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APPORTS DE LA PHYSIQUE A LA TOMOGRAPHIE MEDICALE Denis MARIANO GOULART Faculté de Médecine de Montpellier Service de médecine nucléaire. CHU Lapeyronie.

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1 APPORTS DE LA PHYSIQUE A LA TOMOGRAPHIE MEDICALE Denis MARIANO GOULART Faculté de Médecine de Montpellier Service de médecine nucléaire. CHU Lapeyronie.

2 Plan général Les modalités dimagerie médicale Artefacts datténuation en TEP Reconstruction tomographique 3D

3 Imagerie anatomique Radiographie Echographie IRM Post mortem

4 Imagerie fonctionnelle Kujala et al., 2000 Cortex auditif Cortex visuel Sujet normal Aveugle de naissance

5 Imagerie métabolique moléculaire TRACEUR RADIOACTIF O II HO-P-CH2-P-OH I O \ / HO-Tc-OH / \ O I HO-P-CH2-P-OH II O VECTEUR MARQUEUR

6 I0I0 p a a n a Tc Scintigraphie par EMP Scintigraphie par EMP

7 I0I0 p a a n a Tc Tomo-scintigraphie par EMP Tomo-scintigraphie par EMP

8 Exemples de scintigraphies Exemples de scintigraphies Cations lipophiles-Tc Diphosphonate-Tc

9 Tomographie en coïncidence 2D ? aiai 18 9 F 18 8 O

10 aiai 18 9 F 18 8 O ? Tomographie en coïncidence 3D

11 Exemples de TEP Métabolisme 18 F DG 18 F DOPA, voie Pré-synaptique Perte fonction DaT Putamen D 18 F DG 18 F Na

12 Fenêtre de détection des coïncidences Artefacts datténuation en TEP

13 Fenêtre de détection des coïncidences Interactions Photons-Matière en TEP

14 Tomographie de transmission I0I0I0I0 X p Seuillage 511 (air) 511 (os) 511 (tissu mou)

15 Corrections des atténuations Atténuation photo-électrique: Division par f 1 f 2 Diffusion Compton: Simulation de Monte-Carlo f 2 = exp(- o x o 2 - tm x tm 2 - a x a 2 ) f 1 = exp(- o x o 1 - tm x tm 1 - a x a 1 ) = I 1 /Io N1N1 N2N2

16

17 Exemple dexamen TEP-TDM

18 Méthodes de Fourier directes Réorganisation des données –Optimisation des données transverses –Synthèse des projections tronquées Tomographie 3D

19 Un théorème de Radon 3D… TF 2 TF 3 f

20 … difficile à appliquer… Si W contient au moins un cercle équatorial de S (ou si W intersecte tout cercle équatorial de S)* et si les projections ne sont pas tronquées z *SS. Orlov. Sov.Phys. Crystallogr., Vol 20, 3:312-4 et 4:

21 D. Mariano-Goulart & JF. Crouzet, CR Physique 2005; 6:

22 Algorithmes de ré-arrangement z A B A B x y s p(s,, z = (z A +z B )/2, = tg L R z

23 Ré-arrangement exact p(s,,z, ) : TF(s, ) puis TF(z) si invariance T z Problème : Projections obliques manquantes à estimer

24 « Fourier Slice Rebinning » Pas TF(z) : invariance inutile Interpolation en z seulement A lordre 1 sur Réf: M. Defrise et al. IEEE Trans Med Imaging 16:2;

25 Généralisation Approximation : F. Ben Bouallègue, JF. Crouzet, C. Comtat, M. Fourcade, B. Mohammadi,D. Mariano-Goulart. 2007, IEEE TMI Algorithme itératif exact:

26 En guise de conclusion… Nécessité de collaborations étroites entre Physiciens, mathématiciens, et médecins. Pour cela : Développer une culture commune (enseignement de tronc commun en sciences exactes et en biologie). –Condition nécessaire à la collaboration, au dialogue et au respect Créer des statuts professionnels (radio-physiciens).

27 Merci de votre attention…


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