| Laboratoire : | Centre de Physique des Particules de Marseille Case 902 |
| 163 avenue de Luminy - 13288 Marseille Cedex 9 | |
| Directeur : | Cristinel Diaconu - 04.91.82.72.01 - diaconu@cppm.in2p3.fr |
| Correspondant : | William Gillard - 04.91.82.72.67 - gillard@cppm.in2p3.fr |
| Groupe d'accueil : | imXgam |
| Chef de groupe : | Christian Morel - 04.91.82.76.73 - morel@cppm.in2p3.fr |
| Responsable de stage : | Christian Morel - 04.91.82.76.73 - morel@cppm.in2p3.fr |
Thématique : Imagerie médicale
L'équipe de recherche imXgam conduit des activités de recherche interdisciplinaire pour les applications d'imagerie des rayonnements ionisants dans le champ de la santé et de l'énergie. Elle participe au projet ClearMind dont l'objectif est de développer un détecteur optimisé pour les applications hautement résolues en temps, notamment pour la tomographie par émission de positons (TEP) à temps-de-vol.
La mesure du temps de vol d’une paire de photons d’annihilation, à savoir du temps séparant la détection des deux photons de 511 keV, permet de contraindre l’inversion tomographique dans une plage de rétroprojection déterminée par la précision de la mesure du temps-de-vol, qui est donnée par la résolution temporelle de la coïncidence (CTR en anglais). Sachant que la vitesse de la lumière dans le vide est de 30 cm/ns, une CTR de 10 ps FWHM permettrait de localiser l’annihilation électron-positon avec une précision de 1,5 mm FWHM, ce qui serait suffisant pour obtenir une image de la distribution des points d’annihilation virtuellement sans reconstruction et de limiter ainsi la dose nécessaire pour obtenir une qualité d’image équivalente à celle des caméras TEP clinique. Actuellement, les caméras à l’état de l’art atteignent une CTR de 215 ps FWHM. L’objectif du projet ClearMind est d’améliorer la résolution temporelle des détecteurs en utilisant un cristal scintillant de tungstate de plomb (PWO) utilisé comme fenêtre d’entrée d’un tube photomultiplicateurs à galette de micro-canaux (MCP-PMT en anglais) et de déposer une photocathode directement sur la face interne du cristal de PWO dans le but d’éviter les réflexions totales des photons de scintillation et Tcherenkov sur l’interface PWO/photocathode afin d’améliorer la collection des photons Tcherenkov dont l’émission est pratiquement instantanée lors de l’émission d’un électron photoélectrique dont la vitesse est supérieure à la vitesse de la lumière dans le PWO [1].
Il est nécessaire de déposer une couche de passivation sur le cristal de PWO afin de protéger la photocathode. Le dépôt d'une couche mince affecte la transmittance de l'interface, rendant possible une transmission frustrée des photons optiques pour des incidences supérieures à l'angle limite [2]. L'objectif du stage sera d'étudier la transmittance théorique d'une passivation multicouche entre le cristal et sa photocathode.
Les candidats sont invités à prendre contact avec le responsable du sujet de stage en lui joignant un CV accompagné d'une lettre de motivation et des derniers relevés de notes (celui de l'année précédente ainsi que celui du semestre actuel, si disponible).
[1] D. Yvon <i>et al.</i>, Design study of a scintronic crystal targeting tens of picoseconds time resolution for gamma ray imaging: the ClearMind detector, <i>J. Instrum.</i> <b>15</b> (2020) P07029
[2] L. Cappellugola et al., Modelisation of light transmission through surfaces with thin film optical coating in Geant4, in Conf. Rec. IEEE NSS/MIC 2021, 16-23 Oct, Yokohama (virtual), Japan, IEEE Press