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Tomographie par émission de positons en pneumologie P Maszelin H Foehrenbach F Vaylet O de Dreuille G Bonardel JF Gaillard Résumé. La définition d’une stratégie thérapeutique en pneumologie, plus particulièrement oncologique, nécessite un grand nombre d’informations, que l’imagerie médicale est actuellement en mesure de fournir. Mais si la description des lésions et de leur environnement est devenue très précise, il reste des difficultés pour la caractérisation de leur nature exacte. La tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose est une technique scintigraphique permettant l’étude de la glycolyse, que l’on sait très augmentée au sein des lésions malignes. Elle produit une imagerie des caractéristiques métaboliques des tissus étudiés, et est particulièrement intéressante pour le diagnostic de malignité des nodules et des masses pulmonaires. Le bilan d’extension entre également dans son domaine de compétence, du fait d’une exploration régionale et corps entier. Sa grande qualité, à tous les stades de la maladie cancéreuse, permet d’optimiser les stratégies thérapeutiques. Elle permet aussi de rechercher une maladie résiduelle, grâce à ses possibilités de différenciation de la fibrose post-thérapeutique et de la tumeur viable. Elle est capable de mettre en évidence précocement une récidive. Ces performances permettent à nouveau d’optimiser la stratégie thérapeutique. Cette technique a une évolution actuellement très rapide, tant du point de vue technique que des traceurs. Des progrès concernent aussi la synthèse des informations fournies par les différentes techniques d’imagerie, grâce à la mise au point d’appareils de détection couplés. Ces systèmes associent la tomographie par émission de positons et la tomodensitométrie, et permettent d’envisager un bilan complet, métabolique et anatomique, de la maladie en une seule procédure d’imagerie médicale. © 2003 Editions Scientifiques et Médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés. Mots-clés : tomographie par émission de positons (TEP), fluorodéoxyglucose (FDG), imagerie médicale, nodule pulmonaire, cancer bronchopulmonaire, bilan d’extension, maladie résiduelle, recalage d’images, imagerie multimodalité. Introduction La plupart des cancers bronchopulmonaires (CBP) sont diagnostiqués initialement grâce au cliché radiographique pulmonaire (RP), mais de nombreuses lésions bénignes ont des caractéristiques radiologiques similaires à celles des lésions malignes. La tomodensitométrie (TDM) du thorax est la technique la plus fréquemment utilisée pour fournir des informations supplémentaires anatomiques et morphologiques concernant ces lésions. Il n’est cependant pas possible avec cette technique d’affirmer la malignité d’une lésion au stade nodulaire, la caractérisation lésionnelle restant limitée en imagerie [7] . En conséquence, différentes procédures de biopsies, en particulier thoracoscopie, thoracotomie ou biopsie transpariétale, sont généralement utilisées. Dans une population non sélectionnée, la moitié de ces lésions sont de nature bénigne, et ne nécessiteraient pas d’ablation. L’imagerie médicale intervient à tous les stades et à toutes les périodes de la prise en charge de la maladie cancéreuse bronchopulmonaire : diagnostic initial, bilan d’extension ganglionnaire locorégional et bilan d’extension à distance, optimisation des champs de radiothérapie, évaluation de la réponse tumorale à la thérapeutique, détection de la maladie résiduelle ou d’une récidive éventuelle. Parallèlement à leurs caractéristiques anatomiques, les tumeurs malignes ont un certain nombre de caractéristiques physiologiques et métaboliques, connues depuis un grand nombre d’années. Les premières données, acquises initialement vers la fin des années 1970, en tomographie par émission de positons (TEP) au 18 F-2-fluoro-2- déoxyglucose ( 18 F-FDG ou FDG), ont établi que cette technique permet de réaliser une imagerie in vivo des caractéristiques physiologiques et métaboliques des tissus et des lésions. Comme toute technique d’imagerie, la TEP au FDG a ses faux positifs (FP), ainsi, cette imagerie fonctionnelle ne saurait se substituer aux données histologiques dans la prise de décisions thérapeutiques actuelles, qui ne se résument plus à une simple Philippe Maszelin : Spécialiste des Hôpitaux des Armées. Hervé Foehrenbach : Professeur agrégé du Val-de-Grâce. Olivier de Dreuille : Docteur en physique radiologique et médicale. Gérald Bonardel : Assistant des Hôpitaux des Armées. Jean-François Gaillard : Spécialiste des Hôpitaux des Armées. Service de médecine nucléaire, hôpital d’instruction des Armées du Val-de-Grâce, 74, boulevard de Port- Royal, 75230 Paris cedex 05, France. Fabien Vaylet : Spécialiste des Hôpitaux des Armées. Service des maladies respiratoires, hôpital d’instruction des Armées Percy, 101, avenue Henri-Barbusse, 92141 Clamart, France. Adresse de l’auteur : service de médecine nucléaire, hôpital d’instruction des Armées Sainte-Anne, boulevard Sainte-Anne, 83800 Toulon Naval, France. Encyclopédie Médico-Chirurgicale 32-500-D-10 32-500-D-10 Toute référence à cet article doit porter la mention : Maszelin P, Foehrenbach H, Vaylet F, de Dreuille O, Bonardel G et Gaillard JF. Tomographie par émission de positons en pneumologie. Encycl Méd Chir (Editions Scientifiques et Médicales Elsevier SAS, Paris, tous droits réservés), Radiodiagnostic - Cœur-Poumon, 32-500-D-10, 2003, 23 p.

