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888 MISE À JOUR DE LA RECHERCHE EN MÉDECINE NUCLÉAIRE
Le dispositif hybride PETRUS acquiert des images
multimodales in vivo
19 octobre 2018
PETRUS hybrid device acquires multimodal images in vivo
19 Oct 2018Chercheurs Inserm (de gauche à droite): Bertrand Tavitian,
responsable de la recherche, Thomas Viel, ingénieur en thèse, Thulaciga
Yoganathan, doctorante, et la post-doct
orante Mailyn Pérez-Liva.
orante Mailyn Pérez-Liva.
Une équipe de recherche en France a évalué l'instrument
d'imagerie hybride PETRUS in vitro et in vivo chez un petit animal. Les chercheurs ont démontré la
capacité du dispositif, qui effectue simultanément la TEP / TDM et les
ultrasons ultra-rapides, pour acquérir des images multimodales in vivo sans
dégradation significative de la qualité de l’image (Phys. Med. Biol. 63 19NT01).
Comme l'explique Mailyn Pérez-Liva, chercheuse postdoctorale
à l'Inserm, le dispositif PETRUS (sonographie ultra-rapide enregistrée au PET)
associe une TEP, une tomographie par rayons X et une imagerie par ultrasons
ultra-rapide en utilisant des sondes à ultrasons sur le terrain. -de-vue d'un
tomodensitomètre PET / CT nanoScan pour petits animaux.
Photographie de la configuration PETRUS (A) et
représentation schématique du système PET / CT (B). (Gracieuseté de M.
Pérez-Liva et al. Phys. Med. Biol. 63 19NT01)
Bien que des travaux antérieurs aient démontré que le
dispositif fournissait «des informations multiparamétriques sans précédent pour
les études précliniques en oncologie et en cardiologie», Pérez-Liva souligne le
fait bien connu que la présence d'objets atténuant les rayons gamma
d'annihilation de 511 keV dans un portique en PET peut dégrader la qualité de
l'image. et créer des artefacts dans les images reconstruites.
Compte tenu du fait que les fabricants ne fournissent pas la
composition exacte des sondes à ultrasons, Pérez-Liva note que les effets de
leur présence dans le champ de vision du PET ne peuvent pas être estimés de
manière fiable à l'aide de modèles. Cela a incité les chercheurs à étudier de
manière expérimentale l'effet sur la qualité de l'image et, étant donné que la
TEP est une modalité d'imagerie moléculaire quantitative, à «apprécier leur
influence sur la mesure des concentrations de radioactivité dans les tissus».
Pour ce faire, l’équipe a examiné les effets des sondes à
ultrasons à l’intérieur du portique en PET sur la qualité des images en PET et
a effectué des tests dans les conditions décrites par le protocole standard
NEMA NU 4-2008 pour les systèmes PET pour petits animaux. Ils ont également
étudié les effets des sondes à ultrasons sur la quantification d'études
dynamiques in vivo de l'absorption de 18F-FDG dans des cœurs battants de souris
et de rats.
«Nous avons observé que la présence d’une sonde UUI à
l’intérieur du champ de vision du PET / CT nanoScan avait un effet mineur sur
les mesures de concentration de radioactivité sur des images PET et ne
dégradait pas de manière significative les données quantitatives et
qualitatives obtenues à partir de la TEP. images - avec des écarts inférieurs à
10% », explique Pérez-Liva.
Selon Pérez-Liva, il est particulièrement intéressant de
noter que les sondes ultralégères sur mesure (utilisées pour imager le réseau
microvasculaire chez la souris) avaient un effet moins important sur la qualité
d'image que les sondes commerciales. Elle a suggéré qu '«une conception
minutieuse des sondes miniaturisées de nouvelle génération les rendrait encore
plus furtives».
“Avec les avantages importants des acquisitions simultanées
d'UUI et de PET, qui offrent la possibilité unique de co-enregistrer le
métabolisme, la vascularisation, l'élasticité des tissus et l'anatomie avec un
ajout économique, le dispositif PET / CT – UUI est un moyen remarquable
augmenter la gamme de services offerts par l’imagerie moléculaire avec la TEP
», ajoute-t-elle.
L’instrument PET / CT – UUI a été assemblé à partir de
dispositifs existants et disponibles dans le commerce à l’aide de ce que Pérez-Liva
décrit comme une instrumentation UUI légère et portable pour laquelle des
séquences personnalisées et dédiées ont été développées.
