Développement et expérimentation de l'imagerie multimodale TEP/TEM/TDM combinée pour la recherche biomédicale

生物医学研究多模态 TEP/TEM/TDM 组合的开发和实验

• 批准号: RGPIN-2014-03597
• 负责人: Lecomte, Roger
• 金额: $ 4.52万
• 依托单位: Université de Sherbrooke
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2015-01-01 至 2016-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=587302
• 关键词: veloppement; et; exp; rimentation; de

CONTEXTE: L’imagerie moléculaire (IM) influence fortement la recherche biomédicale et oriente déjà la pratique médicale vers une médecine plus personnalisée. Parmi les modalités d’IM, la tomographie d'émission par positrons (TEP) et la tomographie d’émission monophotonique (TEM ou « SPECT ») se distinguent par leur capacité de fournir des informations quantitatives sur les processus biologiques in vivo au niveau moléculaire, grâce à des sondes capables de cibler spécifiquement des mécanismes physiologiques, biochimiques ou géniques précis. Ces modalités ouvrent des perspectives encore peu exploitées pour mieux comprendre la physiologie normale ou pathologique et développer des thérapies ciblées. Toutefois, les repères anatomiques sont souvent imprécis dans les images TEP et TEM, et il faut obtenir séparément une image anatomique pour bien localiser les phénomènes observés. Actuellement, cette information est acquise à l'aide d'appareils distincts ou hybrides juxtaposant un imageur à tomodensitométrie (TDM) par rayons-X au scanner TEP ou TEM. Cependant, les mouvements involontaires ou vitaux (cardiaques, respiratoires, péristaltiques...) causent des déformations entre les images acquises séquentiellement. L’imagerie TDM augmente aussi l’exposition aux radiations. OBJECTIF: Le but est de poursuivre le développement, mettre en œuvre et expérimenter de nouvelles approches d’imagerie multimodale partageant le même système de détection pixélisé, pour acquérir concurremment les images TEP/TEM et TDM. En plus d’améliorer la congruence des images multimodales, le projet vise à réduire l’exposition au rayonnement par l’introduction de l’imagerie TDM spectrale et par une exploitation optimale de l’information multimodale. APPROCHE: Ce défi sera relevé en exploitant les concepts développés durant les précédentes Subventions à la découverte pour réaliser la convergence instrumentale des 3 modalités d’imagerie reposant sur la détection du rayonnement. L’objectif sera réalisé en poursuivant la quête de la meilleure résolution spatiale possible en imagerie µTEP/µTEM, tout en réduisant la dose par l’exploitation de l’imagerie TDM spectrale en mode comptage de photons. À cette fin, nous proposons de: - investiguer les problèmes de distorsion spectrale pour tirer pleinement avantage de la réduction de la dose de radiations pour une même qualité d’image en TDM spectrale; - élaborer des protocoles d’acquisition concurrente d’images bimodales, incluant la saisie de séries dynamiques, tout en limitant la dose de radiation requise; - valider les performances de l’imagerie bimodale combinée sur mire et sur modèle animal vs imagerie bimodale séquentielle conventionnelle. - poursuivre la mise au point de l’imagerie TEM sur scanner TEP; - exploiter les images bimodales dynamiques pour améliorer la reconstruction multidimensionnelle (4D), la correction et la quantification des images tomographiques; - recouvrer les événements multiples résultant de diaphonie inter-détecteurs (Compton, échappement de rayons-X...) pour améliorer la résolution spatiale et augmenter l’efficacité de détection en TEP à très haute résolution; ORIGINALITÉ ET IMPORTANCE: La fusion des modalités TEP, TEM et TDM au niveau matériel et opérationnel représente un défi que peu d’équipes de recherche osent relever. La réalisation de cet objectif permettra de réduire le coût des appareils tout en facilitant l'accès aux modalités d'imagerie les plus appropriées pour une étude donnée. L'introduction de l'imagerie TDM spectrale en mode comptage de photons ouvre la voie à l'imagerie anatomique dynamique et permet d'envisager une réduction significative de la dose dans un contexte d'IM. Les développements proposés favoriseront l’adoption de ce nouveau paradigme en imagerie (bio)médicale.

背景：分子图像 (IM) 影响着生物医学研究和实践医学与医学和个人方面的东方研究。 IM 模式、正电子发射断层扫描 (TEP) 和单光子发射断层扫描 (TEM 或 SPECT) 是体内生物过程中生物过程的定量信息的独特能力，是分子中的重要组成部分。 生理学、生物化学或基因原理的具体说明。这是我们对正常生理学、病理学和治疗方法的发展进行深入研究的视角的模式。然而，在 TEP 和 TEM 图像中，解剖学无法解决问题，因此无法通过本地化观察到的现象获得解剖学图像。实际操作和数据信息可通过人造丝-X 扫描仪 TEP 或 TEM 与成像 (TDM) 并置来获取独特的服装或混合图像。 Cependant，les mouvements involontaires ou vitaux (cardiaques, respiratoires, péristaltiques...) 导致图像获得序列中的变形。 L’imagerie TDM 增强了展览辅助辐射。 目标： 致力于开发、研究和实验新的多模态图像方法与像素检测系统，并获得 TEP/TEM 和 TDM 图像的一致性。除了多模态图像的一致性外，该项目还对 TDM 光谱图像介绍和多模态信息优化开发进行了重新阐述。 方法：利用在先决条件中开发的概念来实现与射线检测的 3 种图像模式的融合工具的融合。 L’objectif sera realisé en poursuivant la quête de la meilleure résolution spacee possible en imagerie µTEP/µTEM, tout en réduisant laose par l’imagerie TDM Spectage en mode comptage de photons.最后，我们提出以下建议： - 研究光谱畸变问题，以减少 TDM 光谱图像质量的辐射剂量； - 双峰图像同时采集协议的设计者，包括动态系列、辐射剂量限制； - 验证泥沼和模式动物与双峰图像组合的表演效果。 - 通过扫描仪 TEP 进行 TEM 图像处理； - 利用双峰动态图像来改善多维重建 (4D)、层析图像校正和量化； - 回收多个相互间的双音检测结果（康普顿、射线-X...）以改善空间分辨率并增强 TEP 的检测效率； 原创性和重要性：TEP、TEM 和 TDM 模式的融合在材料和操作方面代表了相关研究的装备。实现服装设计中的所有目标，并帮助您轻松获取所需的图像模式以及适当的练习。 TDM 光谱图像介绍和光子模式压缩是动态解剖图像的一部分，并在 IM 上下文中减少了剂量的意义。 《发展》建议采用图像（生物）医学的新范式。