Tomographie par émission de positons en pneumologie

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Page 1: Tomographie par émission de positons en pneumologie

Tomographie par émission de positonsen pneumologie

P MaszelinH FoehrenbachF VayletO de Dreuil leG BonardelJF Gail lard

Résumé. – La définition d’une stratégie thérapeutique en pneumologie, plus particulièrement oncologique,nécessite un grand nombre d’informations, que l’imagerie médicale est actuellement en mesure de fournir.Mais si la description des lésions et de leur environnement est devenue très précise, il reste des difficultés pourla caractérisation de leur nature exacte.La tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose est une technique scintigraphiquepermettant l’étude de la glycolyse, que l’on sait très augmentée au sein des lésions malignes. Elle produit uneimagerie des caractéristiques métaboliques des tissus étudiés, et est particulièrement intéressante pour lediagnostic de malignité des nodules et des masses pulmonaires.Le bilan d’extension entre également dans son domaine de compétence, du fait d’une exploration régionale etcorps entier. Sa grande qualité, à tous les stades de la maladie cancéreuse, permet d’optimiser les stratégiesthérapeutiques.Elle permet aussi de rechercher une maladie résiduelle, grâce à ses possibilités de différenciation de la fibrosepost-thérapeutique et de la tumeur viable. Elle est capable de mettre en évidence précocement une récidive.Ces performances permettent à nouveau d’optimiser la stratégie thérapeutique.Cette technique a une évolution actuellement très rapide, tant du point de vue technique que des traceurs.Des progrès concernent aussi la synthèse des informations fournies par les différentes techniques d’imagerie,grâce à la mise au point d’appareils de détection couplés. Ces systèmes associent la tomographie par émissionde positons et la tomodensitométrie, et permettent d’envisager un bilan complet, métabolique etanatomique, de la maladie en une seule procédure d’imagerie médicale.© 2003 Editions Scientifiques et Médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés.

Mots-clés : tomographie par émission de positons (TEP), fluorodéoxyglucose (FDG), imagerie médicale,nodule pulmonaire, cancer bronchopulmonaire, bilan d’extension, maladie résiduelle, recalaged’images, imagerie multimodalité.

Introduction

La plupart des cancers bronchopulmonaires (CBP) sontdiagnostiqués initialement grâce au cliché radiographiquepulmonaire (RP), mais de nombreuses lésions bénignes ont descaractéristiques radiologiques similaires à celles des lésionsmalignes. La tomodensitométrie (TDM) du thorax est la techniquela plus fréquemment utilisée pour fournir des informationssupplémentaires anatomiques et morphologiques concernant ceslésions. Il n’est cependant pas possible avec cette techniqued’affirmer la malignité d’une lésion au stade nodulaire, lacaractérisation lésionnelle restant limitée en imagerie [7].

