La tomographie par émission de positons (TEP) est un outil d'imagerie moléculaire développé dans les années 1970s, qui permet de cartographier la biodistribution de traceurs radioactifs (radiomarqueurs) dans le corps, et d'en mesurer l'activité intracellulaire, à l'échelle du corps entier. Exploitée en standard clinique depuis la fin des années 1990, l'imagerie TEP est utilisée pour détecter et suivre l'activité de maladies, telles que les cancers, les maladies neurodégénératives, ou immuno-inflammatoires. Le SHFJ, premier centre européen ayant bénéficié d'un dispositif TEP de recherche clinique, dispose d'un savoir-faire historique en imagerie moléculaire TEP depuis plusieurs décennies.
En pratique, la manière d'acquérir les images TEP est dite « statique » : on réalise une cartographie « figée» de la répartition du radiomarqueur dans le corps à un instant t suffisamment longtemps après son injection, alors que le produit est à son état d'équilibre dans le corps. L'approche dynamique quant à elle, historique mais réservée à la recherche, consiste à suivre en continu, durant l'acquisition TEP, l'évolution de la répartition du radiomarqueur dans le corps. Un post-traitement adapté de cette acquisition TEP en 4D permet de générer des images avancées reflétant les flux d'échanges intracellulaires du radiomarqueur, information plus riche de sens biologique. Cette approche dénommée « imagerie paramétrique TEP dynamique » reste néanmoins peu utilisée en clinique, mais l'arrivée d'appareils adaptés pourrait changer la donne. Reste que les traitements informatiques nécessaires pour modéliser ces images avancées sont lourds et coûteux en temps.
Pour répondre à ce défi, des chercheurs de BioMaps (au SHFJ) et du laboratoire de Mathématique d'Orsay (CNRS/Inria/Université Paris-Saclay) ont développé PET KinetiX, un logiciel capable d'analyser très rapidement des images dynamiques de TEP sur l'ensemble du corps, quel que soit l'appareil TEP utilisé[1].
Afin d'en évaluer la fiabilité, les deux équipes ont réalisé très récemment des simulations haute définition, à partir de données médicales TEP-4D actuellement limitées en pratique, et d'un jumeau numérique haute résolution de l'anatomie humaine[2] : les chercheurs ont pu simuler de manière extrêmement réaliste 400 examens TEP dynamiques de thorax, incluant différents tissus (cœur, foie, poumons, tumeurs…), et les traiter avec PET KinetiX. Les résultats sont très encourageants : les cartes paramétriques produites par PET KinetiX reflètent fidèlement les structures biologiques attendues, avec un niveau de détails identique à celui d'images TEP cliniques standards, plus élevé si les données proviennent d'appareils récents à champ de vision étendu.
En résumé, PET KinetiX est un logiciel très rapide et adaptatif qui permet de modéliser des paramètres biologiques avancés à partir d'images TEP dynamiques. Cet outil ouvre la voie à une utilisation plus accessible et donc plus large de cette technologie en clinique, pour mieux diagnostiquer et suivre certaines maladies graves. Il est actuellement testé académiquement en collaboration avec plusieurs centres hospitalo-universitaires en Europe et en Amérique.
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