Brevet FR2989785A1 — publié le 20131025

PROCÉDÉ DE CARACTÉRISATION D'UN SYSTÈME DE TEP, PROCÉDÉ D'ACQUISITION, PROCÉDÉ DE RECONSTRUCTION D'IMAGE, DISPOSITIF ET SYSTÈME DE TEP METTANT EN OEUVRE UN TEL PROCÉDÉ Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine de l'imagerie fonctionnelle radio-isotopique et, plus particulièrement, l'imagerie bi-photonique appelée tomographie par émission de positons 10 ou TEP. L'invention se rapporte à un procédé de caractérisation d'un système de TEP, ainsi qu'à un procédé d'acquisition de données par un système de TEP et à un système de reconstruction d'image en trois dimensions avec un système de TEP mettant en oeuvre un tel procédé de 15 caractérisation. L'invention se rapporte également à un dispositif programmable et à un système de TEP mettant en oeuvre l'un des procédés précités. Art antérieur 20 L'imagerie fonctionnelle radio-isotopique est une imagerie nucléaire qui, dans son principe, consiste à administrer un traceur contenant des molécules marquées par un isotope radioactif afin de suivre, par détection externe, le fonctionnement normal ou pathologique d'un organe donné. 25 Dans le cadre de la TEP, le traceur est injecté à un patient par voie intraveineuse et va se fixer sur les cellules des tissus de l'organe concerné pour émettre des positons. Une fois émis, le positon interagit avec un électron du tissu dans lequel il se trouve, suivant une réaction d'annihilation au cours de laquelle les masses du positon et de l'électron se transforment en deux photons gamma, ou photons d'annihilation, dotés d'un niveau 30 d'énergie défini, à savoir 511 KeV. Ces photons gamma sont émis simultanément, sensiblement colinéairement et suivant des directions opposées. Ces caractéristiques de l'émission des photons gamma sont exploitées pour obtenir des images tridimensionnelles du métabolisme de l'organe. En particulier, la détection des photons gamma est assurée par des capteurs judicieusement disposés, composés chacun d'au moins un cristal scintillateur 35 qui interagit avec les photons gamma pour en convertir l'énergie photonique en une énergie lumineuse, et d'un ou plusieurs photo-détecteurs adaptés pour détecter des quantités d'énergie lumineuse et générer des signaux électriques correspondant. La détection de deux photons gamma par des interactions coïncidentes se produisant dans deux capteurs disposés de manière sensiblement opposée, en même temps ou dans un laps de temps suffisamment court pour être considérés comme se produisant en même temps, permet de définir une direction d'émission, appelée ligne de réponse ou LOR (pour «Line Of Response »), des photons gamma. Cette LOR contient une position de la source de positons où s'est produite l'annihilation. Les photo-détecteurs sont reliés à une unité de traitement électronique des signaux électriques et de reconstruction tomographique qui, à partir de l'ensemble des LOR acquises, estime une distribution tridimensionnelle du radio-traceur dans l'organe à étudier et réalise les images tridimensionnelles. L'invention s'applique notamment à la reconstruction tomographique et à la détermination de la distribution tridimensionnelle estimée à partir d'acquisitions obtenues par tomographie par émission de positons. En particulier, des procédés de reconstruction connus, mettant notamment en oeuvre des méthodes itératives, utilisent une matrice de réponse caractérisant l'appareil pour améliorer la qualité de la reconstruction. Un champ de vision du système de TEP délimité par les capteurs est décomposé en éléments de volume et le système de TEP est modélisé par un ensemble de tubes de détection ou TORs (pour « Tubes Of Response »). La matrice de réponse associe, à chaque paire formée par un élément de volume et un tube de détection, une probabilité qu'une émission dans l'élément de volume soit détectée dans le tube de détection. Plus généralement, les procédés de caractérisation d'un système de TEP comprennent une étape préalable de calcul de données de caractérisation individuelles de chacun des tubes de détection. Problème technique La matrice de réponse et les données de caractérisation de chacun des tubes de détection, si elles sont calculées et stockées de façon naïve, impliquent des temps de calcul, une taille de stockage et des temps de lecture qui rendent difficile et coûteuse leur utilisation. L'invention vise à résoudre les problèmes évoqués ci-dessus. 35 Brève description de l'invention À cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de caractérisation d'un système de tomographie par émission de positons (TEP), ledit système de TEP comprenant une chambre de détection polygonale autour d'un axe, ladite chambre de détection comportant une pluralité de capteurs qui délimitent un champ de vision et qui sont adaptés pour détecter une énergie lumineuse issue d'une interaction avec un photon gamma, ledit procédé de caractérisation prévoyant : - une décomposition du champ de vision en éléments de volume, - une décomposition de chaque capteur en au moins un élément de détection, - une construction d'un ensemble de tubes de détection, chaque tube de détection s'étendant dans le champ de vision entre deux éléments de détection respectivement de deux capteurs distincts, le procédé de caractérisation prévoyant, en outre, une association de chaque tube de détection à un tube de détection noyau d'un ensemble de tubes de détection noyaux, et à une transformation noyau d'un ensemble de transformations noyaux, ladite transformation noyau étant telle que chaque tube de détection est l'image d'un tube de détection noyau par application de la transformation noyau. Ainsi, l'invention permet de regrouper plusieurs tubes de détection et d'associer ces tubes de détection regroupés à un tube de détection noyau. L'invention permet alors de réaliser une identification et une caractérisation d'un sous-ensemble de tubes de détection composé uniquement des tubes de détection noyaux et représentatif de tous les tubes de détection. Ces dispositions permettent de réduire le calcul, le stockage et les temps de lecture des données de caractérisation et, le cas échéant, de la matrice de réponse caractérisant un système de TEP. La caractérisation de l'ensemble des tubes par un noyau et les transformations noyaux associées obtenue par l'invention permettent notamment de préserver les propriétés suivantes : - un stockage et un accès direct dans la réponse par indexation (utilisés pour la construction de la réponse par simulation et pour la reconstruction), - la fusion de réponses par simples parcours linéaires simultanés des réponses à fusionner (utilisé notamment quand la réponse est calculée par simulation sur un réseau