L’ostéoporose est un problème grandissant de santé publique au Canada, particulièrement dans le contexte d’une population vieillissante. Cette maladie touche jusqu’à une femme sur quatre et un homme sur huit. Elle est caractérisée par une densité osseuse faible qui augmente la fragilité des os. Son développement est souvent asymptomatique et la maladie ne sera détectée qu’à la suite de complications morbides, particulièrement à la suite d’une fracture de fragilisation. Les lignes de conduite publiées recommandent l’utilisation de l’ostéodensitométrie pour la confirmation du diagnostic d’ostéoporose et le suivi de la maladie. Ce test est particulièrement recommandé pour les populations à risque, par exemple pour les femmes âgées de plus de 65 ans ayant subi une fracture de fragilisation. Par contre, les fournisseurs d’ostéodensitométrie sont concentrés dans les régions urbaines et son utilisation varie grandement d’un milieu à l’autre. L’accès à ce service est une contrainte majeure à son utilisation. Le but principal de ce projet est de mesurer l’accessibilité géographique à l’ostéodensitométrie pour la population féminine à risque au Québec. La variable principale est l’indice d’accessibilité adapté de Piché et Côté, basé sur le modèle gravitationnel. La population étudiée est composée des femmes de 65 ans et plus ayant subi une fracture de fragilisation au Québec entre le 1er janvier 1999 et le 31 décembre 2000. Le modèle gravitationnel prend en compte des mesures de l’offre et de la demande de service. Il prend aussi en compte la distance qui sépare les populations des centres de services. Une mesure de distance utilisée est le coût de transport en temps (minutes) du chemin minimal sur le réseau routier entre le centroïde démographique du territoire et le centre de services. Deux découpages territoriaux à deux échelles différentes sont utilisés pour l’agrégation des données, soient les 169 territoires de CLSC et les 18 Régions socio-sanitaires présents en 2000. Les analyses sont de deux ordres. La première série d’analyses vise à décrire les mesures d’accès calculées à partir de l’indice d’accessibilité adapté de Piché et Côté et à les comparer à d’autres variables, telles que l’utilisation réelle des tests ou une mesure de besoin. La seconde série vise à tester la robustesse du modèle gravitationnel utilisé et à estimer sa performance d’un point de vue théorique et logique, au-delà des associations statistiques. Pour y arriver, des simulations de scénarios hypothétiques sont effectuées pour vérifier si le modèle réagit dans le sens attendu. Les résultats démontrent une association statistiquement significative entre la mesure d’accès géographique calculée à partir du modèle gravitationnel et l’utilisation réelle du test d’ostéodensitométrie, ainsi qu’une relation inversement proportionnelle entre l’utilisation réelle du test et la distance qui sépare les populations des centres de services.

Les systèmes d’imagerie par rayons X conventionnels utilisent des détecteurs à base de scintillateur en mode intégration d’énergie. La nouvelle génération de détecteurs à base de semi-conducteur CdTe/CdZnTe permet de compter le nombre de photons et de mesurer l’énergie avec laquelle les photons arrivent sur le détecteur. Le laboratoire LDET (CEA LETI) a développé des détecteurs spectrométriques pixellisés à base de CdTe pour l’imagerie par rayons X associés à un circuit de lecture rapide permettant de travailler à fort taux de comptage avec une bonne résolution en énergie. Ces travaux de thèse proposent d’apporter une contribution au traitement des données acquises sur ces détecteurs résolus en énergie pour la quantification des constituants des matériaux en radiographie et en tomographie. Le cadre médical applicatif choisi est l’ostéodensitométrie. Des simulations de radiographie, qui prennent en compte les imperfections du système de détection, comme le partage de charges et les empilements, ont été réalisées. Nous avons choisi d’étudier des méthodes de traitements des données spectrales basées sur la décomposition en base de matériaux. Cette technique de réduction des données consiste à modéliser le coefficient d’atténuation linéique d’un matériau par une combinaison linéaire des fonctions d’atténuation de deux matériaux de base. Deux approches, utilisant toutes les deux un apprentissage par calibrage, ont été adaptées pour notre application. La première est une adaptation de l’approche polynômiale standard, appliquée pour deux et trois canaux d’énergie. Un processus d’optimisation des seuils des canaux a été réalisé afin de trouver la configuration optimale des bandes d’énergie. Une étude sur le nombre de canaux a permis d’évaluer les limites de la formulation polynômiale. Pour aller plus loin dans l’exploitation du potentiel des nouveaux détecteurs, une approche statistique développée dans notre laboratoire a été adaptée pour la décomposition en base de matériaux. Elle peut se généraliser à un grand nombre de canaux (100 par exemple). Une comparaison des deux approches a été réalisée selon des critères de performance comme le bruit et la précision sur l’estimation des longueurs des matériaux traversés. La validation des deux approches étudiées sur des données expérimentales acquises en radiographie, dans notre laboratoire, avec des détecteurs spectrométriques, a montré une bonne quantification des constituants des matériaux, en accord avec les résultats obtenus en simulation. / Scintillator based integrating detectors are used in conventional X-ray imaging systems. The new generation of energy-resolved semiconductor radiation detectors, based on CdTe/CdZnTe, allows counting the number of photons incident on the detector and measure their energy. The LDET laboratory developed pixelated spectrometric detectors for X-ray imaging, associated with a fast readout circuit, which allows working with high fluxes and while maintaining a good energy resolution. With this thesis, we bring our contribution to data processing acquired in radiographic and tomographic modes for material components quantification. Osteodensitometry was chosen as a medical application. Radiographic data was acquired by simulation with a detector which presents imperfections as charge sharing and pile-up. The methods chosen for data processing are based on a material decomposition approach. Basis material decomposition models the linear attenuation coefficient of a material as a linear combination of the attenuations of two basis materials based on the energy related information acquired in each energy bin. Two approaches based on a calibration step were adapted for our application. The first is the polynomial approach used for standard dual energy acquisitions, which was applied for two and three energies acquired with the energy-resolved detector. We searched the optimal configuration of bins. We evaluated the limits of the polynomial approach with a study on the number of channels. To go further and take benefit of the elevated number of bins acquired with the detectors developed in our laboratory, a statistical approach implemented in our laboratory was adapted for the material decomposition method for quantifying mineral content in bone. The two approaches were compared using figures of merit as bias and noise over the lengths of the materials traversed by X-rays. An experimental radiographic validation of the two approaches was done in our laboratory with a spectrometric detector. Results in material quantification reflect an agreement with the simulations.