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: 2018
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2018-01-01 至 2019-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=656967
• 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 ouvre 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. A 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.

内容：分子图像对生物医学研究的影响，以及将医学实践导向医学和个人化。正电子发射断层成像（TEP）和光子发射断层成像（TEM或SPECT）的模式对提供体内Au niveAu moléculaire生物学过程的定量信息至关重要，有助于探测生理学、生物化学或遗传学方面的特殊技术。这些模式可用于更好地理解正常生理学或病理学，并可用于治疗癌症。然而，这些解剖学特征在TEP和TEM图像中并不准确，因此必须获得一个解剖学图像，以便更好地定位观察到的现象。实际上，这些信息是通过TEP或TEM扫描仪上的X射线断层密度测量（TDM）图像的不同或混合辅助获得的。Cependant，les movements involontaires ou vitaux（cardiaques，cathetatoires，péristaltiques.）导致获得的图像变形。图像TDM也增加了辐射的曝光。* 价格：但这是一种新的多模态成像方法的发展、测量和实验，该方法与像素检测系统相结合，以获得TEP/TEM和TDM图像。此外，为了改善多模态图像的一致性，项目还通过引入TDM光谱图像和优化利用多模态信息来重新解释Au射线。方法：Ce défi sera relevé en exploitant les concepts décédépés杜兰特les precédentes Subventions à la découverte pour réaliser la convergence instrumentale des 3 modalités d'imagerie reposant sur la détection du rayonnement.本文的目的是通过对光子模式下的TDM光谱成像的研究，来实现对微TEP/微TEM成像的最佳空间分辨率。最后，我们提出了以下建议：*-研究光谱畸变问题，以提高减少辐射剂量的效率，从而获得TDM光谱中相同质量的图像; *-制定双模态图像的并行采集协议，包括动态序列的安全性，但不限制辐射剂量;*-验证双模态图像组合在沼泽和动物模型上与传统双模态图像的性能。*- poursuivre la poursuivre Au point de l'imagerie TEM sur scanner TEP;*- exploiter les images bimodales dynamiques pour amélibrary la reconstruction multidimensionnelle（4D），la correction et la quantification des images tomographiques;*- recouvrer les événements multiple resultant de diaphonie inter-détecoms（Compton，échappement de rayons-X.）pour amélibrary la résolution spatiale et augmenter l'efficacité de detection en TEP à très haute résolution;* 起源和重要性：La fusion des modalités TEP，TEM et TDM Au niveau Au riel et opérationnel represente un défi que peu d'équipes de recherche osent touver. La realisation de cet objectif permettra de réduire le cout des appareils tout en facilitant l 'accès aux modalités d' imagerie les plus appropriées pour une étude donnée。在光子模式下引入TDM光谱成像，通过动态解剖学成像，并在IM背景下实现剂量的显著降低。发言者建议采用新的医学（生物）成像模式。