d'unités de calcul), - la reconstruction par simples parcours linéaires simultanés de la réponse et de l'acquisition (grâce à l'organisation de l'acquisition en mode « projection » ou en mode « liste » sous une séquence compatible avec la réponse). En particulier, l'association de chaque tube de détection à un tube de détection noyau et à une transformation noyau peut comprendre, pour chaque tube de détection : - une sélection d'un élément de détection source parmi les deux éléments de détection du tube de détection, - un calcul de la transformation noyau qui amène un élément de détection de référence sur l'élément de détection source, le tube de détection s'étendant depuis l'élément de détection de référence étant le tube de détection noyau. En outre, la caractérisation de l'ensemble des tubes par un noyau et les transformations noyaux associées obtenue par l'invention permet l'identification d'un tube de détection noyau et de la transformation noyau correspondante pour un tube de détection donné « à la volée » sans construire de table de correspondance. Dans un mode de réalisation, la chambre de détection peut présenter une pluralité de symétries par rapport à des plans de symétrie axiaux comprenant son axe, ledit procédé de caractérisation pouvant prévoir, en outre, une décomposition du champ de vision en secteurs identiques adjacents, chacun des secteurs ayant une forme prismatique de section triangulaire, ladite section triangulaire ayant un sommet qui s'étend selon l'axe de la chambre de détection et une base qui est placée en regard d'au moins l'un des capteurs, deux secteurs adjacents étant séparés l'un de l'autre par l'un des plans de symétrie de la chambre de détection, la transformation noyau associée à chaque tube de détection noyau étant l'identité, la transformation noyau associée à chaque tube de détection différent d'un tube de détection noyau comprenant au moins une symétrie par rapport à l'un des plans de symétrie de la chambre de détection. Selon des dispositions particulières, l'invention permet d'utiliser une décomposition du champ de vision en éléments de volume telle que toutes les symétries physiques d'un système de TEP polygonal, ou certaines de ces symétries physiques choisies parmi l'ensemble des symétries physiques possibles, soient utilisables. Cette décomposition peut fournir, pour tout système de TEP polygonal : - un secteur du champ de vision à étudier ainsi que sa décomposition en éléments de volume, - un ensemble de tubes de détection noyau qui, par transformation noyau, permet d'obtenir : - tous les autres tubes de détection du système de TEP, - une énumération de cet ensemble, - une fonction qui identifie le tube de détection noyau d'un tube de détection quelconque du système de TEP, - une fonction qui, étant donné un tube de détection, fournit les opérations à utiliser : - pour passer du tube de détection à son tube de détection noyau, - pour passer du tube de détection noyau au tube de détection. L'association de chaque tube de détection à un tube de détection noyau et à une transformation noyau peut comprendre : - une identification des tubes de détection symétriques les uns des autres par au moins l'une des symétries par rapport à l'un des plans de symétrie, - un choix de l'un des tubes de détection symétriques comme tube de détection noyau. Le procédé de caractérisation peut prévoir, en outre, un choix d'un secteur de référence et une association de chaque élément de volume du champ de vision à un élément de volume de référence dans le secteur de référence, et à une transformation de caractérisation, ladite transformation de caractérisation étant telle que ledit élément de volume de référence est l'image dudit élément de volume par application de la transformation de caractérisation. Le procédé de caractérisation peut prévoir, en outre, une caractérisation de chacun des tubes de détection noyaux, ladite caractérisation de l'un des tubes de détection noyaux comprenant une application des transformations de caractérisation à chacun des éléments de volume compris dans ledit tube de détection noyau, ledit tube de détection noyau étant décomposé en fragments de référence composés d'éléments de volume de référence dans le secteur de référence, chaque fragment de référence étant l'image d'un fragment dans l'un des secteurs par application de la transformation de caractérisation associée aux éléments de volume dudit fragment. Le procédé de caractérisation peut prévoir en outre une construction d'une matrice de réponse réduite du système de TEP qui associe une valeur à chaque paire formée par un 30 élément de volume de référence et un tube de détection noyau. Chaque capteur peut comprendre une barrette de forme rectangulaire composée d'une pluralité de cristaux scintillateurs, la décomposition du champ de vision comprenant une définition des secteurs telle qu'un secteur correspond à une moitié de barrette. 35 Selon un deuxième aspect, l'invention propose un procédé d'acquisition de données par un système TEP mettant en oeuvre le procédé de caractérisation défini précédemment, ledit procédé d'acquisition prévoyant : - une identification d'un tube de détection à partir de deux interactions coïncidentes de deux photons gamma respectivement avec deux éléments de détection de deux capteurs distincts, - une association du tube de détection à un tube de détection noyau et à une transformation noyau, le tube de détection étant l'image du tube de détection noyau par application de la transformation noyau, - une mémorisation de données associées aux interactions coïncidentes à un emplacement relié au tube de détection noyau et à la transformation noyau. Ce procédé d'acquisition peut être étendu pour exploiter d'autres informations complémentaires comme, par exemple, en ajoutant un index temporel pour permettre la reconstruction dynamique. Selon un troisième aspect, l'invention propose un procédé de reconstruction d'une image en trois dimensions avec un système de TEP, ledit procédé de reconstruction prévoyant : - une mise en oeuvre du procédé d'acquisition défini précédemment, - une reconstruction d'une réponse d'un tube de détection noyau en chargeant les données des emplacements reliés au tube de détection noyau pour les différentes transformations noyaux, - une application de la réponse du tube de détection noyau aux tubes de détection associés au tube de détection noyau par les transformations noyaux. Selon un quatrième aspect, l'invention propose un dispositif programmable pour mettre en oeuvre au moins l'un des procédés choisi parmi le procédé de caractérisation, le procédé d'acquisition et le procédé de reconstruction définis précédemment. Selon un cinquième