• Aucun résultat trouvé

La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle. La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Partager "La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle. La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle."

Copied!
12
0
0

Texte intégral

(1)

La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle.

La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle.

M. Vermandel1, 2, N. Betrouni1, 2, E. Guedj3, O. Mundler3

1 Inserm U703, ThIAIS, ITM - Lille

2 Université de Lille 2 - Lille

3 Université de la Méditerranée - Service Central de Médecine Nucléaire CHU Timone - Marseille

Résumé

Cet article a pour but de faire un court rappel des principes de recalage et fusion d’image, et d’en montrer quelques exemples en particulier, pour l’imagerie TEP-TDM dont l’interprétation est rendue plus difficile du fait d’une technique encore imparfaite essentiellement due à l’acquisi- tion non simultanée des images.

Traitement d'image / Fusion / Recalage / Artefact TEP-TDM

ÖL’imagerie médicale est devenue d’une extrême importance en parti- culier en cancérologie. La combinai- son d’une imagerie morphologique à une imagerie métabolique, réalisée au mieux par des systèmes hybrides, a permis de faire un bond important dans la prise en charge des patients.

Jusqu’à une période récente, la Mé- decine Nucléaire détectait des ano- malies fonctionnelles, sans pour autant pouvoir préciser leur situation anatomique exacte. L’imagerie par

résonance magnétique nucléaire (IRM) et la tomodensitométrie X (TDM) permettent au contraire de ca- ractériser des anomalies strictement morphologiques, en précisant leur rapport anatomique. Bien que d’utili- sation pratique encore difficile, des logiciels permettent de combiner ces deux informations, en recalant et fu- sionnant des acquisitions faites sur deux imageurs différentes.

Plus récemment, des systèmes d’ima- gerie hybride intégrant ces deux

modalités ont été développés (TEP- TDM et TEMP-TDM), avec une double acquisition à ce jour successive dans un même temps d’examen, mais pas encore simultanée.

En pratique, la fusion d’image corres- pond actuellement au recalage d’une image anatomique et morphologique acquise soit par un système par rayon X, soit par une imagerie par résonance magnétique ou ultrasonore à une imagerie moléculaire obtenue par techniques isotopiques.

(2)

M. Vermandel, N. Betrouni, E. Guedj, O. Mundler

Le propos de cet article ne sera pas de faire une revue approfondie de toutes les différentes méthodes de traitement pour le recalage et la fu- sion d’image multimodalitaire, mais d’en énoncer les grands principes, et de montrer par quelques exemples choisis dans l’utilisation actuelle de la TEP-TDM les pièges d’interprétation que peut entraîner une fusion d’image forcément à ce jour imparfaite.

GÉNÉRALITÉS SUR LE RECALAGE ET LA FUSION D’IMAGES

ÖEn clinique, l’application de métho- des de recalage implique des phases de validation pour :

- vérifier l’interchangeabilité avec des méthodes de référence ou "gold stan- dard",

- mettre en évidence le bénéfice ou la valeur ajoutée par rapport à ces so- lutions de référence

- évaluer l’utilisation de logiciels de fusion en routine en s’attachant à décrire l’ergonomie ou le temps re- quis par l’utilisation de nouvelles techniques.

De manière générale, la fusion peut être soit monomodalité pour des ap- plications de suivis pathologiques ou de comparaison d’examen réalisé chez un même patient dans des con- ditions différentes (exemple de la TEMP inter et per critique pour la lo- calisation des foyers épileptiques), ou multimodalité où la complémentarité images anatomiques et images fonc- tionnelles ouvre de nouvelles voies d’explorations non invasives.

Le panel des applications en fusion, multimodalité est large compte tenu des nombreuses techniques d’inves- tigation. Nous illustrons ici l’aspect méthodologique de la fusion au tra- vers de la fusion Tomographie par Emission de Positrons -Tomodensito- métrie (TEP - TDM).

Avant de décrire les méthodes, il con- vient de définir les termes recalage et fusion qui sont souvent associés et qui désignent cependant deux éta-

pes différentes de l’exploration multimodale.

