Literatura académica sobre el tema "TEP/TDM au 18F-FDG"

La tomographie par émission de position (TEP) est une technique d'imagerie médicale permettant de visualiser la consommation de glucose dans l'organisme après administration du fluorodésoxyglucose (FDG). Le tomodensitomètre à rayons x (TDM) couplé au détecteur TEP permet de localiser précisément les anomalies. La concentration tumorale de FDG est mesurée sur les coupes TEP à l'aide du Standardized Uptake Value (SUV) dont une mesure précise et reproductible est nécessaire pour détecter une réponse précoce à un traitement cytotoxique. Les techniques de mesures actuelles sont en deux dimensions (2D) à l'aide d'une région d'intérêt (ROI) manuelle tracée sur l'image TEP : elles sont grossières, peu reproductibles. L'objectif de ce travail était d'utiliser les données morphologiques fournies par la TDM pour délimiter automatiquement et en 3D la lésion pour le calcul du SUV. La 1ère partie présente les notions théoriques importantes permettant de mieux appréhender le sujet. La 2ème partie expose dans le détail les différentes études réalisées : après avoir décrit dans un 1er chapitre l'environnement de travail, nous avons démontré dans le 2ème que la méthode actuelle de calcul du SUV est grossière et peu productible. Dans le 3ème chapitre, une recherche de ROI 3D directement sur l'image TEP est décrite. Cette méthode testée sur 82 patients atteints de tumeur pulmonaire de forme et de complexité variées a fourni une excellente reproductibilité mais présentait l'inconvénient de ne pas utiliser toutes les données fournies par l'examen TEP-TEDM. Dans le 4ème chapitre, la recherche de ROI s'est effectuée en 3D sur l'image TDM. Cette ROI a été ensuite copiée dans l'image TEP pour le calcul des SUV. Nous avons montré dans le 5ème chapitre sur 106 patients que la reproductibilité du calcul du SUV était améliorée lorsqu'un seuillage était appliquédans l'image TEP après la recopie de la ROI TDM. Enfin, nous avons terminé notre travail en montrant, sur un suivi de 23 patients, que la méthode présentée permettait d'évaluer de façon précise l'influence d'une thérapie sur une tumeur. En effet, chez ces 23 patients, le SUVmax, le SUVmoy etla taille des ROI sont respectivement passés de 13,8±8,9, 6,8±3,7 et 634±872 lors de l'examen initial à 7,9±5,3, 4,0±2,2 et 396±573 lors du second examen (p<0,01 pour les 3 paramètres). En conclusion, l'utilisation des données de la TDM permet d'améliorer la reconductibilité des mesures de SUV en TEP-TDM au FDG.

Les changements thérapeutiques durant la dernière décennie ont contribué à une amélioration de la survie du Myélome Multiple (MM). Cela s’est accompagné de l’utilisation de nouveaux outils d’imagerie corps-entier, tels que la TEP-TDM au 18-FDG (TEP-FDG) et l’IRM, remplaçant les radiographies standards, à des fins diagnostiques mais également d’évaluation thérapeutique. Chacune de ces modalités présente cependant ses limites. L’imagerie de diffusion en IRM, l’analyse de l’hétérogénéité tumorale aidée des techniques d’intelligence artificielle (IA) ainsi que le développement de nouveaux radiotraceurs TEP sont trois voies d’explorations importantes pouvant contribuer à une meilleure prise en charge du MM. L’objectif général de ce travail a été d’évaluer l’apport de ces nouvelles approches lors du diagnostic initial du MM ainsi que lors de l’évaluation thérapeutique. La première partie de ce travail a été de comparer prospectivement dans une population de myélomes multiples de novo la détection des lésions osseuses focales par TEP-FDG et IRM de diffusion corps-entier (DW-MRI). La deuxième partie de travail a été d’évaluer l’apport de la Radiomique couplée à pour le diagnostic de l’atteinte ostéo-médullaire diffuse en TEP-FDG. La troisième partie de ce travail a été consacré à la comparaison prospective des valeurs pronostiques de la TEP-FDG et de la DW-MRI lors de l’évaluation thérapeutique du MM éligible à une autogreffe de cellules souches hématopoïétiques (ASCT). La dernière partie décrit le protocole comparant les performances de la TEP-TDM à la 18F-Fluorocholine (FCH) à la TEP-TDM au 18-FDG dans le bilan initial du myélome multiple
Therapeutic changes over the past decade have contributed to an improvement in the survival of Multiple Myeloma (MM). Newer whole-body imaging techniques, such as 18-FDG PET-CT (PET-FDG) and MRI, have replaced radiological surveys for diagnostic purposes but also therapeutic evaluation. However, each of these modalities has its limits. Diffusion-weighted MRI (DW-MRI), analysis of tumor heterogeneity with the help of artificial intelligence (AI) as well as the development of new PET radiotracers are three important ways that may contribute to improve MM patient’s management. The general objective of this work was to assess the contribution of these new approaches during the initial diagnosis of MM as well as during therapeutic evaluation.The first part of this work was to prospectively compare the detection of focal bone lesions by FDG-PET and DW-MRI in a population of newly diagnosed MM. The second part of this work was to assess the contribution of radiomics coupled to AI for the diagnosis of diffuse bone marrow disease in FDG-PET. The third part of this work was devoted to the prospective comparison of the prognostic values of FDG-PET and DW-MRI during the therapeutic evaluation of MM eligible to autologous stem cell transplantation. The last part describes the protocol that aims at comparing the performance of 18F-Fluorocholine PET-CT and FDG-PET in the initial work-up of MM

