Tomographie d’émission gamma à haute sensibilité par effet Compton.

En imagerie médicale, l’imagerie d’émission à base de radiopharmaceutiques est une modalité incontournable de part l’information fonctionnelle qu’elle apporte, sa grande spécificité et sa capacité à détecter de très faibles concentrations de traceur. Cependant, elle reste pénalisée par une faible sensibilité photonique : seule une très faible partie des photons émis sont effectivement exploités, en particulier en tomoscintigraphie. La tomographie à positons est plus sensible mais limitée aux radiotraceurs à désintégration bêta+.

Par ailleurs, les progrès récents en technologie de détecteur à semiconducteur offrent maintenant la possibilité d’identifier précisément chaque interaction gamma avec son instant, son énergie déposée et sa localisation 3D. Cela implique en particulier qu’on peut exploiter les diffusions Compton au sein du matériau de détection et en savoir davantage d’une part sur la direction d’incidence des photons mais aussi leur polarisation.

Cela est particulièrement intéressant si on exploite cette information en tomographie à émission de positons, où les 2 photons émis par l’annihilation du positon sont anti-polarisés (orthogonaux entre eux)et quantiquement intriqués.

Le but de cette thèse est d’étudier et modéliser par simulation ces phénomènes puis de valider expérimentalement les résultats clés de manière à imaginer de nouveaux concepts de tomographe en émission.

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