Caractérisation, optimisation et simulation des performances d’un TEP-TDM numérique

La tomographie par emission de positons (TEP) est aujourd’hui la modalite d’imagerie fonctionnelle la plus sensible pour etudier les interactions moleculaires dans le corps humain. En constante evolution, elle beneficie depuis recemment de photomulticateurs au silicium (SiPM), en remplacement des photomultiplicateurs conventionnels (PMT), permettant ainsi une amelioration globale des performances et notamment de la resolution temporelle utilisee pour l’imagerie temps-de-vol (TOF). Les performances du TEP Vereos utilisant des SiPM numeriques (d-SiPM) ont ete evaluees sur fantomes, ainsi qu’en condition clinique, par comparaison directe avec le TEP Ingenuity (Philips), utilisant des PMT et un environnement d’acquisition et de reconstruction similaire. Ainsi, en comparaison au TEP Ingenuity, nous avons montre que le TEP Vereos offrait une amelioration 1) de la resolution spatiale grâce au couplage 1:1 entre scintillateurs et d-SiPM, 2) de la detectabilite et du rapport contraste-sur-bruit (CSB) des petites lesions, du fait d’une meilleure resolution TOF et 3) de la stabilite des performances dans la gamme des activites de routine les plus elevees, ce qui est lie a un nombre plus important de photodetecteurs et de circuits de declenchement, reduisant ainsi le temps mort et les phenomenes d’empilement. Tandis que le gain en CSB est particulierement utile pour les examens TEP realises avec de faibles statistiques (activites injectees et/ou temps d'enregistrement reduits), la stabilite des performances est particulierement avantageuse pour les examens dynamiques ou les activites enregistrees peuvent etre initialement elevees. De plus, le TEP Vereos a ete modelise sur la plateforme GATE et cette modelisation a ete validee, en permettant d’obtenir des valeurs tres proches de celles obtenues experimentalement pour l’evaluation du TEP Vereos, selon la norme NEMA. Enfin, un environnement de reconstruction specifique au TEP Vereos et incorporant l’ensemble des corrections necessaires a l’obtention d’images quantitatives a ete developpe en utilisant le logiciel CASToR. Ces modelisations directe (modele GATE) et inverse (reconstruction CASToR) du TEP numerique Vereos nous ont permis de confirmer l’influence de certains facteurs de confusion sur la qualite des images et pourraient etre utiles dans le futur, notamment pour optimiser les performances d’imagerie et evaluer de nouvelles methodes de reconstruction et de correction des donnees.