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TEP-TDM : Approche technologique Jean-Luc RIU cadre supérieur médecine nucléaire GHU Bichat Paris

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Page 1: TEP-TDM : Approche technologique Jean-Luc RIU cadre supérieur médecine nucléaire GHU Bichat Paris

TEP-TDM : Approche technologique

Jean-Luc RIU cadre supérieurmédecine nucléaire GHU Bichat Paris

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SOMMAIRE1. Les positons2. Production des positons3. Fluoro-déoxy-D-Glucose4. Principe de détection5. Inconvénients de la détection6. Composition d’un TEP7. Choix du cristal scintillateur8. Intérêt du TDM9. Conclusion

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INTRODUCTIONLa tomographie d’émission de positons ou TEP est :

• Une technique d’imagerie isotopique fonctionnelle• Une technique d’imagerie quantitative• Une technique d’imagerie tomographique 3D

Elle détecte les photons gamma γ • d’annihilation• en coïncidence

Elle est associée tomodensitométrie ou TDM• repérage anatomique• la correction d’atténuation

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LES POSITONS

• Émission β+ = antimatière• excès de charge positive dans leur noyau.• p p n + n + ννe e + e+ e++

• e+ est de masse égale à e-, mais de charge opposée.

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• Perte de toute son énergie cinétique • Réaction d’annihilation avec un e- du milieu• Émission de 2 photons γ : E = 511 keV chacun.

LES POSITONS - 2 -

2 Gamma de 511keV Angle 180° Même direction Sens opposé

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E=mC²

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• Cyclotron

PRODUCTION DES POSITONS

nucléides T Eβ+ max keV

O15 2 min 1732

C11 20 min 960

F18 110 min 633

I124 4,2 jours 2135

18 8

18 9 F → O + e+ + νe

FDG-18F

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• Les positonsLes positons• Production des positonsProduction des positons• Fluoro-déoxy-D-Glucose• Principe de détection• Inconvénients de la

détection• Composition d’un TEP• Choix du cristal scintillateur• Intérêt du TDM• Conclusion

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Fluoro-déoxy-D-glucose• Analogue du sucre• Étudie le métabolisme de sa consommation par les cellules

tumorales• En 1931 Otto Heinrich Warburg démontra qu'il existe une

augmentation de cette glycolyse aérobie dans les tumeurs

• FDG-6P « piégé » dans lacellule tumorale : principe du TRAPPING METABOLIQUE

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Principe de Détection

Détection en coïncidence:

2 γ sont :• issus de même interaction d’annihilation •forme 1 ligne de réponse LDR « vraie » •détectés au même « instant »• fenêtre de coïncidence [6-12ns]

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Inconvénients de la détection

1-Coïncidences fortuites

CF sont:• Construisent de fausses LDR• issues d’annihilations différentes• détectées dans la fenêtre de coïncidence

• dépendent de la fenêtre acquisition• croit avec le carré de la radioactivité / FOV

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Inconvénients de la détection - 2

2 – Phénomène de diffusion

•Changement de direction •Perte d’énergie•Fausse LDR•Augmente le bruit

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Composition du TEP

Couronne de 288 blocs détecteurs

Blocs détecteurs = +

Cartes électroniques et câblages

64 bâtonnetsde cristaux 4 PM

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• Les positonsLes positons• Production des positonsProduction des positons• Fluoro-déoxy-D-GlucoseFluoro-déoxy-D-Glucose• Principe de détectionPrincipe de détection• Inconvénients de la Inconvénients de la

détectiondétection• Composition d’un TEPComposition d’un TEP• Choix du cristal scintillateur• Intérêt du TDM• Conclusion

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Choix du cristal scintillateur

INa BGO GSO LSODensité g/cm3 3,67 7,13 6,71 7,35Densité en électrons 50 73 58 65Coefficient d’atténuation à 511keV 0,38 0,90 0,67 0,80Photofraction (%) 18 42 26 33Constante de temps / 1ns 230 300 60 40Rendement lumineux relatif 100 22 20 75

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Intérêt du TDM1 - La Fusion d’image : analogie avec la météorologie

•anatomique imprécise des hyperfixations.•Adénopathies latéro-aortiques ou vertébrales antérieures?•Fixations digestives et urinaires physiologiques,?

•régions d’intense activité climatique, mais ne fournit aucun contexte géographique

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Intérêt du TDM1 - La Fusion d’image : analogie avec la météorologie (2)

Un scanner offre une étude anatomique précisedans les 3 plans de l’espace.

La cartographie visualiser précisément les frontières des États,

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Intérêt du TDM1 - La Fusion d’image : analogie avec la météorologie (3)

Adénopathies rétro-péritonéales

des chaînes lombo-aortiques.

L'oeil cyclonique touchera principalement la Louisiane, et la partie est du Texas.

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Intérêt du TDM

2 – La correction d’atténuation

I=I0 e-µx

µ= ln I x

I0

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Intérêt du TDM

2 – La correction d’atténuation

Échelle de HOUNSFIELD

µ - µeauIH = x1000 µeau

Os = +1000Eau = 0Air = -1000

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Intérêt du TDM

2 – La correction d’atténuationTDM permet• obtenir une cartographie des µ• connaître les organes « diminuants » l’émission• Donner une valeur correctrice aux photons atténués

poumon gauche, le médiastin et le cœur,le poumon droit et la paroi thoracique droiteavant de "sortir" de l'organisme

Paroi thoracique gauche

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CONCLUSION

• intéresse à la dimension moléculaire, et métabolique de la maladie.

• modifier la prise en charge du cancer : stadification et efficacité thérapeutique

• préfigure l’imagerie médicale de demain : Nouvelles molécules et machines hybrides TEP-IRM

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