La géométrie fractale, comprenant les analyses fractales et multifractales, est un outil en émergence dans de nombreux domaines d’applications et notamment en imagerie médicale. Elle consiste à formuler une mesure de l’hétérogénéité globale ou locale d’un signal (1D, 2D ou 3D). En imagerie médicale, son utilisation est souvent limitée au cas 1D ou 2D et ses domaines d’applications restent essentiellement restreints à la discrimination entre deux états (sains/pathologiques) grâce à une analyse globale du signal. L’objectif de cette thèse est de fournir à la fois des outils 3D de mesures des hétérogénéités globale (volume) et locale (voxel) basées sur la géométrie fractale. Les deux indices utilisés sont la dimension fractale et le spectre multifractal (coefficients de Hölder). Etant donné que les algorithmes de ces outils ne peuvent formuler que des estimations de la valeur théorique, nous utilisons des volumes de synthèses fractals et multifractals pour les valider. Les différents développements offrent ainsi non seulement des outils de discrimination mais également des outils de segmentation de texture. Ce deuxième point est particulièrement intéressant, car le développement de nouveaux attributs de texture est un domaine de recherche actif du fait de l’évolution incessante des technologies d’imagerie. Afin de valider et de montrer l’intérêt de la géométrie fractale, deux applications sont étudiées : la caractérisation des foyers épileptogènes sur des images de tomographie par émission mono-photonique, et la détection des tumeurs prostatiques sur des images IRM pondérées T2. L’efficacité des attributs fractals et multifractals sont étudiés à travers un schéma de classification supervisée. Les résultats concluants pour les deux applications démontrent l’intérêt de cette géométrie et son adaptabilité à différentes applications en imagerie médicale. / Fractal geometry is an emerging concept used in medical image analysis. The aim of this geometry is to measure global and local heterogeneities (1D, 2D or 3D). In medical imaging, it is often used to characterize 1D and 2D signals and restricted to discriminate between 2 states (healthy/pathological) by a global analysis of a signal. This thesis aims at providing 3D fractal geometry based tools for the measures of global (volume) and local (voxel) heterogeneities. Two indices are used: fractal dimension and multifractal spectrum (Hölder exponents). Since these algorithms estimate the theoretical value, fractal and multifractal synthetic volumes were used for the validation. This work also proposes texture segmentation tools. Two applications were studied; characterization of epileptic foci on single photon emission computed tomography images and the detection of prostatic tumors on T2-weighted MR images. The effectiveness of fractal and multifractal features are studied through a framework of supervised classification. The results for both applications demonstrate the usefulness of this geometry and its adaptability to several applications in medical imaging.

De nouvelles options thérapeutiques sont en cours d'introduction pour les maladies musculaires génétiques telles que les dystrophies musculaires et les myopathies congénitales, maladies jusque là sans traitement causal. Ces développements récents ont suscité un intérêt renouvelé et croissant pour les méthodes atraumatiques en vue de caractériser et de suivre les muscles atteints, en particulier pendant et après une intervention thérapeutique. Dans ce contexte, les modèles animaux sont essentiels pour mieux comprendre les mécanismes des maladies et pour tester des nouvelles thérapies. Récemment, il y a eu des avancées significatives dans l'évaluation atraumatique de modèles murins de maladies musculaires génétiques. Néanmoins, nombre de lignées de souris n'ont pas encore été caractérisées de façon atraumatique et il reste à mettre au point des méthodes plus sensibles pour identifier précocement des altérations subtiles dans le muscle des souris malades. L'objectif de cette thèse est d'appliquer des techniques atraumatiques innovantes à l'étude du muscle de modèles murins de maladies musculaires génétiques avec des phénotypes variés. Trois lignées de souris modèles de dystrophies musculaires (mdx, Large_myd et mdx/Large_myd) et une lignée de souris modèle de la myopathie congénitale (KI-Dnm2_R465W) ont été étudiées par des méthodes