Recherche en TEMP

Publications choisies : 

• B.G. Abbott, J.A. Case, S. Dorbala, A.J. Einstein, J.R. Galt, R. Pagnanelli, R.P. Bullock-Palmer, P. Soman R.G. Wells, “Contemporary Cardiac SPECT Imaging – Innovations and Best Practices: An Information Statement from the American Society of Nuclear Cardiology”. J Nucl Cardiol, 2018; 25(5):1847-1860.
• S. Dorbala, K. Ananthasubramaniam, I.S. Armstrong, P. Chareonthaitawee, E.G. DePuey, A.J. Einstein, R.J. Gropler, T.A. Holly, J.J. Mahmarian, M. Park, D.M. Polk, R. Russell III, P.J. Slomka, R.C. Thompson, R.G. Wells, “Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)Myocardial Perfusion Imaging Guidelines: Instrumentation, Acquisition, Processing, and Interpretation”. J Nucl Cardiol. 2018; 25(5):1784-1846.
• S.G. Cuddy-Walsh, R.G. Wells, “Patient-specific estimation of spatially-variant image noise for pinhole cardiac SPECT camera.” Med Phys 2018 45:2033-2047.
• R.G. Wells, M. Trottier, M. Premaratne, K. Vanderwerf, T.D. Ruddy, “Single CT for attenuation correction of rest/stress cardiac SPECT perfusion imaging.” J Nucl Cardiol. 2018; 25:616-624.
• R.G. Wells, B. Marvin, M. Poirier, J.M. Renaud, R.A. deKemp, T.D. Ruddy, “Optimization of SPECT Measurement of Myocardial Blood Flow with Corrections for Attenuation, Motion, and Blood-Binding Compared to PET.” J Nucl Med. 2017 Dec;58(12):2013-2019.
• A. Pourmoghaddas, R.G. Wells, “Analytically-Based Photon Scatter Modeling For A Multi-pinhole Cardiac SPECT Camera”. Med Phys 2016 43:6098-6108.
• P.J. Prior, R. Timmins, J. Petryk, J. Strydhorst, Y. Duan, L. Wei, R.G. Wells, “A modified TEW approach to scatter correction for In-111 and Tc-99m dual-isotope small-animal SPECT”. Med Phys 2016 43:5503-5513.
• M. Kamkar, L.Wei, C. Gaudet, M. Bugden, J. Petryk, Y. Duan, H.Wyatt, R.G.Wells, Y. Marcel, N.D. Priest, R. Mitchel, T.D. Ruddy, “Evaluation of Apoptosis with 99mTc-rhAnnexin V-128 and Inflammation with 18FFlurodeoxyglucose in a Low-Dose Irradiation Model of Atherosclerosis in Apolipoprotein E-Deficient Mice.”. J. Nucl. Med. 2016; 57(11):1784-1791.
• J. Wang, R. Arulanandam, R. Wassenaar, T. Falls, J. Petryk, J. Paget, K. Garson, C. Cemeus, B.C. Vanderhyden, R.G. Wells, J.C. Bell, F. Le Boeuf, “Enhancing expression of functional human sodium iodide symporter and somatostatin receptor in recombinant oncolytic vaccinia virus for in vivo imaging of tumors”. J Nucl Med 2017; 58(2):221-227. [Epub 2016 Sep 15].
• H. Gabrani-Juma, O.J. Clarkin, A. Pourmoghaddas, B. Driscoll, R.G. Wells, R.A. deKemp, R. Klein, “Validation of a Multimodality Flow Phantom and its Application for Assessment of Dynamic SPECT and PET Technologies”. IEEE Trans Med Imaging, 2017; 36:132-141

• Glenn Wells, Ph.D.
  Chercheur principal
• Sarah Cuddy-Walsh
  Boursière postdoctorale
• Dylan Malenfant
  Candidat au doctorat
• Taylon Clark
  Candidat à la maîtrise

Un des volets de nos recherches consiste à évaluer les nouveaux développements en matière d’imagerie par TEMP dans une clinique active, évaluation qui pourrait faire appel à de nouveaux dispositifs d’imagerie, à de nouveaux radiotraceurs (les substances que nous utilisons pour prendre des clichés) et à de nouvelles techniques de traitement de l’image. Nos projets de recherche se fondent sur ces divers domaines d’intérêt.

Caméra cardiaque au CZT

La nouvelle caméra est beaucoup plus sensible. Elle capte mieux le signal, ce qui produit de meilleures images, et permet aussi de réduire la durée de l’examen (trois minutes ou moins au lieu de quinze).