aspect, l'invention propose un système de tomographie par émission de positons (TEP) comprenant : - une chambre de détection polygonale autour d'un axe, ladite chambre de détection comportant une pluralité de capteurs qui délimitent un champ de vision et qui sont adaptés pour détecter une énergie lumineuse issue d'une interaction avec un photon gamma, - une unité de traitement électronique adaptée pour mettre en oeuvre au moins l'un des procédés choisi parmi le procédé de caractérisation, le procédé d'acquisition et le procédé de reconstruction définis précédemment. Dans un mode de réalisation, la chambre de détection peut présenter une pluralité de symétries par rapport à des plans de symétrie axiaux comprenant son axe. En particulier, chaque capteur peut comprendre une barrette de forme rectangulaire composée d'une pluralité de cristaux scintillateurs. Description de l'invention Description des figures D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de l'invention donné à titre d'exemple non-limitatif, la description étant faite en relation avec les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un système de tomographie par émission de positons (TEP) mettant en oeuvre un procédé de caractérisation du système de TEP selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé de caractérisation prévoyant de construire des tubes de détection entre deux éléments de détection de deux capteurs distincts et d'associer chacun des tubes de détection à un tube de détection noyau et à une transformation noyau qui amène le tube de détection noyau au tube de détection, - la figure 2 est une représentation schématique en coupe transversale d'une chambre de détection du système de TEP comprenant des capteurs délimitant un champ de vision, illustrant une décomposition des capteurs en éléments de détection et une décomposition du champ de vision en éléments de volume, ainsi que la construction de l'un des tubes de détection, le tube de détection contenant une ligne de réponse entre deux interactions coïncidentes détectées au niveau des éléments de détection correspondant lors d'une acquisition par le système de TEP, - la figure 3 est une représentation analogue à celle de la figure 2, illustrant une décomposition du champ de vision en secteurs identiques adjacents, symétriques les uns des autres par rapport à des plans de symétrie de la chambre de détection, - la figure 4 est une représentation agrandie d'une partie de la figure 3, illustrant un mode de réalisation de la décomposition en éléments de volume de l'un des secteurs choisi comme secteur de référence, - la figure 5 est une représentation analogue à celle de la figure 2, illustrant un ensemble de tubes de détection symétriques d'un tube de détection noyau par des transformations noyaux comprenant une ou plusieurs symétries par rapport aux plans de symétrie, - la figure 6 est une représentation agrandie d'une partie de la figure 5, illustrant une caractérisation du tube de détection noyau, le tube de détection noyau étant décomposé en fragments de référence dans le secteur de référence par l'intermédiaire de transformations de caractérisation associant chaque élément de volume du champ de vision à un élément de volume de référence dans le secteur de référence, - la figure 7 est une représentation analogue à celle de la figure 2, illustrant une reconstruction d'un tube de détection à partir des fragments du tube de détection noyau et de la transformation noyau, - la figure 8 est un diagramme représentant les étapes d'un procédé d'acquisition de données par le système de TEP de la figure 1, le procédé d'acquisition mettant en oeuvre le procédé de caractérisation, - les figures 9 et 10 sont des diagrammes représentant les étapes d'un procédé de reconstruction d'image en trois dimensions avec le système de TEP de la figure 1, le procédé de reconstruction mettant en oeuvre le procédé d'acquisition de la figure 8. Description détaillée d'un mode de réalisation La figure 1 représente un système de tomographie par émission de positons (TEP) 1, ci-après système de TEP. La TEP est utilisée notamment dans le domaine médical pour pouvoir déceler des maladies qui ne provoquent des changements dans la structure anatomique de l'organisme d'un être vivant qu'à un stade avancé de la maladie. À la différence d'autres modalités de l'imagerie médicale telles que l'imagerie par résonance magnétique (IRM) ou la tomodensitométrie (CT), la TEP, qui utilise l'émission de positons comme décroissance radioactive, permet de mesurer des activités du métabolisme à l'intérieur de l'organisme. La TEP met en oeuvre un traceur radioactif 2 qui est administré au patient à examiner. Le système de TEP 1 comprend alors une chambre de détection 5 adaptée pour détecter le traceur 2 et une unité de traitement 10 électronique. Le traceur 2 comprend généralement un isotope radioactif et une molécule active. Le traceur 2 est, par exemple, un composant proche du glucose, connu sous le nom de fluor 18-fluorodésoxyglucose (18F-FDG), qui est consommé en quantité notamment par les cellules cancéreuses ou par les cellules du cerveau où il peut s'accumuler. Le traceur 2 est injecté dans le corps, par exemple le corps d'un patient 3, à examiner. Après une durée suffisante pour laisser le traceur 2 s'accumuler dans certains tissus, le patient 3 est placé dans la chambre de détection 5. La décroissance radioactive du traceur 2 conduit à l'émission d'un positon et Le positon 6' interagit avec un électron e dans les tissus dans lequel le traceur 2 se trouve dans une réaction d'annihilation qui produit deux photons gamma y, sensiblement colinéaires (même direction, sens opposés), à 511 KeV. Les photons gamma y traversent les tissus et sortent du corps du patient 3. La chambre de détection 5 comprend plusieurs capteurs 6 disposés autour d'un axe A et délimitant un champ de vision. Dans le mode de réalisation représenté, la chambre de détection 5 est cylindrique de section polygonale autour de l'axe A. Une telle chambre de détection 5 présente une pluralité de symétries par rapport à des plans de symétrie axiaux comprenant son axe A. Sur les figures, huit capteurs 6 sont disposés de manière à définir un octogone. L'invention n'est toutefois pas limitée à une telle chambre de détection 5. En particulier, le nombre et l'agencement des capteurs 6 pourraient être différents. Dans le mode de réalisation représenté, chaque capteur 6 se présente sous la forme d'une barrette 7 de forme rectangulaire composée d'une pluralité de cristaux scintillateurs. Chaque cristal scintillateur forme un barreau s'étendant selon un axe central entre des première et deuxième extrémités opposées. Le cristal