Les stages

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Simulation de scanner TEP temps-de-vol à haute résolution spatiale
Simulation of time-of-flight PET scanners with high spatial resolution

Spécialité

Instrumentation

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

27-04-2018

Durée

4 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

SHARYY Viatcheslav
+33 1 69 08 61 29

Résumé/Summary

Le travail de stage consistera à développer la simulation du scanner TEP temps-de-vol à haute résolution spatiale au moyen des logiciels GATE et Geant 4, à caractériser ses performances du scanner selon les normes NEMA.
The internship study will consist in development of simulation for the time-of-flight PET scanners with high spatial resolution using GATE and Geant 4 software, estimation of the scanner performance following NEMA standards.

Sujet détaillé/Full description

La Tomographie par Emission de Positrons (TEP) est une technique d’imagerie utilisée largement dans le traitement de cancer et dans les recherches neurobiologiques. Il s’agit de détecter deux photons de 511 keV produits par l’annihilation d’un positon issus d’un traceur biochimique fixé dans les tissus. Elle image ainsi l’activité biologique des organes. La détermination précise du point d'annihilation des positons est importante pour reconstruire les images avec un bon contraste. En particulier, elle est utile en neuro-imagerie, c’est à dire lors d’études sur le cerveau, mais aussi lors d’études précliniques sur des modèles animaux de rongeurs. La technique « temps-de-vol » utilise la mesure de différence de temps de détection des deux photons pour améliorer le rapport signal sur bruit et la qualité des images reconstruites. Actuellement, ce nouveau type de scanner est en développement à IRFU, CEA-Saclay. Notre projet réunit un positionnement avec une précision élevée de 1 mm3 et une mesure TOF avec une précision 150 ps en utilisant les photons produits par l'effet Tcherenkov.
Le travail de stage consistera à développer la simulation du scanner complet au moyen des logiciels GATE et Geant 4, à caractériser ses performances du scanner selon les normes NEMA.
Positron emission tomography (PET) is a nuclear imaging technique widely used in oncology and neurobiological research. Decay of the radioactive tracer emits positrons, which annihilate in the nearby tissue. Two gamma quanta with the energy 511 keV are produced by positron annihilation and allow one to reconstruct the annihilation vertex and distribution of the tracer activity in the body of the patient. The precise determination of the position of the positron annihilation vertex is important for an accurate image reconstruction with a good contrast. In particular, it is useful for neuroimaging studies of brain and for pre-clinical studies with animal models (rodents). The time-of-flight (TOF) technique is used to improve the signal-to-noise ratio in full body scans and therefore the image quality. This technique measures the difference in time between the two annihilation photons in addition to their position. Currently the new type of scanner is under development at IRFU, CEA Saclay. This scanner will combine the possibility acquire images with a high spatial precision of 1 mm3 using the TOF capability (time resolution better than 150 ps) thanks to photons produced by the Cherenkov effect.
The internship study will consist in development of the full size scanner simulation using GATE and Geant 4 software, estimation of the scanner performance following NEMA standards.

Mots clés/Keywords

imagerie médicale, TEP, simulation, detecteur de rayonnement gamma
medical imaging, PET, simulation, gamma radiation detector

Compétences/Skills

Vous devez avoir un excellent profil académique et avoir des connaissances en physique subatomique : interactions rayonnement matière, radioactivité, et instrumentation de détection des particules. Bonne connaissance des mathématiques appliquées, être à l'aise dans la programmation C++ et à travailler dans un environnement Unix. Des connaissances en simulation et seront considérées comme un avantage.
You should have an excellent academic profile. General knowledge in physics of particle interaction with matter, radioactivity and particle detector principles are required. You should have a good background in computational mathematics, be comfortable in C++ programming and at working in Unix environment. Background in simulation will be considered an advantage.

Logiciels

C++, Unix, Gate, Geant4, ROOT
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