R e c a l a g e

ÖLe recalage est en fait l’étape préli- minaire à la fusion, il s’agit ici de dé- finir les relations spatiales entre une image A et une image B pour com- penser des variations dues à l’utilisa- tion de modalités ou de conditions d’acquisitions différentes [1]. Le plus souvent ces calculs préliminaires s’établissent sur des séries d’images

que nous appelons par la suite vo- lume.

Lors de l’acquisition, chaque volume est localisé dans l’espace de l’appa- reil. Ainsi, pour un examen TEP, par exemple, chaque voxel est localisé dans un espace tridimensionnel pro- pre à l’imageur. Le recalage consiste alors à déterminer la matrice de chan- gement de repère entre l’espace dé- fini par la TEP et celui défini par la TDM dans notre exemple. Cette dé- marche est illustrée par la Figure 1.

Figure 1 - Détermination de la matrice de changement de repère entre TEP et TDM où RTEP désigne le référentiel lié à l’imageur TEP et RTDM désigne le référentiel lié à la TDM. MTEPàTDM est la matrice de changement de repère.

Determination of the registration matrix between PET and CT where RTEP is the geometric referential associated to the PET modality and RTDM is the geometric referential associated to the CT modality. MTEPàTDM is the registration matrix.

La relation spatiale établie, il est en- suite possible de déterminer la posi- tion dans l’espace TDM d’une

hyperfixation observée en TEP par simple changement de repère :

PTEP désigne les coordonnées de l’hyperfixation, PTDM désigne les coor- données de l’hyperfixation dans l’es- pace de la TDM et MTEPàTDM est la ma- trice de changement de repère où rab sont les éléments relatifs à la rotation selon les axes, et ta sont éléments de la translation.

L’équation 1 est valable pour toutes les solutions de recalage dites rigides qui ne font intervenir que translations et rotations, en effet le passage d’un

espace à un autre devient beaucoup plus complexe lorsqu’un recalage élastique est nécessaire puisque ce dernier implique des déformations locales des volumes. Ces déforma- tions sont parfois nécessaires pour re- caler les volumes où les organes sont hautement déformables chez un même patient, ou pour une normali- sation spatiale afin de comparer dans un même repère anatomique des examens réalisés sur un groupe de patients.

avec

(3)

La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle.

De nombreuses solutions permettent selon les cas d’obtenir la relation géo- métrique entre deux volumes. Maintz

et Viergever [2] ont établi une classi- fication de ces méthodes de recalage

Tableau I - Classification des méthodes de recalage selon les critères établis par Maintz et Viergever.

Classification established by Maintz and Viergever illustrating the different registration approaches

que nous présentons sous forme de tableau récapitulatif (Tableau I).

(4)

M. Vermandel, N. Betrouni, E. Guedj, O. Mundler

Fusion

ÖDès lors que les paramètres du recalage sont estimés, il est possible de mettre en correspondance deux volumes, acquis dans des conditions différentes, dans un même espace. Le plus souvent cet espace est celui de l’un des deux volumes. Ainsi dans notre exemple, le volume issu de la TEP peut être placé dans l’espace TDM (caractérisé par RTDM à la figure 1). Ce- pendant, les volumes n’ayant pas né- cessairement le même format (taille de la matrice, taille du pixel, champ de vue…) un reformatage des don- nées TEP doit être appliqué pour que les deux volumes soient superposa- bles. Ce reformatage est réalisé grâce à des algorithmes MPR (Multi Planar Reformatting) (Figure 2).

Lorsque les images sont superposa- bles, plusieurs solutions de représen- tation sont envisageables fusion par : - transparence : les images sont

"mixées" avec un certain degré de transparence (Figure 3),

- damier et - ou par cadran et - ou mode loupe : des zones d’intérêt de chaque image sont successivement affichées (Figure 4), le "découpage" des zones est modifié interactivement à l’aide d’un réticule,

- par logique floue [12] : des outils de fusion issus de la théorie des sous- ensembles flous sont appliqués afin de visualiser certaines structures en fonction d’un degré d’appartenance (exemple : la combinaison de l’infor- mation issue d’une image IRM et celle d’une image TEMP permet d’établir un degré d’appartenance d’un voxel à la matière grise).