scintillateur est, par exemple, de forme parallélépipédique, de section transversale carrée ou rectangulaire, et présente une longueur entre des première et deuxième surfaces d'extrémité perpendiculaires à l'axe central respectivement à ses première et deuxième extrémités. Dans la barrette 7, les cristaux scintillateurs sont alignés, parallèlement les uns aux autres selon des première Y et deuxième Z directions transversales perpendiculaires entre elles et perpendiculaire à une direction longitudinale X selon laquelle s'étend l'axe A de la chambre de détection 5. Dans la chambre de détection 5, les barrettes sont disposées de telle manière que les axes des cristaux scintillateurs soient parallèles à la direction longitudinale X et à l'axe de la chambre de détection 5. Chacun des cristaux scintillateurs est réalisé en un matériau adapté pour interagir avec les photons gamma y principalement selon deux types d'interaction : une interaction de type Compton, dans laquelle les photons gamma y perdent une partie de leur énergie et changent de direction, et une interaction de type photoélectrique, dans laquelle le cristal scintillateur absorbe la totalité de l'énergie des photons gamma y. Lors de ces deux types d'interaction, le cristal scintillateur émet des photons de moindre énergie, notamment des photons lumineux, c'est-à-dire des photons de la lumière visible, dont le nombre est sensiblement proportionnel à l'énergie déposée par le photon gamma y dans le cristal scintillateur. Le cristal scintillateur est, par exemple, un barreau de LYSO (monocristal Lu2(1_,s_y)Y2,Si05 : Cey). Les faces latérales du cristal scintillateur peuvent présenter tout type de traitement influant sur la propagation des photons lumineux pour en améliorer la détection. Dans le mode de réalisation représenté, le capteur 6 est de type axial et comprend plusieurs premiers photo-détecteurs 8 associés aux premières extrémités des cristaux scintillateurs, sur la surface d'extrémité, et plusieurs deuxièmes photo-détecteurs 8 associés aux deuxièmes extrémités des cristaux scintillateurs, sur la surface d'extrémité. Les premiers et deuxièmes photo-détecteurs 8 connectés à l'unité de traitement 10 sont, de préférence, des photo-détecteurs 8 analogiques de type SiPM, PMT, APD ou autres qui détectent l'énergie lumineuse produite par les photons lumineux et se propageant dans les cristaux scintillateurs jusqu'aux premières et deuxièmes extrémités, respectivement. En particulier, les premiers et deuxièmes photo-détecteurs 8 détectent respectivement des premières quantités d'énergie lumineuse aux premières extrémités des cristaux scintillateurs et des deuxièmes quantités d'énergie lumineuse aux deuxièmes extrémités des cristaux scintillateurs. Les premiers et deuxièmes photo-détecteurs 8 génèrent alors des signaux électriques, par exemple impulsionnels, correspondant aux premières et deuxièmes quantités d'énergie lumineuse. Bien que décrite en relation avec un capteur 6 de type axial sous forme de barrette, l'invention n'y est toutefois pas limitée et s'applique à tout type de capteur, notamment un capteur de type radial ou tangentiel. Ainsi, le nombre, la forme et l'agencement des cristaux scintillateurs, l'agencement et le nombre des photo-détecteurs 8 pourraient être différents de ceux décrits en relation avec le présent mode de réalisation. En particulier, chaque capteur 6 pourrait ne comprendre qu'un cristal scintillateur et un ou plusieurs photo-détecteurs 8. L'invention s'applique également à des architectures virtuelles où chaque capteur 6 est décomposé en un ensemble virtuel de cristaux scintillateurs selon les trois axes radial, tangentiel et axial. L'invention s'applique également à des systèmes TEP dit « multi-anneaux » contenant une pluralité de chambres de détection 5 disposées le long de l'axe A. Avec des capteurs 6 disposés autour du patient 3 à examiner, les deux photons gamma y d'une même annihilation peuvent être détectés par des interactions coïncidentes se produisant dans deux capteurs 6 disposés de manière sensiblement opposée, en même temps ou dans un laps de temps suffisamment court pour être considérés comme se produisant en même temps. L'annihilation produisant les photons gamma y est située sur une ligne de réponse (LOR) reliant deux points d'interactions coïncidentes. Lorsque suffisamment d'interactions coïncidentes ont été relevées, une reconstruction d'image tomographique peut commencer. Les interactions coïncidentes sont notamment séparées en des lignes de réponse qui sont utilisées pour réaliser la reconstruction d'image tomographique en trois dimensions. Selon l'invention, notamment en vue de permettre la construction d'une matrice de réponse réduite simplifiant et accélérant la reconstruction d'image tomographique, l'unité de traitement 10 est adaptée pour mettre en oeuvre un procédé de caractérisation du système de TEP. Pour ce faire, comme représenté sur la figure 2, les barrettes 7 sont décomposées (virtuellement ou physiquement) en un ou plusieurs éléments de détection dans les 3 directions. Nous appellerons ces éléments de détection des crixels (contraction de cristal et voxel). Un crixel d'une barrette 7 est identifié par un triplet d'entiers (i', iy, iz) avec ik le numéro du crixel le long de l'axe k. Ce triplet d'entiers peut être composé pour obtenir un numéro qui identifie un crixel dans une barrette 7. Un ensemble de tubes de détection, ou TOR (pour « tube of response »), est ensuite construit. Chaque TOR s'étend dans le champ de vision du système de TEP entre deux crixels de deux capteurs 6 distincts. Comme il apparaîtra de la suite de la description et comme représenté sur la figure 2, un TOR contient une ligne de réponse LOR entre deux interactions coïncidentes détectées au niveau des cristaux scintillateurs correspondants lors d'une acquisition par le système de TEP. L'ensemble des TOR du système de TEP est noté T. Le champ de vision du système de TEP est décomposé en un nombre pair de secteurs identiques adjacents. En particulier, le champ de vision peut être partitionné en 2n secteurs pour un système de TEP polygonal de n barrettes, chaque secteur pouvant être défini par l'une des moitiés de chaque barrette 7. Deux secteurs adjacents sont séparés l'un de l'autre par un plan frontière correspondant à l'un des plans de symétrie de la chambre de détection 5. La figure 3 illustre un exemple de partition dans lequel le champ de vision est décomposé en volumes symétriques de forme prismatique de section triangulaire. La section triangulaire a un sommet s'étendant le long de l'axe A de la chambre de détection 5 et une base placée en regard de l'une des moitiés de l'une des barrettes 