Développement à partir du concept CACAO d'un système tomographique adapté à la mesure 3D de plaies contaminées.

Thèse de doctorat de Abdellah DOUIRI, Université Paris XI, soutenue le 29 mars 2002. 204 p.

   
Le projet de gamma Caméra A Collimation Assistée par Ordinateur (CACAO) est une gamma caméra avec une collimation à grands trous, un mouvement supplémentaire à l'acquisition et un programme de reconstruction spécifique dépendant de l'éloignement de la source. Le concept CACAO a été développé pour réaliser l’image d'un ensemble d'émetteur gamma avec une sensibilité augmentée par rapport à celle des gamma caméras classiques.

Cette thèse étudie la conception d’un algorithme de reconstruction rapide et robuste pour le système CACAO. Nous commençons par une vue d'ensemble des techniques d'imagerie par tomographie en médecine nucléaire. Après la modélisation physique du système CACAO, nous présentons le programme de reconstruction qui enchaîne les trois étapes: 1) sommation et décalage 2) déconvolution et filtrage 3) rotation et sommation. La déconvolution est l'étape cruciale qui dégrade le rapport signal sur bruit des images reconstruites. Nous proposons une méthode de reconstruction qui se base sur une optimisation à multicanaux pour résoudre le problème de la déconvolution. Nous proposons aussi un algorithme d'interpolation basé sur des fonctions splines qui conserve la qualité des images reconstruites pour les étapes de décalage et de rotation. Des comparaisons avec des images simulées en 2D et 3D pour l'acquisition classique et CACAO confirment la capacité du système CACAO d'augmenter la qualité des images reconstruites en tomographie par émission mono-photonique. Enfin, l'étude se termine par une approche expérimentale avec un détecteur pixels conçu pour visualiser des plaies contaminées. En outre, plusieurs applications pourraient pleinement se développer avec ce système, comme son application à l'imagerie avec des faibles activités, l'utilisation d'émetteur gamma de haute énergie et la visualisation des organes profonds. De plus la combinaison du système CACAO avec un détecteur à pixels peut ouvrir de nouvelles possibilités pour l'avenir de la médecine nucléaire.

Mots-clés: CACAO - tomographie d'émission monophotonique – collimation à trous larges - déconvolution - interpolation spline