EXEMPLES DE MISE EN ŒUVRE : RECALAGE ET

FUSION TEP-TDM

ÖL’utilisation conjointe de la moda-

lité TEP et TDM est de plus en plus associée aux bilans pré-thérapeuti- ques et à la planification en radiothé- rapie, notamment conformationnelle et pour de nombreuses localisations [13, 14]. En effet, dans certains cas fu- sionner TEP et TDM améliore la délinéation de volumes tumoraux, diminuant la variabilité intra- et inter- observateur [15]. Cette détermination beaucoup plus précise du volume cible autorise une escalade de dose conduite grâce aux techniques RCMI (Radiothérapie Conformationnelle et Modulation d’Intensité) en vue d’un meilleur contrôle local de la zone tumorale [16]. D’autres applications trouvent un intérêt à la fusion TEP / TDM comme la correction du volume partiel des volumes TEP [17].

Méthodologie

ÖQuel que soit le type d’imageur (cf.

TEP seule, TEP-TDM couplées), le recalage doit s’affranchir de plusieurs contraintes. Différences de :

- résolution spatiale : la résolution spa- tiale de la TEP reste faible devant celle de la TDM,

- résolution temporelle : alors que les dernières générations de scanogra- phe permettent d’acquérir des "ins- tantanés", l’image TEP est constituée d’une moyenne temporelle,

- contraste : le rapport Contraste sur Bruit est beaucoup plus faible en TEP, - contenu : la TDM est une imagerie anatomique tandis que la TEP est une imagerie fonctionnelle, cela implique que nous n’observons pas les mêmes phénomènes de part et d’autre et que trouver une dépendance statistique entre les jeux de données demeure un problème de taille.

Remarquons que même pour l’acqui- sition de deux volumes directement dans un même référentiel, à l’aide

d’un système couplé TEP-TDM, les mouvements aléatoires et physiolo- giques du patient empêchent toute fusion sans un recalage préalable. Un seul cas particulier est l’exploration du cerveau où les déplacements sont minimisés lors de l’utilisation d’un masque thermoformé.

Recalage rigide extrinsèque

ÖDe manière générale, le recalage ex- trinsèque TEP-TDM respecte la straté- gie décrite par la Figure 5.

En premier lieu, les fiduciaires sont identifiés sur les images TEP et TDM soit manuellement, par une sélection interactive, soit automatiquement en utilisant les propriétés de haut con- traste de ces marqueurs. Précisons que le calcul du barycentre des mar- queurs, désignant leur position dans l’espace, se fait simultanément à leur extraction. Idéalement, ces fiduciaires ne doivent pas être déplacés entre les deux examens s’ils sont posés sur la peau du patient. En présence d’un cadre de repérage ou, d’un masque, le repositionnement doit être réalisé de manière précise (même table, même position du corps…). L’étape suivante consiste à mettre en corres- pondance les marqueurs c’est-à-dire les appareiller un à un. Ici aussi, l’opé- ration peut être soit réalisé manuel- lement par identification de l’utilisa- teur, soit automatique en utilisant un algorithme spécifique comme l’ICP (Iterative Closest Point) [18]. Une fois que chaque marqueur TEP est asso- cié à un marqueur TDM, le calcul de la matrice de recalage peut être réa- lisé de manière analytique.

Si l’on se place dans le cadre de la classification dans le Tableau I, cette stratégie de recalage peut être décrite par le Tableau II.

(5)

La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle.

Figure 2 - Illustration du reformatage des images TEP pour la fusion.

Representation of the PET images reformatting for fusion.

Figure 3 - Recalage et fusion par transparence entre TDM dosimétrique et TEP réalisés à l’aide du logiciel ARTIVIEW© d’AQUILAB [11]

Registration and fusion using translucency between dosimetric CT and PET images computed with the software ARTIVIEW© from AQUILAB [11]

Figure 4 - Recalage et fusion type cadran entre TDM dosimétrique et TEP réalisés à l’aide du logiciel ARTIVIEW© d’AQUILAB

(6)

M. Vermandel, N. Betrouni, E. Guedj, O. Mundler

- Figure 5 -

Stratégie de recalage extrinsèque de volumes TEP et TDM Scheme of extrinsic registration betwenn PET and CT

- Tableau II -

Description de la solution de recalage extrinsèque en suivant les critères du tableau I Details on the extrinsic registration solution according to the table 1

Recalage rigide intrinsèque

ÖLes stratégies de recalage n’utilisant que le contenu anatomo-fonctionnel des images appliquent le plus sou- vent le schéma présenté Figure 6.

