Roadmap toward the 10 ps time-of-flight PET challenge
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Since the seventies, positron emission tomography (PET) has become an invaluable medical molecular imaging modality with an unprecedented sensitivity at the picomolar level, especially for cancer diagnosis and the monitoring of its response to therapy. More recently, its combination with x-ray computed tomography (CT) or magnetic resonance (MR) has added high precision anatomic information in fused PET/CT and PET/MR images, thus compensating for the modest intrinsic spatial resolution of PET. Nevertheless, a number of medical challenges call for further improvements in PET sensitivity. These concern in particular new treatment opportunities in the context personalized (also called precision) medicine, such as the need to dynamically track a small number of cells in cancer immunotherapy or stem cells for tissue repair procedures. A better signal-to-noise ratio (SNR) in the image would allow detecting smaller size tumours together with a better staging of the patients, thus increasing the chances of putting cancer in complete remission. Moreover, there is an increasing demand for reducing the radioactive doses injected to the patients without impairing image quality. There are three ways to improve PET scanner sensitivity: improving detector efficiency, increasing geometrical acceptance of the imaging device and pushing the timing performance of the detectors. Currently, some pre-localization of the electron-positron annihilation along a line-of-response (LOR) given by the detection of a pair of annihilation photons is provided by the detection of the time difference between the two photons, also known as the time-of-flight (TOF) difference of the photons, whose accuracy is given by the coincidence time resolution (CTR). A CTR of about 10 picoseconds FWHM will ultimately allow to obtain a direct 3D volume representation of the activity distribution of a positron emitting radiopharmaceutical, at the millimetre level, thus introducing a quantum leap in PET imaging and quantification and fostering more frequent use of 11 C radiopharmaceuticals. The present roadmap article toward the advent of 10 ps TOF-PET addresses the status and current/future challenges along the development of TOF-PET with the objective to reach this mythic 10 ps frontier that will open the door to real-time volume imaging virtually without tomographic inversion. The medical impact and prospects to achieve this technological revolution from the detection and image reconstruction point-of-views, together with a few perspectives beyond the TOF-PET application are discussed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,012 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,003 | 0,007 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,007 | 0,005 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,035 | 0,014 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».