MEDECINEMEDECINE NUCLEAIRENUCLEAIRE

PlanPlan

Définition et principes de baseDéfinition et principes de base DéfinitionDéfinition Principes de basePrincipes de base InstallationInstallation

Applications cliniquesApplications cliniques ImagerieImagerie Radiothérapie métaboliqueRadiothérapie métabolique

Définition

La médecine nucléaire est une La médecine nucléaire est une spécialité médicale utilisant des spécialité médicale utilisant des sources radioactives non scellées sources radioactives non scellées (gaz,liquides) à des fins (gaz,liquides) à des fins diagnostiques ou thérapeutiques .diagnostiques ou thérapeutiques .

Principes de basePrincipes de base

RadioactivitéRadioactivité

DétectionDétection

Principes de l’examenPrincipes de l’examen

RadioactivitéRadioactivité

Définition:Définition:

Propriété d'un noyau* atomique instable Propriété d'un noyau* atomique instable de se transformer spontanément en de se transformer spontanément en noyaux d'une autre espèce chimique, noyaux d'une autre espèce chimique, avec émission de rayonnement*.(avec émission de rayonnement*.(αα,,ββ,,γγ) )

DétectionDétection

C’est la détection du rayonnement C’est la détection du rayonnement émis qui permet la réalisation émis qui permet la réalisation d’image et de courbe de comptage.d’image et de courbe de comptage.

Photon Photon γγ: : Principal rayonnement utilisé en MN Principal rayonnement utilisé en MN

pour de la détection externe .pour de la détection externe . Faible interaction avec la matièreFaible interaction avec la matière

Appareils de détectionAppareils de détection

Gamma camera Gamma camera CristalCristal PhotomultiplicateurPhotomultiplicateur ElectroniqueElectronique

Principes de fonctionnement:Principes de fonctionnement:

Principes de l’examen:Principes de l’examen: En fonction de l’organe ciblé, on En fonction de l’organe ciblé, on

administre au patient(le plus souvent par administre au patient(le plus souvent par injection) un médicament radioactif injection) un médicament radioactif spécifique du métabolisme cibléspécifique du métabolisme ciblé

On respecte un délais de fixation (fonction On respecte un délais de fixation (fonction du métabolisme)du métabolisme)

On réalise les images du patient grâce à la On réalise les images du patient grâce à la radioactivité.radioactivité.

Les TraceursLes Traceurs Spécifique du métabolisme ciblé:Spécifique du métabolisme ciblé:

Organe(thyroïde, foie,cerveau…)Organe(thyroïde, foie,cerveau…) TumeurTumeur Fonction: perfusionFonction: perfusion

Radiopharmaceutique:Radiopharmaceutique:

C’est un médicament sur lequel on a « greffé »un atome C’est un médicament sur lequel on a « greffé »un atome radioactif pour réaliser l’image de sa bio distributionradioactif pour réaliser l’image de sa bio distribution

Faiblement radioactifFaiblement radioactif Préparé dans un environnement spécifique le laboratoire Préparé dans un environnement spécifique le laboratoire

« chaud »« chaud »

Le Labo Chaud:Le Labo Chaud:

Lieu de préparation des radio Lieu de préparation des radio pharmaceutiquespharmaceutiques

Contraintes réglementaires de Contraintes réglementaires de radioprotectionradioprotection AspirationAspiration Enceinte plombée (sorbonne) Enceinte plombée (sorbonne)

Salle d’injectionSalle d’injection

Salle d’attenteSalle d’attente

CamerasCameras

Applications CliniquesApplications Cliniques

ImagerieImagerie

PlanairePlanaire Tomographie monophotoniqueTomographie monophotonique Tomographie par émission de positronTomographie par émission de positron

TraitementTraitement Radiothérapie métaboliqueRadiothérapie métabolique SynoviorthèsesSynoviorthèses

ImagerieImagerie

OsOs ThyroïdeThyroïde CœurCœur PoumonPoumon ReinRein CerveauCerveau TumeurTumeur Système lymphatiqueSystème lymphatique

La scintigraphie La scintigraphie osseuseosseuse

Cellules osseuses différenciéesCellules osseuses différenciées ostéoblastesostéoblastes ostéoclastesostéoclastes ostéocytesostéocytes