Le cancer du col de l'utérus, bien que rare, est une maladie grave touchant souvent des femmes jeunes, avec environ 3 000 nouveaux cas par an en France. La survie dépend du stade de la maladie au diagnostic : les formes avancées nécessitent une radiochimiothérapie concomitante, et l'atteinte ganglionnaire lombo-aortique est un facteur pronostique essentiel. Traditionnellement, la stadification chirurgicale était utilisée pour évaluer cette atteinte, mais la TEP/TDM au 18F-FDG est aujourd’hui préférée, bien qu’elle soit limitée dans la détection de métastases de petite taille.Notre travail explore le potentiel de la radiomique, qui analyse des caractéristiques quantitatives issues de l’imagerie pour prédire des résultats cliniques, dans ce contexte. Dans un premier chapitre, nous avons développé un « modèle TEP » simple pour prédire l’atteinte lombo-aortique, basé sur le nombre d’adénopathies iliaques et les technologies time-of-flight des machines TEP plus modernes. Le second chapitre se concentre sur une revue systématique des applications de la radiomique dans les cancers du col, en évaluant la qualité méthodologique des études via le Radiomics Quality Score. Enfin, le troisième chapitre propose un modèle prédictif intégrant des caractéristiques radiomiques et cliniques, afin de prédire l’atteinte lombo-aortique occulte.Cette recherche souligne la nécessité de modèles prédictifs robustes pour améliorer la prise en charge des cancers du col, avec un potentiel de personnalisation des traitements grâce à des biomarqueurs non invasifs
Cervical cancer, though rare, is a serious disease often affecting young women, with approximately 3,000 new cases per year in France. Survival depends on the disease stage at diagnosis: advanced stages require concomitant chemoradiotherapy, and para-aortic lymph node involvement is a critical prognostic factor. Traditionally, surgical staging was used to assess this involvement, but 18F-FDG PET/CT is now preferred, although it has limitations in detecting small metastases.Our work explores the potential of radiomics, which analyzes quantitative features extracted from imaging to predict clinical outcomes, in this context. In the first chapter, we developed a simple “PET model” to predict para-aortic lymph node involvement based on the number of iliac lymph nodes and the time-of-flight technology of modern PET machines. The second chapter focuses on a systematic review of radiomics applications in cervical cancer, evaluating the methodological quality of studies using the Radiomics Quality Score. Finally, the third chapter presents a predictive model combining radiomic and clinical features to predict occult para-aortic lymph node involvement.This research highlights the need for robust predictive models to improve the management of cervical cancer, with the potential to personalize treatments through non-invasive biomarkers

La tomographie d'émission de positons (TEP) au 18F-FDG joue un rôle majeur en oncologie. L'estimation précise de l'activité métabolique de la tumeur et de son volume métaboliquement actif à partir des images enrichirait considérablement la valeur des données TEP. Cependant, aucun consensus n'existe sur la façon la plus précise d'estimer ces paramètres. Une méthode originale d'estimation simultanée de volume et d'activité métabolique (mesurée par le SUV) a été développée. Elle repose sur l'ajustement d'un modèle aux données. Nous avons comparé ses performances à 4 méthodes d'estimation de volume et 9 méthodes d'estimation de SUV sur des données provenant de fantômes et de simulations. Grâce à plusieurs procédures d'optimisation et de validation, nous avons montré que deux méthodes (dont la méthode proposée) estimaient le volume et l'activité de façon plus précise que les autres. Les résultats sur l'estimation d'activité ont pu être confirmés sur des images de patients. Deux tests permettant d'évaluer la significativité de l'évolution de SUV entre deux examens ont aussi été proposés. Le premier exploite plusieurs indices SUV à partir d'un examen TEP standard. Le second calcule le même indice sur 8 images issues d'une acquisition TEP synchronisée à la respiration. Sur des données simulées, les deux tests montrent de très bonnes performances de détection des évolutions réelles de SUV. La seconde approche est plus efficace mais la première s'applique à tout type d'examen. Ces performances permettent d'envisager l'évaluation clinique de ces méthodes en vue de leur utilisation en routine pour faciliter le suivi thérapeutique à partir des images TEP
18F-FDG plays a major role in oncology. Accurate estimation of the tumor metabolic activity and metabolically-active volume from the images would considerably enhance the usefulness of the PET data. However, there is still no consensus on the most accurate methods for estimating these parameters. An original method estimating simultaneously the tumor volume and metabolic activity (measured by the SUV) has been developed. The method fits a model to the data. We compared its performances to 4 volume estimation methods and to 9 SUV estimation methods using phantom and simulated data. Using several optimization and validation procedures, we showed that two methods (including the proposed method) yielded more accurate and less variable estimates of volume and activity than the others. The results concerning the activity estimates were confirmed using patient data. Two tests assessing the significance of SUV change between two scans were also proposed. The first test uses several SUV indices from a standard PET scan. The second test takes advantage of 8 estimates of a single SUV index calculated from 8 images obtained using a respiratory-gated acquisition. Using simulated data, both tests properly detected real SUV changes. The second test was more efficient than the first but unlike the second test, the first test could be readily applied to any PET scan. These tests will now be assessed clinically to determine whether they can indeed facilitate PET-based therapy monitoring