«De manière remarquable, PET / CT – UUI peut produire des
informations multi-paramétriques qui sont actuellement impossibles à obtenir
avec toute autre méthode d'imagerie non invasive», explique-t-elle. «Les
dispositifs de TEP / TDM sont intégrés à la clinique depuis de nombreuses
années et l'IUU est également très transactionnelle, car les modes d'imagerie
développés pour les petits animaux peuvent être facilement appliqués
cliniquement à l'aide de sondes à ultrasons adaptées. Néanmoins, l’UUI est une
modalité pour laquelle les applications cliniques en sont encore aux premières
phases de développement. ”
Dans cette optique, Pérez-Liva souligne que les applications
cliniques spécifiques de la TEP / CT-UUI restent naturellement spéculatives à
ce stade. Mais elle précise qu’elles impliqueront vraisemblablement un grand
nombre d’organes, car l’UUI peut s’appliquer à tous les organes accessibles
avec l’échographie conventionnelle.
«En règle générale, plus l'organe est situé en profondeur,
plus la fréquence ultrasonore utilisée est basse et plus la fréquence est
basse, plus la résolution spatiale est imite de caractères (5000) dépassée de
503:
Elle explique. «Dans le pire des cas, la limite supérieure
de résolution est généralement de l’ordre de 500 µm, ce qui correspond à une
fréquence centrale de 3 MHz. C'est mieux que la résolution inhérente à la TEP
et comparable aux résolutions spatiales de tomodensitométrie et d'IRM
Andrew Williams est un journaliste indépendant basé à
Cardiff, spécialisé dans la science,
Mon commentaire :Qu’ attendent-ils pour passer de la souris au chien puis au porc puis à l’homme ??????Il
faut des années pour que les comités d’éthique
lâchent les freins !
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MISE À JOUR DE LA RECHERCHE SUR LES POLYMÈRES
La technique de photo-rhéologie par résonance apporte plus
de lumière sur la polymérisation 3D
19 oct 2018 Belle Dumé
Technique SCRPR
Resonance photorheology technique sheds more light on 3D polymerization
Un seul voxel ( un
pixel en 3 D)e résine polymérisée
Les matériaux qui polymérisent lorsqu'ils sont exposés à la
lumière peuvent être utilisés dans la fabrication additive (impression 3D), une
technique émergente pour la fabrication de structures destinées à des
applications aussi diverses que le prototypage rapide à faible coût et l'ingénierie
tissulaire. Le problème est qu’il est difficile de mesurer l’évolution des
propriétés mécaniques et rhéologiques de ces matériaux au cours de la
polymérisation, en particulier aux échelles de temps et de longueur extrêmement
courtes auxquelles ils ont lieu. Ces modifications affectent les propriétés de
la structure imprimée finie. Une équipe de chercheurs de l’Institut national
des normes et de la technologie (NIST) aux États-Unis a mis au point une
nouvelle technique de microscope à force atomique, appelée photo-rhéologie par
résonance couplée à l’échantillon (SCRPR), qui pourrait le faire.
«Nous pouvons détecter des changements locaux rapides dans
les propriétés des matériaux à des échelles de longueur de 10 nm sur moins de
100 microsecondes, qui étaient auparavant impossibles à étudier in situ»,
explique l'auteur principal de cette étude, Callie Fiedler-Higgins, de Applied
Chemicals. Division des matériaux au NIST. "Notre technique nous permet
d'étudier les processus fondamentaux qui nécessitent ce type de résolution
spatio-temporelle pour sonder avec précision."
Pour construire une structure à l'aide de la «
fabrication additive »(AM), des «coupes» 2D de la structure 3D souhaitée
sont construites séquentiellement à l'aide d'un logiciel. Lors de la
fabrication, le processus en couches introduit des hétérogénéités anisotropes à
l'échelle du microscope dans les propriétés chimiques, thermiques et mécaniques
du matériau. Selon Fiedler-Higgins, ces modifications sont inhérentes au
processus d’impression et peuvent même entraîner la défaillance catastrophique
d’un matériau préparé
Les techniques habituellement utilisées pour caractériser
les objets AM imprimés, telles que les tests de résistance à la traction et à
la compression, ne sont pas idéales, car elles supposent de manière erronée que
la structure 3D a des propriétés uniformes, explique-t-elle. De plus, des
techniques telles que la rhéométrie oscillante fonctionnent sur des échelles de
temps en secondes, alors que la polymérisation en AM a lieu en quelques
millisecondes ou moins.
SCRPR détecte les changements locaux à des échelles de temps
et de longueur pertinentes pour le processus
La nouvelle technique SCRPR résout ces problèmes car elle
permet de mesurer les changements rhéologiques au cours de la photo polymérisation
avec une résolution temporelle en millisecondes et à des échelles de longueur
sous-sommaires, dans lesquelles un voxel est la plus petite unité d'impression
AM. C'est des milliers de fois plus petite et plus rapide que les techniques de
mesure en vrac.
