Contributions à l'étude de la classification spectrale et applications

138 Extraction de connaissances appliquée à la biologie et l’imagerie médicale
(a) Désintégration du
18 F : émission de positons
(e+) et génération
de deux photons γ
(b) Principe de la détection des photons d’annihilation : couronne
de détection de photons γ
Figure 4.13 – Principe de la tomographie par émission de positons
Modélisation compartimentale : présence de cibles moléculaires et cinétiques des
traceurs
La quantification en TEP nécessite l’injection du radiotraceur dans le sang, et l’enregistrement
dynamique de sa distribution. La cinétique de la distribution du radiotraceur dépend de son interaction
avec l’organisme :
– le passage des barrières tissulaires et cellulaires,
– son affinité pour les cibles spécifiques et non-spécifiques,
– le métabolisme.
Les courbes temps-activité (TAC) calculées à partir de volumes d’intérêt (VOIs) définis sur l’image
sont alors utilisées pour résoudre les équations d’un modèle compartimental pour quantifier la cible.
Pour obtenir une quantification de la captation cérébrale, l’acquisition TEP démarre dès l’injection
du radiotraceur. Une fois les phénomènes dégradant le signal corrigés (temps mort des détecteurs,
décroissance physique du radiotraceur, phénomènes de diffusion, coïncidences aléatoires...),
les données TEP représentent la concentration du traceur (en Bq/ml) pour un instant donné. Pour
interpréter ces données TEP, on procède alors à une modélisation pour laquelle on suppose que la
substance du traceur se répartit dans des compartiments physiologiquement séparés. Par exemple,
dans un modèle à quatre compartiments, on considère un compartiment pour le plasma (sang
artériel), un compartiment dit "libre", un compartiment de fixation non-spécifique et enfin un compartiment
de fixation spécifique. Ce dernier compartiment est celui dont on cherche à connaître la
concentration car elle est directement liée à la quantité de la cible que l’on cherche à évaluer (e.g.
la quantité de plaques amyloïdes dans la maladie d’Alzheimer).
Pour estimer simultanément les différents paramètres du modèle compartimental et obtenir la
concentration de la cible en un volume donné du cerveau, on s’appuie sur la cinétique de l’acti-