7. L'un des secteurs, appelé secteur de référence So, est sélectionné arbitrairement. La partition choisie est avantageusement celle en secteurs les plus petits. La méthode s'applique, néanmoins, également pour d'autres secteurs plus grands, comme, par exemple, des secteurs contenant une barrette complète. La décomposition ainsi réalisée permet d'exploiter un nombre élevé de symétries dites par « rotation ». La transformation a exploitant ces symétries qui permet de passer du secteur de référence So à un secteur quelconque S' peut être définie de la manière suivante : - GO = id - Gn+1 = refin±i o G, avec - refl', la réflexion par rapport au plan frontière entre le secteur Sn_i et Sn avec n modulo le nombre de secteurs, - id, la fonction identité et - o, l'opérateur de composition. L'ensemble des transformations a possibles exploitant ces symétries est noté SI. Ces transformations a peuvent notamment être appliquées aux crixels, aux TORs, aux points discrets dans l'espace continu 3D et aux éléments de volume des secteurs. Cette définition, générique, s'applique quel que soit le nombre de barrettes du système de TEP et quel que soit le nombre pair de secteurs. Il est à noter que parmi les transformations exploitant les symétries, seules les transformations an avec n pair sont réellement des rotations. L'application des transformations exploitant ces symétries par « rotation » donne les transformations suivantes des crixels (en supposant le nombre de crixels en X pair et le nombre de crixels en Y impair) : - pour les a pairs, l'application de la symétrie a à un crixel est donnée par : (( Nb, +b+= mod 2) - pour les a impairs, l'application de la symétrie a à un crixel est donnée par : (( = Nbit -1-b+ + modNbit,i,,,Np,,,,y -1- iy,i, 2 ) avec b, le numéro de la barrette, (i', iy, i'), le crixel, Nbrt, le nombre de barrettes, Npix,y, le nombre de crixels sur l'axe Y d'une barrette. Les autres symétries habituelles (translation le long de l'axe X, miroir, etc.) peuvent être exploitées pour donner lieu à des transformations similaires. Par ailleurs, comme représenté sur les figures 2 et 4, le champ de vision de la chambre de détection 5 est décomposé en éléments de volume, ou voxels. L'ensemble des voxels est noté V. La décomposition en voxels est choisie pour être compatible avec la partition en secteurs définie précédemment, de telle manière que l'image d'un voxel par les symétries utilisées soit un voxel. Une décomposition possible, illustrée sur la figure 4, pour un secteur, et notamment pour le secteur de référence So, consiste à prendre les voxels délimités par un découpage en cubes du secteur So et les limites du secteur So, certains voxels étant des cubes tronqués. La décomposition en voxels peut être compatible avec des déplacements axiaux du système de TEP. En outre, une décomposition en voxels qui est invariante pour certaines rotations de l'appareil peut être choisie. Chaque voxel d'un secteur S' peut être replacé dans So par l'application d'une transformation de caractérisation Tc appropriée comprenant zéro, une ou plusieurs symétries par rapport à un plan de symétrie. Chaque voxel v peut ainsi être associé à un élément de volume de référence vo dans le secteur de référence So, et à la transformation de caractérisation telle que ledit élément de volume de référence vo est l'image de l'élément de volume v par application de la transformation de caractérisation. La transformation de caractérisation qui associe à tout voxel v la ou les symétries qui place ce voxel v dans le secteur de référence So est notée Tc : V -> SI ; elle associe à chaque voxel une transformation G. Les voxels peuvent ensuite être numérotés. De préférence, une numérotation des voxels adaptée pour les symétries par rotation est choisie à partir de la décomposition du secteur de référence So en voxels, les voxels des autres secteurs étant obtenus en appliquant les symétries par rotation pour n E [1, Nsect - 1] où Nsect est le nombre de secteurs. Par exemple, après avoir énuméré les voxels du secteur de référence So, le voxel v du secteur n du champ de vision a pour numéro n * Nv,0 + vo où vo est l'image dans le secteur de référence So par la transformation de caractérisation Tc du voxel v, et Nv,0 le nombre de voxels du secteur de référence So. Le procédé de caractérisation selon l'invention prévoit également une association de chaque tube de détection t à un tube de détection noyau tnoyau d'un ensemble de tubes de 25 détection noyaux, et à une transformation noyau Tn d'un ensemble de transformations noyaux. Comme représenté sur la figure 5, la transformation noyau appartenant à SI associée à un TOR t est telle que le TOR t est l'image du TOR noyau tnoyau associé au TOR t par 30 application de la transformation noyau Tn. Dans le mode de réalisation représenté, chacune des transformations noyaux a associées à des tubes de détection différents d'un tube de détection noyau est composée d'une ou plusieurs symétries par rapport aux plans frontières entre les secteurs (a id). Pour les tubes de détection noyaux, la transformation noyau a associée est l'identité. L'ensemble des TORs symétriques d'un TOR t, noté Mt], est alors 35 défini par Mt] ={ t' E T 13 Tn E SI. Tn(t) = t' }. Dans chacun des ensembles Mt], l'un des TOR symétriques est choisi pour former le TOR noyau. Tous les autres TOR symétriques t' de Mt] peuvent alors être reconstruits en appliquant la transformation noyau correspondante au TOR noyau tnoyau. Une possibilité pour sélectionner le TOR noyau est de choisir un ordre total sur les TOR du système de TEP et de sélectionner le TOR le plus petit pour cet ordre. Le calcul d'un TOR noyau tnoyau à partir d'un TOR t donné dépend des symétries utilisées (translation, miroir, ...). Les symétries à utiliser étant connues, une identification des TOR noyaux sans construire explicitement les ensembles de TOR associés modulo les transformations noyaux est possible en mettant en oeuvre la méthode suivante : - sélectionner un des crixels du TOR t, le crixel source en n'utilisant que des invariants pour les symétries utilisées, - calculer la transformation noyau Tn E cl qui envoie le crixel correspondant à ce crixel source du secteur de référence So vers ce crixel source, c'est-à-dire, dans le mode de réalisation représenté, du crixel correspondant dans la première moitié de l'une des barrettes 7 vers ce crixel source. Le TOR t est ainsi l'image d'un TOR noyau tnoyau par la transformation noyau Tn, ledit TOR noyau tnoyau étant donc identifié en appliquant l'inverse de la transformation noyau Tn au TOR t. Suivant l'architecture du système de TEP et les symétries utilisées, il est possible de ne pas être en mesure de