Optimisation Et Validation D Un Algorithme De Reconstruction 3d En Tomographie D Emission Monophotonique A L Aide De La Plateforme De Simulation Gate
Download Optimisation Et Validation D Un Algorithme De Reconstruction 3d En Tomographie D Emission Monophotonique A L Aide De La Plateforme De Simulation Gate PDF/ePub or read online books in Mobi eBooks. Click Download or Read Online button to get Optimisation Et Validation D Un Algorithme De Reconstruction 3d En Tomographie D Emission Monophotonique A L Aide De La Plateforme De Simulation Gate book now. This website allows unlimited access to, at the time of writing, more than 1.5 million titles, including hundreds of thousands of titles in various foreign languages.
Optimisation et validation d'un algorithme de reconstruction 3D en tomographie d'émission monophotonique à l'aide de la plateforme de simulation GATE
Les simulations de Monte-Carlo, bien que consommatrices en temps de calcul, restent un outil puissant qui permet d'évaluer les méthodes de correction des effets physiques en imagerie médicale. Nous avons optimisé et validé une méthode de reconstruction baptisée F3DMC (Fully3D Monte CARLO) dans laquelle les effets physiques perturbant le processus de formation de l'image en tomographie d'émission monophotonique sont modélisés par des méthodes de Monte-Carlo et intégrés dans la matrice-système. Le logiciel de simulation de Monte-Carlo utilidé est GATE. Nous avons validé GATE en SPECT en modélisant la gamma-caméra (Philips AXIS) utilisé en routine clinique. Des techniques de seuillage, filtrage par analyse en composantes principales et de reconstruction ciblée (régions fonctionnelles, région hybrides) ont été testées pour améliorer la précision de la matrice-système et réduire le nombre de photons ainsi que le temps de calcul nécessaires. Les infrastructures de la grille EGEE ont été utilisées pour déployer les simulations GATE afin de réduire leur temps de calcul. Les résultats obtenus avec F3DMC sont comparés avec les méthodes de reconstruction (FBP,ML-EM,ML-EMC) pour un fantôme simulé et avec la méthode OSEM-C pour un fantôme réel
Validation de la plate-forme de simulation GATE en Tomographie à Emission Monophotonique et application au développement d'un algorithme de reconstruction 3D complète
Les simulations Monte-Carlo représentent actuellement en imagerie médicale nucléaire un outil puissant d'aide à la conception et à l'optimisation des détecteurs, et à l'évaluation des algorithmes de reconstruction et des méthodes de corrections des effets physiques. Parmi les nombreux simulateurs disponibles aujourd'hui, aucun n'est considéré comme standard en imagerie nucléaire ce qui a motivé le développement d'une nouvelle plate-forme de simulation Monte-Carlo générique (GATE), basée sur GEANT4 et dédiée aux applications SPECT/PET. Au cours de cette thèse, nous avons participé au développement de la plate-forme GATE dans le cadre d'une collaboration internationale. Nous avons validé GATE en SPECT en modélisant deux gamma-caméras de conception différente, l'une dédiée à l'imagerie du petit animal et l'autre utilisée en routine clinique (Philips, AXIS), et en comparant les résultats issus des simulations GATE avec les données acquises expérimentalement. Les résultats des simulations reproduisent avec précision les performances des deux gamma-caméras mesurées. La plate-forme GATE a ensuite été employée pour développer une nouvelle méthode de reconstruction 3D (F3DMC), consistant à calculer par simulation Monte-Carlo la matrice de transition utilisée dans un algorithme de reconstruction itératif (ici, ML-EM), en y incluant les principaux effets physiques perturbant le processus de formation de l'image. Les résulats de F3DMC sont comparés aux résultats obtenus avec trois autres méthodes de reconstruction plus classiques (FBP, MLEM, MLEMC) pour différents fantômes simulés. Les résultats de cette étude montrent que F3DMC permet d'améliorer l'efficacité de reconstruction, la résolution spatiale et le rapport signal-sur-bruit avec une quantification satisfaisante des images. Ces résultats devront être confirmés par des études cliniques et ouvrent la voie vers une méthode de reconstruction unifiée, pouvant être appliquée aussi bien en SPECT qu'en PET
Optimisation de la reconstruction en tomographie d'émission monophotonique à l'aide de la méthode de Monte Carlo
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