Substance InterstitielleSubstance Interstitielle Matrice organique : tropocollagène, substance Matrice organique : tropocollagène, substance

fondamentale, H2O + ionsfondamentale, H2O + ions Substance minérale : cristaux hydroxyapatite, Substance minérale : cristaux hydroxyapatite,

phosphate de calcium, amorphephosphate de calcium, amorphe

Généralités 1 : HistologieGénéralités 1 : Histologie

Généralité 2Généralité 2 La matrice est constituée en deux temps :La matrice est constituée en deux temps :

Production de collagène par les ostéoblastes Production de collagène par les ostéoblastes pour former le tissu ostéoïdepour former le tissu ostéoïde

Dépôts de cristaux d’hydroxyapatites à 15 J Dépôts de cristaux d’hydroxyapatites à 15 J pour former le front de calcificationpour former le front de calcification

Les ostéoblastes finissent par être Les ostéoblastes finissent par être englobés dans le tissu ostéoïde et englobés dans le tissu ostéoïde et deviennent des ostéocytes qui assurent la deviennent des ostéocytes qui assurent la minéralisation du tissu ostéoïdeminéralisation du tissu ostéoïde

Les ostéoclastes creusent des encoches à Les ostéoclastes creusent des encoches à la surface du tissu osseuxla surface du tissu osseux

Généralité 3: le traceurGénéralité 3: le traceur

Le traceur le plus utilisé est le HMDP-Le traceur le plus utilisé est le HMDP-TC99mTC99m

Fixation au niveau du front de calcification Fixation au niveau du front de calcification sur les cristaux d’hydroxyapatites : zone sur les cristaux d’hydroxyapatites : zone d’ostéogenèse actived’ostéogenèse active

Rôle déterminant du débit sanguin et de la Rôle déterminant du débit sanguin et de la perméabilité capillaire sur la fixation perméabilité capillaire sur la fixation ( traceur est éliminé par les capillaires par ( traceur est éliminé par les capillaires par diffusion passive)diffusion passive)

Scintigraphie normale Scintigraphie normale adulteadulte

Scintigraphie normale enfantScintigraphie normale enfant

Scintigraphie normale enfant 1 Scintigraphie normale enfant 1 moismois

Répartition du Répartition du Technétium Technétium

librelibre

Erreur de préparation du produitAbsence de marquage par HMDP95 % de Tc libre

Variante de la normaleVariante de la normale

Signe du pointillé costal

ArtefactArtefact

Contamination urinaire de la branche ischio pubienne gauche

Après lavage

Contamination à la peauContamination à la peau

Suspicion de lésion de L5

Diagnostic final :Contamination à la peau

Clichés centrés en face antérieure

Coupes tomographiques

Tumeur mammaire calcifiéeTumeur mammaire calcifiée

ADP

Tumeur

Atteinte osseuse disséminéeAtteinte osseuse disséminée

Lésion ostéolytique du col fémoral Lésion ostéolytique du col fémoral droit (tumeur à cellules géantes)droit (tumeur à cellules géantes)

Lésions ostéolytiquesLésions ostéolytiques

Lésion ostéolytiqueLésion ostéolytique

Lésions ostéolytiques et Lésions ostéolytiques et ostéocondensantesostéocondensantes

Lésions ostéolytiques

Lésions ostéocondensantes

Homme de 20 ans suivi pour mélanome

Fracture du tiers inférieur du Fracture du tiers inférieur du tibia gauchetibia gauche

Précoce 10 min. Tardif : face ant. Tardif : face post.

Enfant de 8 ans avec douleur du genou gauche depuis plusieurs jours

Fracture du calcanéum

Homme 23 ans, traumatisme sur le talon G au surfRadiographie : doute sur l’astragale

Micro-fracture du calcanéum GMicro-fracture du calcanéum G

Temps précoce Temps tardif

Epine calcanéenne inférieureEpine calcanéenne inférieure

Confirmée par la radiographie

Calcification Calcification du tendon du tendon d’Achilled’Achille

Fracture du sacrumFracture du sacrum

Aspect typique en H

Algodystrophie de l’épaule DAlgodystrophie de l’épaule D

Temps précoce

Syndrome main-épaule débutant

Ostéochondrite de hanche GOstéochondrite de hanche G

Enfant de 4 ans avec de la hanche

Face antérieure

Ostéomyélite débutante de jambe Ostéomyélite débutante de jambe gauche chez un enfant de 5 ansgauche chez un enfant de 5 ans