Le but de cette thèse est d'évaluer l'utilisation de la TEP/CT avec le 18F-FDG pour l'évaluation de la fonction testiculaire et d'optimiser et de standardiser le protocole d'acquisition et l'analyse du volume testiculaire pour ce faire. Dans le chapitre I, nous donnons un aperçu de la littérature où nous établissons que l'absorption de 18F-FDG est corrélée avec la spermatogenèse en raison de la présence des transporteurs GLUT 3 sur les cellules de Sertoli et les spermatides et non sur les cellules de Leydig qui sont responsables de la stéroïdogenèse. Nous donnons ensuite un aperçu du problème de santé publique que pose la stérilité masculine en indiquant les différentes applications cliniques possibles de l'imagerie fonctionnelle des testicules. Dans le chapitre II, nous examinons la corrélation significative entre l'absorption de 18F-FDG en termes d'intensité et de volume d'absorption et la fonction testiculaire via les paramètres de l'analyse du sperme. Dans le chapitre III, nous nous concentrons sur la standardisation du protocole d'acquisition pour cette indication spécifique, après un bref aperçu technique de la TEP/TDM et de ses limites. La première étude ayant été réalisée par le biais d'un volume testiculaire délimité manuellement, nous avons ré-analysé la corrélation avec une méthode de segmentation adaptative solide et reproductible du volume dans un deuxième article. Nous nous sommes également concentrés sur l'optimisation du protocole d'acquisition en évaluant l'impact de l'activité urinaire intense sur l'absorption testiculaire. Nous avons d'abord examiné cet impact à l'aide d'études de fantômes dans lesquelles nous avons simulé la vessie et les testicules. Nous avons ensuite procédé à une étude clinique visant à évaluer et à comparer deux protocoles de diurétiques. Dans le chapitre IV, nous abordons le sujet important, et encore plus dans ce contexte andrologique, des problèmes liés à la radioprotection d'une TEP/CT avec le 18F-FDG. Enfin, dans le chapitre V, nous donnons un aperçu de certaines des questions qui restent à traiter et des perspectives futures de cette nouvelle orientation dans le domaine de la médecine nucléaire que nous pourrions appeler "andrologie nucléaire"
The aim of this thesis is to evaluate the use of PET/CT with 18F-FDG for an assessment of the testicular function and to optimise and standardise the acquisition protocol and the testicular volume analysis in order to do that. In chapter I we provide a literature overview where we establish that the 18F-FDG uptake is correlated with the spermatogenesis because of the presence of GLUT 3 transporters on the Sertoli cells and the spermatides and not on the Leydig cells which are responsible for the steroidogenesis. We then provide an overview of the public health problem of male infertility where we point out different possible clinical applications for testicular functional imaging. In chapter II we examine the significant correlation between 18F-FDG uptake in terms of intensity and volume of uptake and the testicular function via the parameters of the sperm analysis. In chapter III, we focus on the standardisation of the acquisition protocol for this specific indication, after a brief technical overview of the PET/CT and of its limitations. Because the first study was done via a manually delineated testicular volume, we re-analysed the correlation with a solid and reproducible adaptive volume segmentation method in a second article. We further focussed on optimising the acquisition protocol by evaluating the impact of the intense urinary activity on the testicular uptake. First we examined this impact with phantom studies where we simulated the bladder and the testes. We proceeded with a clinical study where we aimed to evaluate and compare 2 diuretic protocols. In chapter IV we address the overall important subject, and even more so in this andrological context, of the radioprotection related issues of a PET/CT with 18F-FDG. Finally, in chapter V we provide an overview of some of the issues still to be addressed and the future perspectives for this new direction in the field of nuclear medicine that we could name 'nuclear andrology'

L’IRM apporte des informations morphologiques concernant la tumeur, mais également des informations concernant sa micro-vascularisation. En TEP/TDM, l’accumulation de la 18F-FDopa dans les cellules tumorales résulte de l’activité métabolique plus importante que celle des tissus sains. Nous avons étudié 28 gliomes pour lesquels nous avons analysé les données provenant d’IRM et de TEP/TDM. Une méthode de recalage a été développée afin de combiner les informations issues des deux modalités TEP et IRM et d’extraire des volumes d’intérêt sur la base des données conjointes TEP et IRM. L’analyse du contenu de ces volumes d’intérêt par un modèle de mélange gaussien a permis de différencier, dans ces volumes, les tissus tumoraux et les tissus sains, et d’obtenir ainsi des volumes tumoraux et de référence communs pour les modalités TEP et IRM. Des paramètres issus de la TEP ou de l’IRM ont ensuite été calculés dans ces volumes communs aux deux modalités, pour caractériser les tumeurs et les tissus sains. L’analyse discriminante linéaire (ADL) des données TEP/TDM et d’IRM combinées permet de discriminer les différentes classes tissulaires. Les courbes Receiver Operating Characteristic ROC combinées à l’ADL permettent d’évaluer les critères multiples [SUVmax , rCBV] et [rk1 , rCBV] et conduisent à des AUC respectives de 0,88 et 0,92. En considérant les informations combinées [SUVmax , rCBV], nous avons obtenu une sensibilité de détection des tumeurs de haut grade de 95% pour une spécificité correspondante de 60% ainsi qu’une valeur prédictive négative de 52% pour une valeur prédictive positive de 95%. De même, avec le critère [rk1 , rCBV], nous avons obtenu une spécificité de 60% pour 95% de sensibilité de détection des tumeurs de haut grade ainsi qu’une valeur prédictive négative de 60% pour une valeur prédictive positive de 95%. Nos travaux montrent que la fusion des informations microvasculaires et métaboliques est possible. Dans le cas du diagnostic différentiel des gliomes, l’information microvasculaire n’apporte cependant pas d’information plus discriminante que l’information métabolique seule
