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APPORTS DE LA PHYSIQUE A LA TOMOGRAPHIE MEDICALE. Denis MARIANO GOULART Faculté de Médecine de Montpellier Service de médecine nucléaire . CHU Lapeyronie. d-mariano_goulart@chu-montpellier.fr. Plan général. Les modalités d’imagerie médicale Artefacts d’atténuation en TEP
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APPORTS DE LA PHYSIQUE A LA TOMOGRAPHIE MEDICALE Denis MARIANO GOULART Faculté de Médecine de Montpellier Service de médecine nucléaire. CHU Lapeyronie. d-mariano_goulart@chu-montpellier.fr
Plan général • Les modalités d’imagerie médicale • Artefacts d’atténuation en TEP • Reconstruction tomographique 3D
Imagerie anatomique Radiographie Echographie IRM Post mortem
Imagerie fonctionnelle Cortex visuel Cortex auditif Sujet normal Aveugle de naissance Kujala et al., 2000
Imagerie métabolique moléculaire O O II II HO-P-CH2-P-OH I I O O \ / HO-Tc-OH / \ O O I I HO-P-CH2-P-OH II II O O VECTEUR MARQUEUR TRACEUR RADIOACTIF
Scintigraphie par EMPg a1 p I0 a2 g an 9943 Tc
Tomo-scintigraphie par EMPg a1 p I0 a2 g an 9943 Tc
Exemples de scintigraphies g Cations lipophiles-Tc Diphosphonate-Tc
Tomographie en coïncidence 3D ai ? 188 O g g 189 F
Exemples de TEP 18F DOPA, voie Pré-synaptique Métabolisme 18F DG Perte fonction DaT Putamen D 18F Na 18F DG
Artefacts d’atténuation en TEP Fenêtre de détection des coïncidences
Interactions Photons-Matière en TEP Fenêtre de détection des coïncidences
Tomographie de transmission m511(os) I0 m511(tissu mou) X m511(air) Seuillage p
Corrections des atténuations f2 = exp(-moxo2-mtmxtm2-maxa2) N2 N1 f1 = exp(-moxo1-mtmxtm1-maxa1) = I1/Io Atténuation photo-électrique: Division par f1f2 Diffusion Compton: Simulation de Monte-Carlo
Tomographie 3D • Méthodes de Fourier directes • Réorganisation des données • Optimisation des données transverses • Synthèse des projections tronquées
Un théorème de Radon 3D… f TF2 TF3
… difficile à appliquer… Si W contient au moins un cercle équatorial de S (ou si W intersecte tout cercle équatorial de S)* z et si les projections ne sont pas tronquées *SS. Orlov. Sov.Phys. Crystallogr., Vol 20, 3:312-4 et 4:429-433
D. Mariano-Goulart & JF. Crouzet, CR Physique 2005; 6:133-137.
Algorithmes de ré-arrangement y L A A’ z z R s f q x B’ B p(s,f, z = (zA+zB)/2, d= tgq)
Ré-arrangement exact p(s,f,z,d) : TF(s,f) puis TF(z) si invariance Tz Problème : Projections obliques manquantes à estimer
« Fourier Slice Rebinning » A l’ordre 1 sur Pas TF(z) : invariance inutile Interpolation en z seulement Réf: M. Defrise et al. IEEE Trans Med Imaging 16:2; 145-158
Généralisation Algorithme itératif exact: Approximation : F. Ben Bouallègue, JF. Crouzet, C. Comtat, M. Fourcade, B. Mohammadi,D. Mariano-Goulart. 2007, IEEE TMI
En guise de conclusion… • Nécessité de collaborations étroites entre • Physiciens , mathématiciens, • et médecins. • Pour cela : • Développer une culture commune (enseignement de tronc commun en sciences exactes et en biologie). • Condition nécessaire à la collaboration, au dialogue et au respect • Créer des statuts professionnels (radio-physiciens).
Merci de votre attention… d-mariano_goulart@chu-montpellier.fr