Développements en imagerie moléculaire TEP/TDM pour la recherche biomédicale

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CONTEXTE: L'imagerie moléculaire représente un nouveau paradigme en recherche biomédicale qui influence déjà la pratique médicale vers une médecine de précision individualisée. Parmi les modalités d'imagerie moléculaire, la tomographie d'émission par positrons (TEP) se distingue par sa capacité à fournir des informations quantitatives sur les processus biologiques in vivo, ouvrant des perspectives encore inexploitées pour mieux comprendre la physiopathologie, développer des outils théranostiques plus précis et orienter le traitement vers les thérapies les plus appropriées. L'imagerie TEP n'atteint toujours pas son plein potentiel, que ce soit en termes de résolution spatiale, sensibilité ou ratio contraste/bruit dans les images. De plus, les repères anatomiques sont souvent perdus dans les images de traceurs spécifiques et il faut obtenir parallèlement une image morphologique pour localiser les phénomènes observés. Actuellement, cette information est acquise à l'aide d'appareils hybrides juxtaposant un tomodensitomètre (TDM) au scanner TEP. Cependant, les mouvements involontaires ou vitaux dégradent la résolution et peuvent causer des distorsions entre les images anatomiques et moléculaires prises séquentiellement. OBJECTIFS: En continuité avec les réalisations des dernières Subventions à la découverte, les objectifs pour les 5 prochaines années sont de: 1) Poursuivre les développements technologiques et l'amélioration des performances des imageurs TEP par l'implantation de corrections ultra-précises visant à récupérer et repositionner tous les événements dans un référentiel commun; 2) Expérimenter le concept d'imagerie bimodale TEP/TDM spectrale sur plateforme de détection commune comme alternative à l'approche hybride actuelle; 3) Implanter la reconstruction en mode liste pour corriger individuellement chaque événement TEP et TDM afin de recouvrer la résolution et maximiser le contraste des images. APPROCHE: Ces défis seront relevés en développant, validant et exploitant les concepts, outils et prototypes développés sous les SD précédentes. ORIGINALITÉ ET IMPORTANCE: La plateforme technologique LabPET II atteint la meilleure résolution spatiale en imagerie TEP à l'heure actuelle, mais souffre d'efficacité de détection inférieure. Les travaux proposés visent à restaurer la sensibilité tout en affinant la précision par le traitement individuel de chaque événement avec les corrections appropriées. Outre la réduction substantielle du coût et de la taille des équipements, la fusion matérielle des modalités TEP et TDM offre plusieurs avantages potentiels, mais représente un défi que peu d'équipes de recherche osent relever actuellement. La TDM spectrale ouvre la voie à l'imagerie TEP/TDM dynamique avec réduction potentielle de la dose de radiations dans un contexte d'imagerie moléculaire. Les développements proposés visent à atteindre la limite physique de résolution en TEP et à favoriser l'adoption de nouveaux paradigmes en imagerie (bio)médicale.