de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). Deux lignées dystrophiques (Large_myd et mdx/Large_myd) plus des souris normales après une blessure ont été étudiées par micro-tomographie (micro-CT). En RMN, toutes les souches de souris affectées ont présenté un T2 musculaire augmenté, en relation avec une gamme d'anomalies histologiques, y comprises nécrose et inflammation, mais aussi des groupes de fibres en régénération ou des fibres avec altérations de l'architecture. Avec la combinaison de la RMN et de l'analyse de la texture, il a été possible d'identifier sans ambiguïté toutes les lignées dystrophiques, alors que la seule mesure du T2 ne permettait pas de les différencier. Les souris mdx ont présenté des altérations fonctionnelles et morphologiques du réseau vasculaire musculaire. Pour les souris KI-Dnm2_R465W, des études préliminaires ont révélé une tendance à développer des altérations fonctionnelles musculaires. Finalement, les images de micro-CT n'ont pas pu détecter des différences du contenu musculaire dans les souris dystrophiques. L'ensemble des résultats non seulement enrichit le panel de modèles murins de maladies génétiques musculaires caractérisés de manière atraumatique, il révèle également un certain degré de spécificité des anomalies dans l'imagerie, comme l'a montré l'analyse de texture. Les résultats démontrent aussi que des méthodes de RMN non-invasives peuvent être assez sensibles pour identifier des altérations subtiles dans le phénotype musculaire murin, même à des stades précoces. Cette thèse a été développée dans le cadre d'une co-tutelle internationale entre la France et le Brésil, et elle a comporté un important transfert de compétence, qui a permis de réaliser les premières explorations atraumatiques du muscle murin effectuées au Brésil. / Novel therapeutic approaches are being introduced for genetic muscle diseases such as muscle dystrophies and congenital myopathies, all of them having remained without cure so far. These recent developments have motivated a renewed and augmented interest in non-invasive methods for muscle characterization and monitoring, particularly during and after therapeutic intervention. In this context, animal models are essential to better understand the disease mechanisms and to test new therapies. Recently, significant advances in the non-invasive evaluation of mouse models for genetic muscle diseases have been achieved. Nevertheless, there were still several mouse strains not characterized non-invasively, and it was necessary to develop sensitive methods to identify subtle alterations in the murine affected muscle. The purpose of this thesis was to apply non-invasive techniques in the study of murine models for genetic muscle diseases with variable phenotypes. Three mouse models for muscle dystrophy (mdx, Large_myd, mdx/Large_myd) and one mouse model for congenital myopathy (KI-Dnm2_R465W) were studied with Nuclear Magnetic Resonance (NMR) methods. Two dystrophic strains (Large_myd, mdx/Large_myd) and normal mice after injury were studied through micro-Computed Tomography (micro-CT). On NMR, all affected mouse strains presented increased muscle T2, which could be related to variable features in the histological evaluation, including necrosis and inflammation, but also to clusters of fibers under regeneration or with altered cytoarchitecture. The combination of NMR and texture analyses allowed the unambiguous differential identification of all the dystrophic strains, although it was not feasible when comparing the muscle T2 measurements only. Mdx mice showed functional and morphological alterations of vascular network. In the KI-Dnm2_R465W mice, a pilot study revealed tendencies of functional impairment. Finally, micro-CT images were unable to detect differences in muscle´s content in dystrophic mice. Altogether, these results not only increased the number of murine models for genetic muscle diseases non-invasively characterized, it also demonstrated some degree of specificity of the imaging anomalies, as revealed by texture analysis. It also showed that non-invasive NMR methods can be sensitive enough to identify subtle alterations in murine muscle phenotype, even in early stages. This thesis was developed under an international joint supervision between France and Brazil, and comprised an important transfer of technology, with the first non-invasive studies of murine muscles performed in Brazil.

