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Optimisation du module de détection ClearMind pour l'imagerie TEP haute résolution

Défis technologiques Instrumentation nucléaire et métrologie des rayonnements ionisants Technologies pour la santé et l’environnement, dispositifs médicaux

Résumé du sujet

La tomographie par émission de positrons (TEP) est une technique d'imagerie nucléaire largement utilisée dans la recherche en oncologie et en neurobiologie. La désintégration du traceur radioactif émet des positrons, qui s'annihilent en deux photons de 511 keV. Grâce à la technologie du temps de vol, ils peuvent être utilisés pour reconstituer le point d'annihilation et la distribution de l'activité du traceur dans le corps du patient.

Dans cette thèse, nous proposons de contribuer au développement de la technologie brevetée ClearMind. Le premier prototype est actuellement testé en laboratoire. Ce détecteur de photons gamma met en œuvre un cristal monolithique de Tungstate de Plomb, dans lequel sont produits des photons Cherenkov et de scintillation. Ces photons sont convertis en électrons par la couche photo-électrique et multipliés dans une galette à microcanaux. Les signaux électriques induits sont amplifiés par des amplificateurs gigahertz et numérisés par les modules d'acquisition rapide SAMPIC. Le temps et les coordonnées de la conversion gamma dans le cristal sont reconstruits en utilisant des techniques d'apprentissage automatique.

Le candidat travaillera sur la caractérisation et l'optimisation du module de détection ClearMind. Cela comprend des tests fonctionnels avec un laser pulsé picoseconde et une source radioactive de 22Na, l'analyse des données à l'aide du logiciel ROOT/C++, la reconstruction des événements avec des algorithmes d'apprentissage automatique et l'interprétation des mesures à l'aide d’une simulation Geant4.

L'optimisation prévue du détecteur fera passer la technologie ClearMind du niveau TRL 2 au niveau 5/6. Elle consiste à améliorer la conception du module de détection et donc à augmenter l'efficacité de détection, à optimiser la lecture des signaux et à améliorer l'intégration du module de détection avec l'électronique de numérisation.

Laboratoire

Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service de Physique des Particules
Groupe Santé et Energie (GSE)
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