La première étape est d’adapter la ré- solution de l’un des deux volumes par rapport à son homologue. Dans l’exemple de la Figure 7, le volume TDM est sous-échantillonné, ce qui permet de réduire l’espace de don- nées et ainsi optimiser le temps de calcul. Dans la configuration de la Figure 7, le volume TDM est appelé

volume de référence et le volume TEP le volume flottant : c’est à ce dernier que l’on applique la transfor- mation.

La procédure est ensuite itérative, une matrice de transformation est estimée et le résultat de cette transformation est évalué au travers d’une mesure de similarité. Si le résultat est satisfai- sant, le processus est arrêté, sinon une nouvelle matrice de transformation est estimée en fonction du résultat donné par la mesure de similarité.

Cette étape correspond à une mini- misation ou maximisation de fonc- tion qui peut être réalisée à l’aide d’al-

gorithmes d’optimisation (recuit si- mulé, gradient conjugué, Powell, Simplex…). Pour recaler TEP et TDM de manière intrinsèque la mesure de similarité couramment employée est l’Information Mutuelle [19].

Cette mesure introduite par Collignon et al [20] et Viola et al [21]

correspond à l’équation 2 :

où IM est l’information mutuelle, H (VTEP) et H (VTDM) sont respective- ment l’entropie du volume TEP et TDM et H (VTEP, VTDM) est l’entropie jointe.

(7)

La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle.

Figure 7 : Exemple de problèmes de recalage lorsque la table est différente d’un imageur à l’autre et que la position des bras n’est pas identique (le réticule permet de naviguer dans l’espace 3D des deux examens et de contourer dans les 3 plans de l’espace).

Example of registration troubles when the CT and PET tables are different and when the position of the arms is not identical from one exam to the other (the cross enables a navigation over the 3D space of both PET and CT spaces and to delineate through the 3 plans of the space, e.g. transverse, sagittal and face)

(a) (b) - Figure 6 -

Stratégie de recalage intrinsèque de volumes TEP et TDM Scheme of intrinsic registration between PET and CT

(8)

M. Vermandel, N. Betrouni, E. Guedj, O. Mundler

Le recalage optimal correspond dès lors à minimiser l’entropie jointe, soit maximiser l’information mutuelle.

Notons que pour améliorer la robus- tesse de l’information mutuelle l’in- formation mutuelle normalisée intro- duite par Studholme et al [22], peut être appliquée. L’information mu- tuelle normalisée est décrite par :

où IMN est l’information mutuelle normalisée.

Notons, enfin, que l’utilisation de l’in- formation mutuelle permet de s’affran- chir des contraintes liées au contraste et à la différence de contenu.

Cette solution de recalage peut être décrite selon le Tableau III.

- Tableau III -

Description de la solution de recalage intrinsèque en suivant les critères du Tableau I.

Details on the intrinsic registration solution according to the table 1

Problèmes des déformations

ÖLe recalage rigide ne permet pas de s’affranchir des problèmes liés à la déformation des organes (battement cardiaque, respiration, différents ni- veaux de remplissage de la vessie entre deux examens…). Les mouve- ments réguliers, comme la respiration ou les battements du cœur, peuvent être pris en compte en utilisant des solutions technologiques d’asservis- sement ou "gating" [23, 24, 25].

Par contre les déformations aléatoi- res nécessitent l’utilisation d’algorith- mes de recalage dits élastiques (flot optique [26], spline de plaques min- ces [27]…) Beaucoup plus complexe à mettre en œuvre et pour lesquels

une validation quantitative reste dif- ficile à réaliser.

