Thèse Architecture d'Un Tomographe d'Émission Monophotonique pour Petits Animaux H/F Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes École doctorale : Electrical, Optical, Bio-physics and Engineering Laboratoire de recherche : Laboratoire d'Imagerie Biomédicale Multimodale Paris-Saclay Direction de la thèse : Sébastien JAN ORCID 0000000316148838 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-30T23:59:59 L'imagerie médicale est un domaine en forte évolution. Elle joue un rôle important dans le développement de la médecine de précision, qui repose sur des approches diagnostiques et thérapeutiques adaptées à chaque patient. Parmi les techniques utilisées figure la tomographie d'émission monophotonique, ou SPECT.

Dans ce contexte, le CEA-Leti et le CEA SHFJ proposent une thèse consacrée au développement d'un imageur gamma préclinique dédié. L'objectif est de concevoir un système offrant une bonne résolution spatiale, une forte sensibilité et des performances spectrométriques élevées. Ce dispositif devra répondre aux besoins des équipes travaillant sur le développement et l'évaluation de nouveaux radiopharmaceutiques.

Le laboratoire dispose d'une expertise reconnue dans le domaine des détecteurs semi-conducteurs CZT (tellurure de cadmium-zinc). Ces détecteurs offrent de meilleures résolutions spatiale et énergétique que les scintillateurs utilisés dans de nombreux systèmes actuels. Ils permettent également d'envisager de nouvelles approches, comme l'imagerie multi-isotopes, l'imagerie Compton ou l'amélioration du contraste des images.

Le travail de thèse comportera plusieurs étapes.

- Réaliser un état de l'art des systèmes SPECT dédiés au petit animal. Ce travail permettra de définir les principales spécifications du système et de proposer une architecture adaptée.
- Modéliser cette architecture à l'aide de simulations Monte-Carlo. Les simulations permettront d'évaluer les performances du système et d'optimiser ses principaux paramètres.
- Concevoir et réaliser un prototype expérimental. Cette étape sera menée avec l'appui des ingénieurs en électronique et en mécanique du laboratoire.
- Tester et valider les performances du prototype.

Le contexte général s'articule autour de 2 axes :
1 / la planification des traitements en RIV et de l'adaptation (personnalisation) de la dose à administrer au patient.
2/ le développement et la validation de nouveaux traitements (alphathérapie notamment).
Ces 2 points nécessitant prioritairement l'accès à des systèmes d'imagerie Gamma hautement résolue spatialement et à fort potentiel en spectroscopie : l'enjeu principale de ce travail expérimental. Développements instrumentaux autour d'un imageur Gamma pour la Tomographie à Emission Monophotonique dans le cadre de développement de nouveaux radiopharmaceutiques pour la Radiothérapie Interne Vectorisée (RIV) - L'objectif à terme est de pouvoir proposer un système de détection permettant également de faire de la dosimétrie personnalisée pour la planification de type de traitement en cancérologie.