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3gamma medical imaging with a liquid xenon Compton Camera and 44Sc radionuclide

Authors :
E. Morteau
P. Le Ray
Michel Chérel
Y. Xing
J.S. Stutzmann
Yuwei Zhu
O. Lemaire
L. Royer
Fabrice Lefebvre
N. Pillet
M. Dahoumane
Julien Bert
H. Chanal
Jean-Pierre Cussonneau
Thomas Carlier
Francoise Kraeber-Bodere
J.L. Beney
L. Virone
M. Staempflin
J. Butterworth
Jérôme Idier
D. Giovagnoli
Sara Diglio
D. Visvikis
Dominique Thers
P. Briend
R. Vandaele
L. Gallego-Manzano
N. Beaupère
H. Mathez
Julien Masbou
S. Acounis
S. Bouvier
J.M. Abaline
S. Manen
Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH)
Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC)
Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Traitement de l'Information Medicale (LaTIM)
Université de Brest (UBO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Brest (CHRU Brest)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM)
Université de Brest (UBO)
Air Liquide Advanced Technologies [Sassenage] (ALAT)
Air Liquide [Siège Social]
Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)
Nuclear Oncology (CRCINA-ÉQUIPE 13)
Centre de Recherche en Cancérologie et Immunologie Nantes-Angers (CRCINA)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Angers (UA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Angers (UA)
Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N)
IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
CRCNA - Inserm U892/Equipe 13 'Nuclear Oncology Research'
Centre de Recherche en Cancérologie / Nantes - Angers (CRCNA)
Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)-Faculté de Médecine d'Angers-Centre Hospitalier Universitaire d'Angers (CHU Angers)
PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Hôpital Laennec-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Hôtel-Dieu de Nantes-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)-Faculté de Médecine d'Angers-Centre Hospitalier Universitaire d'Angers (CHU Angers)
PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Hôpital Laennec-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Hôtel-Dieu de Nantes
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Université de Brest (UBO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Brest (CHRU Brest)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Université d'Angers (UA)-Université de Nantes (UN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)-Université d'Angers (UA)-Université de Nantes (UN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Bernardo, Elizabeth
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Brest (CHRU Brest)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM)
Source :
Acta Physica Polonica B, Acta Physica Polonica B, Jagellonian University, Cracow, 2017, 48 (10), ⟨10.5506/APhysPolB.48.1661⟩, Acta Physica Polonica B, 2017, 48 (10), ⟨10.5506/APhysPolB.48.1661⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

International audience; The development of a liquid xenon Compton camera called XEMIS2 (XEnon Medical Imaging System) is a step forward to a new type of medical imaging based on the use of 44Sc radionuclide emitting two annihilation rays and a third high energy ray simultaneously. The single phase TPC (Time Projection Chamber) under construction, containing nearly 200 kg of xenon, is designed to measure most of the Compton interactions in the active area with a sub-millimetre position resolution and a good energy resolution of 4% on 511 keV photopeak. The intersection of the Compton cone surface from the third ray with the line of response from the two annihilation rays allows to localize the radionuclide with a precision (FWHM) of about 1 cm along this line. The large field of view of such a liquid xenon camera combined with the 3 imaging technique will provide a good quality image while keeping the injected activity at a very low level. XEMIS2 will be installed in the Nantes University Hospital in order to demonstrate its capability to image small animals injected with a low activity of only 20 kBq in 20 mn acquisition time. To achieve this goal, a precise measurement of the ionization signal is provided by a pixelized anode, shielded by a Frisch Grid and read out by a low noise front-end electronics. In addition, new cryogenic and purification subsystems have been tested, allowing safe recovery of xenon in liquid phase at flow rates of about 1 ton per hour.

Details

Language :
English
ISSN :
05874254 and 15095770
Database :
OpenAIRE
Journal :
Acta Physica Polonica B, Acta Physica Polonica B, Jagellonian University, Cracow, 2017, 48 (10), ⟨10.5506/APhysPolB.48.1661⟩, Acta Physica Polonica B, 2017, 48 (10), ⟨10.5506/APhysPolB.48.1661⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ebdb3fbc5a2efddb73204325203d1339