Developpement de la sensibilite dans l'imagerie medicale TEP a detecteurs multiples

Cette these s'inscrit dans la perspective d'augmentation de la sensibilite de scanners de tomographie d'emission par positrons (TEP) en baissant le seuil d'energie pour integrer les evenements de faible energie dans l'image TEP. Cette baisse du seuil necessite une evaluation correcte des interactions multiples particulierement dues a la diffusion Compton inter-cristal, afin d'assurer un comptage precis des coincidences fortuites et vraies, et consequemment une quantification exacte de la distribution de l'activite dans l'objet.;Cette these a fait l'objet de differentes communications scientifiques dans des conferences et journaux internationaux.;Mots cles : sensibilite, coincidences fortuites, diffusion Compton inter-cristal, GATE, modelisation, simulation, tomographie d'emission par positrons, LabPET.;Afin d'atteindre cet objectif, et vu la complexite des phenomenes de la diffusion Compton et des coincidences fortuites, les developpements ainsi que la validation de ce travail de recherche ont ete assistes par le simulateur evolue GATE " Geant4 application for tomographic emission ". D'abord un modele de simulation GATE pour le scanner LabPET a ete developpe et valide theoriquement et experimentalement. Ce modele a ensuite servi a l'etude du mecanisme de la diffusion Compton inter-cristal et des coincidences fortuites, notamment en lien avec la fixation du seuil d'energie. Finalement, une technique d'estimation des fortuits tenant compte des interactions multiples a ete developpee et validee dans differentes conditions d'imagerie et pour differents seuils d'energie, en utilisant principalement le modele GATE du LabPET et aussi d'autres geometries de scanners. A l'oppose des methodes revues dans la litterature, cette technique assure une faible erreur d'estimation des coincidences fortuites (< 2%) meme a tres bas seuils d'energie en presence de la diffusion Compton inter-cristal ou a tres hautes activites, et permet d'atteindre une haute sensibilite de scanner.