Caractériser précisément l’hétérogénéité tumorale constitue un enjeu majeur en cancérologie. Le calcul de biomarqueurs de cette hétérogénéité directement à partir des données d’imagerie présente de nombreux avantages : il est non-invasif, répétable plusieurs fois au cours du traitement, ne nécessite pas d’examen supplémentaire et permet de caractériser la tumeur toute entière et ses éventuelles métastases. Mon projet de recherche visait à développer et évaluer des méthodes pour une caractérisation plus complète de l’activité métabolique des tumeurs. L’analyse de texture des images TEP nécessite un protocole de calcul des index plus complexe que celui des paramètres conventionnels utilisés en clinique. Afin de déterminer l’influence des étapes préliminaires au calcul de ces index, une étude méthodologique a tout d’abord été menée. Cette analyse a montré que certains index de texture étaient redondants et qu’il existait une forte corrélation entre certains d’entre eux et le volume métabolique. Elle a également mis en évidence l’impact de la formule et du taux de discrétisation sur les valeurs des paramètres de texture et permis de clarifier l’interprétation des indices. Après avoir établi un protocole de calcul strict, une seconde partie de ce travail a consisté à évaluer la capacité de ces index pour la caractérisation des tumeurs. L’analyse de texture a ainsi permis de différencier les tissus sains des tissus tumoraux et de distinguer les types histologiques pour les tumeurs mammaires, les lésions pulmonaires ou encore les gliomes.Afin de comprendre le lien entre l’hétérogénéité tumorale quantifiée sur les images TEP et l’hétérogénéité biologique des lésions, nous avons comparé l’analyse de texture réalisée à différentes échelles sur un modèle animal. Cette étude a révélé que la texture mesurée in vivo sur les images TEP reflétait la texture mesurée ex vivo sur les images autoradiographiques. / The precise characterization of the biological heterogeneity of a tumor is a major issue in oncology. The calculation of biomarkers reflecting this heterogeneity directly from imaging data offers a number of advantages: it is non-invasive, can be repeated during the therapy, does not require supplementary examinations and the whole tumor and possible metastases can be investigated from the images. My research project was to develop and assess methods to characterize the metabolic activity distribution in tumors.Texture analysis based on PET images requires a protocol to compute index that is somehow more sophisticate than when simply measuring the conventional index used in clinical practice. To determine the role of the different steps that are involved in the computation of texture index, a methodological study was conducted. This study demonstrated that some texture parameters were redundant and that there existed a strong correlation between some of them and the metabolic volume. We have also shown that the formula and the rate of discretization impact the texture analysis and clarified the interpretation of these metrics. After the protocol of texture index computation has been established, the second part of this work was to assess the interest of these indices for the tumor characterization. We showed that some texture indices were different in tumor and in healthy tissue and could identify histological types such as the triple-negative breast tumors, the squamous cell carcinoma from adenocarcinoma in lung tumors, as well as the grade of gliomas.To understand the links between the tumor heterogeneity as measured from PET images and the biological heterogeneity of lesions, we compared the texture analysis based on different scales in a mouse model. This study revealed that the texture measured in vivo based on PET images reflects the texture measured ex vivo from autoradiographic images.

Modèles et analyses statistiques de l'image biomédicale

L’objet de cette thèse porte sur le développement de technologies efficaces pour le recyclage du béton. Le béton est le plus utilisé des matériaux conçus par l’homme, et par voie de conséquence, sa fabrication consomme plus de ressources naturelles que n’importe quelle autre industrie. Le béton est responsable de 7% des émissions anthropiques de CO2, la moitie provenant de la décarbonatation du calcaire. Compte-tenu des quantités de matières utilisées et de déchets produits, le recyclage du béton est un enjeu environnemental majeur, et une priorité grandissante. Le principal défi au développement et à la mise en oeuvre d’un procède de recyclage du béton concerne la difficulté à séparer ses constituants, les graviers et la pâte de ciment. Le chauffage microonde est un candidat idéal pour parvenir à ce résultat, de par sa capacité à chauffer sélectivement les différentes phases d’un matériau multiphasique, induisant ainsi des fractures aux interfaces entre phases et conduisant à leur libération. Les effets du chauffage microonde sur le béton ont donc été étudies dans cette thèse avec l’objectif de conclure quant au bien-fondé de développer un procède de recyclage qui intègre les microondes. Les effets ont été mesures par des analyses classiques d’échelle macroscopique qui ont mises en évidence une corrélation significative entre le chauffage, l’augmentation de porosité et la diminution des propriétés mécaniques du béton. Pour mieux comprendre les changements mesures à une échelle macroscopique, une technique d’analyse locale d’images de la texture du béton, base sur la microscopie électronique, a été développée. L’analyse locale des changes induits par le chauffage du béton a révélé la présence d’une porosité de fractures, qui a permis d’expliquer les changements observes des propriétés du béton les plus pertinentes vis-à-vis du recyclage. L’analyse de la texture du béton soumis au chauffage par microondes a mis en évidence la formation de deux réseaux de fractures dans