MRI provides morphological information about tumour, but also provides information regarding the micro-vascularization of the tumour. In PET/CT, the accumulation of 18F-FDopa in tumour cells results from the metabolic activity greater than that of healthy tissues. We studied 28 gliomas for which we analysed data from MRI and PET/CT. A registration method has been developed to combine information from both PET and MRI and to extract volumes of interest consistent with the information included in the two modalities. In these volumes, the tumour compartment and normal tissue compartment were identified using a Gaussian mixture model. Parameters from PET or MRI data were then calculated in these compartments. ROC analyses combined with linear discriminant analyses were used to assess whether joint observation of standardized uptake value (SUVmax ) and relative Cerebral Blood Volume (rCBV) or of relative rk1 and rCBV could distinguish between low grade and high grade tumours. We found that using this joint analysis, 82.4% of high-grade tumors and 70.0% of low-grade tumors were correctly classified (AUC of 0.88 for [SUVmax , rCBV] and of 0.92 for [rk1 , rCBV]). Considering the [SUVmax , rCBV] combined information, the sensitivity for detecting high-grade tumors was 95% with a specificity of 60%. The negative predictive value was 52% for a positive predictive value of 95%. Similarly, considering the [rk1 , rCBV] combined information, we also a specificity of 60% associated with a 95% sensitivity for detecting high-grade tumors, with a negative predictive value of 60% and positive predictive value of 95%. Our work shows that joint analysis of microvascular and metabolic information is possible by combining PET and MR imaging data. However, we found that, in our patient population, the microvascular information given by MR did not bring information more discriminating than the metabolic information derived from PET only

La Tomographie par Emission de Positons (TEP) au Fluoro-déoxyglucose marqué au Fluor 18 (¹⁸F-FDG), analogue du glucose, permet d'obtenir une image de la consommation de glucose dans l'organisme. La plupart des foyers tumoraux présentant une consommation excessive de glucose, son utilisation en oncologie permet d'améliorer la prise en charge des patients en diminuant le temps nécessaire pour évaluer l'efficacité des traitements tels que la chimiothérapie et la radiothérapie. Mon projet de recherche visait à proposer et améliorer des méthodes de quantification en TEP au ¹⁸F-FDG afin de caractériser au mieux l'évolution métabolique des volumes tumoraux.De nombreux facteurs biaisent la quantification en TEP. Parmi eux, l'Effet de Volume Partiel (EVP) reste difficile à corriger, notamment à cause de la faible résolution spatiale des images TEP. Afin de déterminer l'impact de la correction de l'EVP sur l'évaluation des réponses des tumeurs, une étude sur données simulées par Monte Carlo a tout d'abord été effectuée. Cette étude a été complétée par l'analyse de données TEP/TDM (Tomodensitométrie) acquises chez 40 patients atteints de cancers colorectaux métastatiques (CCM), traités par chimiothérapie à l'Institut Jules Bordet (Bruxelles). L'analyse de 101 tumeurs a montré que les critères tels que le SUV, n'incluant pas de correction de l'EVP, et qui reflètent alors le volume tumoral et son activité, prédisaient mieux l'évolution tumorale que les critères corrigés de l'EVP. Compte tenus des résultats prometteurs récents de méthodes de caractérisation de l'hétérogénéité de la fixation du FDG dans les tumeurs, un second volet de notre travail a consisté à étudier l'intérêt de la prise en compte de la texture dans le cadre du suivi thérapeutique. L'application de l'analyse de texture aux cas de CCM étudiés précédemment n'a pas permis de démontrer une valeur ajoutée des indices de texture par rapport aux index quantitatifs couramment employés en clinique. Nous avons montré que cette conclusion s'expliquait en partie par la non-robustesse des indices de texture vis-à-vis des paramètres impliqués dans leur mesure. Nous avons enfin cherché à évaluer une méthode d'Analyse Factorielle de Séquences d'Images Médicales (AFSIM), appliquée au contexte du suivi thérapeutique, pour caractériser l'évolution tumorale tout au long du traitement. Cette étude a porté sur 9 séries de 4 à 6 examens TEP/TDM de patients traités par radiothérapie au Centre Hospitalier Universitaire Henri Becquerel de Rouen. Outre l'information visuelle globale apportée par cette méthode, l'analyse quantitative des résultats obtenus a permis de caractériser l'hétérogénéité de la réponse vue par l'AFSIM. L'échec des index classiques, provenant entre autres de leur incapacité à distinguer les processus inflammatoires de l'activité métabolique tumorale, a permis de monter la valeur ajoutée de l'AFSIM par rapport aux index tels que le SUV maximal ou moyen.