Problèmes du positionnement du patient

ÖLa fusion multimodale impose cer- taines précautions quant au position- nement du patient lors des acquisi- tions sur les différents imageurs. En effet, même si sans contention parti- culière (masque thermoformé, mate- las à dépression…) reproduire avec exactitude une position donnée est impossible, il convient de placer, au moins, dans les mêmes conditions le patient (position des bras, des jam- bes, cubitus ou décubitus, table iden- tique…) afin de minimiser les défor- mations d’une part et de faciliter la

recherche de la meilleure transforma- tion.

La Figure 7 présente un cas de recalage et de fusion issu d’une pla- nification en radiothérapie. Les ima- ges TEP sont acquises en conditions standard tandis que l’examen TDM est réalisé dans le cadre de la planifica- tion dosimétrique, le patient est donc en position de traitement (table simi- laire à celle de l’accélérateur linéaire, bras derrière la tête). Dans ce cas, il est nécessaire de déterminer une matrice de transformation valable lo- calement. Le logiciel doit permettre de corriger interactivement la trans- formation puisque la transformation optimale ne permet pas nécessaire- ment au praticien de fusionner cor- rectement les zones d’intérêts. Le lo- giciel ARTIVIEW© utilisé pour cette illustration permet de réaliser cette correction et ainsi de contourer les images TDM dans les limites de vali- dité du recalage.

EXEMPLES CLINIQUES DE RECALAGE ET FUSION

D’IMAGES

Recalage d’images analogiques

ÖIl s’agit très certainement du plus ancien recalage d’image dont on dis- pose en médecine nucléaire. Dans le cas d’une acquisition double-tête si- multanée, la superposition de deux films radiologiques sur un négatos- cope pourra permettre de retrouver, par exemple en face postérieure, une anomalie retrouvée sur une scintigra- phie osseuse en face antérieure, auto- risant ainsi une localisation plus pré- cise de cette anomalie de fixation (Fi- gure 8). Cet "algorithme" va aussi per- mettre d’éliminer une hyperfixation dite positionnelle, proximité plus im- portante d’un des deux détecteurs de la pièce osseuse à l’origine d’une asy- métrie de fixation en postérieur par exemple pour une sacro-iliaque mais le plus souvent asymétrie inversée en antérieur. Une autre utilisation de cet

"algorithme" permet de localiser une

(9)

La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle.

lésion comme surrénalienne grâce à la superposition d’une imagerie 131I- MIBG à une imagerie rénale au DMSA…. Dans l’imagerie de superpo- sitions, on peut aussi superposer

deux images de deux examens suc- cessifs, en particulier scintigraphie osseuse, afin de visualiser l’évolution de lésions métastatiques.

- Figure 8 -

a. Un doute peut exister sur la présence d‘une lésion costale posterieure ( ) mais la vision de ce foyer en antérieur plaide en faveur d’une image rénale. Ceci peut être facilement confirmé par la superposition des images inversées.

b. Incidence trois-quart objectivant l’excretion rénale.

a. Rib abnormal focal uptake ? or renal cavity ?

Answer can be easily found by the 2 inverse images superposition b. 3/4 posterior view showing renal physiological tracer concentration

Recalage semi-automatique TDM-imagerie scintigraphique

ÖRecalage semi-automatique d’ima- gerie tomodensitométrie et d’image- rie scintigraphique obtenue sur deux équipements différents, exemple : tumeur endocrinienne diagnostiquée par scintigraphie à l’octréoscan et localisée grâce à la superposition d’une tomodensitométrie obtenue

effectué en un seul temps grâce au développement de tomographe monophotonique couplé à un TDM.

(TEMP-TDM).

Des logiciels appliqués à l’explora- tion cérébrale permettent par ailleurs de réaliser la normalisation spatiale d’une imagerie cérébrale fonction- nelle (perfusion, métabolisme, neuroreception) à des atlas d’image- ries anatomiques IRM, pour l’étude

Imagerie hybride TEP-TDM

ÖIl s’agit là de la plus grande avan- cée qui a été faite ces dernières an- nées permettant la combinaison d’une imagerie morphologique et anatomique à une imagerie métabo- lique. Mais il peut exister un déca- lage d’acquisition. En effet, même si le patient reste sur la même table pen- dant toute la durée de l’examen, il ne s’agit en aucun cas d’une acquisi- tion simultanée ; d’abord acquisition tomodensitométrique, qui prendra 20 à 25 sec, et pour laquelle les mouve- ments du patient seront minimes, puis acquisition scintigraphique qui prendra 20 à 25 min, le patient ayant tout loisir de bouger et bien évidem- ment de respirer. (Figure 11)

DISCUSSION

ÖLe principal problème que pose aujourd’hui la fusion d’image dé- coule du recalage de deux acquisi- tions successives et non simultanées.

