La tomographie par emission de positons (TEP) est une methode d'imagerie nucleaire permettant d'etudier in vivo les processus metaboliques et biochimiques au niveau cellulaire. Depuis le debut des annees 90, la TEP connait un developpement particulierement prometteur en oncologie, lie a l'utilisation du ¹⁸F-FDG. Ce traceur du metabolisme glucidique se concentre dans les cellules cancereuses caracterisees par une activite glycolytique anormalement elevee et permet ainsi de detecter les tumeurs et metastases. L'interet de la TEP en oncologie a motive le developpement de protocoles permettant de fournir une image de l'ensemble du corps. La principale limitation de la TEP corps entier concerne la qualite statistique des images fortement degradee par des contraintes de dose injectee au patient et de duree d'examen. Dans ce cadre, nos travaux ont porte sur l'optimisation des performances de detection des zones d'hyperfixation du ¹⁸F-FDG dans les images corps entier. Nous avons developpe une strategie originale d'evaluation de la detectabilite basee sur l'approche psychophysique de la methodologie ROC et adaptee aux specificites de l'imagerie TEP. Cette methode a ete appliquee d'une part a l'evaluation des performances de detection de plusieurs algorithmes de reconstruction utilises en TEP. D'autre part, nous avons etudie l'influence sur la detectabilite des deux modes d'acquisition des donnees, un mode 2D et un mode 3D. Dans cet objectif, nous avons utilise l'index NEC pour selectionner un echantillonnage de conditions statistiques pertinentes en 2D et 3D en fonction de la dose injectee au patient. Puis, nous avons compare les performances de detection de ces differentes configurations d'imagerie a l'aide de la strategie d'evaluation elaboree a cet effet