STAGE à SAINT-JULIEN CHU de Nancy

STAGEà

SAINT-JULIEN

CHU de Nancy

Le département biomédical

Département Finances

Système d’Information

Département Ressources Humaines et

Activités de Soins

Département Ingénierie Logistique Equipements

Direction Ressources Médico Techniques I. Vidrequin

Direction des Achats et de la LogistiqueC. Guépratte

Pôle ressources pilotage économique

Département Ingénierie Logistique Équipements

I. Vidrequin

Maintenance externe

Conseil à l’achat

Équipements

Ingénieurs biomédicaux

M. Winninger

Mle. Peltier

M. Racimora

Maintenance interne

sécurité des installations

Veille technologiques et réglementaires

Ingénieur biomédical

M. Quenton

Matériovigilance / GMAO

Qualité et Accréditation

Veille technologiques et réglementaires

Ingénieur biomédical

M. Volodimer

M. Hovasse M. Dinsenmeyer

M. ParmentierM. Sarazin

Technicien supérieur biomédical

en Chef

Technicien supérieur biomédical

en Chef

Technicien supérieur biomédical

Principal

Technicien supérieur biomédical

Principal

Équipe de

Techniciens

supérieurs biomédicaux

Équipe de

Techniciens

supérieurs biomédicaux

Techniciens

supérieurs biomédicaux

Secteur

électro mécanique médicale

Secteur

électronique médicaleSecteur

Imagerie médicale

M. Blin

M. Rouyer

Service biomédical de St Julien – Maintenance interne

Service biomédical de

Brabois

Responsable de stage:

M. Daniel Winninger

Ingénieur biomédical

Maintenance externe Conseils à l’achat

Équipements

Réanimation, anesthésie, soins intensifs

Imagerie médicale, assistance cardiaque,

Divers dispositifs médicaux

M. Blin et M.Rouyer

Techniciens supérieurs biomédicauxImagerie médicale

Maintenance interne

Echographie Radiologie conventionnelleNeuro-navigation

Gestion de la maintenance:

Aspect légal : obligation de maintenance

Aspect administratif: suivi, archivage, contrats

Équipements médicaux

Maintenance externe Maintenance interne

Expériences professionnelles

Interventions de maintenance

Échographe

Matériel de radiologie

Développeuse chimique

Moniteurs multiparamétriques

Petscan

Expériences professionnelles

Interventions de maintenance

Échographe

Matériel de radiologie

Développeuse chimique

Moniteurs multiparamétriques

Petscan

Expériences professionnelles

Interventions de maintenance

Échographe

Matériel de radiologie

Développeuse chimique

Moniteurs multiparamétriques

Petscan

Expériences professionnelles

Interventions de maintenance et contrôle qualité

Échographe

Matériel de radiologie

Développeuse chimique

Moniteurs multiparamétriques

Petscan

Expériences professionnelles

Expériences professionnelles

Participation à la vie du service :

saisie de données, de rapports d’interventions de maintenance par des sociétés externes.

Expériences professionnelles

Étude du marché des scanners:

Comparatif des scanners 64 coupes

GE Light speed

VCT

Philips Brilliance

Siemens sensation

64

Toshiba Aquillion

64

Tableau comparatif:

Des différents scanners 64 coupes

Performances

Et données techniques

Expériences professionnellesAppel d’offre Petscan:

Comparatif des lots de Petscan

EVALUATION TEP - TDM

Société SIEMENS GEMS

nom de l'équipement TEP-TDM

Rassemblement de données:

Performances TEP TDM

Caractéristiques techniques

La tomographie par émission de positons couplée à la

tomodensitométrie à rayons X: TEP/TDM

LE PET-SCAN

TEP-TDM Biograph LSO DUO, SIEMENS

Introduction

Technique d’imagerie de médecine nucléaire : utilisation de radiotraceurs injectés in vivo.

Couplage d’informations:• Tomographie à émission de positons(TEP):

imagerie fonctionnelle• Tomodensitométrie à rayons X (TDM):

imagerie morphologique

Indications en Oncologie : localisation, suivi, bilan d’extension de cancers…

D’autre indications :En Neurologie : imagerie cérébrale, étude de neurotransmission, de perfusion.Usage thérapeutique pour localiser un médicament et évaluer son efficacité.….

Introduction

Technique d’imagerie de médecine nucléaire : utilisation de radiotraceurs injectés in vivo.

Couplage d’informations:• Tomographie à émission de positons(TEP):

imagerie fonctionnelle• Tomodensitométrie à rayons X (TDM):

imagerie morphologique

Indications en Oncologie : localisation, suivi, bilan d’extension de cancers…

D’autre indications :En Neurologie : imagerie cérébrale, étude de neurotransmission, de perfusion.Usage thérapeutique pour localiser un médicament et évaluer son efficacité.….

Introduction

Technique d’imagerie de médecine nucléaire : utilisation de radiotraceurs injectés in vivo.

