Simulations en Tomographie d'Emission

Les simulations Monte Carlo sont actuellement très utilisées en tomographie d'émission monophotonique (TEMP) et de positons (TEP). Elles permettent en effet de génerer des données TEMP et TEP réalistes, dont on connaît exactement les caractéristiques, et autorisent par conséquent des travaux de validation et d'évaluation très précis. S'il existe actuellement une dizaine de simulateurs PET et SPECT dans le monde, la plupart ont été développés pour permettre la simulation de configurations d'imagerie bien particulières (un type de caméra par exemple), et tous souffrent d'un manque de validation bien documentée.

Ce constat nous a conduit, dès 2001, à rassembler les forces de différents laboratoires européens fortement impliqués en modélisation pour entreprendre le développement d'un nouveau simulateur générique permettant de simuler des acquistions TEMP et TEP réalisées avec une grande variété de détecteurs. Ce fut le début du projet OpenGATE.

Ce projet, dont les laboratoires fondateurs sont le groupe d'instrumentation en TEP de l'Université de Lausanne (Pr Christian Morel), le laboratoire de Physique Corpusculaire de Clermont Ferrand (Vincent Breton), le groupe de traitement du signal et de l'image en médecine de l'Université de Ghent et l'Unité 494 Inserm (maintenant Unité 678) (Irène Buvat), rassemble actuellement une vingtaine de laboratoires dans le monde entier. Il a donné lieu, en mai 2004, à la première distribution, dans le domaine public, d'un logiciel de simulation Monte Carlo, appelé GATE.
Ce logiciel repose sur la boîte à outils GEANT4 développée par une collaboration CERN, et dont la pérénité est quasiment garantie compte tenu du très grand nombre de physiciens des particules et de physiciens nucléaires faisant usage de ce code.

Actuellement, Irène Buvat est le porte parole de la collaboration OpenGATE, qui poursuit le développement du code GATE afin de l'enrichir de nouvelles fonctionnalités, et valide également le code dans des configurations très variées d'imagerie TEMP et TEP réalisées chez l'homme ou le petit animal, aussi bien avec des tomographes commercialisés qu'avec des prototypes.

Outre la coordination scientifique du projet OpenGATE, l'équipe participe activement aux développements de nouveaux modules pour GATE et à la validation du code.

L'équipe a par ailleurs une expérience importante concernant la modélisation Monte Carlo avec le logiciel SimSET, qu'elle a validé dans différents contextes. Enfin, l'équipe a contribué à l'élaboration d'une base de données simulées par l'approche de Monte Carlo, distribuée dans le domaine public.

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Publications relatives à ces travaux

Contact

Irène Buvat : buvat@imed.jussieu.fr