Les machines de tomographie par émission de positons couplées à la tomodensitométrie (TEP/TDM) sont devenues incontournables en oncologie. De nombreuses études ont rapporté les performances des différents médicaments radiopharmaceutiques (MRP) utilisés en TEP/TDM dans de nombreux cancers. Pourtant, l’essor de la TEP/TDM reste régulièrement freiné en France pour des motifs économiques, alors que la différence entre le coût d’une TEP/TDM, comparé à celui d’une autre méthode d’imagerie utilisée en routine pour la même indication, n’est pas si évidente une fois qu’on considère l’impact sur la décision thérapeutique et les dépenses évitées par la révision de diagnostics erronés ou incomplets. Cependant, si tous les examens TEP/TDM sont actuellement remboursés de la même manière quel que soit le MRP utilisé, rendant ainsi leur coût identique de la perspective de l’assurance maladie, leurs coûts de production sont variables pour l’hôpital et constituent un paramètre à intégrer en relation avec la fréquence de l’indication de l’examen.Nous avons comparé plusieurs stratégies disponibles pour l’imagerie du cancer de la prostate en nous basant sur les données acquises pendant l’étude française multicentrique prospective FLUPROSTIC, qui incluait deux MRP pour l’imagerie TEP: la 18F-flurocholine (FCH) et le 18F-fluorure de sodium (FNa), la FCH étant 2 fois plus coûteuse pour l’hôpital que le FNa.L’analyse de l’impact de chaque stratégie d’imagerie sur la décision thérapeutique, basé l’analyse de questionnaires dédiés complétés par les cliniciens référents, a démontré que la TEP/TDM à la FCH était la modalité d’imagerie ayant le plus grand impact, en particulier pour les patients en situation de première récidive biologique.3La comparaison coût-utilité des stratégies d’imagerie, réalisée de la perspective de l’assurance maladie pour les patients en première récidive biologique de cancer de la prostate sur un horizon temporel « à vie », s’est basée sur un modèle combinant un arbre décisionnel intégrant les performances diagnostiques de l’imagerie et un modèle de Markov simulant l’histoire naturelle du cancer de la prostate. Cette analyse a démontré que la TEP/TDM à la FCH, modalité d’imagerie la plus exacte d’un point de vue diagnostique, avait une probabilité de 100% de chance d’être la stratégie la plus coût-utile pour des seuils de volonté à payer de 3000€ ou 9000€ par année de vie pondérée par la qualité gagnée, si l’interprétation de l’imagerie était faite par des médecins spécialistes locaux ou des experts respectivement. De la perspective de l’hôpital, la baisse de 20% du coût de la FCH entre 2018 et 2019 avait permis de rentabiliser la production d’examens TEP/TDM à la FCH fait pour l’imagerie du cancer de la prostate.La TEP/TDM augmente l’exactitude diagnostique et impacte sur la décision thérapeutique dans de nombreux cancers. Elle contribue à diminuer les traitements inutiles ainsi que les effets secondaires potentiels qui leur sont associés, à améliorer la qualité de vie des patients et à diminuer les coûts de prise en charge par le système de santé. L’évaluation médico-économique des MRP utilisés en imagerie TEP/TDM en oncologie semble donc indispensable, en plus de celle de leur performances diagnostiques, afin d’en optimiser l’utilisation. En France, cette évaluation devrait se faire des perspectives de l’assurance maladie et de l’hôpital, pour qui le coût de production d’un examen TEP/TDM peut varier sensiblement en fonction du coût du MRP et constituer un frein à son utilisation, même dans une indication fréquente pour laquelle les performances diagnostiques et l’impact sur la décision thérapeutique sont importants
Positron emission tomography coupled with computed tomography (PET/CT) devices are essential pathways in oncology. Many studies have reported the performances of the various radiopharmaceutical drugs (RPD) used for PET/CT imaging in many cancers. The rise of PET/CT remains slowed down in France for economic reasons. However, the difference between the cost of a PET/CT examination, compared to that of another modern imaging routinely used in the same indication, is not so obvious once considered the impact on decision making and the costs avoided by the revision of erroneous or incomplete diagnoses. Nonetheless, if all PET/CT examinations are currently reimbursed in the same way regardless of the RPD used, thus making their cost identical from the health insurance perspective, their production costs for the hospital vary and should be considered according to the frequency of the indication of the examination.We compared several imaging strategies for prostate cancer imaging by analyzing the data acquired during the French prospective multicenter FLUPROSTIC study, which included two RPD for PET imaging: 18F-flurocholine (FCH) and 18F-sodium fluoride (NaF), FCH being twice more costly for the hospital than NaF.The analysis of the impact of each imaging strategy on decision making, based on dedicated questionnaires completed by the referring clinicians, demonstrated that FCH PET/CT was the imaging modality that had the highest impact, especially for patients presenting with first biochemical recurrence.The cost-utility analysis, carried out from the health insurance perspective for patients with first biochemical recurrence of prostate cancer over a "lifetime" time horizon, was based on a model5combining a decision tree integrating the diagnostic performances of imaging and a Markov model simulating the natural history of prostate cancer. This analysis demonstrated that FCH PET/CT, the most accurate imaging modality from a diagnostic point of view, had a 100% probability of being the most cost-effective strategy for willingness to pay thresholds of 3,000€ or 9,000€ per quality-adjusted life year gained if the