Couplage d’informations:• Tomographie à émission de positons(TEP):

imagerie fonctionnelle• Tomodensitométrie à rayons X (TDM):

imagerie morphologique

Indications en Oncologie : localisation, suivi, bilan d’extension de cancers…

D’autre indications :En Neurologie : imagerie cérébrale, étude de neurotransmission, de perfusion.Usage thérapeutique pour localiser un médicament et évaluer son efficacité.….

Principe du TEP/TDMIntérêt du TEP:

localisation et mesure de la répartition tridimensionnelle d’émetteurs de positons incorporés dans l’organisme.

Intérêt du TDM:obtenir des repères et une image haute résolution des structures anatomiques.réaliser un cartographie précise des densités tissulaires

Bases physiques du TEPUtilisation des radiotraceurs

Émetteurs de positons β+ ( e + ) = isotopes radioactifs équivalents

Éléments constitutifs de composés biologiques

Synthèse des traceursCréation de traceurs marquésCyclotron : bombardement d’un noyau par un faisceau de proton accéléréIncorporations dans une molécule du vivantManipulations et stockage dans cellules blindées

Intérêt des radiotraceursIncorporations dans une molécule biologique :

18-FDG Métabolisme du glucose

Cellule cancéreuse forte consommation de glucose

accumulation de marqueurs

Principe élémentaire de détection TEP18 – FDG : Émetteurs de β+ (d = parcours libres)

environ 1 mm

Interaction entre e+ et e-

Phénomène d’Annihilation

Émission de 2 photons γ (de 511 keV)

en direction opposée (+/- α)

(défaut de colinéarité)

Détection en coïncidence

une fenêtre de coïncidence (quelques ns)

énergie voisine de 511 keV

une ligne de réponse

Structure de détectionÉléments permettant la détection en coïncidence :Les blocs de détection (Cristal + Photo-Multiplicateurs)

Les couronnes de détection

Empilement Axial des couronnes : Les coupes jointives acquisition en volume

Les détecteurs TEPStructure des blocs détecteurs :

Couplage : cristal scintillateur + Photomultiplicateur

Les détecteurs TEPLes scintillateurs :

Un matériau scintillateur est capable de convertir l'énergie des radiations ionisantes en lumière visible ou proche UV. Le plus souvent des cristaux : matériau inorganique :

Les propriétés idéales d’un scintillateur :

Les principaux cristaux utilisés en médecine nucléaire :

Les détecteurs TEP

Les détecteurs TEPLes PhotoMultiplicateurs PM :Le PM a la propriété de convertir la lumière en signal électrique.

Principe de fonctionnement:

La Photocathode Chambre sous videChamps électrique = accélération

La multiplicationMultiplication par Dynode

Les PhotoMultiplicateurs PM :Le PM a la propriété de convertir la lumière en signal électrique.

La Photocathode : Effet photoélectrique

La multiplication : Arrachement d’électron par collision

Gain important : exemplePar électronpour 5 électrons arrachés et 10 dynodes Gain de 510

Les détecteurs TEP

La quantification

Mesure : information extraite d’une image

permet de déterminer: une concentration dans un organeun volumeun rapport activité entre 2 régions

Intensité d’un signalConcentration radioactive ( kBq/ml)

Problème de normalisation

un Petscan peut posséder:

entre 20 000 et 30 000 cristaux de détections:

Les cristaux peuvent avoir : dimensions légèrement différents

fraction de lumière différente

arrivant sur le PM

réponses variables des détecteurs

La correction de ce phénomène = La normalisation des détecteurs

Méthode de normalisation

Idéalement toutes les LDR doivent avoir le même nombre d’événement.

normalisation des LDR : avec une source de Ge 68

Détermine un facteur de normalisation Fn :

pour une LDR

Fn = nombre d’événement / moyenne des événements

de toutes les LDR

Pour chaque acquisition : le nombre de coups sur une LDR / Fn

Calibration

Permet de relier:

La calibration : expérience préliminaireSource Ge 68 (concentration connue) K = Y / X

Nombre de cps /pixel

X

Concentration kBq/ml

YFacteur de calibration K

Mesure de l’activité

=

K. X

Conclusion

Le Petscan avancées technologiques et médicales majeurs

Applications médicales du nucléaire :

instrumentation traitement de signal informatique, algorithme de reconstruction

Ce stage a permis de mettre des liens entre la théorie, les nombreuses applications pratiques, et les réalités professionnels du secteur médical.

Fin du diaporama.

Merci pour vôtre attention.

Avez-vous des questions?