«La technique SCRPR est la première technique de ce type à
véritablement détecter les changements locaux à des échelles de temps et de
longueur pertinentes pour le processus», explique Fiedler-Higgins à Physics
World. "D'autres techniques doivent sacrifier la résolution spatiale ou
temporelle pour maximiser leurs capacités de détection."
La microscopie à force atomique est une technique ultra
haute résolution couramment utilisée qui permet d’imager des objets extrêmement
petits, même jusqu’à des atomes simples. Elle détecte la topographie d’un
échantillon lorsqu’elle le scrute à l’aide d’une sonde pointue (le cantilever)
qui touche la surface de l’échantillon.
Fiedler-Higgins et ses collègues ont adapté un AFM
commercial afin qu'ils puissent utiliser son laser excitant (UV) pour initier
la photo polymérisation au niveau ou à proximité du contact entre la pointe et
l'échantillon. Ce laser intégré leur permet également de synchroniser avec
précision le début de la polymérisation et le début de la lecture de l'AFM. Ils
ont associé l'AFM à la stéréo lithographie, qui consiste à utiliser la lumière
pour modeler des matériaux photoréactifs.
Les chercheurs ont mesuré deux valeurs, la fréquence de
résonance (la fréquence de l'amplitude maximale de vibration) et le facteur de
qualité (un indicateur de la dissipation d'énergie) de la sonde AFM à un
endroit de l'espace pendant une période donnée. Ils ont suivi l'évolution de
ces valeurs tout au long du processus de polymérisation, puis ont analysé ces
données à l'aide de modèles mathématiques afin de déterminer les propriétés des
matériaux, telles que la rigidité et l'amortissement.
Ils ont d'abord testé leur technique sur un polymère de
durcissement séquentiel (SCP) qui passe d'un caoutchouc à un verre lorsqu'il
est irradié à une lumière de 405 nm. Ce matériau a été utilisé comme une preuve
de concept, car il ne subit pas de transition liquide-solide, mais ses
propriétés rhéologiques changent encore rapidement. Ils ont ensuite mesuré la
réponse de photo polymérisation du SCP en appliquant quatre puissances
d'exposition au laser différentes à des moments différents. Le temps de réponse
du cantilever est supérieur à 50 microsecondes lors de toutes les mesures.
L’équipe a ensuite testé la technique sur une résine
commerciale SLA et a découvert qu’elle pouvait caractériser avec succès la
photo rhéologie du durcissement liquide-solide de ce polymère, qui prend place
en seulement 12 millisecondes.
«Nous espérons que notre technique aidera les fabricants de
résines à développer de nouvelles classes de résines à polymérisation rapide et
aidera les fabricants d'imprimantes 3D pour améliorer les performances des pièces »,
déclare le chef de projet et co-auteur, Jason Killgore, également de la
division Produits chimiques et matériaux appliqués du NIST. «Après avoir
présenté nos recherches lors de conférences techniques et sectorielles, nous
nous sommes rendu compte de l'utilité du SCRPR pour étudier une variété de
matériaux à polymérisation rapide, allant de ceux destinés à la dentisterie à
ceux destinés à la fabrication à grande échelle.» Les chercheurs, rapportant
Leur travail dans Small Methods 10.1002 / smtd.201800275 indique qu'ils
aimeraient maintenant développer un nouveau système leur permettant de mieux
contrôler les schémas d'exposition et d'utiliser des sources lumineuses imitant
mieux l'impression stéréo lithographique typique. «Nous devons également
prendre en compte un élément de modélisation important pour pouvoir mesurer
avec précision les propriétés des matériaux, telles que la viscosité et le
module de stockage, au sein du matériau en constante évolution», ajoute
Killgore. Voulez-vous lire plus? Inscrivez-vous pour déverrouiller tout le contenu
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Belle Dumé est un éditeur qui contribue à Physics World
Mon commentaire : je dois avouer que j’ai subi moi-même la mise en place d’un tel composite … La résine composite est un
matériau utilisé pour obturer et reconstituer les dents. , à la bonne
couleur , et en quelque sorte en place
, par polymérisation chauffante . e t SAVOIR QUE CE L ON RAJOUTE EST HOMOGENE
ET SANS TROUS EST IMPORTANT
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Smaller limit on electron’s electric dipole moment puts supers
ymmetry in doubt
La limite inférieure du moment dipolaire électrique de
l’électron met en doute la supersymétrie
18 octobre 2018 Hamish Johnston
La mesure la plus précise jamais réalisée du moment
dipolaire électrique de l’électron (EDM) jette un doute sur la «supersymétrie
divisée» et certaines autres théories de la physique au-delà du modèle standard
de la physique des particules. La mesure, qui a été réalisée par des physiciens
travaillant sur l'expérience ACME aux États-Unis, suggère que le EDM est
inférieur à 1,1 × 10^−29 e cm, comparé à la meilleure mesure précédente, juste
inférieure à 10−^28 e cm. Le résultat a des implications pour les physiciens
travaillant au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN, car il suggère que
les nouvelles particules recherchées pourraient dépasser la limite d’énergie du
collisionneur.