la pâte de ciment, dont le développement est dicte par les conditions du chauffage microonde. Les propriétés texturales de ces réseaux de fractures ont été corrélées directement aux variations des propriétés macroscopiques du béton, ainsi qu’à la libération des agrégats. L’analyse texturale a montré que la croissance de la fracture à l’interface entre les agrégats et la pâte de ciment survient durant les premiers instants du chauffage, et que la libération des agrégats dans le béton, appelée libération texturale, est significativement plus grande que la libération mesurée après fracture du béton par impact. Cette observation a démontré l’importance de choisir un mode de fragmentation capable de tirer parti de la fracture sélective des interfaces agrégat-ciment. De plus, le travail réalise a établi qu’il existe des relations de causalité entre les variations de la porosité de fractures présente dans le béton et les propriétés du béton les plus significatives pour son recyclage, revelant ainsi la possibilite de concevoir un procede de valorisation des dechets de béton en manipulant la texture du béton. En etablissant que le chauffage microonde permet de modifier la porosite de fractures du béton, ce travail conclut que le chauffage du béton par microondes est une technologie prometteuse pour concevoir un procede de recyclage du béton. Au-dela du seul objectif du recyclage du béton, la demonstration de l’existence de relations de causalite entre les proprietes de texture du béton et les criteres de performance associes a sa fragmentation ouvre des perspectives nouvelles pour analyser et concevoir des procedes de broyage des minerais. / This thesis is concerned with the development of efficient concrete recycling technology. Concrete is the most used manufactured material on the planet and as a consequence uses more natural resources than any other industry and is responsible for 7% of the world’s carbon dioxide production, 50% of that originating from the decarbonisation of limestone. Given the magnitude of materials used and the waste produced the recycling of concrete would be a major environmental boon and should be made a priority. The main obstacle to the development and implementation of a concrete recycling process is the necessity of separating concrete components, aggregate and cement paste before recycling. Microwave heating stands as an ideal candidate due to its capacity to selectively heat different phases in a multiphase material, thus producing phase boundary fracture and increasing the liberation of the component phases. The effects of microwave heating on concrete samples were investigated with the intent of concluding on the possibility of deriving a microwave-based recycling process for concrete. The effects were measured using standard macroscopic techniques and found a strong correlation between heating, increased porosity and decreased mechanical strength for concrete. In order to better understand the changes measured at the macroscopic scale, a dedicated image analysis technique was developed using electron microscopy to investigate local microscopic changes in concrete texture. Local investigation of the changes of heat treated concrete identified the presence of fracture porosity, which has significant explanatory power for observed changes in concrete properties most relevant to recycling. Textural analysis of concrete subjected to microwave heating showed the growth of two different networks of fractures throughout the cement paste matrix, whose development is associated with the microwave settings. These textural fracture properties correspond directly to the observed changes in mechanical properties as well as the observed liberation of aggregate particles. Textural analysis shows that phase boundary fracture growth occurs rapidly in the early stages of microwave treatment and that the absolute value of textural liberation is significantly higher than that of physical liberation. This highlights the importance of choosing an appropriate comminution method to make efficient use of phase boundary fracture. Moreover, the work established causal relationships between variations in fracture porosity and changes in properties of concrete most relevant to recycling, revealing the possibility of designing a concrete waste beneficiation process through manipulating concrete texture. Since microwave heating was found to be able to manipulate the form taken by the fracture porosity, this work concludes that microwave heating of concrete is a promising technology for designing a concrete recycling scheme. Moreover, through demonstration of causal links between textural properties and processing performance criteria, this work opens the possibility of an alternative approach for analysing and designing comminution process for minerals.

Dénommée multiparamétrique par adjonction de séquences fonctionnelle aux conventionnelles, L’IRM de prostate a montré ses performances pour la détection du cancer de prostate par un score radiologique visuel, subjectif. D’autres applications sont en cours d’investigations comme la stratification, le planning thérapeutique ou encore le suivi oncologique.La première partie s’attache à décrire, élaborer et appliquer une méthodologie de recalage non rigide en 3D entre l’histologie du spécimen de prostatectomie totale et les différentes séquences de l’IRMmp. Après avoir capturé une déformation et un changement de volume de la prostate entre les états in vivo et ex vivo par IRM, la méthode de recalage multimodalité appliquée à une population de prostatectomie totale précédée d’une IRM démontre une sous-estimation du volume de cancer par l’IRM, sujette à une stratification. Les implications se trouvent dans la détection, la stratification et le planning thérapeutique. La deuxième partie propose une analyse de texture des différentes séquences et cartographies