Le document décrit le fonctionnement et la technologie des gamma caméras, essentielles en scintigraphie pour visualiser la structure et la fonction des organes via des produits radioactifs. Il aborde les composants techniques, les principes de formation d'image, ainsi que les applications médicales variées, comme la détection de pathologies. Les limitations techniques et physiologiques impactant la qualité des images sont également discutées.

1. GAMMA CAMERA
2015/2016
MST. Génie Biomédicale
Instrumentation & Maintenance
Réalisé par :
ZOURHRI Mobarak
LABAKOUM Badr-eddine

2. Sommaire
• Introduction
• Principe de scintigraphie
• Description technique de Gamma-Camera
• Formation de l’image
• Applications médicales
• Conclusion
2

3. Introduction
3

4. 4

5. 5
Que cherche-t-on à voir ?
La structure ou la fonction ?

6. 6

7. Principe
de scintigraphie
6

8. 7
 Injection dans la veine du bras, d’un produit radioactif : technétium 99m.

9.  Après l’injection, un délai compris entre quelques minutes ou plusieurs
heures, est nécessaire avant la prise des clichés.
 Les clichés sont pris à l’aide d’une appareille de scintigraphie: (gamma caméra).
8

10. 9
Description technique de
Gamma-Camera

11. Schéma globale de Gamma-Camera
Détection
Electronique
du calcul
10

12. 11
Détecteur
Détection
Electronique
du calcul
 La tête de détection de la gamma
caméra ,amplifie l’émission des rayons
gamma , sous la forme d’un signal électrique.
Comment…?

13. 12
Détecteur
Collimateur
Cristal
scintillateur
Guide de
lumière
Photomultiplicateur

14. 13
Collimateur.
 Sélection géométrique des rayonnements émis par la source
vers le scintillateur.
 Différents types de collimateurs :
 classification des collimateurs :
– la taille des trous.
 distinction des collimateurs :
– hautes et moyennes énergies.
– les haute résolution.
– une haute sensibilité.
– collimateurs parallèles.
– collimateurs pinhole(sténopé).
– collimateur fan-beam( eventail ).

15. 14
Exemple:

16. 15
Cristal scintillant(scintillateur).
 Le cristal convertit les photons gamma en énergie lumineuse.
Photon 
Photons U.V
 Doit être activé au thallium (Tl)
pour assurer un bon rendement de
luminosité.
 Efficacité de détection de 90% pour
140 keV,75% pour 160 keV.
 grande surface rectangulaire ou
circulaire (jusqu’à 60cm de diamètre)
et de faible épaisseur (généralement
6à12mm).
scintillateur

17. 16
Guide de lumière.
 Le guide de lumière est une plaque de verre placée entre le cristal et la
Photomultiplicateur + des joints optique (graisse de silicones).
 Le rôle de guide de lumière est double :
– L’éloignement des photomultiplicateur par rapport au cristal.
– Une adaptation d’indice de réfraction entre le cristal (indice très élevé)
et le vide des PM (indice=1) .

18. 17
Photomultiplicateur.
 Convertissent l’énergie lumineuse venant du cristal en signal électrique.
 Signal électrique proportionnel la quantité de lumière reçue (elle même
proportionnelle à l’énergie déposée dans le cristal).
 Le PM multiplie le nombre réduit d’électrons par un facteur de 106 à 10¹º.

19. 18
Architecture générale d’un détecteur:
Conversion l’énergie
lumineuse
en potentiel électrique
Conversion de l’énergie 
en photons lumineux

20. 19
 Le circuit électronique du calcul
permet de déterminer la localisation
du point d’interaction du photon dans le cristal
et la valeur de l’énergie du photon.
Comment…?
Electronique du calcul
Détection
Electronique
du calcul

21. 20
Electronique du calcul
Détection
Calcule de la position
des scintillations
∑
Sélecteur
d’amplitude
Préamplificateur
Localisation
Analyseur d’impulsion

22. 21
Préamplificateur.
 Il introduit entre les PM et la matrice de résistances.
 Le rôle est de laisser passer que les
impulsions des PM dont l’amplitude
est supérieure à une valeur prédéfinie.
réduire de façon significative les fluctuations statistiques
&
d’entrainer un gain en résolution spatiale.

23. 22
Localisation.
 Chaque PM est relié à un nombre définie des résistances.
 Ils fournissent le positionnement selon:
– l’axe des abscisses(X+ et X-).
– l’axe des ordonnées(Y+ etY-).

24. 23
 Chaque photon est analysé
Individuellement Signaux X etY de
localisation dans le plan Signal E,
proportionnel à l'énergie du photon
gamma.

25. 24
Analyseur d’impulsion.
 L’analyseur d’impulsion est un appareil électronique qui permet l’analyse de
l’amplitude de l’impulsion de tension sortant du PM.
 Connaître l’énergie du photon qui
a atteint le détecteur.
 Éliminer les impulsions indésirables.

26. 25
calculateur
détecteur
calculateur
statif
interface
traitements
stockage
documents
lit
d’examen
détecteur
statif

27. 26
une substance émettrice gamma
+
un détecteur spécifique : une gamma-caméra
_____________________________
= image + information quantitative

28. Formation de l’image
27

29. 28
La formation d’image
 L’image est la représentation de chaque événement détectés..