Précoce face antérieure Tardif

Ostéomyélite du tibia GOstéomyélite du tibia G

Fillette de 8 ans

Clinique : œdème de la chevillefièvre et frisson

Syndrome inflammatoire biologique

10 min. face antérieure

Clichés tardifs

OSTEOMYELITE DU TIERS INFERIEUR DU TIBIA GAUCHE

Paget de l’humérus Paget de l’humérus gauchegauche

Paget du tibia droitPaget du tibia droit

PériostitePériostite

Périostite du tibia GPériostite du tibia G

Fibrodysplasie osseuseFibrodysplasie osseuse

Femme de 30 ans

Arthrite de prothèse de genou GArthrite de prothèse de genou G

MDP 3 heures LK 24 heures

MDP 3 heures

LK 24 heures

Spondylodiscite lombaireSpondylodiscite lombaire

Spondylolisthésis L4-L5Spondylolisthésis L4-L5

La ThyroïdeLa Thyroïde

L’anatomie de la L’anatomie de la thyroïde thyroïde

face antérieureface antérieure

Cartilage thyroïde

Pyramide de Lalouette

Veine jugulaire interne

Carotide primitive

Trachée

L’anatomie de la thyroïde L’anatomie de la thyroïde Coupe transversaleCoupe transversale

Muscle sterno-cleïdo-mastoïdien

Oesophage

V.J.Interne

Carotide Iive

Trachée

Ectopies thyroïdiennesEctopies thyroïdiennes

LingualeIntra-lingualesub-linguale

Kyste thyréoglossePré-pharyngée

Position normaleintra-trachéalesub-sternale

Drainage lymphatique de la Drainage lymphatique de la thyroïdethyroïde

Ganglions jugulaires

Ganglions pré-trachéaux

Ganglions sus claviculaires

Ganglions latéro-trachéaux

Un organe palpableUn organe palpable

La scintigraphie La scintigraphie thyroïdiennethyroïdienne

Rôle de la thyroïdeRôle de la thyroïde Sécrétion des hormones thyroïdiennes : Sécrétion des hormones thyroïdiennes :

T3 : tri-iodo-thyronineT3 : tri-iodo-thyronine T4 : tétra-iodo-thyronine ou thyroxineT4 : tétra-iodo-thyronine ou thyroxine

Synthèse à partir de l’iodure puisé dans la Synthèse à partir de l’iodure puisé dans la circulation et de thyroglobuline, qui sert circulation et de thyroglobuline, qui sert de matrice de synthèse.de matrice de synthèse.

L’iode est apporté par l’alimentation (50 à L’iode est apporté par l’alimentation (50 à 100 µg/jour), il est absorbé sous forme de 100 µg/jour), il est absorbé sous forme de iodure au niveau de l’intestin grêle.iodure au niveau de l’intestin grêle.

Action tissulaire des Action tissulaire des hormoneshormones

Sur la croissanceSur la croissance Potentialise GHPotentialise GH Indispensable à l’ossificationIndispensable à l’ossification Indispensable à la maturation des organesIndispensable à la maturation des organes

Effets sur le système nerveuxEffets sur le système nerveux SN central : maturation et connexions SN central : maturation et connexions

entre les organes (si athyréose = entre les organes (si athyréose = crétinisme)crétinisme)

SN Autonome : potentialise les effets des SN Autonome : potentialise les effets des catécholamines (tachycardie, débit catécholamines (tachycardie, débit systolique augmenté)systolique augmenté)

Effets métaboliques des Effets métaboliques des hormoneshormones

Augmente la thermogenèse et la Augmente la thermogenèse et la consommation en O2 (Hyperthyroïdie = consommation en O2 (Hyperthyroïdie = thermophobie, hypothyroïdie = frilosité)thermophobie, hypothyroïdie = frilosité)

Augmente la synthèse protéique (effet sur la Augmente la synthèse protéique (effet sur la croissance)croissance)

