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

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1 La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle. La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle. M. Vermandel 1, 2, N. Betrouni 1, 2, E. Guedj 3, O. Mundler 3 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 acquisition non simultanée des images. Traitement d'image / Fusion / Recalage / Artefact TEP-TDM L imagerie médicale est devenue d une extrême importance en particulier en cancérologie. La combinaison 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 Médecine Nucléaire détectait des anomalies 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 caractériser des anomalies strictement morphologiques, en précisant leur rapport anatomique. Bien que d utilisation pratique encore difficile, des logiciels permettent de combiner ces deux informations, en recalant et fusionnant des acquisitions faites sur deux imageurs différentes. Plus récemment, des systèmes d imagerie 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 correspond 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. Correspondance : Professeur Olivier Mundler Université de la Méditerranée Service Central de Médecine Nucléaire CHU Timone Marseille CEDEX 5 Tél.: Fax : olivier.mundler@ap-hm.fr 714 Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n 11

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 fusion 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 Avant de décrire les méthodes, il convient de définir les termes recalage et fusion qui sont souvent associés et qui désignent cependant deux étapes différentes de l exploration multimodale. Recalage Le recalage est en fait l étape préliminaire à la fusion, il s agit ici de définir les relations spatiales entre une image A et une image B pour compenser des variations dues à l utilisation 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 volume. Lors de l acquisition, chaque volume est localisé dans l espace de l appareil. Ainsi, pour un examen TEP, par exemple, chaque voxel est localisé dans un espace tridimensionnel propre à l imageur. Le recalage consiste alors à déterminer la matrice de changement de repère entre l espace défini par la TEP et celui défini par la TDM dans notre exemple. Cette démarche est illustrée par la Figure 1. En clinique, l application de méthodes de recalage implique des phases de validation pour : - vérifier l interchangeabilité avec des méthodes de référence ou "gold standard", - mettre en évidence le bénéfice ou la valeur ajoutée par rapport à ces solutions de référence - évaluer l utilisation de logiciels de fusion en routine en s attachant à décrire l ergonomie ou le temps requis par l utilisation de nouvelles techniques. Figure 1 - Détermination de la matrice de changement de repère entre TEP et TDM où R TEP désigne le référentiel lié à l imageur TEP et R TDM désigne le référentiel lié à la TDM. M TEP à TDM est la matrice de changement de repère. Determination of the registration matrix between PET and CT where R TEP is the geometric referential associated to the PET modality and R TDM is the geometric referential associated to the CT modality. M TEP à TDM is the registration matrix. De manière générale, la fusion peut être soit monomodalité pour des applications de suivis pathologiques ou de comparaison d examen réalisé chez un même patient dans des conditions différentes (exemple de la TEMP inter et per critique pour la localisation des foyers épileptiques), ou multimodalité où la complémentarité images anatomiques et images fonctionnelles ouvre de nouvelles voies d explorations non invasives. Le panel des applications en fusion, multimodalité est large compte tenu des nombreuses techniques d investigation. Nous illustrons ici l aspect méthodologique de la fusion au travers de la fusion Tomographie par Emission de Positrons -Tomodensitométrie (TEP - TDM). La relation spatiale établie, il est ensuite possible de déterminer la position dans l espace TDM d une avec P TEP désigne les coordonnées de l hyperfixation, P TDM désigne les coordonnées de l hyperfixation dans l espace de la TDM et M TEP à TDM est la matrice de changement de repère où r ab sont les éléments relatifs à la rotation selon les axes, et t a 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 hyperfixation observée en TEP par simple changement de repère : espace à un autre devient beaucoup plus complexe lorsqu un recalage élastique est nécessaire puisque ce dernier implique des déformations locales des volumes. Ces déformations sont parfois nécessaires pour recaler les volumes où les organes sont hautement déformables chez un même patient, ou pour une normalisation spatiale afin de comparer dans un même repère anatomique des examens réalisés sur un groupe de patients. Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n

3 La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle. De nombreuses solutions permettent selon les cas d obtenir la relation géométrique entre deux volumes. Maintz et Viergever [2] ont établi une classification de ces méthodes de recalage que nous présentons sous forme de tableau récapitulatif (Tableau I). 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 716 Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n 11