Si ceci ne présente pas d’inconvé- nient majeur pour les organes "stati- ques", essentiellement le cerveau, il en va tout autrement pour l’abdomen ou le thorax, surtout lorsque les temps d’acquisitions ne permettent pas de s’affranchir du péristaltisme intestinal, des mouvements respira- toires et du patient lui-même.

En effet qu’attend-on de la fusion d’images médicales ?

Que les données fonctionnelles et anatomiques superposées puissent permettre une aide :

- diagnostique : à telle ou telle ano- malie morphologique correspond-il, ou non, une lésion hypermétabo- lique ou non ? à telle image anatomi- que normale correspond-il un fonc- tionnement, un métabolisme ou une perfusion normaux ou anormaux, - thérapeutique : précision sur une lésion et son extension locale, régio- a.

b.

(10)

M. Vermandel, N. Betrouni, E. Guedj, O. Mundler

Figure 9 -

Exemple de recalage d’images et fusion après acquisitions sépa- rées d'images :

a. scintigraphique d’une tumeur endocrine pancréatique

(Octréoscan®)

b. tomodensitométrique

c. anatomique sur l’image scinti- graphique

d. scintigraphique sur l’image anatomique

Exemple of fusion image from data obtained on separate imagers a. scintigraphy of a pancreatic tumor (Octreoscan®)

b. CT

c. morphologic lesion on scintigrapy d. scintigraphic lesion on CT

a. b.

c. d.

Figure 10 -

Corrélation troubles du langage - perfusion cérébrale.

Identification sur un rendu volumique d’IRM de la région cérébrale dont la perfusion cérébrale est corrélée aux trou- bles du langage, après normalisation spatiale d’une série d’examens TEMP sur un même atlas anatomique et analyse statistique voxel-à-voxel

Language trouble and cerebral perfusion correlation.

Localisation on a cerebral volume region determined by MRI of a abnormal perfusion area correlate with language, trouble after spatial normalization of a normal TEMP exams library on a same anatomic atlas and statistical analysis voxel to voxel.

(11)

La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle.

- à la surveillance, en particulier lors- qu’il reste des masses morphologi- quement détectables, mais dont on ne connaît pas l’évolutivité.

Qu’engendrent les décalages d’ima- ges ?

- une localisation aberrante d’un foyer d’hyperfixation. Comme nous l’avons vu, il peut s’agir d’une locali- sation anatomique inadéquate d’une hyperfixation faisant penser de ma- nière abusive à un foyer parenchymateux, péritonéal condui- sant à une interprétation erronée, alors que dans ce cas il s’agit d’une hyperfixation physiologique liée à l’excrétion rénale du traceur, - la superposition incongrue d’une hyperfixation correspondant a une lé- sion maligne sur un organe concen- trant normalement le traceur ; par exemple tumeur recto-sigmoïdienne et vessie,

- du fait des mouvements respiratoi- res diaphragmatiques une mauvaise évaluation des bases pulmonaires en particulier pour les petites lésions juxta centimétriques.

Quelles solutions ? - Immédiate :

o connaître les risques décrits ci-des- sus, et en tenir compte pour les in- terprétations de ces examens dont on sait que les résultats vont très sou- vent en cancérologie influencer la prise en charge thérapeutique, o Utiliser les logiciels d’acquisition synchronisée, mais dont la preuve de leur utilité n’a pas à ce jour été dé- montré.