Perfectionnement des examens par TEMP pour mesurer le débit sanguin dans le muscle cardiaque

La nouvelle caméra CZT nous permet de prendre des images plus rapidement et, ainsi, de mesurer le débit sanguin absolu dans le muscle cardiaque. En prenant de nombreux clichés du patient au moment où le traceur est injecté, nous pouvons voir où le traceur se diffuse dans le corps et de quelle manière. En analysant ces clichés, nous pouvons calculer avec précision le débit sanguin, ce qui nous sera utile pour dépister certains types de maladie du cœur. Nous mettons cette technologie au point ici même, à l’Institut de cardiologie; si nous parvenons à nos fins, nous tirerons une plus grande quantité de données de nos examens par TEMP. Parallèlement à nos essais cliniques (ci-dessous), nous étudions des méthodes de correction automatisée du mouvement et des techniques de reconstruction avancées pour améliorer la répétabilité (précision) de la mesure du débit sanguin dans le muscle cardiaque. Pour cette étude, nous utilisons la simulation et l’évaluation par ordinateur, à la fois avec des données fantômes et des ensembles de données de patients.

Évaluation clinique de la TEMP pour mesurer le débit sanguin dans le muscle cardiaque

Nous évaluons et mettons au point des examens par TEMP pour mesurer le débit sanguin dans le muscle cardiaque à des fins d’utilisation courante. Nous avons validé la faisabilité de mesurer le débit sanguin en utilisant de grands modèles animaux et nous avons démontré la précision des mesures du débit sanguin par la TEMP par rapport à la norme clinique d’imagerie par TEP lors d’études comparatives réalisées auprès de patients. Nous évaluons également la répétabilité de cette technique et menons un essai clinique multicentrique visant à évaluer les répercussions de cet examen sur les activités d’une clinique.

Résolution et sensibilité variables de la caméra de TEMP avec collimateur sténopéique

La nouvelle caméra de TEMP cardiaque utilise un collimateur sténopéique (pinhole) qui augmente considérablement la variabilité de la sensibilité et la résolution spatiale dans le champ de vision de la caméra. Nous étudions les répercussions de ces variations sur le dépistage des maladies cardiaques et étudions des modifications à la caméra qui pourraient réduire les effets de ces variations. La prochaine étape de ce projet consistera à étudier les effets des variations sur la résolution spatiale. L’étude se fera par modélisation et simulation par ordinateur du système de collimateur et sera suivie d’une validation expérimentale avec la caméra en clinique.

Modélisation de la diffusion

Les nouvelles caméras cardiaques contiennent des détecteurs au tellurure de cadmium-zinc à l'état solide qui ont une résolution énergétique supérieure à celle des détecteurs à cristaux traditionnels, mais dont le spectre énergétique complique les méthodes courantes de correction des photons diffusés. Une modélisation précise de la diffusion par ce système pourrait améliorer la correction de la diffusion en imagerie cardiaque et permettre l’utilisation des photons diffusés pour reconstruire les images. Cette dernière technique pourrait à son tour améliorer la qualité de l’image et/ou réduire la quantité de rayonnements absorbée par les patients qui subissent ces interventions majeures. C’est dans cette optique que nous mettons au point des méthodes précises de simulation de la diffusion ainsi que de nouveaux algorithmes de reconstruction qui intègrent l’information dans de multiples fenêtres d’énergie.

Évaluation du rendement

De par leur conception novatrice, il est difficile d’évaluer le rendement de ces caméras. En étudiant des méthodes pratiques de mesure du rendement des caméras, vous veillons à ce que la qualité de l’image demeure optimale. Notre projet repose sur des mesures expérimentales et la comparaison du rendement de plusieurs systèmes de TEMP cardiaque. Notre objectif consiste à mettre au point des tests et des procédures d’assurance de la qualité qui garantiront un rendement optimal.

Études sur de petits animaux

L’étude de la maladie du cœur sur de petits animaux s’avère très utile pour en comprendre les causes, trouver des moyens plus efficaces pour la dépister et découvrir de nouvelles voies de traitement. Afin d’optimiser la valeur de ces études et d’accélérer l’acquisition de connaissances, nous nous servons des mêmes outils chez l’animal et chez l’humain. À l’Institut de cardiologie, nous utilisons notre capacité à prendre des clichés par TEMP et des images par TDM de petits animaux pour trouver de nouvelles méthodes d’imagerie de la maladie.