Augmente la synthèse et la dégradation des Augmente la synthèse et la dégradation des lipides (hyperthyroïdie = hypocholestérolémie lipides (hyperthyroïdie = hypocholestérolémie et hypothyroïdie = hypercholestérolémie)et hypothyroïdie = hypercholestérolémie)

Augmente la synthèse glucidique Augmente la synthèse glucidique (Hyperglycémie)(Hyperglycémie)

Augmente le métabolisme de l’eau et des Augmente le métabolisme de l’eau et des électrolytes (Hypothyroïdie = œdème)électrolytes (Hypothyroïdie = œdème)

Régulation Régulation hormonalehormonale

Hypothalamus

Ante-hypophyse

Thyroïde

TRH

TSH

T3, T4

Les radio traceursLes radio traceurs

Irradiation /activité utile

Elément Production Période Energie kev

Activité

Thyroïde Corps entier

Technétium (99mTcO4)

Générateur 6h γ = 140 2 mCi 2mSv 0.1mSv

Iode 123 (I123)

Cyclotron 13.2h X = 30 γ = 159

0.2 mCi 7.4 mSv 0.3 mSv

Iode 131 (I131)

Pile 8 jours β = 250 γ = 364 X = 30

50µCi 3700mSv 0.4 mSv

Sémiologie scintigraphiqueSémiologie scintigraphique

Thyroïde normaleThyroïde normale GoitreGoitre Scintigraphie hétérogèneScintigraphie hétérogène Nodule froidNodule froid Nodule chaudNodule chaud Scintigraphie blancheScintigraphie blanche

Scintigraphie normaleScintigraphie normale

Scintigraphie normaleScintigraphie normale

Principaux diagnostics Principaux diagnostics évoqués devant un goitre évoqués devant un goitre

homogènehomogène

En euthyroïdie : goitre simple diffus En euthyroïdie : goitre simple diffus (carence iodée, pubertaire …)(carence iodée, pubertaire …)

En hyperthyroïdie : Basedow, En hyperthyroïdie : Basedow, hyperthyroïdie à l’iodehyperthyroïdie à l’iode

Goitre homogèneGoitre homogène

BasedowBasedow

BasedowBasedow

Principaux diagnostics Principaux diagnostics évoqués devant un goitre évoqués devant un goitre

hétérogènehétérogène

Goitre multi hétéro nodulaire Goitre multi hétéro nodulaire toxique ou non toxiquetoxique ou non toxique

Goitre ancien remaniéGoitre ancien remanié HashimotoHashimoto

Goitre multi nodulaire Goitre multi nodulaire toxiquetoxique

Goitre multi nodulaire Goitre multi nodulaire toxiquetoxique

Principaux diagnostics Principaux diagnostics évoqués devant un nodule évoqués devant un nodule

chaudchaud

Ectopie, agénésieEctopie, agénésie Reliquat tissulaire post-chirurgie, Reliquat tissulaire post-chirurgie,

post-radiothérapiepost-radiothérapie Adénome toxique ou pré-toxiqueAdénome toxique ou pré-toxique Métastase fixante d’un cancer Métastase fixante d’un cancer

thyroïdienthyroïdien

Nodule chaudNodule chaud

Nodule chaudNodule chaud

Principaux diagnostics Principaux diagnostics évoqués devant un nodule évoqués devant un nodule

froidfroid Tumeur bénigne : adénome, Tumeur bénigne : adénome,

hématocèle, kystehématocèle, kyste Tumeur maligne : cancer thyroïdienTumeur maligne : cancer thyroïdien Compression extrinsèqueCompression extrinsèque Thyroïdite subaiguë en phase de Thyroïdite subaiguë en phase de

guérisonguérison Thyroïdite lymphocytaire chroniqueThyroïdite lymphocytaire chronique

Nodule froidNodule froid

Nodule froidNodule froid

Nodule froidNodule froid

Principaux diagnostics Principaux diagnostics évoqués devant une évoqués devant une scintigraphie blanchescintigraphie blanche

Contamination iodée iatrogène Contamination iodée iatrogène (médicament iodée, produit de (médicament iodée, produit de contraste …)contraste …)

Ectopie thyroïdienneEctopie thyroïdienne Thyroïdite subaiguëThyroïdite subaiguë Thyrotoxicose facticeThyrotoxicose factice Sécrétion ectopique d’hormones Sécrétion ectopique d’hormones

thyroïdiennes (goitre ovarien, thyroïdiennes (goitre ovarien, métastases)métastases)