- A plus long terme :

o améliorer la sensibilité du détec- teur et de l’électronique accolée, pour avoir un temps d’acquisition scintigraphique plus court et idéale- ment simultané à celui de la TDM, o développer de nouveaux logiciels de recalage

o coupler l’imagerie moléculaire à une autre imagerie anatomique, ultra- sons, IRM. En effet, la difficulté princi- pale d’une détection scintigraphique et TDM simultanée est essentielle- ment due à l’énorme différence (plu- sieurs ordres de grandeurs) entre le

nombre d’événements liés à l’émis- sion des photons gammas et le nom- bre d'événements liés aux photons X. Ce d’autant que les TDM sont tou- jours plus rapides et donc produc- teurs de rayons X et irradiants. Ceci est-il d’ailleurs justifié? cela devrait ra- pidement faire l’objet d’une ré- flexion.

CONCLUSION

ÖL’avènement des caméras TEP cou- plées à la TDM est à l’origine d’un progrès majeur en médecine nu- cléaire. Il a permis à l'imagerie molé- culaire d’avoir le complément indis- pensable qu’est l’imagerie anatomi- que et morphologique. Des problè- mes de simultanéité d’acquisition persistent en particulier ; les recon- naître doit permettre de s’en affran- chir au mieux en attendant que les progrès technologiques permettent d’y pallier.

Image fusion in Nuclear Medicine today.

The purpose of this paper is to do a short review of the fusion image techniques in nuclear medicine, and show some examples of PET-CT images which interpretation can be difficult, due to imperfect fusion of the metabolic and morphologic acquisition as they are not performed simultaneously.

Fusion / Registration / Image treatment / PET-CT artefact

(12)

M. Vermandel, N. Betrouni, E. Guedj, O. Mundler

RÉFÉRENCES

1. Jannin P, Grova C, Gibaud B. Fu- sion de données en imagerie mé- dicale : revue méthodologique ba- sée sur le contexte clinique. ITBM- RBM 2001; 22(4):196-215

2. Antoine Maintz JB. Viergever Max A. A survey of medical image registration: Medical Image Analysis 1998; 2(1):1-36.

3. Van Herk M, Kooy HM. Automatic three-dimensional correlation of CT-CT, CT-MRI and CT-SPECT using chamfer matching. Med. Phys. 1994;

21: 1163-77

4. Maes F, Collignon A, Vandermeulen D, Marchal G, Suetens P.

Multimodality image registration by maximization of mutual infor- mation. Mathematical Methods in Biomedical Image Analysis 1996;

IEEE computer Society Press, 14- 22

5. Wells III WM, Viola P, Atsumi H, Nakajima S, Kikinis R. Multimodal volume registration by maximi- zation of mutual information. Med.

Image Anal. 1997 ; 1:35-51 6. Prigent-Le Jeune F, Coste E, Rous-

seau J, Lecouffe P, Marchandise X, Steinling M. Recalage d’images multi-modalités à partir de repè- res anatomiques internes : applica- tion aux images d’IRM et de tomo- scintigraphie au 99mTc-MIBI dans le suivi des tumeurs cérébrales.

ITBM-RBM 1999;20(6):331-40 7. Wahl RL, Quint LE, Cieslak RD,

Aisen A, Koeppe RA, Meyer CR.

Anameta-bolic tumor imaging: fu- sion of FDG PET with CT or MRI to localize foci of increased activity. J.

Nucl. Med. 1993;34:1190-7

8. Vermandel M, Betrouni N, Palos G, Gauvrit JY, Vasseur C, Rousseau J.

Registration, matching and data fu- sion in 2D/3D Medical Imaging: ap- plication to DSA and MRA. Lect. No- tes In Comp Sc 2003;2878:778-85

9. Eberl S, Kannon I, Fulton RR, Ryan A, Hutton BF, Fulham MJ. Auto- mated interstudy image registra- tion technique for SPECT and PET.

J. Nucl. Med. 1996; 37:137-45 10. Barber DC, Tindale WB, Hunt E,

Mayes A, Sagar HJ. Automatic registration of SPECT images as an alternative to immobilization in neuroactivation studies. Phys. Med.

Biol. 1995; 40: 449-63

11. http://www.aquilab.com

12. Barra V, Boir e JY. A general framework for the fusion of anatomical and functional medical images. NeuroImage 2001;13:410-24 13. Heron DE, Smith RP, Andrade RS.

