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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 : Abord Abord fonctionnel fonctionnel / anatomique / anatomique

La Médecine Nucléaire

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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 : Abord fonctionnel / anatomique. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: La Médecine Nucléaire

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

Page 2: La Médecine Nucléaire

Fonctionnel versus Anatomique

Page 3: La Médecine Nucléaire

Que cherche-t-on à voir ?

La structure ou la fonction ?

Page 4: La Médecine Nucléaire

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

Page 5: La Médecine Nucléaire

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

Page 6: La Médecine Nucléaire

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

Page 7: La Médecine Nucléaire

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

Page 8: La Médecine Nucléaire

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

Page 9: La Médecine Nucléaire

L’imagerie de L’imagerie de médecine nucléairemédecine nucléaire

Page 10: La Médecine Nucléaire

De l’injection…

Service Central de Médecine NucléaireService Central de Médecine Nucléaire

C.H.U. Cochin AP-HPC.H.U. Cochin AP-HP

Page 11: La Médecine Nucléaire

…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

Page 12: La Médecine Nucléaire

L’équation scintigraphique

une substance émettrice gamma+ une gamma-caméra_____________________________= imageimage ++ information quantitativeinformation quantitative

Page 13: La Médecine Nucléaire

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

Page 14: La Médecine Nucléaire

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"

Page 15: La Médecine Nucléaire

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

Page 16: La Médecine Nucléaire

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

Page 17: La Médecine Nucléaire

L’appareillage

T. E. P.Gamma-caméra

Page 18: La Médecine Nucléaire

Exemples d’imagerie scintigraphique

T.E.P du Thorax

Scintigraphie osseuse

Tomoscintigraphie cardiaque

Page 19: La Médecine Nucléaire

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

Page 20: La Médecine Nucléaire

Scintigraphie de la thyroïde

Normal Pathologique

Page 21: La Médecine Nucléaire

Scintigraphie des poumons

face antérieure

face postérieure

profil droit

profil gauche

oblique postérieur

droit

oblique postérieur

gauche

Embolie Embolie PulmonairePulmonaire

Poumon Poumon gauchegauche

Page 22: La Médecine Nucléaire

Scintigraphie du squelette

normal pathologique

Page 23: La Médecine Nucléaire

Fonction ventriculaire

VGVGVD

Fraction d’éjection

63 %

48 %

Page 24: La Médecine Nucléaire

Inflammation du colon

Scintigraphie aux polynucléaires

marqués

Recto-colite hémorragique du

colon gauche

Page 25: La Médecine Nucléaire

La T.E.P. en oncologie

Cancer du poumon Lymphome

Page 26: La Médecine Nucléaire

Avec le même appareil ?

Page 27: La Médecine Nucléaire

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)

Page 28: La Médecine Nucléaire

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

Page 29: La Médecine Nucléaire

L’imagerie en coupes

Page 30: La Médecine Nucléaire

Tomographie cardiaque

Page 31: La Médecine Nucléaire

La tomoscintigraphie "TEMP"

Détecteur NaI

Collimateur

Orbite circulaire ou elliptique

Page 32: La Médecine Nucléaire

Tomographe simple tête

Document Siemens

Page 33: La Médecine Nucléaire

"TEMP"   multidétecteur

2 ou 3 têtes

angulation : 180°, 90°ou variable

Page 34: La Médecine Nucléaire

Tomographes multi-tête

Siemens Philips Philips

Page 35: La Médecine Nucléaire

Tomographie synchronisée

PERFUSION + FONCTION

CHU Brabois - Nancy

Page 36: La Médecine Nucléaire

Tomographie par émission de positons (T.E.P.)

Page 37: La Médecine Nucléaire

Le positon

e+

e-

1 = 511 keV

2 = 511 keV

Atome excitéAtome désexcité

Page 38: La Médecine Nucléaire

Les caméras hybrides - CEDET

Détecteur NaI

Pas de collimateur

Circuits de coïncidence

Page 39: La Médecine Nucléaire

Caméra CEDET

Document Siemens

Page 40: La Médecine Nucléaire

Principe de base de la T.E.P.Couronne de détecteurs individuels

Pas de collimateur

Détection par coïncidence

Page 41: La Médecine Nucléaire

Tomographes T.E.P.

Page 42: La Médecine Nucléaire

Cancer du colonBilan d’extension pré thérapeutique

tumeur sigmoïdienne primitive

adénopathie métastatiques cervico-thoraciques Médecine Nucléaire, H.I.A. Val-de-Grâce

Page 43: La Médecine Nucléaire

Le suivi de l’évolution

Atteinte Atteinte ganglionnaireganglionnairemédiastinalemédiastinale

Après 3 cures deAprès 3 cures de chimiothérapie chimiothérapie

Page 44: La Médecine Nucléaire

Comment prendre en compte le facteur atténuation ?

Page 45: La Médecine Nucléaire

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

Page 46: La Médecine Nucléaire

Correction de l'atténuation (1)Tête 1 : émissionTête 1 : émission

Tête 2 :Tête 2 :

transmissiontransmission

sourcesource

Page 47: La Médecine Nucléaire

Correction de l'atténuation (2)Tête 1 : émissionTête 1 : émission

Détecteur 2 :Détecteur 2 :

transmissiontransmission

Tube RXTube RX

Page 48: La Médecine Nucléaire

Images de transmission

carte des mesurée carte des segmentée

Page 49: La Médecine Nucléaire

TEMP corrigé par RX

Têtes de gamma caméra

Tube Rayons X

Document GEMS

Page 50: La Médecine Nucléaire

Corrections en TEP

Médecine Nucléaire, H.I.A. Val-de-Grâce

Page 51: La Médecine Nucléaire

TEP ART(BGO) - TDM

Images TEP-TDM Siemens ART, T.Beyer, J Nucl Med 2000

Page 52: La Médecine Nucléaire

SUV : Standard Uptake Value

Médecine Nucléaire, H.I.A. Val-de-Grâce

Page 53: La Médecine Nucléaire

Quelle caméra choisir ?

Page 54: La Médecine Nucléaire

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.

Page 55: La Médecine Nucléaire

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.

Page 56: La Médecine Nucléaire

Un statif plus ouvert

Document Philips

Page 57: La Médecine Nucléaire

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…

Page 58: La Médecine Nucléaire

Quel avenir pour les caméras ?

Page 59: La Médecine Nucléaire

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

Page 60: La Médecine Nucléaire

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

Page 61: La Médecine Nucléaire

Caméra à semi-conducteur

DigiRad

Page 62: La Médecine Nucléaire

Et les molécules ?

Page 63: La Médecine Nucléaire

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

Page 64: La Médecine Nucléaire

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

Page 65: La Médecine Nucléaire

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