Imagerie médicale TOF-PET

Les détecteurs de rayonnements ionisants à très haute résolution temporelle sont des éléments clés en physique des particules mais aussi en imagerie médicale. En capitalisant sur l’expertise acquise en détection de rayonnements gamma (calorimètres à cristaux scintillants) et en électroniques analogiques et numériques rapides, le groupe est engagé depuis 2009 dans des développements de détecteurs pour l’imagerie médicale fonctionnelle TEP. L’image TEP s’obtient en injectant dans le corps du patient un traceur biochimique et radioactif intervenant dans le processus biologique à visualiser. Le traceur émet un positron qui s’annihile avec un électron à proximité en produisant deux photons de 511 keV. La détection des photons donne accès à la position d’émission du positron. L’imagerie TEP permet de voir la biochimie du corps en fonctionnement, dans ses processus les plus rares.

L’objectif du groupe est de développer des technologies innovantes, pouvant apporter des progrès décisifs par rapport aux imageurs commerciaux, en particulier améliorer la résolution temporelle et donc augmenter le contraste des images. Pour cela le groupe est associé à l’UMR BioMaps d’Orsay depuis 2020. Le projet CLEARMIND, coordonné par le DPhP, vise à développer des détecteurs à haute résolution temporelle (<100 ps), en utilisant des cristaux de tungstate de plomb comme milieu de détection. Grâce au dépôt d’une couche photoélectrique sur les cristaux, l’efficacité de détection des photons Cherenkov créés dans le PbWO4, est grandement améliorée. La collaboration a d’ores et déjà levé plusieurs verrous technologiques : choix de la couche photoélectrique, fabrication de cristaux de grande taille et lecture d’un nombre élevé de voies avec une résolution en temps record de 16 ps.

Contact : Dominique Yvon