imaging reading was made by local specialists or experts respectively. From the hospital perspective, the 20% drop in the cost of FCH between 2018 and 2019 had made profitable the production of FCH PET/CT examinations for prostate cancer imaging.PET/CT increases diagnostic accuracy and has an impact on decision making in many cancers. It helps to reduce unnecessary treatments and their potential side effects, to improve the quality of life of patients and to reduce the treatment costs for the health care system. The medico-economic evaluation of RPDs used for PET/CT imaging in oncology, in addition to that of their diagnostic performances, seems essential in order to optimize their use. In France, this evaluation should be made from both perspectives of the health insurance and the hospital. Indeed, the PET/CT production costs can largely vary for the hospital according to the RPD costs and constitute a barrier to its use, even in a frequent indication for which diagnostic performances and impact on decision making are high

L’objectif global de cette thèse était d’étudier, à partir de la cohorte des patients du centre de référence PXE du CHU d’Angers, différente aspects du phénotype cardiovasculaire (CV) du PXE. Ainsi, dans un premier travail, nous avons pu montrer dans l’étude GOCAPXE, que les calcifications ectopiques seraient un processus actif pouvant être détecté par une imagerie moléculaire utilisant un traceur spécifique de l’activité ostéoblastique, le 18-Fluorure de Sodium (18F-NaF); que ce processus était détectable avant même que ces calcifications ne soient visibles par les techniques d’imageries classiques; que ce processus était localisé aux zones habituellement lésées dans le PXE : les plis de flexion et le cou pour la peau et l’artère fémorale superficielle pour le vaisseau. Cette technique mériterait d’être validée dans une étude longitudinale et son rôle en tant biomarqueur diagnostique et de suivi serait ainsi envisageable. Le deuxième travail de cette thèse a été d’étudier les conséquences morphologiques et fonctionnelles d’une augmentation chronique de la pression artérielle chez les patients PXE. Cette question était pertinente car dans la littérature, la question d’une hypertension artérielle (HTA) chez les PXE reste controversée. Nous avons ainsi montré pour la première fois que dans un modèle d’HTA induite par le Deoxycorticostérone (DOCA)-Salt chez la souris Abcc6-/- cette augmentation de la pression artérielle induisait un remodelage CV avec à la fois de la fibrose et des calcifications dystrophiques. Les résultats de cette étude suggèrent la nécessité d’un contrôle optimal de la pression artérielle chez les patients PXE. Le troisième travail de cette thèse a été de caractériser une lésion de la carotide interne détectée avec une fréquence élevée dans la cohorte angevine. Nous avons pu montrer que cette anomalie était une hypoplasie de la carotide interne d’origine probablement congénitale. Chez les patients de la cohorte angevine, cette lésion était associée à des anévrismes intracrâniens mais nous n’avons pas retrouvé d’association avec la survenue d’accident vasculaire cérébral. Ainsi, les résultats de cette étude invitent les praticiens prenant en charge des patients PXE à la rechercher systématiquement dans le bilan vasculaire d’un patient PXE. Si une telle lésion est retrouvée, une imagerie vasculaire intracrânienne devrait être proposée à la recherche d’anévrismes et leur prise en charge discuté en concertation multidisciplinaire. Enfin, le dernier travail a permis de montrer qu’un traitement systémique par le Thiosulfate de Sodium (STS), utilisé dans la calciphylaxie rénale, était efficace sur la régression des calcifications artérielles et cutanées chez une jeune garçon ayant un phénotype CV gravissime résultant de la combinaison délétères de plusieurs gènes pathogènes du spectre PXE Ce traitement mériterait d’être validé dans un essai thérapeutique chez l’humain mais aussi la démonstration de ses mécanismes d’action dans le modèle murin Abcc6-/-. Nous suggérons d’utiliser ce traitement en cas de PXE sévère et rapidement progressif notamment sur le plan vasculaire. Au terme de ce travail de thèse, nous avons montré que le gène ABCC6 était impliqué dans le remodelage vasculaire à la fois au niveau développemental (Hypoplasie Carotidienne) mais aussi acquis (Fibrose, Calcification Cardiaque Dystrophique). Nous avons montré aussi que les calcifications dans le PXE étaient tissus et localisations spécifiques, que ces calcifications étaient actives. Enfin nous avons ouvert la porte à un traitement des formes graves du PXE avec le Thiosulfate de Sodium. Une approche thérapeutique multimodale ciblant plusieurs mécanismes concourant aux calcifications seraient judicieux à évaluer dans les futurs essais cliniques
Since the discovery of the ABCC6 gene in 2000, mutations are at the origin of PseudoxanthomeElastic (PXE), knowledge of genetics, pathophysiology, phenotypic characterizations have has mademajor advances, notably with the Discovery in 2013 of the fundamental role of Pyrophosphateinorganic (PPi) as a deficient anti‐calcifying factor in patients. The overall goal of this thesis was tostudy, from the cohort of patients at the center of PXE reference of the CHU d'Angers, differentaspects of cardiovascular phenotype (CV) of PXE. Thus, in a first work, we were able to show in thestudy GOCAPXE, that ectopic calcifications would be a active process that can be detected by imagingUsing a specific activity tracer Osteoblastic, 18‐sodium fluoride (18F‐NaF); that this process wasdetectable even before these calcifications are not visible by conventional imaging techniques; thatthis process was localized to areas usually injured in the PXE: flexion folds and neck for skin and thesuperficial femoral