4 M. Vermandel, N. Betrouni, E. Guedj, O. Mundler Fusion Dès 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 R TDM à la figure 1). Cependant, les volumes n ayant pas nécessairement le même format (taille de la matrice, taille du pixel, champ de vue ) un reformatage des données TEP doit être appliqué pour que les deux volumes soient superposables. Ce reformatage est réalisé grâce à des algorithmes MPR (Multi Planar Reformatting) (Figure 2). Lorsque les images sont superposables, plusieurs solutions de représentation 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 sousensembles flous sont appliqués afin de visualiser certaines structures en fonction d un degré d appartenance (exemple : la combinaison de l information 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 L utilisation conjointe de la modalité TEP et TDM est de plus en plus associée aux bilans pré-thérapeutiques et à la planification en radiothérapie, notamment conformationnelle et pour de nombreuses localisations [13, 14]. En effet, dans certains cas fusionner TEP et TDM améliore la délinéation de volumes tumoraux, diminuant la variabilité intra- et interobservateur [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 Quel 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 spatiale de la TEP reste faible devant celle de la TDM, - résolution temporelle : alors que les dernières générations de scanographe permettent d acquérir des "instantanés", 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 acquisition de deux volumes directement dans un même référentiel, à l aide d un système couplé TEP-TDM, les mouvements aléatoires et physiologiques 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 De manière générale, le recalage extrinsèque TEP-TDM respecte la stratégie 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 contraste de ces marqueurs. Précisons que le calcul du barycentre des marqueurs, 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 correspondance les marqueurs c est-à-dire les appareiller un à un. Ici aussi, l opération peut être soit réalisé manuellement par identification de l utilisateur, soit automatique en utilisant un algorithme spécifique comme l ICP (Iterative Closest Point) [18]. Une fois que chaque marqueur TEP est associé à un marqueur TDM, le calcul de la matrice de recalage peut être réalisé 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. Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n

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 Registration and a frame fusion like between dosimetric CT and PET images computed with the software ARTIVIEW from AQUILAB 718 Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n 11

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 Les stratégies de recalage n utilisant que le contenu anatomo-fonctionnel des images appliquent le plus souvent le schéma présenté Figure 6. La première étape est d adapter la résolution 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 données 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 transformation. 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 satisfaisant, 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 minimisation ou maximisation de fonction qui peut être réalisée à l aide d algorithmes d optimisation (recuit simulé, 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 (V TEP ) et H (V TDM ) sont respectivement l entropie du volume TEP et TDM et H (V TEP, V TDM ) est l entropie jointe. Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n

7 La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle. - Figure 6 - Stratégie de recalage intrinsèque de volumes TEP et TDM Scheme of intrinsic registration between PET and CT (a) (b) 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) 720 Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n 11

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 robustesse de l information mutuelle l information mutuelle normalisée introduite par Studholme et al [22], peut être appliquée. L information mutuelle normalisée est décrite par : où IMN est l information mutuelle normalisée. Notons, enfin, que l utilisation de l information mutuelle permet de s affranchir 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 recherche de la meilleure transformation. La Figure 7 présente un cas de recalage et de fusion issu d une planification en radiothérapie. Les images TEP sont acquises en conditions standard tandis que l examen TDM est réalisé dans le cadre de la planification dosimétrique, le patient est donc en position de traitement (table similaire à celle de l accélérateur linéaire, bras derrière la tête). Dans ce cas, il est nécessaire de déterminer une matrice de transformation valable localement. Le logiciel doit permettre de corriger interactivement la transformation puisque la transformation optimale ne permet pas nécessairement au praticien de fusionner correctement les zones d intérêts. Le logiciel ARTIVIEW utilisé pour cette illustration permet de réaliser cette correction et ainsi de contourer les images TDM dans les limites de validité du recalage. EXEMPLES CLINIQUES DE RECALAGE ET FUSION D IMAGES Problèmes des déformations Le recalage rigide ne permet pas de s affranchir des problèmes liés à la déformation des organes (battement cardiaque, respiration, différents niveaux de remplissage de la vessie entre deux examens ). Les mouvements réguliers, comme la respiration ou les battements du cœur, peuvent être pris en compte en utilisant des solutions technologiques d asservissement ou "gating" [23, 24, 25]. Par contre les déformations aléatoires nécessitent l utilisation d algorithmes de recalage dits élastiques (flot optique [26], spline de plaques minces [27] ) Beaucoup plus complexe à mettre en œuvre et pour lesquels une validation quantitative reste difficile à réaliser. Problèmes du positionnement du patient La fusion multimodale impose certaines précautions quant au positionnement du patient lors des acquisitions sur les différents imageurs. En effet, même si sans contention particulière (masque thermoformé, matelas 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 jambes, cubitus ou décubitus, table identique ) afin de minimiser les déformations d une part et de faciliter la Recalage d images analogiques Il s agit très certainement du plus ancien recalage d image dont on dispose en médecine nucléaire. Dans le cas d une acquisition double-tête simultanée, la superposition de deux films radiologiques sur un négatoscope pourra permettre de retrouver, par exemple en face postérieure, une anomalie retrouvée sur une scintigraphie osseuse en face antérieure, autorisant ainsi une localisation plus précise de cette anomalie de fixation (Figure 8). Cet "algorithme" va aussi permettre d éliminer une hyperfixation dite positionnelle, proximité plus importante d un des deux détecteurs de la pièce osseuse à l origine d une asymétrie 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 Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n