discriminer entre les deux crixels d'un TOR parce qu'ils sont équivalents modulo l'application d'une ou plusieurs symétries. Dans ce cas-là, le choix du crixel source et le choix de la transformation noyau peuvent être fixés arbitrairement parmi ceux identifiés par la méthode précédente en respectant la propriété que la transformation noyau d'un TOR noyau doit être l'identité. L'ensemble des TOR noyaux obtenus avec la méthode ci-dessus en parcourant l'ensemble des TOR du système de TEP forme l'ensemble des TOR noyaux. Les TOR noyaux peuvent être numérotés en conjuguant les numéros des deux crixels joints. Par 30 exemple, soit Npix le nombre de crixels de détection du système de TEP, soit un TOR t, soit ippo et les deux numéros des crixels de détection du TOR t avec ippo R associant une valeur à chaque paire formée par un voxel v et un TOR t à partir d'une fonction réduite si cette fonction F respecte les symétries physiques du système de TEP, c'est-à-dire si la propriété F = F o G est vérifiée pour toute symétrie G. La valeur associée à chaque paire formée par un voxel v et un TOR t peut, par exemple, 10 être une valeur réelle comprise entre 0 et 1 qui correspond à une probabilité qu'une émission d'un photon gamma dans le voxel v soit détectée dans le TOR t ; la matrice de réponse d'un système TEP est une telle fonction F. Selon l'application, tout autre type de valeur peut toutefois être associée à chaque paire formée par un voxel v et un TOR t dans la matrice de réponse réduite. 15 D'après ce qui précède, pour chaque TOR, le calcul de la valeur de la matrice de réponse F pour chacun de ses voxels se réduit à calculer les valeurs de F pour les voxels de son TOR noyau et à procéder ensuite par recopie en utilisant les symétries de replacement, c'est-à-dire les transformations noyaux. 20 De plus, comme représenté sur la figure 7, toute paire (v, t) comprenant un voxel v et un TOR t possède un symétrique dans So : la paire (vo, t0) = (Tc[v](v), Tc[v](t)) avec vo le voxel de référence dans le secteur de référence So et t0 un tube de détection. La matrice de réponse peut alors encore être réduite aux seules valeurs des voxels du 25 secteur de référence So. Le procédé de caractérisation selon l'invention permet d'utiliser tout ou partie des symétries physiques existant en nombre dans un système de TEP polygonal tel qu'il a été décrit précédemment. En effet, comme indiqué précédemment un système de TEP 30 de n barrettes offre un nombre de symétries par rapport aux plans de symétrie de 2n. Par exemple, pour le système de TEP illustré de huit barrettes, il suffit de n'étudier ou de ne stocker que 1/16e du champ de vision si seules les symétries dites par rotation sont utilisées. Pour un système de TEP dit « cylindrique » composé, par exemple, de 480 capteurs contenant chacun un seul détecteur, il n'est nécessaire de n'étudier que 35 1/960e du champ de vision. La réduction peut encore être optimisée en combinant ces symétries par rotation avec d'autres transformations telles que les symétries miroirs perpendiculaires à l'axe X et les translations le long de l'axe X. En outre, le procédé de caractérisation selon l'invention, une fois l'architecture et les symétries à exploiter fixées, permet de connaître les transformations nécessaires à cette caractérisation « à la volée », c'est-à-dire il existe une séquence de tests simples qui permet de connaître les transformations utilisées pour une paire formée d'un voxel et d'un TOR en un temps négligeable ; il n'est pas besoin de les rechercher dans une table pré-calculée. Ainsi, pour caractériser complètement une fonction F : V x TOR -> R entre les voxels et les TOR qui respecte les symétries, comme une matrice de réponse, il suffit d'étudier les voxels du secteur de référence So. En effet, chaque TOR noyau est complètement défini par l'image de ses fragments dans le secteur de référence So. Ces calculs peuvent être effectués en parallèle sur des blocs de voxels. L'ordre prédéfini des TOR noyaux permet la fusion de chaque morceau de cette relation comme, par exemple, chaque morceau de réponses, par un simple parcours linéaire et simultané de chaque morceau à fusionner. Un tel procédé de caractérisation et la construction de la matrice de réponse réduite trouvent notamment des applications dans l'acquisition de données par le système de TEP et dans la reconstruction de volumes tridimensionnels à partir d'acquisition TEP 20 en imagerie nucléaire médicale. En particulier, il est possible de regrouper les TOR ayant le même TOR noyau et de les identifier uniquement par la transformation noyau avec le TOR noyau. L'avantage est de pouvoir construire une seule fois une caractérisation du TOR noyau (sensibilité, 25 coefficients d'interpolations, etc.) et de pouvoir ensuite l'appliquer immédiatement à tous les TOR symétriques du même ensemble par simple application de la transformation noyau. L'énumération des TOR noyaux permet d'utiliser un ordre prédéfini pour le stockage et le calcul des valeurs de la matrice de réponse F pour ces TOR noyaux. En outre, une partition de l'ensemble des TORs noyaux induit une 30 partition naturelle de la matrice de réponse avantageuse, par exemple, pour distribuer les calculs sur un réseau d'unités de calcul. Une acquisition est une succession dans le temps de coïncidences comprenant chacune deux interactions coïncidentes. La figure 8 décrit un procédé d'acquisition pour stocker 35 une coïncidence. Étant donné une coïncidence (le TOR détecté plus les données correspondantes comme le temps, les énergies, etc.), le procédé prévoit : - d'identifier le TOR par les deux crixels de détection qui le définissent, - d'identifier le TOR noyau et la transformation noyau associés, et - de stocker les données associées à la coïncidence dans une table S à l'index du numéro du TOR noyau et de la transformation noyau. Ce procédé d'acquisition peut être étendu pour exploiter des informations supplémentaires 5 comme, par exemple, un index temporel pour permettre la reconstruction dynamique. Pour une reconstruction de type « projection », les acquisitions sont compressées et la réponse est construite pour respecter l'ordre des TOR noyaux. Ainsi, les valeurs nécessaires à la reconstruction sont disponibles en parcourant séquentiellement et 10 simultanément la réponse et l'acquisition. La réponse d'un TOR noyau est reconstruite en mémoire en chargeant ses fragments. Cette réponse est ensuite appliquée directement à tous les symétriques de ce TOR noyau présents dans l'acquisition. La figure 9 décrit l'algorithme utilisé. La figure 10 décrit l'algorithme pour reconstruire les voxels du TOR noyau en utilisant les fragments symétriques. 