La fusion des images en MÃ©decine NuclÃ©aire. Situation actuelle.

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M. Vermandel, N. Betrouni, E. Guedj, O. MundlerFusion Dès lors que les paramètres durecalage sont estimés, il est possiblede mettre en correspondance deuxvolumes, acquis dans des conditionsdifférentes, dans un même espace. Leplus souvent cet espace est celui del’un des deux volumes. Ainsi dansnotre exemple, le volume issu de laTEP peut être placé dans l’espace TDM(caractérisé par R TDMà la figure 1). Cependant,les volumes n’ayant pas nécessairementle même format (taillede la matrice, taille du pixel, champde vue…) un reformatage des donnéesTEP doit être appliqué pour queles deux volumes soient superposables.Ce reformatage est réalisé grâceà des algorithmes MPR (Multi PlanarReformatting) (Figure 2).Lorsque les images sont superposables,plusieurs solutions de représentationsont envisageables fusion par :- transparence : les images sont"mixées" avec un certain degré detransparence (Figure 3),- damier et - ou par cadran et - ou modeloupe : des zones d’intérêt de chaqueimage sont successivement affichées(Figure 4), le "découpage" des zonesest modifié interactivement à l’aided’un réticule,- par logique floue [12] : des outilsde fusion issus de la théorie des sousensemblesflous sont appliqués afinde visualiser certaines structures enfonction d’un degré d’appartenance(exemple : la combinaison de l’informationissue d’une image IRM et celled’une image TEMP permet d’établirun degré d’appartenance d’un voxelà la matière grise).EXEMPLES DE MISE ENŒUVRE : RECALAGE ETFUSION TEP-TDML’utilisation conjointe de la modalitéTEP et TDM est de plus en plusassociée aux bilans pré-thérapeutiqueset à la planification en radiothérapie,notamment conformationnelleet pour de nombreuses localisations[13, 14]. En effet, dans certains cas fusionnerTEP et TDM améliore ladélinéation de volumes tumoraux,diminuant la variabilité intra- et interobservateur[15]. Cette déterminationbeaucoup plus précise du volumecible autorise une escalade de doseconduite grâce aux techniques RCMI(Radiothérapie Conformationnelle etModulation d’Intensité) en vue d’unmeilleur contrôle local de la zonetumorale [16]. D’autres applicationstrouvent un intérêt à la fusion TEP /TDM comme la correction du volumepartiel des volumes TEP [17].MéthodologieQuel que soit le type d’imageur (cf.TEP seule, TEP-TDM couplées), lerecalage doit s’affranchir de plusieurscontraintes. Différences de :- résolution spatiale : la résolution spatialede la TEP reste faible devant cellede la TDM,- résolution temporelle : alors que lesdernières générations de scanographepermettent d’acquérir des "instantanés",l’image TEP est constituéed’une moyenne temporelle,- contraste : le rapport Contraste surBruit est beaucoup plus faible en TEP,- contenu : la TDM est une imagerieanatomique tandis que la TEP est uneimagerie fonctionnelle, cela impliqueque nous n’observons pas les mêmesphénomènes de part et d’autre et quetrouver une dépendance statistiqueentre les jeux de données demeureun problème de taille.Remarquons que même pour l’acquisitionde deux volumes directementdans un même référentiel, à l’aided’un système couplé TEP-TDM, lesmouvements aléatoires et physiologiquesdu patient empêchent toutefusion sans un recalage préalable. Unseul cas particulier est l’explorationdu cerveau où les déplacements sontminimisés lors de l’utilisation d’unmasque thermoformé.Recalage rigide extrinsèqueDe manière générale, le recalage extrinsèqueTEP-TDM respecte la stratégiedécrite par la Figure 5.En premier lieu, les fiduciaires sontidentifiés sur les images TEP et TDMsoit manuellement, par une sélectioninteractive, soit automatiquement enutilisant les propriétés de haut contrastede ces marqueurs. Précisonsque le calcul du barycentre des marqueurs,désignant leur position dansl’espace, se fait simultanément à leurextraction. Idéalement, ces fiduciairesne doivent pas être déplacés entre lesdeux examens s’ils sont posés sur lapeau du patient. En présence d’uncadre de repérage ou, d’un masque,le repositionnement doit être réaliséde manière précise (même table,même position du corps…). L’étapesuivante consiste à mettre en correspondanceles marqueurs c’est-à-direles appareiller un à un. Ici aussi, l’opérationpeut être soit réalisé manuellementpar identification de l’utilisateur,soit automatique en utilisant unalgorithme spécifique comme l’ICP(Iterative Closest Point) [18]. Une foisque chaque marqueur TEP est associéà un marqueur TDM, le calcul dela matrice de recalage peut être réaliséde manière analytique.Si l’on se place dans le cadre de laclassification dans le Tableau I, cettestratégie de recalage peut être décritepar le Tableau II.Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2006 - vol.30 - n°11 717
La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle.Figure 2 - Illustration du reformatage des images TEPpour la fusion.Representation of the PET images reformatting for fusion.Figure 3 - Recalage et fusion par transparence entreTDM dosimétrique et TEP réalisés à l’aide du logicielARTIVIEW © d’AQUILAB [11]Registration and fusion using translucency betweendosimetric CT and PET images computed with the softwareARTIVIEW © from AQUILAB [11]Figure 4 - Recalage et fusion type cadran entre TDM dosimétrique et TEP réalisés à l’aide du logiciel ARTIVIEW © d’AQUILABRegistration and a “frame” fusion like between dosimetric CT and PET images computed with the software ARTIVIEW © fromAQUILAB718Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2006 - vol.30 - n°11
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