Scintigraphie blancheScintigraphie blanche

Scintigraphie Scintigraphie cardiaquecardiaque

La distribution du traceur reflete la La distribution du traceur reflete la perfusion myocardique au moment perfusion myocardique au moment de l’injectionde l’injection

Thalium 201 / Tc99 (mibi myowiew)Thalium 201 / Tc99 (mibi myowiew)

Injection au cours d’une épreuve Injection au cours d’une épreuve d’effortd’effort

Injection au reposInjection au repos

Permet de dépister les ischémies Permet de dépister les ischémies d’effortd’effort

Les séquelles de nécroseLes séquelles de nécrose

Évaluation de la gravitéÉvaluation de la gravité

Acquisition tomographiqueAcquisition tomographique

Représentation spatiale de la Représentation spatiale de la distribution du traceurdistribution du traceur

3 plans de coupes3 plans de coupes

1 image de vrai positif1 image de vrai positif

Ventriculographie Ventriculographie isotopiqueisotopique

Permet d’étudier la fraction Permet d’étudier la fraction d’éjection ventriculaire gauched’éjection ventriculaire gauche

Appréciation de la cinétique du Appréciation de la cinétique du ventricule gaucheventricule gauche

Scintigraphie RénaleScintigraphie Rénale

Néphrogramme isotopiqueNéphrogramme isotopique Étude de la captation et de l’excrétion Étude de la captation et de l’excrétion

urinaire d’un traceur (mag3 DTPA)urinaire d’un traceur (mag3 DTPA) Dépistage et suivis des néphropathie Dépistage et suivis des néphropathie

obstructiveobstructive Détermination de la fonction séparée Détermination de la fonction séparée

des reinsdes reins Recherche d’HTA réno-vasculaireRecherche d’HTA réno-vasculaire

DMSADMSA

Traceur à accumulation tubulaireTraceur à accumulation tubulaire Détection des pyélonéphritesDétection des pyélonéphrites Fonction séparéeFonction séparée Lésions morphologiquesLésions morphologiques

Scintigraphie cérébraleScintigraphie cérébrale

Images tomographiquesImages tomographiques Traceur: reflète la perfusion Traceur: reflète la perfusion

cérébrale au moment de l’injection.cérébrale au moment de l’injection. Indications principales :Indications principales :

Bilan de démence(alzheimer)Bilan de démence(alzheimer) EpilepsieEpilepsie

Scintigraphie pulmonaireScintigraphie pulmonaire

Étude de la ventilationÉtude de la ventilation

Étude de la perfusionÉtude de la perfusion

QuantificationQuantification

IndicationIndication

Recherche d’embolie pulmonaireRecherche d’embolie pulmonaire

Bilan préopératoire (quantification)Bilan préopératoire (quantification)

Image epImage ep

Scintigraphie Scintigraphie par émission de par émission de

positronspositronsTEP/PET SCANTEP/PET SCAN

DéfinitionDéfinition Rappels physiquesRappels physiques Applications Applications Cas cliniquesCas cliniques

TEPTEP

Appareil de scintigraphie permettant:Appareil de scintigraphie permettant:

la détection de positronsla détection de positrons

La répartition spatiale du radio- La répartition spatiale du radio- pharmaceutique marqué avec un pharmaceutique marqué avec un isotope émetteur de positrons.isotope émetteur de positrons.

Rappels PhysiquesRappels Physiques

Principe d’annihilationPrincipe d’annihilation

détectiondétection

AnnihilationAnnihilation

DétectionDétection

Applications cliniquesApplications cliniques

FDG (seule radio pharmaceutique de FDG (seule radio pharmaceutique de routine utilisé en France)routine utilisé en France)

Fluoro-DopaFluoro-Dopa FNaFNa Fluoro ThymidineFluoro Thymidine C11 MéthionineC11 Méthionine Rb82,O15,N13,Ga68,Ne19..Rb82,O15,N13,Ga68,Ne19..

FDGFDG

Analogue du 2-déoxyglucose Analogue du 2-déoxyglucose marqué au F18marqué au F18

Pénètre dans la cellule cancéreuse de Pénètre dans la cellule cancéreuse de manière analogue au glucose.manière analogue au glucose.