artery for the vessel. This technique should be validated in a study longitudinaland its role as a diagnostic biomarker In this way, monitoring and monitoring could be considered.The second work of this thesis was to study the morphological consequences and functional of achronic increase in blood pressure in PXE patients. This question was relevant because in theliterature, the question of a high blood pressure (hypertension) in PXE remains controversial. Wehave thus shown for the first time that in a model of HTA induced by the Deoxycorticosterone(DOCA)‐Salt in Abcc6‐/‐ this increase in blood pressure led to a CV remodeling with both fibrosis andcalcifications dystrophic. The results of this study suggest need for optimal control of blood pressurein patients. The third work of this thesis was to characterize a lesion of the internal carotid detectedwith high frequency in the Angevine cohort. We have could show that this abnormality washypoplasia of the Probably congenital internal carotid. In the patients of the angevine cohort, thislesion was associated with intracranial aneurysms but we have not found in association with theoccurrence of vascular accident brain. Thus, the results of this study invite practitioners supportingPXE patients to search for it systematically in the vascular balance of a PXE patient. If such a lesion isfound, vascular imaging Intracranial should be proposed to research Aneurysms and theirmanagement discussed in consultation multidisciplinary. Finally, the latest work has made it possibleto show that systemic treatment with Thiosulphate Sodium (STS), used in renal calciphylaxia, waseffective on the regression of arterial calcifications and skin in a young boy with a phenotype CVGravel resulting from the deleterious combination of several pathogenic genes of the PXE spectrumThis treatment would deserve be validated in a human therapeutic trial but also the demonstrationof its mechanisms of action in the Abcc6‐/‐murin model. We suggest using this treatment for severeand rapidly progressive PXE especially on the vascular plane.At the end of this thesis work, we showed that the ABCC6 gene was involved in vascular remodelingat both at the developmental level (Carotid Hypoplasia) but also acquired (Fibrosis, CardiacCalcification Dystrophic). We also showed that calcifications in PXE were tissues and locationsspecific, that these calcifications were active. Finally we have opened the door to a treatment ofsevere forms of PXE with Sodium Thiosulphate. An approach multimodal therapy targeting multiplemechanisms this would be useful to evaluate in future clinical trials

Le cancer du sein est une pathologie fréquente pour lequel les examens TEP/TDM au ¹⁸F-FDG et IRM mammaire sont fréquemment réalisés en routine. Il existe cependant une sous-utilisation des informations apportées par chacune de ces techniques d'imagerie. En pratique, l’interprétation de ces examens est principalement basée sur l’analyse visuelle et l'analyse « quantitative » se résume généralement au SUVmax seul en TEP/TDM et à l’étude du rehaussement du signal après injection de produit de contraste en IRM mammaire (DCE-MRI). L’arrivée de nouvelles machines hybrides TEP/ IRM, nous a amené à évaluer l'apport d’une quantification avancée des images issues de chacune de ces modalités séparément et en combinaison. Cela rejoint un domaine en expansion « la radiomique » qui consiste à extraire un grand nombre de caractéristiques quantitatives des images médicales pour décrypter l’hétérogénéité tumorale ou améliorer la prédiction du pronostic.L’objectif de notre travail était d’étudier l’apport des données radiomiques extraites de l’imagerie TEP au ¹⁸F-FDG et de l’IRM avec injection de produit de contraste réalisées avant traitement pour caractériser l’hétérogénéité tumorale dans le cancer du sein, en prenant en compte les différents sous-types moléculaires de cancer du sein, à savoir les tumeurs luminales (Lum A, Lum B HER2- et Lum B HER2+), triple-négatives et HER2+. Une importance particulière a été portée sur la valeur prédictive des informations radiomiques extraites de ces 2 techniques d’imagerie pour prédire le pronostic dans un groupe de patientes traitées par chimiothérapie néo-adjuvante. L’influence de variations physiologiques telles que l’âge sur le calcul des données radiomiques dans le tissu mammaire normal et cancéreux séparément a également été explorée, de même que la variabilité multicentrique des index radiomiques. L’extraction de ces données radiomiques a été effectuée grace au logiciel LiFex développé au sein du laboratoire IMIV sur une base de données-patientes recueillie en rétrospective.Nous avons rapporté pour la première fois l’influence de l’âge sur le calcul des indices « radiomiques » en TEP dans le tissu mammaire sain dans 2 institutions différentes mais aussi dans les tumeurs mammaires notamment celle triple-négatives. Des associations significatives entre le « phénotype tumoral radiomique » en imagerie TEP et IRM et des données pronostiques reconnues dans le cancer du sein ont été mises en évidence. En outre, nous avons démontré l’existence d’une grande variabilité pour le « profil radiomique » en TEP parmi les tumeurs présentant le même sous-type moléculaire. Cela suggére l’existence d’informations non-redondantes au sein du « phénotype tumoral métabolique » de chaque tumeur mammaire défini par les données radiomiques. L’exploration de cette variabilité s’est révélée intéressante pour améliorer la prédiction de la réponse histologique chez les patientes avec des tumeurs triple-négatives traitées par chimiothérapie néo-adjuvante. Par ailleurs, les mesures effectuées dans la région mammaire péri-tumorale chez les patientes traitées par chimiothérapie néo-adjuvante se sont montrées prédictives pour les patientes avec des tumeurs Lum B HER2-. En IRM nous avons montré l’importance de standardiser la méthode de mesure des caractéristiques radiomiques. Nous avons observé que les caractéristiques radiomiques issues des images DCE-MRI étaient moins associées aux caractéristiques moléculaires des tumeurs et avaient une valeur prédictive moindre. Nous avons également proposé une nouvelle méthode relativement standardisée pour le calcul des données radiomiques en IRM mammaire avec des résultats intéressants mais cette méthode doit encore être optimisée. Cependant, nos résultats suggèrent que les données extraites de la totalité du volume tumorale en IRM compléteraient efficacement les caractéristiques radiomiques TEP et le sous-type moléculaire pour prédire la réponse à la chimiothérapie néo-adjuvante