quantitatives en diffusion et perfusion pour la détection et la stratification du cancer. Cette approche multiparamétrique de « Score d’Entropie » est testée dans une population pilote au moment des biopsies et présente des performances diagnostique pour sélectionner les lésions à biopsier. Ce score d’entropie participe de la stratification du cancer en corrélant positivement avec le score de Gleason et la longueur de cancer biopsique.La troisième partie explore le rôle de l’IRM dans le suivi d’une thérapie émergente, dite focale, du cancer. Il s’agit d’un travail de recalage non-rigide longitudinal sur une cohorte de patients traités par thérapie focale en vue de compenser les déformation focalement induites. Il apparaît que ce type de recalage peut permettre un suivi objectif des résultats d’ablation et potentiellement élaborer une cible biopsique et radiologique dans le suivi oncologique. / Conventional prostate MRI, enhanced by diffusion and perfusion sequences, and then named multiparametric, showed high performances for detection of prostate cancer using visual scoring. Indications in stratification, prognosis, treatment planning and follow up are currently under investigations.First part of this work attached itself to describe, elaborate and use a non-rigid image fusion method in 3D between gold standard histology of radical prostatectomy and MRI. Investigations captured the significant differences in shape and volume of in vivo and ex vivo prostate using MRI. The developed multimodality fusion method was applied to a cohort of patients who underwent MRI prior surgery. Results showed a stratified underestimation of cancer volume by MRI. Clinical output resides in detection, stratification and surgical planning.The second part proposed some texture analysis of sequences and quantitative maps. As a multiparametric approach, the Entropy Score is applied in a pilot cohort at time of biopsy and showed some potential usefulness to select MRI targets without compromising detection of significant cancer. By positively correlating with the Gleason Score and the maximal core length of cancer, Entropy Score participates of stratification of cancer.The third part explored application of image registration in the longitudinal follow up of an emergent therapy, said focal (FT). As a conservative approach, FT induces very local deformation of the gland which appears to be appropriately modelled by non-rigid registration, then opening possibilities to guide further control biopsy and radiologic assessment.

La présente étude concerne l'évaluation de l'impact du séchage par air chaud (HAD), lyophilisation (FD) et " swell drying " (SD), procédé couplant le séchage par air chaud avec le procédé de Détente Instantanée Contrôlée (DIC), sur les fraises (Fragaria var. Camarosa). Il s'agit de comparer et de contraster les performances des procédés et la qualité du produit fini séché en termes des cinétiques de séchage et de réhydratation, de contenus en molécules bioactives et activité antioxydante, et des paramètres caractéristiques de texture comme croquant et croustillant. Les résultats obtenus ont montré que le procédé de SD comparé aux procédés classiques de séchage et de lyophilisation, réduit d'une façon importante le temps de séchage ainsi que les coûts d'opération. D'autre part, SD conserve la qualité nutritionnelle des fraises en gardant leur contenu en composants bioactifs et en augmentant leur disponibilité. De plus, une corrélation importante entre la capacité antioxydante et le contenu total d'anthocyanes a été établie. D'autre part, les fraises séchées par SD ont montré une très intéressante macro et micro-structure. Les produits ont présenté une haute expansion et une croustillance significative due au phénomène de micro-alvéolation par décompression instantanée par DIC. D'ailleurs, il a été possible de mesurer les caractéristiques instrumentales de croustillance/croquance des échantillons finaux séchés. Grâce à la possibilité de modifier, contrôler et optimiser les paramètres opératoires du procédé DIC, il a été possible d'obtenir un produit du type " snack " croustillant avec une très haute valeur nutritionnelle.

Ce travail de thèse traite de l'acquisition de données et de l'analyse d'images en échographie tridimensionnelle (3D). Les ultrasons sont une modalité d'imagerie médicale peu coûteuse, d'une innocuité quasi-totale pour le patient et qui permet de suivre le mouvement de structures anatomiques déformables en temps réel. L´échographie 3D permet de circonvenir aux inconvénients de l'échographie 2D classique et permet également d'entrevoir de nouvelles possibilités dans le domaine du diagnostic médical. Le premier axe de ce travail concerne l'acquisition des images à l'aide d'un système de type main-libre. Nous avons tout d'abord étudié la précision de systèmes de localisation magnétique et comparé ceux-ci à des méthodes basées vision. De plus, lors de l'acquisition des données, l'étape de calibration du système main-libre est primordiale. Nous proposons d'une part une méthode de calibration temporelle automatique qui n'impose aucune contrainte sur les mouvements de la sonde utilisés et d'autre part une méthode de calibration spatiale précise, robuste et automatique. Cette dernière a été évaluée à l'aide de séquences synthétiques puis réelles. Des évaluations comparatives avec différentes méthodes de calibration ont permis de dégager les intérêts et les qualités de la méthode proposée. Le second axe est consacré à l'analyse des images échographiques 3D. Nous avons proposons une méthode de recalage dédiée aux données ultrasonores. Afin de prendre en compte les particularités des images échographiques, nous avons développé une nouvelle mesure de similarité statistique reposant sur une information de texture. Nous utilisons cette mesure pour des problèmes de recalages rigides de volumes échographiques.

