Grant: Canada Research Chairs

L’imagerie médicale est largement utilisée pour diagnostiquer des anomalies anatomiques ou métaboliques. La tomographie d’émission par positrons (TEP), la radiographie et son équivalent 3D, la tomodensitométrie (TDM) utilisent des particules radiatives pour obtenir des images métaboliques ou anatomiques. Elles comptent parmi les modalités d’imagerie les plus utilisées, notamment pour la sensibilité de la tomographie d’émission par positrons à détecter d’infimes quantités de radiotraceurs et pour la rapidité des acquisitions et la haute résolution de la radiographie et de la tomodensitométrie. Cependant, la nature radiative des photons exige de minimiser l’exposition des sujets afin de ne pas induire des modifications génétiques qui pourraient mener à des cancers. La dernière percée majeure dans ces modalités d’imagerie médicale est l’introduction du temps de vol des photons, ce qui a permis une grande amélioration de la qualité des images. La mesure du temps de vol s’effectue avec des photodétecteurs et une électronique ultrarapide capables d’estampiller le moment de la détection du photon dans l’ordre des dizaines ou centaines de picosecondes (ps). À titre indicatif, 10 ps correspondent à 10 secondes divisées deux fois par un million, ce qui est également égal à un déplacement de 3 millimètres d’un photon. Bien qu’il existe des appareils capables d’atteindre 178 ps en tomographie d’émission par positrons et qu’il n’en existe aucun en tomodensitométrie, le saint Graal de ces modalités serait d’atteindre une mesure de 10 ps. Cette CRC vise le progrès des connaissances et des technologies nécessaires pour se rapprocher de cette performance. De façon plus spécifique, la CRC vise à développer, en première mondiale, un module de détection bimodal qui atteindrait une résolution temporelle de ~60 ps en tomographie d’émission par positrons et ~125 ps en tomodensitométrie. Pour ce faire, le programme vise à développer et intégrer quatre technologies formant les quatre axes du programme : 1) développement d’un interposeur plastique et silicium avec composants passifs intégrés, 2) conception de circuits intégrés à signaux mixtes, 3) traitement de signaux temps réel pour extraire l’information pertinente et 4) caractérisation de scintillateurs adaptés aux deux modalités. Ce module permettra concevoir le premier scanner TEP avec temps de vol dédié au cerveau humain et le tout premier scanner TDM avec temps de vol de photons.