Reconstruction tomographique 3D complète par modélisation Monte Carlo de la matrice système en TEP pré-clinique à l'iode 124

par Matthieu Moreau

Thèse de doctorat en Biologie, médecine et santé. Biophysique et imagerie médicale

Sous la direction de Michel Chérel et de Thomas Carlier.


  • Résumé

    L'imagerie immuno-TEP à l'iode-124 peut être mise à profit pour déterminer la pharmacocinétique de certains traceurs en radioimmunothérapie. La quantification en imagerie TEP à l'iode 124 est cependant limitée par de nombreux phénomènes physiques ayant lieu au sein de l'objet et des éléments de détection, comme le long parcours des positons dans l'eau et la complexité du spectre d'émission des rayonnements gamma. L'objectif de ce travail de thèse a été de mettre en œuvre une méthode de reconstruction tomographique tridimensionnelle complète par modélisation Monte Carlo de la matrice système (S(MC)2PET) afin d'évaluer ce type d'approche dans un contexte pré-clinique à l'iode-124. Un modèle numérique de la caméra TEP pré-clinique Inveon a été modélisé avec le logiciel de simulations Monte Carlo GATE. Plusieurs types de matrices systèmes ont été calculés, comprenant au moins une modélisation de la fonction de réponse de la caméra. Le milieu objet a été soit négligé, soit considéré uniforme ou identique à l'objet réel. L'impact de la complexité du modèle et de la variance statistique associées aux éléments de matrice a été évalué sur les images reconstruites d'objets tests numériques plus ou moins complexes, ainsi que sur une mesure de souris. Ces études montrent qu'un niveau de complexité élevé du modèle ne permet pas systématiquement une amélioration des résultats qualitatifs et quantitatifs, compte tenu des variances élevées des matrices systèmes associées.

  • Titre traduit

    Fully 3D tomographic reconstruction by Monte Carlo simulation of the system matrix in preclinical PET with iodine 124


  • Résumé

    Immuno-PET imaging can be used to assess the pharmacokinetic in radioimmunotherapy. When using iodine-124, PET quantitative imaging is limited by physics-based degrading factors within the detection system and the object, such as the long positron range in water and the complex spectrum of gamma photons. The objective of this thesis was to develop a fully 3D tomographic reconstruction method (S(MC)2PET) using Monte Carlo simulations for estimating the system matrix, in the context of preclinical imaging with iodine-124. The Monte Carlo simulation platform GATE was used for that respect. Several complexities of system matrices were calculated, with at least a model of the PET system response function. Physics processes in the object was either neglected or taken into account using a precise or a simplified object description. The impact of modelling refinement and statistical variance related to the system matrix elements was evaluated on final reconstructed images. These studies showed that a high level of complexity did not always improve qualitative and quantitative results, owing to the high-variance of the associated system matrices.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (198-[xxxiii] p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. iii-xix [196 réf.]

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Santé.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 14 NANT 28-VS
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