Dans cette thèse, on aborde le problème de l'analyse de texture pour l'étude des zones urbaines. La texture est une notion spatiale désignant ce qui, en dehors de la couleur ou du niveau de gris, caractérise l'homogénéité visuelle d'une zone donnée d'une image. Le but de cette étude est d'établir un modèle qui permette une analyse de texture prenant en compte conjointement l'aspect spatial et l'aspect spectral, à partir d'images hyperspectrales. Ces images sont caractérisées par un nombre de canaux largement supérieur à celui des images multispectrales classiques. On désire tirer parti de l'information spectrale pour améliorer l'analyse spatiale. Les textures sont modélisées par un champ de Markov gaussien vectoriel, qui permet de prendre en compte les relations spatiales entre pixels, mais aussi les relations inter-bandes à l'intérieur d'un même pixel. Ce champ est adapté aux images hyperspectrales par une simplification évitant l'apparition de problèmes d'estimation statistique dans des espaces de grande dimension. Dans le but d'éviter ces problèmes, on effectue également une réduction de dimension des données grâce à un algorithme de poursuite de projection. Cet algorithme permet de déterminer un sous-espace de projection dans lequel une grandeur appelée indice de projection est optimisée. L'indice de projection est défini par rapport à la modélisation de texture proposée, de manière à ce que le sous-espace optimal maximise la distance entre les classes prédéfinies, dans le cadre de la classification. La méthode d'analyse de texture est testée dans le cadre d'une classification supervisée. Pour ce faire, on met au point deux algorithmes que l'on compare avec des algorithmes classiques utilisant ou non l'information de texture. Des tests sont réalisés sur des images hyperspectrales AVIRIS.

Le cancer est chaque année responsable de 7,6 millions de décès dans le monde. L'amélioration des traitements constitue donc un enjeu majeur de santé publique. Il a été démontré que l'association d'un diagnostic précoce et d'un traitement efficace était associée à un impact significatif sur la survie des patients. De nombreux facteurs pronostics de la survie ont été identités et sont actuellement utilisés en routine clinique. Ce diagnostic est souvent réalisé en partieà l'aide de l'imagerie de Tomographie par Emission de Positons (TEP), cette dernière s'étantavérée être un outil très performant pour l'identification des tumeurs et métastases dans uncertain nombre de modèles de cancer. La TEP fait partie des modalités d'imagerie fonctionnelleet a donc le potentiel de fournir des informations liées à la biologie sous-jacente des cancers.Toutefois, du fait de sa faible résolution spatiale, elle n'avait que très peu été utilisée avec cet objectif.Ce travail de thèse a consisté à étudier des paramètres quantitatifs pouvant être extraitsde ces images, plus spécifiquement ceux permettant la caractérisation de l'hétérogénéité intratumorale. Nous avons pu identifier un ensemble de paramètres issus de l'analyse de texture quisont reproductibles, robustes aux effets de volume partiel et à la méthode de segmentation, etvraisemblablement liés à la physiologie tumorale. Nous avons également pu mettre en évidencele potentiel de ces paramètres extraits d'images de diagnostic, pour contribuer à la prédiction dela réponse thérapeutique ainsi que comme facteur pronostic. Ces nouveaux indices quantitatifspourraient à relativement court terme venir compléter les facteurs de référence courammentutilisés aujourd'hui en oncologie pour la prise en charge thérapeutique des patients. / Cancer is responsible every year for the death of 7.6 million people. Treatments improvement is thus of the greatest importance regarding public health. The association of an early diagnosis with an efficient treatment was shown to lead to a significant impact on patients survival rates. Numerous prognostic factors have been identified and are now being used in clinical routine. Nowadays, Positron Emission Tomography (PET) imaging is often used for tumor and metastasis identification because of its established accuracy in numerous cancer models. PET belongs to the functional imaging techniques and may potentially therefore provide information relative to cancer biology. Nevertheless, because of its low spatial resolution, this technique has not been extensively considered for such a purpose. This thesis work aimed at studying quantitative parameters that could be extracted from PET images through texture analysis, in order to characterize tumor heterogeneity. We identified a set of reproducible parameters, robust with respect to partial volume effects as well as segmentation methods that are probably related to the tumor physiology. We have also demonstrated the power of these parameters obtained from diagnostic images for contributing in predicting the therapeutic response as prognostic factors. These new quantitative parameters could in the relatively short term be utilized complementarily to standard oncology factors for patient management purposes.