Philippe Laniece IMNC-IN2P3 Orsay (Imagerie et Modélisation en Neurosciences et cancerologie) Contexte: imagerie moléculaire cérébrale dédiée à l’animal éveillé Emergence d’outils pour la neuroimagerie comportementale RatCAP (Rat Conscious Animal PET) (Brookhaven, New York, USA) Beta-Microprobe (Intracerebral Probe) (Orsay, Lyon, FRANCE) Motion tracking system combined to PET (Univ Sydney, Australia) Projet PIXSIC : objectifs Offrir à l’animal une réelle autonomie Developper un système pixelisé imagerie Set-up: le bloc tête (sonde et électronique front-end) Sonde Si monolithique de haute resistivité Génération signal in situ sensibilité β+ Structure pixelisée Sensibilité γ faible épaisseur (200µm) Protection du tissu et du detecteur Courant de fuite Invasivité (largeur de la sonde) Bloc tête : sonde + ASIC signal process Encapsulation : protection mécanique + chimique et Cage de Faraday Pixel 500µm 200µm Set-up: sac à dos specifications : taille et poids < 10% de poids du rat autonomie> 2h 2 microbatteries Stabilité de l’alimentation télémétrie module RF Interfaçage avec deux sondes Caractérisation physique Sensibilité homogène pour chaque pixel Echantillonnage temporelle de l’ordre 1 s Sensibilité pour 11C 2 x supérieure que 18F (beta energy) Sensibilité Beta microprobe /PIXSIC = 4 Valeurs expérimentales des sensibilités obtenues pour chaque pixel pour 18F et 11C 600 Cps/(MBq/ml) 500 400 300 C11 200 F18 100 0 Pixels de PIXSIC Validation biologique: étude pharmacologique en aigue Minutes Minutes hippocampus specific binding 0,0012 P10 P09 0,001 Activity Injection: [18F]-MPPF Recepteurs 5-HT1A n=3 Double implantation: Hippocampus (spe) Cerebellum (non spe) Cerebellum Activity Hippocampus P08 0,0008 P07 P06 0,0006 P05 0,0004 P04 P03 0,0002 P02 0 0 20 40 60 80 P01 Validation biologique : étude pharmacologique en chronique Comparaison avec le microPET Injection: 2 mCi [18F]-MPPF (Recepteurs 5-HT1A), n=2 Double implantation: striatum (spe)/cerebellum (non spe) PIXSIC µTEP Validation biologique : étude pharmacologique en chronique Comparaison entre rat anesthésié et éveillé Injection: 2 mCi [11C]-raclopride (Recepteurrs D2), n = 3 Double implantation: striatum (spe)/cerebellum (non spe) Anesthésié (isoflurane) Freely moving Exemple d’enregistrement réalisé en freely moving chez le rat Etape finale: réaliser un enregistrement simultané comportemental et moleculaire dans des paradigmes specifiques Bilan très positif Développement de la première sonde autoportée Intérêt Si monolithique pour détection b+ (sensibilité) Preuve de concept: validation fonctionnelle Compatibilité tissulaire (parylene) Godart J et al, IEEE TNS Benoit et al, NIMA Maerk et al, PMB Balasse et al, MIB Balasse et al, Mol Im. Patent n° WO/2009/080919. Device for detecting the disintegration of radioisotopes in biological tissue PIXSIC, ça marche Mais, … Sensibilité γ malgré faible épaisseur (200µm) Fragilité mécanique (difficulté de manipulation et d’implantation) Largeur de la sonde (ratio zone sensible/zone morte) sensibilité ‘électromagnétique’ (longueur des pistes) Dimensionnement volumique (taille chapeau) Difficulté double implantation Vers une sonde intracérébrale idéale SONIM Sensibilité, rapport b/g mise en oeuvre PIXSIC invasivité mise en oeuvre MAPSSIC Électronique intégrée rapport b/g Évolution optique MAPSSIC: une sonde optimisée pour la mesure chez l’animal éveillé Principe détecteur initial J.C. Clémens D. Fourgeron M. Jevaud J. Maerk M. Menouni C. Morel P. Weiss D. Benoit M. Benoit A. Genoux B. Janvier F. Lefebvre L. menard F. Pain L. Pinot P. Lanièce M.A Verdier L. Balasse S. Fieux C. Tourvieille L. Zimmer Project website: http://pixsic.in2p3.fr/ P. GisquetVerrier J. Baudot
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