Évaluation de la fonction ventriculaire sur gamma-caméras à semi-conducteurs : aspects méthodologiques et applications cliniques

par Alban Bailliez

Thèse de doctorat en Recherche clinique, innovation, technologie, santé publique

Sous la direction de Alain Manrique.

Soutenue en 2016

à Caen , dans le cadre de École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime) , en partenariat avec Signalisation, électrophysiologie et imagerie des lésions d’ischémie-reperfusion myocardique (Caen ; 2012-2021) (laboratoire) et de Normandie Université (2015-....) (autre partenaire) .

Le président du jury était Denis Agostini.

Le jury était composé de Alain Manrique, Denis Agostini, Denis Mariano-Goulart, François Rouzet, Claude Hossein-Foucher.

Les rapporteurs étaient Denis Mariano-Goulart, François Rouzet.

mots clés

• Scintigraphie -- Thèses et écrits académiques
• Imagerie pour le diagnostic -- Thèses et écrits académiques
• Fonction ventriculaire gauche -- Thèses et écrits académiques
• Appareils et instruments scientifiques -- Thèses et écrits académiques
• Caméras à scintillations -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Les nouvelles gamma-caméras à semi-conducteurs utilisant des détecteurs au CZT, possèdent une meilleure résolution spatiale et sensibilité comparativement aux gamma-caméras conventionnelles. Ces caméras sont dédiées aux explorations cardiaques en médecine nucléaire, utilisent de nouvelles géométries de détection, de nouveaux algorithmes de reconstruction et ouvrent de nouvelles perspectives dans l’étude de la perfusion et l’évaluation de la fonction globale et régionale ventriculaire. Nous avons étudié deux modèles de caméras à détecteurs semi-conducteurs afin d’évaluer l'impact de l'amélioration de la résolution spatiale comparativement aux gamma-caméras standards sur l'épaississement du myocarde, la mesure de la fraction d'éjection et des volumes ventriculaires en scintigraphie myocardique de perfusion et lors des angioscintigraphies et tomoscintigraphies cavitaires synchronisée à l’ECG. A l’aide d’études sur fantômes et d’examens obtenus chez des patients, nos résultats montrent que la meilleure résolution spatiale des caméras CZT limite l’effet de volume partiel et donc l'estimation de l’épaississement systolique de la paroi myocardique, en particulier dans des conditions hypertrophiques. Les caméras CZT surestiment les volumes ventriculaires gauches et sous-estiment parfois la FEVG, en raison des différences de résolution spatiale entre les systèmes. Une base de données de 120 patients a permis d’établir des valeurs normales par sexe et pour chaque modèle de caméra. Pour les angioscintigraphies des cavités cardiaques, les volumes ventriculaires sont sous-estimés avec la caméra CZT par rapport à la caméra conventionnelle, les FEVG sont comparables.

Titre traduit

Assessment of ventricular function using semiconductor gamma cameras : methodological aspects and clinical applications

Résumé

New semiconductors gamma-cameras using CZT detectors, have better spatial resolution and sensitivity compared to conventional gamma-cameras. These cardiac-dedicated systems are using new geometry of detection, more complex reconstruction algorithms, leading to new challenges in the evaluation of global and regional ventricular function. We studied two different models of CZT camera to evaluate the impact of the increased spatial resolution of these systems compared to conventional cameras on the assessment of ejection fraction, ventricular volumes and myocardial thickening in myocardial perfusion scintigraphy and ECG-gated blood-pool SPECT. In phantoms and patients studies, our results shows that the better spatial resolution of CZT cameras limit the partial volume effect and thus the estimation of systolic thickening of the myocardial wall, particularly in hypertrophic conditions. The CZT cameras overestimate left ventricular volumes and sometimes underestimate LVEF, due to differences in spatial resolution between systems. A database of 120 patients established normal values by gender and sex for each camera model. Using ECG-gated blood-pool SPECT, ventricular volumes were underestimated by the CZT camera compared to the conventional camera, but LVEF were similar.