 for two-dimensional detectors.
Cet avantage très important du dispositif proposé ne peut être obtenu sans la mesure de temps de vol. This very important advantage of the proposed device cannot be obtained without measuring the time of flight.
Le dispositif de l'invention permet également de rapprocher très simplement la paire de détecteurs du corps à étudier de façon à augmenter la sensibilité du dispositif et de translater de façon continue les détecteurs par rapport au corps. The device of the invention also makes it possible to very simply bring the pair of detectors closer to the body to be studied so as to increase the sensitivity of the device and to continuously translate the detectors relative to the body.
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| FR9403546A FR2717909B1 (en) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Method and device for imaging by detecting position decays. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9403546A FR2717909B1 (en) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Method and device for imaging by detecting position decays. |
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|---|---|
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| FR2717909B1 FR2717909B1 (en) | 1996-05-24 |
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ID=9461441
Family Applications (1)
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| FR9403546A Expired - Fee Related FR2717909B1 (en) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Method and device for imaging by detecting position decays. |
Country Status (1)
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| FR (1) | FR2717909B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003069553A2 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Amersham Health As | Method of image analysis |
| WO2005044311A2 (en) * | 2003-11-11 | 2005-05-19 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Device and method for determining the concentration of a tracer in blood |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0172929A1 (en) * | 1982-07-07 | 1986-03-05 | Clayton Foundation for Research | Three dimensional time-of-flight positron emission camera system |
-
1994
- 1994-03-25 FR FR9403546A patent/FR2717909B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0172929A1 (en) * | 1982-07-07 | 1986-03-05 | Clayton Foundation for Research | Three dimensional time-of-flight positron emission camera system |
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| WO2005044311A2 (en) * | 2003-11-11 | 2005-05-19 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Device and method for determining the concentration of a tracer in blood |
| WO2005044311A3 (en) * | 2003-11-11 | 2005-07-07 | Philips Intellectual Property | Device and method for determining the concentration of a tracer in blood |
| US7650021B2 (en) | 2003-11-11 | 2010-01-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Device and method for determining the concentration of a tracer in blood |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2717909B1 (en) | 1996-05-24 |
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