Modélisation et reconstruction directe d'une image in vivo 3-D d'un paramètre pharmacologique en imagerie médicale hybride TEP et IRM

par Zacharias Chalampalakis

Projet de thèse en Imagerie et physique médicale

Sous la direction de Claude Comtat et de Simon Stute.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Electrical,Optical,Bio: PHYSICS_AND_ENGINEERING , en partenariat avec Imagerie moleculaire in vivo (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 16-04-2018 .


  • Résumé

    L'imagerie médicale hybride corps—entier en Tomographie par Emission de Positons associée soit à la Tomodensitométrie (TEP-TDM), soit à I'lmagerie par Résonance Magnétique (TEP-IRM), joue un rôle central pour la recherche et la caractérisation de métastases chez des patients atteints d'une pathologie cancéreuse. Les protocoles cliniques standards reposent sur le calcul d'un paramètre de quantification relative à partir d'une image TEP statique, basé sur des hypothèses simplificatrices. Ces hypothèses ne sont pas toujours valides et plusieurs études ont montré l'intérêt clinique à utiliser plutôt des paramètres ayant une interprétation physiologique directe. Le calcul de ces paramètres absolus est néanmoins plus complexe à mettre en œuvre, car il est basé sur une analyse pharmacocinétique d'une série d'images TEP dynamique et non plus sur une simple image statique. En outre, la nécessité d'acquérir des images TEP dynamique fait que le calcul est souvent limité à une localisation unique. Plusieurs défis méthodologiques doivent encore être résolus afin d'étendre l'imagerie paramétrique quantitative au corps-entier. L‘objectif de cette thèse est de définir et mettre en œuvre des protocoles d'imagerie paramétrique TEP-IRM appliqués au corps-entier qui soient cliniquement viables, afin d'améliorer la caractérisation et le suivi de cancers métastatiques. Approche : Développer un protocole dédié d'acquisition dynamique corps-entier pour le TEP-IRM du SHFJ, ainsi qu'une méthode de reconstruction d‘images TEP dynamiques optimisée pour l'imagerie du corps-entier, afin d'étendre l'imagerie paramétrique quantitative TEP-IRM au corps-entier. La valeur ajoutée de l'imagerie paramétrique quantitative corps-entier sera évaluée pour la prédiction et l'évaluation de la réponse thérapeutique chez des patients atteints d'un cancer bronchique non à petites cellules et traités avec un inhibiteur de la tyrosine kinase.

  • Titre traduit

    Modelling and Reconstruction of a 3-D Whole Body parametric map in Hybrid PET-MRI Pharmacological imaging


  • Résumé

    Hybrid PET/CT and PET/MR imaging are able to provide whole-body image information of patients in the context of cancer imaging and screening for metastatic disease. Standard clinical protocols entail the computation of semi-quantitative parameters, based on simplifying assumptions. These assumptions are not always valid and several studies have shown the benefit of using fully-quantitative parameters for the prediction and assessment of response to therapy. The computation of these quantitative parameters is based on a pharmacokinetic analysis derived from a dynamic PET acquisition, usually limited to a single localization. A number of methodological challenges remain to be addressed to extend parametric imaging to the whole-body. The aim of this thesis is to derive and establish clinically viable schemes for parametric PET/MR whole-body imaging for improved characterization of disseminated oncological diseases. Approach: To develop dedicated dynamic whole-body acquisition protocols and dynamic PET image reconstruction methods optimized for whole-body imaging in order to expand parametric imaging to whole-body PET/MRI. Pending the practical implementation, an added value of whole-body parametric PET imaging for predicting/assessing therapy response in non-small cell lung cancer patients treated with a tyrosine kinase inhibitor shall be evaluated.