Photon Counting Spectral Tomography: Development of the Prototype PIXSCAN and Proof of Concept - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2014

Photon Counting Spectral Tomography: Development of the Prototype PIXSCAN and Proof of Concept

Tomographie spectrale à comptage de photons~: développement du prototype PIXSCAN et preuve de concept

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M. Dupont

Abstract

In the field of preclinical X-ray tomography, spectral tomography is actively explorated. The aims of spectral tomography are the caracterisation of tissues and contrast agents together with the quantification of the latter and the enhancement of contrast between soft tissues. This is achieved by the exploitation of spectral information (i.e. energy) and not only the detected quantities of X-ray photons. The interest in spectral tomography is enforced by the arrival of photon counting cameras like the hybrid pixel detector XPAD3, because of their ability to select photons according to their energy. The XPAD3 camera was built to be used in the micro-CT prototype PIXSCAN developped at CPPM. In this context, this thesis has two goals: first a contribution to the developement of the PIXSCAN prototype and second a realisation with it of a proof of concept of spectral tomography. The first goal is achieved by developing the data acquisition system of PIXSCAN. To accomplish the second objective, we will perform spectral tomography by implementing component separation in order to isolate photoelectric, Compton and contrast agent contributions. This work begins with the characterisation of this method and ends by a proof of concept on real data acquired with the PIXSCAN prototype.
Dans le domaine de la tomographie par rayons X préclinique, la tomographie spectrale est une voie de plus en plus en plus explorée. Les objectifs de la tomographie spectrale sont tant la caractérisation et la quantification des tissus et agents de contraste que l'amélioration de contraste entre tissus mous. Cela passe par l'exploitation de l'information spectrale (ou énergétique) des photons X et non plus seulement par la quantité de rayons X détectée comme en tomographie standard par absorption de rayons X. L'intérêt de la tomographie spectrale se trouve renforcé par l'arrivée des caméras à comptage comme le détecteur à pixels hybrides XPAD3 qui ont la capacité de sélectionner les photons X en fonction de leur énergie. Ce détecteur a été développé pour fonctionner dans le micro-tomodensitomètre PIXSCAN construit au CPPM. Dans ce contexte, cette thèse a deux buts~: participer à la construction du prototype PIXSCAN et y effectuer une preuve de concept de la tomographie spectrale. Le premier but est rempli grâce au développement de l'interface d'acquisition du PIXSCAN. Le second est atteint par l'implantation de la méthode de séparation de composantes dont le but est d'isoler les contributions photoélectrique, Compton et celles des agents de contraste. Ce travail débute par la caractérisation de cette méthode et se termine par sa démonstration sur données réelles acquises à l'aide du prototype PIXSCAN.
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Dates and versions

tel-01019735 , version 1 (07-07-2014)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01019735 , version 1

Cite

M. Dupont. Tomographie spectrale à comptage de photons~: développement du prototype PIXSCAN et preuve de concept. Ingénierie biomédicale. Aix-Marseille Université, 2014. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01019735⟩
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