30. 29
Objet 3D Image 2D

31. 30
 Concentration / Atténuation.
Activité
Distance x
Image 2D

32. 31
Qualité des images
 Les gamma caméras sont limitées en performances, sur la qualité des
images, c'est-à-dire qu'elles ne permettent pas de diagnostiquer
correctement certaines pathologies.
 Les limites physiologiques
 Les limites physiques
 Les limites technologiques

33. 32
Les limites physiologiques
 la distribution des radio-traceurs dans le patient et à la morphologie du patient.
le contraste des images est dégradé.
les radio-traceurs.
la qualité des images est détériorée à cause des mouvements du patient
(battements cardiaques, respiration, ...etc)
un flou sur l'image

34. 33
Les limites physiques
 Les interactions des photons dans le corps du patient..
- Le phénomène d’atténuation.
- Le phénomène de diffusion.

35. Les limites technologiques
34
- La résolution en énergie.
- La résolution spatiale.
- La sensibilité.
 Les limites technologiques sont liées aux composants des gamma caméras
et plus particulièrement au module de détection et au collimateur.

36. - La résolution spatiale.
 la plus petite distance entre deux sources ponctuelles.
 la distance
source/collimateur
 le diamètre
des trous
(les paramètres géométriques du collimateur )
35

37. 36
- La résolution en énergie.
 la capacité de la gamma caméra à sélectionner avec précision le pic de l’effet
photoélectrique et d’éliminer ainsi le plus possible le rayonnement diffusé.
( l’ordre de 10% à 140Kev)

38. 37
- La sensibilité.
 La sensibilité est définit par le rapport entre le nombre de photons primaires
détectés et le nombre total de photons émis par la source radioactive.
 La sensibilité dépend principalement :
- la géométrie du collimateur utilisé.
- rendement lumineux du cristal.

39. 38
Influence de la matrice d’acquisition
 Matrice : définit le nombre de pixels dans l’image.
4Pixel (128*128)
1Pixel (64*64)
16 Pixel (256*256)
+ le nombre de pixels ↑
+ la résolution spatiale ↑
+ les fluctuations
statistiques ↑

40. 39
Exemple : (Scintigraphie osseuse)
64*64 256*256

41. 40
Exemple : (Scintigraphie osseuse)

42. 41
Applications
Médicales

43. 42
• Par organe : thyroïde, poumons, os…
• Par fonction : ventilation, transit, métabolisme...
• Par pathologie : inflammation , infection, fracture, tumeurs
bénignes ou cancéreuses…
• De la pédiatrie… à la gériatrie
• Une contre-indication (relative) : la grossesse

44. 43

45. 44
Scintigraphie osseuse
 Injection de MDP-Tc99m (dérivés phosphorés
entrant dans le métabolisme phosphocalcique)
Normale Pathologique
 Injection IV
 Images corps entier réalisées 2h après injection

46. 45
Scintigraphie pulmonaire
 Ventilation par inhalation d’aérosols;
 Perfusion : injection IV de macro-agrégats technétiés.
 Images immédiates.
face
antérieure
profil
droit
oblique
postérieur
droit
oblique
postérieur
gauche
profil
gauche
face
postérieure

47. 46
Scintigraphie cardiaque(myocardique)
 Thallium 201 : injection IV à l’acmée de l’effort puis au repos.
 Images tomographiques 5 à 30 min après.

48. Scintigraphie thyroïdienne
47
Normale Pathologique

49. 48
Absorption du
traceur et du
marqueur
Le marqueur se diffuse dans
tout le corps mais est plus
particulièrement assimilé par
les cellules de la thyroïde
1
2

50. 49
Le marqueur sera désintégré
régulièrement en fonction de sa
demi-vie. En émettent des rayons 
3
Une faible quantité
de rayons qui
circulent encore dans
le reste du corps
5
Mise en évidence
d’un
disfonctionnement
d’une partie de la
tyroïde
7
Traitement
informatique des
signaux reçue
Caméra capable
de capter les
rayons 
4
6

51. Conclusion
50

52. Bibliographie:
• https://www.icm-mhi.org/fr/soins-et-services/examens-et-traitements/scintigraphie-pulmonaire-ventilation-perfusion.
• http://je-comprends-enfin.fr/index.php?/Physique-nucleaire/examens-medicaux-et-radioactivite/id-menu-56.html.
• http://www.unipd.it/nucmed/TF/TF.camera.ita.htmlp.
• http://www.laradioactivite.com/fr/site/pages/Principe_Gamma_Camera.htm.
• La Médecine Nucléaire : Dr S.Becker ,Centre Eugène Marquis.
• THÈSE DE DOCTORAT : Etude d’une nouvelle architecture de gamma caméra à base de semi-conducteurs CdZnTe /CdTe.
• Thèse Electronique d'acquisition d'une gamma-caméra : Université Clermont -Ferrand II { Blaise Pascal Ecole Doctorale Sciences
Pour l ' Ingénieur de Clermont -Ferrand
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53. Merci pour votre
Attention
52