9 La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle. lésion comme surrénalienne grâce à la superposition d une imagerie 131 I- MIBG à une imagerie rénale au DMSA. Dans l imagerie de superpositions, on peut aussi superposer a. deux images de deux examens successifs, en particulier scintigraphie osseuse, afin de visualiser l évolution de lésions métastatiques. Imagerie hybride TEP-TDM Il s agit là de la plus grande avancée qui a été faite ces dernières années permettant la combinaison d une imagerie morphologique et anatomique à une imagerie métabolique. Mais il peut exister un décalage d acquisition. En effet, même si le patient reste sur la même table pendant toute la durée de l examen, il ne s agit en aucun cas d une acquisition simultanée ; d abord acquisition tomodensitométrique, qui prendra 20 à 25 sec, et pour laquelle les mouvements du patient seront minimes, puis acquisition scintigraphique qui prendra 20 à 25 min, le patient ayant tout loisir de bouger et bien évidemment de respirer. (Figure 11) b. DISCUSSION - 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 Le principal problème que pose aujourd hui la fusion d image découle du recalage de deux acquisitions successives et non simultanées. Si ceci ne présente pas d inconvénient majeur pour les organes "statiques", 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 respiratoires et du patient lui-même. Recalage semi-automatique TDM-imagerie scintigraphique Recalage semi-automatique d imagerie tomodensitométrie et d imagerie 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 sur un autre équipement (Figure 9). Ceci devrait pouvoir maintenant être effectué en un seul temps grâce au développement de tomographe monophotonique couplé à un TDM. (TEMP-TDM). Des logiciels appliqués à l exploration cérébrale permettent par ailleurs de réaliser la normalisation spatiale d une imagerie cérébrale fonctionnelle (perfusion, métabolisme, neuroreception) à des atlas d imageries anatomiques IRM, pour l étude statistique de groupes de patients. (Figure 10). 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 anomalie morphologique correspond-il, ou non, une lésion hypermétabolique ou non? à telle image anatomique normale correspond-il un fonctionnement, un métabolisme ou une perfusion normaux ou anormaux, - thérapeutique : précision sur une lésion et son extension locale, régionale à distance, avant une intervention chirurgicale ou radiothérapie, 722 Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n 11

10 M. Vermandel, N. Betrouni, E. Guedj, O. Mundler Figure 9 - Exemple de recalage d images et fusion après acquisitions séparées d'images : a. scintigraphique d une tumeur endocrine pancréatique (Octréoscan ) b. tomodensitométrique c. anatomique sur l image scintigraphique d. scintigraphique sur l image anatomique a. b. 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 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 troubles 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. Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n

11 La fusion des images en Médecine Nucléaire. Situation actuelle. - à la surveillance, en particulier lorsqu il reste des masses morphologiquement détectables, mais dont on ne connaît pas l évolutivité. Qu engendrent les décalages d images? - une localisation aberrante d un foyer d hyperfixation. Comme nous l avons vu, il peut s agir d une localisation anatomique inadéquate d une hyperfixation faisant penser de manière abusive à un foyer parenchymateux, péritonéal conduisant 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 lésion maligne sur un organe concentrant normalement le traceur ; par exemple tumeur recto-sigmoïdienne et vessie, - du fait des mouvements respiratoires diaphragmatiques une mauvaise évaluation des bases pulmonaires en particulier pour les petites lésions juxta centimétriques. Quelles solutions? - Immédiate : o connaître les risques décrits ci-dessus, et en tenir compte pour les interprétations de ces examens dont on sait que les résultats vont très souvent 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 démontré. - A plus long terme : o améliorer la sensibilité du détecteur et de l électronique accolée, pour avoir un temps d acquisition scintigraphique plus court et idéalement simultané à celui de la TDM, o développer de nouveaux logiciels de recalage o coupler l imagerie moléculaire à une autre imagerie anatomique, ultrasons, IRM. En effet, la difficulté principale d une détection scintigraphique et TDM simultanée est essentiellement due à l énorme différence (plusieurs ordres de grandeurs) entre le nombre d événements liés à l émission des photons gammas et le nombre d'événements liés aux photons X. Ce d autant que les TDM sont toujours plus rapides et donc producteurs de rayons X et irradiants. Ceci est-il d ailleurs justifié? cela devrait rapidement faire l objet d une réflexion. CONCLUSION L avènement des caméras TEP couplées à la TDM est à l origine d un progrès majeur en médecine nucléaire. Il a permis à l'imagerie moléculaire d avoir le complément indispensable qu est l imagerie anatomique et morphologique. Des problèmes de simultanéité d acquisition persistent en particulier ; les reconnaître doit permettre de s en affranchir 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 724 Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n 11