Modes de détection

Mode 2D :Reconstruction TEP coupe par coupePrésence de SeptaSensibilité diminuée (pas de ligne de coïncidences

intercoupes)

Mode 3D :Reconstruction 3D réelle sur la

distance maximale de couronnePas de septaPlus de sensibilité

Les Limites de Qualité du TEP

Limites de détection

Atténuation physiologique

Coïncidences diffusées : par effet Compton

Coïncidences fortuites

Effet de volume partiel

Méthode de Traitement des données

Les Limites de Qualité du TEP

Limites de détection

Atténuation physiologique

Coïncidences diffusée : par effet Compton

Coïncidences fortuites

Effet de volume partiel

Méthode de Traitement des données

Atténuation photons

par les tissus.

( la densité, profondeur )

Conséquences:

rapport signal/bruit

erreur de quantification

Correction des atténuations

Utilisation du TDM:

Cartographie des cœfficients d’atténuations Hounsfield

Conversion des unités Hounsfield en coefficients d’atténuation à 511keV

Données anatomiques utiles pour la localisation des anomalies fonctionnelles

Haute résolution spatiale

Temps d’examen

Les Limites de Qualité du TEP

Limites de détection:Atténuation physiologique

Coïncidences diffusées :

par effet Compton

Coïncidences fortuites

Effet de volume partiel

Méthode de Traitement des données

% diffusées:

3D > 2D ( +/- 40 %)

Dans le patient

Dans le cristal

Déviation et perte d’énergie du photon

Les Limites de Qualité du TEPLimites de détectionParcours libre ou vol du β+ dans les tissus

Défaut de colinéarité des paires de g

Atténuation physiologique

Coïncidences diffusée : par effet Compton

Coïncidences fortuites

Effet de volume partiel

Méthode de Traitement des données

Les Limites de Qualité du TEP

Limites de détectionAtténuation physiologique

Coïncidences diffusée : par effet Compton

Coïncidences fortuites

Effet de volume partiel

Sous estimation de l’objet causé par :

échantillonnage et résolution spatiale

Non uniformité axiale et transverseParcours libre ou vol du β+ dans les tissusDéfaut de colinéarité des paires de g

Méthode de Traitement des données

Les Limites de Qualité du TEPLimites de détectionParcours libre ou vol du β+ dans les tissus

Défaut de colinéarité des paires de g

Atténuation physiologique

Coïncidences diffusée : par effet Compton

Coïncidences fortuites

Effet de volume partiel

Méthodes de Traitement des données :

Correction d’atténuationCorrection de diffusionCorrection de volume partielCorrection de fortuitesReconstruction

Correction des diffusés

Fenêtrage en énergie:

511 keV

Fenêtre d’énergie

Nombreuses méthodes :

estimation des diffusés par mesures dans différentes fenêtres d’énergie

ajustement de la distribution spatial

par calcul direct de la contribution des diffusés

Correction des fortuitesEstimation des fortuites par ligne de retard:

Soustraction des coïncidences fortuites

Correction de l’effet de volume partiel

Sous-estimation du volume:

Correction par coefficient de recouvrement:

plus l’objet est petit

plus la sous estimation

Activité réelle= activité mesurée / 70%

Reconstruction TEPMéthode de reconstruction TEP en routine clinique :

Détection en coïncidence des paires de photons γ :Identification de la Ligne de réponse où se situe le point d’annihilation.

Projection de l’activité et des points de convergencedes lignes de RéponsesReconstruction tomographique :Rétro projections filtré

Reconstruction TEPMéthode de reconstruction TEP en routine clinique :

Détection de coïncidence des paires de photons γ.Identification de la Ligne de réponse où se situe le point d’annihilation.

Projection de l’activité :Sinogramme des lignes de Réponses

Reconstruction tomographique :Rétro projections filtréMéthode itérative

Reconstruction TEPMéthode de reconstruction TEP en routine clinique :

Détection de coïncidence des paires de photons γ.Identification de la Ligne de réponse où se situe le point d’annihilation.

Projection de l’activité :Sinogramme des lignes de Réponses

Reconstruction tomographique :Rétro projections filtréMéthode itérative

Reconstruction TEP

Méthode de reconstruction TEP en routine clinique :

Détection de coïncidence des paires de photons γ.

Identification de la Ligne de réponse où se situe le point d’annihilation.

Projection de l’activité : Sinogramme des lignes de Réponses

Reconstruction tomographique :Rétro projections filtré, Méthode itérative..(analytique)

Reconstruction TEP

Méthode de reconstruction TEP en routine clinique :

Détection de coïncidence des paires de photons γ.

Identification de la Ligne de réponse où se situe le point d’annihilation.

Projection de l’activité : Sinogramme des lignes de Réponses

Reconstruction tomographique :Rétro projections filtré, Méthode itérative..(analytique)

dosimétrie

La radioprotection des patients : obligation légaldirective 97/43 Euratom : 28 mars 2001 ordonnance de

transposition en droit français Décret d’application 24 mars 2003: protections des

personne exposées à des rayonnements ionisants. (patient et personnel)

justifications et optimisations

Nécessité d’une cellule blindée : manipulations et stockages

En TEP: injection < 5.5 MBq /kg