Post on 02-Feb-2016
description
La Médecine Nucléaire
• Deux objectifs / quatre domaines :– Diagnostic (rayons gamma et positons)
• Imagerie (scintigraphie)• Détection per-opératoire• Dosages radio-immunologiques
– Thérapie (rayons bêta, voire alpha)• Radiothérapie interne
• Stratégie commune :– AbordAbord fonctionnel fonctionnel / anatomique/ anatomique
Fonctionnel versus Anatomique
Que cherche-t-on à voir ?
La structure ou la fonction ?
Imagerie structurale• Informations anatomiques
– La région explorée est-elle normale ?– Existe-t-il une structure anormale ?– Quelles sont ses dimensions ?– Où se trouve-t-elle exactement ? – Prend-elle la place d’une autre structure ?– Est-elle de forme régulière ou irrégulière ?– Est-elle homogène ou hétérogène ?
Radiologie, échographie, IRM
Imagerie fonctionnelle
• Informations sur le fonctionnement– La fonction étudiée est-elle normale ?– Est-ce un hypo- ou hyperfonctionnement ?– L’anomalie est-elle globale ou partielle ?– Porte-t-elle sur l’intensité du fonctionnement ? – Porte-t-elle sur le moment de survenue ?– Est-elle modifiée par une action ?
Médecine Nucléaire, IRMf
Les modalités d’imagerie
Ultrasons non 2 Structural
Champ magnétique non 3 Structural
Fonctionnel
Rayons X oui 1 Structural
Rayons gamma oui 2 Fonctionnel
Echographie
I.R.M.
Radiologie
Méd. Nucléaire
Rayonnement
Irradiation
Type d’image
Nb de paramètres
L’irradiation médicale
• La mesure des risques : le sievert (Sv)– Radiographie pulmonaire 0,3 mSv– Scintigraphie thyroïdienne 0,25 mSv– Scintigraphie osseuse 4 mSv– Scanner abdominal 15 mSv
• Aucun effet observable en dessous de 200 mSv*
• Irradiation naturelle en France 2,5 mSv / an
*pour une irradiation unique
La prévention du risque• La Radioprotection
– Procédures et Culture
– Le contrôle de qualité et la traçabilité
• Décision médicale :– Risque encouru / Bénéfice attendu
– Justification et Optimisation
• Information du patient
L’imagerie de L’imagerie de médecine nucléairemédecine nucléaire
De l’injection…
Service Central de Médecine NucléaireService Central de Médecine Nucléaire
C.H.U. Cochin AP-HPC.H.U. Cochin AP-HP
…à la prise de l’image
Service de Médecine Nucléaire pédiatriqueService de Médecine Nucléaire pédiatrique
C.H. A. Trousseau AP-HPC.H. A. Trousseau AP-HP
L’équation scintigraphique
une substance émettrice gamma+ une gamma-caméra_____________________________= imageimage ++ information quantitativeinformation quantitative
Principe de la scintigraphie
détecteur
Rayons gamma :
- Distribution dans l’organisme
- Détection à distance ( > 20 à 30 cm)
injectioninjection Calcul de Calcul de fraction fraction
d’éjectiond’éjection
Suivre le devenir d’une molécule dans l’organisme
• équivalent physique et/ou chimique => => marqueurmarqueur• faible quantité pondérale => => traceurtraceur• détection externe• imagerie fonctionnelle fonctionnelle ±± métabolique métabolique• importance de la mesure quantitative• perturbation faible ou nulle
=> => examen examen "physiologique""physiologique"
Le radiopharmaceutiqueType de radiopharmaceutiques :
– Eléments radioactifs (123I, 201Tl…)– Molécules marquées (ex : Albumine 99mTc…)– Précurseurs et peptides (ex : mibg, octréotide…)– Cellules marquées (GR, GB, plaquettes…)
Mode d’administration :injection+++, ingestion, inhalation
Délai entre administration et imagerie :Variable : instantané quelques jours
Une nouvelle classe de traceursLes « briques » de base :
– le carbone 11C, l’azote 13N, l’oxygène 15O
– le fluor 18F, le brome 76Br
Les molécules marquées :
– palmitate, ammoniac, acides aminés, eau...
Un cas à part : le 18FDG
– myocarde & cerveau
– tumeurs malignes
• poumon, lymphome, colon, ORL, mélanome
• thyroïde, sein, ovaire, testicule...
– infection
L’appareillage
T. E. P.Gamma-caméra
Exemples d’imagerie scintigraphique
T.E.P du Thorax
Scintigraphie osseuse
Tomoscintigraphie cardiaque
Les domaines d’application de la scintigraphie
• Par organe : thyroïde, poumons, os…
• Par fonction : ventilation, transit, métabolisme...
• Par pathologie : inflammation , infection, fracture, tumeurs bénignes ou cancéreuses…
• De la pédiatrie… à la gériatrie
• Une contre-indication (relative) : la grossesse
Scintigraphie de la thyroïde
Normal Pathologique
Scintigraphie des poumons
face antérieure
face postérieure
profil droit
profil gauche
oblique postérieur
droit
oblique postérieur
gauche
Embolie Embolie PulmonairePulmonaire
Poumon Poumon gauchegauche
Scintigraphie du squelette
normal pathologique
Fonction ventriculaire
VGVGVD
Fraction d’éjection
63 %
48 %
Inflammation du colon
Scintigraphie aux polynucléaires
marqués
Recto-colite hémorragique du
colon gauche
La T.E.P. en oncologie
Cancer du poumon Lymphome
Avec le même appareil ?
