Soutenance de thèse : Joey LABOUR

Yttrium-90 quantification using Digital Photon Counting PET and Monte Carlo simulations for radioembolisation monitoring

Doctorant : Joey LABOUR

Laboratoire INSA : CREATIS
Ecole doctorale : EDA160 : Électronique, Électrotechnique, Automatique

La tomographie par émission de positons (TEP) est aujourd'hui la modalité d'imagerie fonctionnelle la plus sensible pour étudier les interactions moléculaires dans le corps humain. L'avènement de la technologie des photomultiplicateurs au silicium (SiPM) a apporté des avantages supplémentaires à la résolution du temps-de-vol (TOF), améliorant le rapport signal-sur-bruit (SNR) et donc la qualité de l'image, remplaçant au cours des dernières années les tubes photomultiplicateurs conventionnels (PMT) pour l'imagerie TEP. La TEP combinée à la tomodensitométrie (TDM) est une méthode établie et recommandée pour le suivi post-traitement de la radiothérapie interne sélective (SIRT) utilisant l’90Y. La SIRT à l’90Y est régulièrement pratiquée au Centre Léon Bérard mais aucune évaluation post-traitement de la dose absorbée n'est effectuée, même si l'imagerie TEP/TDM est systématiquement réalisée. Le succès technique du traitement est uniquement évalué par la distribution visuelle de la radioactivité à l'aide des images TEP. Cette thèse s'inscrit dans le cadre (1) du suivi du traitement SIRT avec des microsphères d’90Y à l'aide du système TEP Vereos, qui est équipé de SiPMs à comptage numérique de photons (DPC) et (2) de la simulation Monte Carlo de ce même système TEP afin de fournir un modèle validé pour les simulations. En effet, les performances des systèmes TEP actuels permettent l'imagerie de l’90Y, même si l'isotope est un émetteur bêta pur (c'est-à-dire émettant 100% d'électrons), mais l’90Y présente un faible rapport de branchement positronique mesuré à 32x10-6 (par opposition à 97x10-2 pour le 18F). Le travail au cours de cette thèse a mis l'accent sur la simulation du Vereos dans GATE afin de le rendre disponible à la communauté scientifique à des fins de recherche concernant l’90Y ou tout autre aspect. Ensuite, il s'est concentré sur l'évaluation des conditions d'imagerie, concernant les paramètres de reconstruction et la durée d'acquisition en utilisant l’90Y pour plus de précision dans les calculs de dose absorbée et en utilisant les simulations Monte Carlo comme référence. Les résultats ont été vérifiés sur des fantômes mais également appliqués aux images de patients. Une comparaison dosimétrique entre l'imagerie prédite au 99mTc-MAA et l’imagerie post-traitement à l’90Y a été effectuée en utilisant plusieurs méthodes de recalage d'images. Les chapitres 1 à 3 du manuscrit présentent un état de l’art de la SIRT et de la TEP. Les chapitres 4 à 6 décrivent les contributions apportées au cours de cette thèse.