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« Système de traitement modulaire pour la tomographie d'émission à détecteurs CdZnTe ».

Auteur : M. Bernard
Directeur de thèse : S. Mancini
Co-directeur de thèse : G. Montemont, S. Stanchina
Rapporteur(s) de thèse : M. Paindavoine, C. Scheiber,
Examinateur(s) de thèse : D. Brasse, L. Desbat, F. Forbes,
These de Doctorat Université de Grenoble
Spécialité : informatique
Soutenance : 2017-11-06
ISBN : 978-2-11-129236-9

Résumé

Depuis plusieurs années, une nouvelle technologie de détecteurs à partir de matériaux semi-conducteurs CdTe/CdZnTe permet de proposer des appareils d’imagerie médicale bénéficiant de meilleures performances, notamment en imagerie SPECT. Ces performances sont obtenues en travaillant simultanément sur la localisation précise des mesures dans les détecteurs, la collimation, l’adéquation entre la géométrie des systèmes d’acquisition et les spécificités de l’examen, les algorithmes de reconstruction et les architectures de traitement des données. En plus des bonnes performances intrinsèques des détecteurs à semi-conducteur, leur intérêt réside dans leur compacité accrue par rapport aux scintillateurs et leurs photomultiplicateurs, permettant de proposer des géométries plus flexibles. De nouvelles architectures ont ainsi vu le jour, notamment en imagerie cardiaque. L’imagerie SPECT est contrainte par un compromis entre résolution spatiale, sensibilité et champ de vue imposé par le collimateur, et la surface de détection disponible. Afin d’aller au-delà de ce compromis, cette thèse propose d’étudier les possibilités d’adaptation en ligne offertes par ces nouvelles architectures flexibles. Un système inspiré d’un dispositif industriel déjà proposés, composé de plusieurs têtes de détection indépendantes est étudié. Une adaptation de l’échantillonnage angulaire des têtes de détection indépendamment les unes des autres est envisagée, permettant des protocoles d’acquisition plus adaptés à la diversité des examens et des morphologies. L’objectif de cette thèse est de mettre en place un processus d’acquisition / adaptation permettant de reconfigurer le parcours des têtes en fonction d’une estimation de l’objet à imager. Des solutions algorithmiques sont proposées afin d’implémenter la reconstruction en temps réel du volume à imager à partir de données rendues plus complexes par les degrés de liberté du système et par la précision du détecteur. La reconstruction obtenue en temps réel doit permettre de déterminer les zones du volume à imager les plus porteuses d’information afin d’y orienter les têtes. La simulation permet dans un premier temps l’étude théorique du concept de système modulaire, ainsi que la mise en place algorithmique du processus de reconstruction rapide, permettant une estimation exploitable de l’objet lors de l’acquisition. Quelques résultats expérimentaux permettront de valider la modélisation du système, ainsi que l’algorithme de reconstruction. Enfin, l’étude de différentes stratégies d’adaptation sera amorcée par simulation.

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