15 L'invention n'est pas limitée aux décompositions et aux transformations décrites précédemment. Par exemple, une alternative « traitement centre » pourrait prévoir d'utiliser un traitement différent pour le cylindre au centre du champ de vision pour éviter les artefacts pouvant apparaître si la décomposition en voxels retenue donne des 20 voxels trop particuliers. D'autres décompositions et transformations pourraient être envisagées, notamment en vue de réduire encore la taille de la matrice de réponse. A cet égard, certains fragments de TOR noyau étant équivalents par symétrie à d'autres fragments du même TOR, cette symétrie peut être utilisée pour réduire le calcul et le stockage des TORs noyau. Par ailleurs, les symétries miroir (réflexion par rapport au 25 plan transverse au centre du système de TEP) peuvent être intégrées pour diviser par deux le secteur à étudier. En outre, les symétries par translation le long de l'axe A de chambre de détection peuvent être utilisées en complément pour réduire le nombre de TOR noyaux à étudier. 30 Les procédés décrits ci-dessus peuvent être mis en oeuvre par l'unité de traitement par l'intermédiaire de tout dispositif programmable approprié. A titre d'exemple non limitatif, un produit programme d'ordinateur comprenant les instructions correspondantes peut être enregistré sur un support, de toute nature appropriée, lisible par l'unité de traitement électronique. Sur la figure 1, par exemple, le produit programme d'ordinateur peut être 35 enregistré sur un disque dur, un CD, une clé USB ou autre relié à un ordinateur 11 connecté au système de TEP 1. Le procédé peut toutefois être mis en oeuvre sur un microprocesseur (y compris DSP) ou sur un FPGA. En relation avec la figure 2, des détails de l'application de la méthode décrite précédemment sont donnés pour une architecture particulière. Le terme éléments de détection est utilisé pour désigner les cristaux scintillateurs virtuels 5 qui composent une barrette. Un TOR est donc formé par deux éléments de détection. On se limite au cas où : - l'appareil ne contient qu'un seul anneau de capteurs, - le nombre de barrettes est pair, 10 - il y a un nombre pair d'éléments de détection en X' un nombre pair en Y, et un nombre arbitraire en Z1, La figure 2 décrit le repère X, xY, xZ, utilisé pour la barrette i. L'axe X, est parallèle à l'axe A de la chambre de détection ; l'axe Y, est tangentiel à la chambre de détection et 15 l'axe Z, est radial. Les symétries par translation le long de l'axe X, ne sont pas exploitées. On choisit comme secteur So un secteur correspondant à une 1/2 barrette. Notation 20 Les notations suivantes sont utilisées : N' le nombre d'éléments de détection d'une barrette le long de l'axe X' Ny le nombre d' éléments de détection d' une barrette le long de l' axe Y' Nz le nombre d'éléments de détection d'une barrette le long de l'axe Z1, 25 Nb le nombre de barrettes, Ns le nombre de secteurs. Un élément de détection est défini par le quadruplet (brt, x, y, z) avec brt le numéro de la barrette, et (x, y, z) les numéros des éléments de détection dans la barrette le long des axes 30 X' Y, et Z, avec x c [0, N'), y c [0, Ny) et z c [0, Nz). Les axes X' Y, et Z, pour une barrette i donnée sont définis dans la figure 2. Étant donné un élément de détection p, on notera respectivement n r-brt, Px, py et pz les valeurs de ses coordonnées. 35 Nous noterons 0 la fonction transformation noyau. Elle est composée de deux éléments = (refl, rot) : - l'entier rot c [0, Ns) désigne la symétrie par rotation définie ci-dessus - l'entier refl c {0, 1} définit la réflexion avec le plan perpendiculaire à l'axe X qui passe au centre de l'anneau. La valeur 1 signifie qu'il y a une réflexion ; la valeur 0 signifie qu'il n'y a pas de réflexion. Méthode Dans cette section, sont fournies : - une méthode pour calculer la transformation noyau : algorithme 1, - une méthode pour identifier le TOR noyau d'un TOR quelconque : algorithme 2, et - une méthode pour identifier les fragments symétriques étant donné un TOR noyau : algorithme 3. Calcul de la transformation noyau L'Algorithme 1 ci-dessous détermine, étant donné un élément de détection quelconque de l'appareil, la transformation qui amène l'image dans So de cet élément de détection sur cet élément de détection lui-même. Algorithme 1 (1)sopt,(p) : Transformation qui amène l'image de p dans SO sur p (b, x, y, z) p o4-bx2 if y N -1 then 2 e b, est définie par l'équation 1. 5's.0 (a, b) =(0-1 (a), 0-1 (b), 0) (1) avec 0 =c1)so (a) Identification du TOR noyau d'un TOR quelconque L'algorithme 2 décrit une méthode permettant d'identifier le TOR noyau d'un TOR quelconque ainsi que la transformation noyau associée. Cette algorithme identifie, étant donné les deux éléments de détection caractérisant le TOR, l'élément de détection source puis applique la fonction 5's.0 définie précédemment (cf. l'équation 1). Pour définir cet algorithme 2, nous avons besoin de calculer une valeur caractérisant l'invariant pour les éléments de détection étant données les symétries utilisées. Étant donné un élément de détection p = (brt, x, y, z), l'équation 2 ci-dessous définit la fonction qui associe à tout élément de détection p une valeur invariante pour les symétries utilisées : Algorithme 2 fin (a, b) : Élément noyau du TOR formé par les 2 éléments de détection a et b if 2(a) (b) then c (b, a) else 0a CI) (a) 30 Ob CI) Soptx(b) ta 0:1 (b) t b 0b-1 (a) Ma (tb',t ya ,tx) mb (tbbrt,t yb ,txb) 35 if ma mb then c b if 2(a) 2 (b) then return 0 else 30 S = 0 if a, = b, A a, = bz A by = Ny -a - ay then R {(2(b b' + ab')+(k+ 2) Nb + 1) mod NsIke 10, 1, 2}} {SSLJ (0, r) reRAab'=(Nb-1- b b' +r +1) mod Nb end if 35 if a, = b, A ay = by A a, = I), A bbrt = (abrt + N ) mod Nb then 2 S REVENDICATIONS1. Procédé de caractérisation d'un système de tomographie par émission de positons (TEP) (1), ledit système de TEP (1) comprenant une chambre de détection (5) polygonale autour d'un axe (A), ladite chambre de détection (5) comportant une pluralité de capteurs (6) qui délimitent un champ de vision et qui sont adaptés pour détecter une énergie lumineuse issue d'une interaction avec un photon gamma, ledit procédé de caractérisation prévoyant : - une décomposition du champ de vision en éléments de volume, - une décomposition de chaque capteur (6) en au moins un élément de détection, - une construction d'un ensemble de tubes de détection, chaque tube de détection s'étendant dans le champ de vision entre deux éléments de détection respectivement de deux capteurs distincts, ledit procédé de caractérisation étant caractérisé en ce qu'il prévoit, en outre, une association de chaque tube de détection à un tube de détection noyau d'un ensemble de tubes de détection noyaux, et à une transformation noyau d'un ensemble de transformations noyaux, ladite transformation noyau étant telle que chaque tube de détection est l'image d'un tube de détection noyau par application de la transformation noyau. 