Nouvelle méthode spatio-spectrale de correction de la diffusion en tomographie à émission de positons

Novel scatter compensation with energy and spatial dependent corrections in positron emission tomography

• Auteur / Autrice : Bastien Guérin
• Direction : Georges El Fakhri
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Imagerie biomédicale
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Monte-Carlo, Méthode de

Modélisation tridimensionnelle

Tomographie par émission

Résumé

Nous avons développé une simulation de Monte Carlo rapide pour la tomographie à émission de positons (TEP) fondée sur le code SimSET modélisant la propagation des photons gammas dans le patient et le scanner basé sur un design en blocs. La validation de ce simulateur avec un code bien validé, GATE, et des données acquises sur un scanner TEP GE Discovery STE a montrée qu’il modélise précisément les spectres en énergie (erreur 4,6%), la résolution spatiale (6,1%), la fraction de diffusé (3,5%), la sensibilité aux coïncidences primaires (2,3%) et les taux de comptage (12,7%). Nous avons ensuite développé une nouvelle correction spatio-spectrale de la diffusion. Notre approche est basée sur une reformulation de la fonction de vraisemblance contenant l’information en énergie donnant lieu à un algorithme de reconstruction EM contenant des termes de correction de la diffusion spatiaux et énergétiques. Nous avons aussi proposé une nouvelle méthode de normalisation du sinogramme diffusé utilisant l’information en énergie. Enfin, nous avons développé une méthode d’estimation des spectres primaires et diffusés détectés dans différents secteurs du scanner TEP. Nous avons évalué notre méthode spatio-spectrale de correction de la diffusion ainsi que la méthode spatiale traditionnelle dans des simulations de Monte Carlo réalistes. Ces résultats montrent que notre approche réduit les biais de quantification de 60% dans les régions froides dans les patients obèses, donnant lieu à des erreurs de quantification inférieures à 13% même dans les patients les plus larges en mode 3D (comparé à une erreur de 65% avec la méthode conventionnelle).