12 M. Vermandel, N. Betrouni, E. Guedj, O. Mundler RÉFÉRENCES 1. Jannin P, Grova C, Gibaud B. Fusion de données en imagerie médicale : revue méthodologique basée sur le contexte clinique. ITBM- RBM 2001; 22(4): Antoine Maintz JB. Viergever Max A. A survey of medical image registration: Medical Image Analysis 1998; 2(1): Van Herk M, Kooy HM. Automatic three-dimensional correlation of CT-CT, CT-MRI and CT-SPECT using chamfer matching. Med. Phys. 1994; 21: Maes F, Collignon A, Vandermeulen D, Marchal G, Suetens P. Multimodality image registration by maximization of mutual information. Mathematical Methods in Biomedical Image Analysis 1996; IEEE computer Society Press, Wells III WM, Viola P, Atsumi H, Nakajima S, Kikinis R. Multimodal volume registration by maximization of mutual information. Med. Image Anal ; 1: Prigent-Le Jeune F, Coste E, Rousseau J, Lecouffe P, Marchandise X, Steinling M. Recalage d images multi-modalités à partir de repères anatomiques internes : application aux images d IRM et de tomoscintigraphie au 99mTc-MIBI dans le suivi des tumeurs cérébrales. ITBM-RBM 1999;20(6): Wahl RL, Quint LE, Cieslak RD, Aisen A, Koeppe RA, Meyer CR. Anameta-bolic tumor imaging: fusion of FDG PET with CT or MRI to localize foci of increased activity. J. Nucl. Med. 1993;34: Vermandel M, Betrouni N, Palos G, Gauvrit JY, Vasseur C, Rousseau J. Registration, matching and data fusion in 2D/3D Medical Imaging: application to DSA and MRA. Lect. Notes In Comp Sc 2003;2878: Eberl S, Kannon I, Fulton RR, Ryan A, Hutton BF, Fulham MJ. Automated interstudy image registration technique for SPECT and PET. J. Nucl. Med. 1996; 37: 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: Barra V, Boire JY. A general framework for the fusion of anatomical and functional medical images. NeuroImage 2001;13: Heron DE, Smith RP, Andrade RS. Advances in image-guided radiation therapy: the role of PET-CT. Medical Dosimetry 2006; 31(1): Boisserie G. Apport du recalage etou de la fusion d images à la radiothérapie. Cancer Radiothérapie 2005;9 : 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 46 th annual meeting of the ASTRO 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): 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 ; 51(7): Besl PJ, Mckay ND. A Method for Registration of 3-D Shapes. IEEE Trans on Pattern Analysis and Matching Intelligence 1992;14(2): Firle EA, Wesarg S, Dold C. Fast CT/ PET registration based on partial volume matching. International Congress Series 2004;1268 : Collignon A, Vandermeulen D, Suetens P, Marchal G. 3D multimodality medical image registration using space clustering. Lect. Notes in Comp. Sc. 1995,905: Viola P, Wells W. Alignment by maximization of Mutual Information. International Journal of Computer Vision 1997;24(2): Studholme C, Hill D, Hawkes D. An overlap invariant entropy measure of 3d medical image alignment. Pattern Recognition 1999;32(1) : 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): Dawood M, Lang N, Jiang X, Schafers KP. Lung motion correction on respiratory gated 3-D PET/ CT images. IEEE Trans Med Imaging 2006 ;25(4): Jiang SB. Technical aspects of imageguided respiration-gated radiation therapy. Medical Dosimetry 2006 ; 31(2): Barron JL, Fleet DJ, Beauchemin SS. Performance of optical flow techniques. The International Journal of Computer 1994;12(1): Bookstein F. Principal warps: Thinplate splines and the decomposition of deformations. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Matching Intelligence 1989;11(6); Médecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique vol.30 - n