Optimisation de la reconstruction en tomographie d'émission monophotonique à l'aide de la méthode de Monte Carlo : application à la mesure du débit sanguin cérébral chez l'homme

par Pierre Dacouri B

Thèse de doctorat en Physique radiologique et médicale

Sous la direction de J.-P. MARC VERGNES.

Soutenue en 1994

à Toulouse 3 .

mots clés

• Tomographie d'émission monophotonique
• Artères cérébrales -- Maladies
• Hémodynamique
• Pression artérielle -- Mesure
• Sang -- Circulation -- Modèles mathématiques
• Veines cérébrales
• Cerveau -- Scanographie
• Monte-Carlo, Méthode de

Résumé

En tomographie d'emission monophotonique, quatre facteurs affectent principalement la quantification des donnees: l'attenuation, la diffusion compton, la variation de la reponse du systeme de detection et l'algorithme de retroprojection filtree (rpf) utilise en routine. Pour permettre une quantification des donnees, nous proposons une analyse stochastique basee sur la methode de monte carlo directe. Dans un premier temps, nous avons decrit les caracteristiques du systeme d'acquisition, analyse les diverses methodes de reconstruction d'images proposees dans la litterature puis implante l'algorithme de vraisemblance maximale en raison de ses potentialites. Dans un deuxieme temps, nous avons simule la reponse du collimateur puis etudie ses performances (resolutions, efficacite geometrique,). Nous avons calcule ensuite une matrice mc de transition. Pour y incorporer les effets d'attenuation et de diffusion, nous avons mis en uvre le calcul d'une fonction corrective qui, en chaque pixel, rende compte de ces effets degradants. Les mesures effectuees obtenues avec cette methode, a partir de donnees projectives experimentales, ont montre une amelioration sensible de la detectabilite (contraste, rapport s/b) et une reduction des fluctuations statistiques sur la mesure par rapport a la methode de rpf. L'application de l'estimateur du mle aux donnees cliniques permet d'obtenir des images du cerveau plus precises avec une amelioration de la couronne corticale. La valeur du debit sanguin cerebral resultant de la methode de mle est d'environ 5% plus basse que la valeur de reference

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