Il est bien connu que l’électron a un moment dipolaire
magnétique, résultant du «spin» de la particule, ou moment angulaire
intrinsèque. Cependant, la symétrie par inversion du temps - l'exigence selon
laquelle la physique est la même pour le temps en aller et retour - interdit à l'électron de
disposer également d'un EDM. Le moment magnétique du dipôle est défini par la
rotation de la charge et par conséquent, sa direction est inversée si le temps
repasse en arrière. Mais comme l’EDM est
défini par la distribution de charge dans l’électron, qui ne change pas sous
l’inversion temporelle, l’électron ne peut avoir à la fois un moment EDM et un
moment dipolaire magnétique.
La symétrie par inversion du temps est l’un des principes de
la version la plus simple du modèle standard. Toute mesure de l’EDM renvoie
donc à une nouvelle physique. Certaines versions du modèle standard autorisent
certaines violations du renversement du temps, mais cela donnerait un EDM
inférieur à environ 10−^39 e cm. Ce serait extrêmement difficile à mesurer
expérimentalement. Cependant, certains modèles qui tentent de décrire la
physique au-delà du modèle standard prédisent des EDM beaucoup plus grands pour
l'électron, et ces prévisions pourraient être testées en laboratoire.
Au cours des dix dernières années environ, plusieurs
expériences ont abaissé la limite supérieure de l’EDM. Le précédent record d'un
peu moins de 10−28 e cm avait été établi en 2013 par des physiciens de la
collaboration ACME, dirigée par David DeMille de l'Université Yale, Gerald
Gabrielse de l'Université Northwestern et John Doyle de l'Université Harvard.
L’expérience ACME consiste à envoyer une impulsion
relativement lente de molécules d’oxyde de thorium (ThO) très froides dans une
région où des champs électriques et magnétiques parallèles sont
perpendiculaires au faisceau. Les impulsions laser placent les molécules dans
des états spécifiques dans lesquels le moment magnétique de spin d'un électron
excité (et de son EDM, s'il en a un) est perpendiculaire aux champs appliqués.
Les molécules se déplacent alors sur environ 22 cm à travers
les champs parallèles, ce qui fait que les spins (et les EDM) vacillent autour
de la direction du champ. Cet angle de précession)est ensuite mesuré avec
précision à l'aide d'une technique spectroscopiq
Si l'électron a un EDM, il contribuera à l'angle de
précession d'une quantité proportionnelle au champ électrique présent dans la
région de l'électron. C’est là que l’ACME utilise une astuce intelligente. La
molécule ThO a un très grand moment dipolaire électrique, ce qui crée un champ
électrique énorme près de l'électron. Les molécules sont préparées de telle
sorte que cet énorme champ électrique moléculaire soit parallèle ou
antiparallèle aux champs appliqués. Ces configurations décalent l'angle de
précession dans des directions opposées. Ainsi, en mesurant la différence
d'angle de précession entre ces deux configurations, l'équipe peut déterminer
l'EDM.
En ajustant avec précision environ 36 paramètres différents
contrôlant l'expérience, l'équipe ACME a abaissé la limite supérieure de l'EDM
à électrons à seulement 1,1 × 10^−29 e cm.
Cela exclut efficacement la supersymétrie divisée (SUSY
dédoublée), qui introduit de nouvelles particules au-delà du modèle standard,
telles que le gluino et le wino, dans le but de résoudre les mystères actuels
de la physique des particules. La mesure semble également donner raison à la
«théorie unifiée du spin 10» (SO (10) GUT), qui va également au-delà du modèle
standa
Cette dernière mesure de l'EDM à électrons rend également
beaucoup moins probable que des particules non décrites dans le modèle standard
se retrouvent dans des collisions au niveau du grand collisionneur de hadrons
Hamish Johnston est l'éditeur en physique générale de
Physics World
MON COMMENTAIRE / J’ai déjà cité des morceaux du texte dans mon précédent article ( LE POUVOIR DE L
IMAGINAIRE ) car le CERN avait la recherche de ces particule comme
cibles pour la gamme des hautes énergies de chocs qu’ ils vont explorer
A suivre
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