2. Procédé de caractérisation selon la revendication 1, dans lequel l'association de chaque tube de détection à un tube de détection noyau et à une transformation noyau comprend, pour chaque tube de détection : - une sélection d'un élément de détection source parmi les deux éléments de détection du tube de détection, - un calcul de la transformation noyau qui amène un élément de détection de référence sur l'élément de détection source, le tube de détection s'étendant depuis l'élément de détection de référence étant le tube de détection noyau. 3. Procédé de caractérisation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la chambre de détection (5) présente une pluralité de symétries par rapport à des plans de symétrie axiaux comprenant son axe (A), ledit procédé de caractérisation prévoyant, en outre, une décomposition du champ de vision en secteurs identiques adjacents, chacun des secteurs ayant une forme prismatique de section triangulaire, ladite section triangulaire ayant un sommet qui s'étend selon l'axe de la chambre de détection et une base qui est placée en regard d'au moins l'un des capteurs (6), deux secteurs adjacents étant séparés l'un de l'autre par l'un des plans de symétrie de la chambre de détection (5), la transformation noyau associée à chaque tube de détection noyau étant l'identité, la transformation noyauassociée à chaque tube de détection différent d'un tube de détection noyau comprenant au moins une symétrie par rapport à l'un des plans de symétrie de la chambre de détection (5). 4. Procédé de caractérisation selon la revendication 3, dans lequel l'association de 5 chaque tube de détection à un tube de détection noyau et à une transformation noyau comprend : - une identification des tubes de détection symétriques les uns des autres par au moins l'une des symétries par rapport à l'un des plans de symétrie, - un choix de l'un des tubes de détection symétriques comme tube de détection 10 noyau. 5. Procédé de caractérisation selon la revendication 4, prévoyant, en outre, un choix d'un secteur de référence (S0) et une association de chaque élément de volume du champ de vision à un élément de volume de référence dans le secteur de référence, et à une 15 transformation de caractérisation, ladite transformation de caractérisation étant telle que ledit élément de volume de référence est l'image dudit élément de volume par application de la transformation de caractérisation. 6. Procédé de caractérisation selon la revendication 5, prévoyant, en outre, une 20 caractérisation de chacun des tubes de détection noyaux, ladite caractérisation de l'un des tubes de détection noyaux comprenant une application des transformations de caractérisation à chacun des éléments de volume compris dans ledit tube de détection noyau, ledit tube de détection noyau étant décomposé en fragments de référence composés d'éléments de volume de référence dans le secteur de référence, chaque fragment de 25 référence étant l'image d'un fragment dans l'un des secteurs par application de la transformation de caractérisation associée aux éléments de volume dudit fragment. 7. Procédé de caractérisation selon la revendication 5 ou 6, prévoyant en outre une construction d'une matrice de réponse réduite du système de TEP qui associe une valeur à 30 chaque paire formée par un élément de volume de référence et un tube de détection noyau. 8. Procédé de caractérisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans lequel chaque capteur (6) comprend une barrette (7) de forme rectangulaire composée d'une pluralité de cristaux scintillateurs, la décomposition du champ de vision comprenant 35 une définition des secteurs telle qu'un secteur correspond à une moitié de barrette (7). 9. Procédé d'acquisition de données par un système TEP mettant en oeuvre le procédé de caractérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, ledit procédé d'acquisition prévoyant : - une identification d'un tube de détection à partir de deux interactions coïncidentes de deux photons gamma respectivement avec deux éléments de détection de deux capteurs distincts, - une association du tube de détection à un tube de détection noyau et à une transformation noyau, le tube de détection étant l'image du tube de détection noyau par application de la transformation noyau, - une mémorisation de données associées aux interactions coïncidentes à un emplacement relié au tube de détection noyau et à la transformation noyau. 10. Procédé de reconstruction d'une image en trois dimensions avec un système de TEP (1), ledit procédé de reconstruction prévoyant : - une mise en oeuvre du procédé d'acquisition selon la revendication 9, - une reconstruction d'une réponse d'un tube de détection noyau en chargeant les données des emplacements reliés au tube de détection noyau pour les différentes transformations noyaux, - une application de la réponse du tube de détection noyau aux tubes de détection associés au tube de détection noyau par les transformations noyaux. 11. Produit programme d'ordinateur enregistré sur un support lisible par une unité de traitement électronique (10) et comprenant des instructions permettant à l'unité de traitement de mettre en oeuvre au moins l'un des procédés choisi parmi le procédé de caractérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, le procédé d'acquisition selon la revendication 9 et le procédé de reconstruction selon la revendication 10. 12. Système de tomographie par émission de positons (TEP) (1) comprenant : - une chambre de détection (5) polygonale autour d'un axe (A), ladite chambre de détection (5) comportant une pluralité de capteurs (6) qui délimitent un champ de vision et qui sont adaptés pour détecter une énergie lumineuse issue d'une interaction avec un photon gamma, - une unité de traitement électronique (10) adaptée pour mettre en oeuvre au moins l'un des procédés choisi parmi le procédé de caractérisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, le procédé d'acquisition selon la revendication 9 et le procédé de reconstruction selon la revendication 10. 13. Système de TEP (1) selon la revendication 12, dans lequel la chambre de détection (5) présente une pluralité de symétries par rapport à des plans de symétrie axiaux comprenant son axe (A). 14. Système de TEP selon la revendication 13, dans lequel chaque capteur (6) comprend une barrette (7) de forme rectangulaire composée d'une pluralité de cristaux scintillateurs.