Phosphorylé en 6 par l’hexokinase en Phosphorylé en 6 par l’hexokinase en fluoro-2-DG-6-phosphate qui n’est ni fluoro-2-DG-6-phosphate qui n’est ni métabolisé ni déphosphorylé métabolisé ni déphosphorylé (accumulation intra tumorale) (accumulation intra tumorale)

En pratique:En pratique:

Patient à jeun de 12hPatient à jeun de 12h EuglycémieEuglycémie Injection de 10 à 15 MCi de FDGInjection de 10 à 15 MCi de FDG Attente de une heure en box Attente de une heure en box

plombé(fixation)plombé(fixation) 25 à 45 min d’examen selon le 25 à 45 min d’examen selon le

protocoleprotocole

CAS CLINIQUESCAS CLINIQUES

Cancer pulmonaireCancer pulmonaire

Homme 48 ansHomme 48 ans

Carcinome épidermoide LSD traité Carcinome épidermoide LSD traité par radiothérapie + chirurgiepar radiothérapie + chirurgie

Image douteuse au niveau Image douteuse au niveau hépatique et rénalehépatique et rénale

Cas n°2Cas n°2

Homme 80 ansHomme 80 ans Cancer coliqueCancer colique Réascention des ACE en cours de Réascention des ACE en cours de

surveillancesurveillance Bilan radio standard: négatifBilan radio standard: négatif

Cas clinique n°3 (cancer du Cas clinique n°3 (cancer du sein)sein)

Femme 66 ansFemme 66 ans Lombalgies +++Lombalgies +++ Scintigraphie osseuse douteuseScintigraphie osseuse douteuse IRM –IRM – Réascention CA 15-3Réascention CA 15-3

Patiente soulagée par chimiothérapiePatiente soulagée par chimiothérapie

Cas clinique n°4 (Primitif Cas clinique n°4 (Primitif inconnu)inconnu)

Femme 43 ansFemme 43 ans

Métastase cutanée d’un Métastase cutanée d’un adénocarcinomeadénocarcinome

Radiothérapie Radiothérapie métaboliquemétabolique

PrincipesPrincipes

Dépôt d’énergie dans la matière:Dépôt d’énergie dans la matière:

Fonction du type de rayonnement (TEL)Fonction du type de rayonnement (TEL)

Médecine nucléaire:Médecine nucléaire:ββ--

Lésion Moléculaire (Protéine, ADN, Lésion Moléculaire (Protéine, ADN, Lipide)Lipide)

Par effets directs/Indirects(radiolyse Par effets directs/Indirects(radiolyse H2O:Radicaux libres)H2O:Radicaux libres)

Pas de réparation: effet cellulaire létalPas de réparation: effet cellulaire létal

Réparation fautive:Réparation fautive: LétaleLétale Mort cellulaire programmée (apoptose)Mort cellulaire programmée (apoptose) Non létaleNon létale

Produits:Produits:

I131: cancer I131: cancer thyroidien/hyperthyroidiethyroidien/hyperthyroidie

Quadramet*/Métastron: métastases Quadramet*/Métastron: métastases osseuses.osseuses.

Zevalin: LymphomesZevalin: Lymphomes Lipiocis:hépatocarcinomesLipiocis:hépatocarcinomes SynoviorthesesSynoviortheses

Traitements des Traitements des hyperthyroïdieshyperthyroïdies

Indications :Indications :

Adénome toxiqueAdénome toxique

Goitre multi-hétéro-nodulaire toxiqueGoitre multi-hétéro-nodulaire toxiqueMaladie de BasedowMaladie de Basedow

Méthode : Méthode : Administration d’une dose d’iode 131, qui se fixe au Administration d’une dose d’iode 131, qui se fixe au niveau de la thyroïde. Le rayonnement niveau de la thyroïde. Le rayonnement ββ de l’iode de l’iode 131 de forte énergie provoque des lésions 131 de forte énergie provoque des lésions cellulaires, donc diminue l’hyperthyroïdie. cellulaires, donc diminue l’hyperthyroïdie.

Cancer thyroidiensCancer thyroidiens

Métastases osseusesMétastases osseuses