Advances in image-guided radiation therapy: the role of PET-CT. Medical Dosimetry 2006; 31(1): 3-11 14. Boisserie G. Apport du recalage et-

ou de la fusion d’images à la ra- diothérapie. Cancer Radiothérapie 2005;9 :204-22

15. Fox JL, Rengan R, O’Meara W, Yorke E, Erdi Y, Nehmeh S et al. Does registration of PET and planning CT images de-crease interobserver and intraobser-ver variation delineating tumor volumes for non-small cell lung cancer ? Lecture Note of the 46th annual meeting of the ASTRO 2004

16. Thames HD, Schultheiss TE, Hendry JH, Tucker SL, Dubray BM, Brock WA. Can modest escalations of dose be detected as increased tumor control? Int J Radiat Oncol Biol Phys 1992;22(2):241-6

17. Boussion N, Hatt M, Lamare F, Bizais Y, Turzo A, Cheze-Le Rest C et al. Related Articles, Links A multiresolution image based approach for correction of partial volume effects in emission tomography. Phys Med Biol. 2006 ; 51(7):1857-76.

18. Besl PJ, Mckay ND. A Method for Registration of 3-D Shapes. IEEE Trans on Pattern Analysis and Matching Intelligence 1992;14(2):

239-56

19. Firle EA, Wesarg S, Dold C. Fast CT/

PET registration based on partial volume matching. International Congress Series 2004;1268 :31-6 20. Collignon A, Vander meulen D,

Suetens P, Marchal G. 3D multi- modality medical image registra- tion using space clustering. Lect.

Notes in Comp. Sc. 1995,905:195-204 21. Viola P, Wells W. Alignment by maximization of Mutual Informa- tion. International Journal of Com- puter Vision 1997;24(2):137–54 22. Studholme C, Hill D, Hawkes D. An

overlap invariant entropy measure of 3d medical image alignment.

Pattern Recognition 1999;32(1) : 71-86

23. Nehmeh SA, Erdi YE, Pan T, Pevsner A, Rosenzweig KE, Yorke E et al.

Mostafavi H, Larson SM, Humm JL.

Four-dimensional (4D) PET/CT imaging of the thorax. Med. Phys.

2004; 31(12):3179-86

24. Dawood M, Lang N, Jiang X, Schafers KP. Lung motion correc- tion on respiratory gated 3-D PET/

CT images. IEEE Trans Med Imaging 2006 ;25(4):476-85

25. Jiang SB. Technical aspects of image- guided respiration-gated radiation therapy. Medical Dosimetry 2006 ; 31(2):141-51

26. Barron JL, Fleet DJ, Beauchemin SS.

Performance of optical flow tech- niques. The International Journal of Computer 1994;12(1): 43-77 27. Bookstein F. Principal warps: Thin-

plate splines and the decomposition of deformations. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Matching Intelligence 1989;11(6);567-85

Références

Documents relatifs

De Tore Supra et WEST à ITER Confinement magnétique et tokamaksB. Le chauffage

Après quelques définitions, nous aborderons successivement les domaines de la médecine nucléaire que sont l’imagerie fonctionnelle, le traitement par radiothérapie interne

L'éducation doit être soigneusement repensée, car elle doit permettre d'acquérir les compétences sociales nécessaires pour vivre dans un monde plus humain. Le

Par exemple, comme conseillère pédagogique, lorsque je demande à une étudiante de venir me rencontrer pour discuter de son cheminement, je suis alors dans une structure de

Une centrale nucléaire utilise un réacteur nucléaire pour chauffer l’eau d’un circuit primaire, laquelle échange de la chaleur dans un générateur de vapeur avec l’eau

Comme nous l’explique l’historien Nicolas Chevassus-au-Louis dans La fusion nucléaire : toujours pour après-demain 1 , la fusion thermonucléaire fait partie de ces promesses

 Quelques heures (voire un ou deux jours) après l’injection, la caméra ne doit plus détecter de rayonnement : la radioactivité doit donc être très faible.. 1/ Qu’y a-t-il

Pour l'instruction des filles, on a fondé, dès 1836, sous le nom ù Métairie phUecpédeftiquc, une institution destinée à servir de noyau à la propagation de l'instruction des