Les différents modes
• Statique : thyroïde, poumons…
• Dynamique : rénogramme…
• Synchronisé : fonction ventriculaire, Gated SPECT…
• Balayage corps entier: os, octréotide…
• Tomographie : myocarde, cerveau, rachis…
• Coïncidence : 18FDG (si caméra hybride – CDET)
Les facteurs de complexité
• Durée d’examen : de 10 minutes à 1h30
• Multiséquences : j0, 24h et 48h
• Association de mode : planaire + tomo
• Coût du traceur : de 1 à 400
• Disponibilité variable :– Générateurs
– Livraison quotidienne ou hebdomadaire
L’imagerie en coupes
Tomographie cardiaque
La tomoscintigraphie "TEMP"
Détecteur NaI
Collimateur
Orbite circulaire ou elliptique
Tomographe simple tête
Document Siemens
"TEMP" multidétecteur
2 ou 3 têtes
angulation : 180°, 90°ou variable
Tomographes multi-tête
Siemens Philips Philips
Tomographie synchronisée
PERFUSION + FONCTION
CHU Brabois - Nancy
Tomographie par émission de positons (T.E.P.)
Le positon
e+
e-
1 = 511 keV
2 = 511 keV
Atome excitéAtome désexcité
Les caméras hybrides - CEDET
Détecteur NaI
Pas de collimateur
Circuits de coïncidence
Caméra CEDET
Document Siemens
Principe de base de la T.E.P.Couronne de détecteurs individuels
Pas de collimateur
Détection par coïncidence
Tomographes T.E.P.
Cancer du colonBilan d’extension pré thérapeutique
tumeur sigmoïdienne primitive
adénopathie métastatiques cervico-thoraciques Médecine Nucléaire, H.I.A. Val-de-Grâce
Le suivi de l’évolution
Atteinte Atteinte ganglionnaireganglionnairemédiastinalemédiastinale
Après 3 cures deAprès 3 cures de chimiothérapie chimiothérapie
Comment prendre en compte le facteur atténuation ?
Les paramètres de l'image
La concentration locale :• Activité administrée
• Captation / élimination par l'organe
• Instant de l'examen
L'atténuation :• Profondeur de la "source"
• Nature des tissus environnants
Correction de l'atténuation (1)Tête 1 : émissionTête 1 : émission
Tête 2 :Tête 2 :
transmissiontransmission
sourcesource
Correction de l'atténuation (2)Tête 1 : émissionTête 1 : émission
Détecteur 2 :Détecteur 2 :
transmissiontransmission
Tube RXTube RX
Images de transmission
carte des mesurée carte des segmentée
TEMP corrigé par RX
Têtes de gamma caméra
Tube Rayons X
Document GEMS
Corrections en TEP
Médecine Nucléaire, H.I.A. Val-de-Grâce
TEP ART(BGO) - TDM
Images TEP-TDM Siemens ART, T.Beyer, J Nucl Med 2000
SUV : Standard Uptake Value
Médecine Nucléaire, H.I.A. Val-de-Grâce
Quelle caméra choisir ?
Caméras généralistes
• Double-tête, anneau “fermé” et champ rectangulaire
• Adéquates pour balayage corps entier et tomographie d’organes gros ou moyens
• Mal adaptées pour les petits organes, les examens des patients handicapés ou non mobilisables.
Caméras dédiées
• Petits champs, mono-tête, circulaires, statif ouvert, voire mobiles
• Optimales pour examens cavitaires cardiaques, thyroïde, pédiatrie…
• Ne permettent ni la tomographie ni le corps entier.
Un statif plus ouvert
Document Philips
Caméras hybrides ou CEDET
• Permettent les scintigraphies monophotoniques et les examens par coïncidence
• Cristal plus épais, blindage haute énergie
• Peu polyvalentes, moins bien adaptées pour les basses énergies, les examens de petits organes…
Quel avenir pour les caméras ?
Tomographes TEP dédiés
• Amélioration du matériau de détection :– BGO et NaI remplacés par LSO et GSO
• Amélioration des circuits de coïncidence
• Amélioration de la résolution
• Amélioration de la sensibilité
• Réduction du temps d’examen (20-25 min)
• Algoritmes itératifs pour la reconstruction
Les semi-conducteurs• Les détecteurs de type ANGER sont proches
de la limite physique de leurs performances :– résolution en énergie– taux de comptage – résolution spatiale
• Les atouts des détecteurs à semi-conducteur– amélioration du contraste des images– augmentation de la capacité de comptage– compacité & formes variables de détecteurs– diminution du poids et absence de zones mortes
Caméra à semi-conducteur
DigiRad
Et les molécules ?
Axes de développements
• Pas de limite théorique : Génie Biologique
• Enjeu : les récepteurs membranaires
• Impératif : ne pas modifier la structure donc la biodistribution de la molécule
• Utilisation de marqueurs « organiques »
• Simplification des procédures de marquage
Les domaines de recherche
• Les grandes pathologies : – Oncologie– Cardiologie– Neurologie
• Quelques objectifs prioritaires :– Les complications vasculaires du diabète– La plaque d’athérome coronaire– La maladie d’Alzheimer et les démences– La thérapie génique
Conclusion
La Médecine Nucléaire offre :La Médecine Nucléaire offre :• Pluralité d’applicationsPluralité d’applications
• Spécificité fonctionnelle et physiologiqueSpécificité fonctionnelle et physiologique
• Disponibilité dans le cadre d’une démarche Disponibilité dans le cadre d’une démarche raisonnéeraisonnée
• Immenses potentialitésImmenses potentialités