Breast cancer is a common disease for which ¹⁸F-FDG PET/CT and breast MRI are frequently performed in routine practice. However, the different information provided by each of these imaging techniques are currently under-exploited. Indeed, in routine the interpretation of these scans is mainly based on visual analysis whereas the « quantitative » analysis of PET/CT data is generally limited to the sole use of the SUVmax while in breast MRI, simple parameters to characterize tumor enhancement after injection of contrast medium are used. The advent of PET/MRI machines, calls for an evaluation of the contribution of a more advanced quantification of each of the modalities separately and in combination in the setting of breast cancer. This is along with the concept of « Radiomics » a field currently expanding and which consists in extracting many quantitative characteristics from medical images used in clinical practice to decipher tumor heterogeneity or improve prediction of prognosis. The aim of our work was to study the contribution of radiomic data extracted from ¹⁸F-FDG PET and MRI imaging with contrast injection to characterize tumor heterogeneity in breast cancer taking into account the different molecular subtypes of breast cancer, namely luminal (Lum A, Lum B HER2- and Lum B HER2 +), triple-negative and HER2 + tumors. In this context, we focused on the prediction of prognosis in patients treated with neo-adjuvant chemotherapy. The influence of physiological variations such as age on the calculation of radiomic data in normal breast and breast tumors separately was also explored, as well as the multi-center variability of radioman features. Radiomic features were extracted using the LiFex software developed within IMIV laboratory. The patient database used for the studies were all retrospective data. We reported for the first time the influence of age on the values of radiomic features in healthy breast tissue in patients recruited from 2 different institutions but also in breast tumors especially those with a triple-negative subtype. Similarly, significant associations between the radiomic tumor phenotype in PET and MRI imaging and well-established prognostic factors in breast cancer have been identified. In addition, we showed a large variability in the PET « radiomic profile » of breast tumors with similar breast cancer subtype suggesting complementary information within their metabolic phenotype defined by radiomic features. Moreover, taking into account this variability has been shown to be of particular interest in improving the prediction of pathological response in patients with triple-negative tumors treated with neoadjuvant chemotherapy. A peri-tumoral breast tissue region satellite to the breast tumor was also investigated and appeared to bear some prognostic information in patients with Lum B HER2- tumors treated with neoadjuvant chemotherapy. In MR, we demonstrated the need to harmonize the methods for radiomic feature calculation. Overall, we observed that radiomic features derived from MR were less informative about the molecular features of the tumors than radiomic features extracted from PET data and were of lower prognostic value. Yet, the combination of the enhanced tumor volume in MR with a PET radiomic feature and the tumor molecular subtype yielded enhanced the accuracy with which response to neoadjuvant therapy could be predicted compared to features from one modality only or molecular subtype only

O uso de equipamentos híbridos tem trazido aumento das doses recebidas por pacientes de diagnostico em PET/CT. Existem atualmente várias metodologias dosimétricas, dificultando o estabelecimento de níveis de referências. Esse trabalho visa estimar as doses absorvidas e efetivas em exames oncológicos de PET/CT, comparando diferentes metodologias. Utilizou-se os fatores de dose publicados pela ICRP 106 para exames de 18F-FDG para a dosimetria PET; e para dosimetria do exame de CT foram comparadas três metodologias: software ImPACT, dosimetria termoluminescente (TLD) com simulador Alderson e metodologia recomendada pela AAPM nº96. As doses dos exames PET e CT foram somadas para obter a dose total do exame de PET/CT. Para dosimetria do PET os órgãos com maior dose absorvida foram a bexiga, o cérebro e coração. Para dose absorvida no CT as maiores diferenças foram para a pele, cérebro, tireoide e bexiga, sendo os órgãos críticos a tireoide e a pele. Apenas a metodologia da AAPM nº96 subestima a dose efetiva do CT quando comparada com a medida por TLD. Para o PET/CT, verificou-se que os órgãos críticos apresentam valores consideráveis de dose equivalente, recomendando a otimização dos protocolos e avaliação de risco. O presente estudo demonstrou que a simulação pelo ImPACT é o método dosimétrico que mais se aproxima da medida experimental realizada com TLD. Observa-se, ainda, a importância de investigar as doses equivalentes em órgãos ao invés de apenas as doses efetivas, como muitas vezes tem sido reportado na literatura.