En conséquence, différentes procédures de biopsies, en particulierthoracoscopie, thoracotomie ou biopsie transpariétale, sontgénéralement utilisées. Dans une population non sélectionnée, lamoitié de ces lésions sont de nature bénigne, et ne nécessiteraientpas d’ablation. L’imagerie médicale intervient à tous les stades et àtoutes les périodes de la prise en charge de la maladie cancéreusebronchopulmonaire : diagnostic initial, bilan d’extensionganglionnaire locorégional et bilan d’extension à distance,optimisation des champs de radiothérapie, évaluation de la réponsetumorale à la thérapeutique, détection de la maladie résiduelle oud’une récidive éventuelle.Parallèlement à leurs caractéristiques anatomiques, les tumeursmalignes ont un certain nombre de caractéristiques physiologiqueset métaboliques, connues depuis un grand nombre d’années. Lespremières données, acquises initialement vers la fin des années 1970,en tomographie par émission de positons (TEP) au 18F-2-fluoro-2-déoxyglucose (18F-FDG ou FDG), ont établi que cette techniquepermet de réaliser une imagerie in vivo des caractéristiquesphysiologiques et métaboliques des tissus et des lésions.Comme toute technique d’imagerie, la TEP au FDG a ses fauxpositifs (FP), ainsi, cette imagerie fonctionnelle ne saurait sesubstituer aux données histologiques dans la prise de décisionsthérapeutiques actuelles, qui ne se résument plus à une simple

Philippe Maszelin : Spécialiste des Hôpitaux des Armées.Hervé Foehrenbach : Professeur agrégé du Val-de-Grâce.Olivier de Dreuille : Docteur en physique radiologique et médicale.Gérald Bonardel : Assistant des Hôpitaux des Armées.Jean-François Gaillard : Spécialiste des Hôpitaux des Armées.Service de médecine nucléaire, hôpital d’instruction des Armées du Val-de-Grâce, 74, boulevard de Port-Royal, 75230 Paris cedex 05, France.Fabien Vaylet : Spécialiste des Hôpitaux des Armées.Service des maladies respiratoires, hôpital d’instruction des Armées Percy, 101, avenue Henri-Barbusse,92141 Clamart, France.Adresse de l’auteur : service de médecine nucléaire, hôpital d’instruction des Armées Sainte-Anne, boulevardSainte-Anne, 83800 Toulon Naval, France.

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Toute référence à cet article doit porter la mention : Maszelin P, Foehrenbach H, Vaylet F, de Dreuille O, Bonardel G et Gaillard JF. Tomographie par émission de positons en pneumologie. Encycl Méd Chir (Editions Scientifiques etMédicales Elsevier SAS, Paris, tous droits réservés), Radiodiagnostic - Cœur-Poumon, 32-500-D-10, 2003, 23 p.

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problématique « bénin / malin ». Aussi, doit-elle être confrontée etinterprétée en fonction d’un contexte clinique et radiologique.Depuis 15 ans environ, la littérature souligne l’intérêt fondamentalreprésenté par la TEP au FDG (TEP-FDG) dans la prise en chargepratique de la maladie néoplasique, particulièrement dans lesCBP [169, 170].La mise en œuvre et l’apport diagnostique de la technique dansl’imagerie de cette famille de cancers sont présentés et discutés. Enpréambule, des généralités physiques, pharmacologiques etoncologiques sont exposées.

Rappel épidémiologique

Environ 25 000 nouveaux cas de CBP sont diagnostiqués chaqueannée en France : c’est le cancer le plus fréquent chez l’homme. Ilreprésente environ 20 000 décès par an. C’est la première cause dedécès par cancer dans la plupart des pays occidentaux : 22 % enFrance. C’est un cancer de pronostic sombre, puisque le nombre dedécès annuels reste encore proche du nombre des nouveaux cas, 10à 15 % des malades ayant une survie prolongée de 5 ans. L’incidencedu CBP ne cesse d’augmenter en France. Dans la populationmasculine française, les décès par CBP devraient encore être enaugmentation au cours des prochaines années. L’incidencecommence à diminuer aux États-Unis et en Europe du Nord, grâce àla lutte antitabac. En 7 ans, en France, on a noté une augmentationde 30 à 40 % des cas chez les femmes ; l’incidence du cancer fémininest en augmentation partout dans le monde.L’étiologie est dominée par le tabac, avec un risque multiplié par60 pour 40 cigarettes/jour, sans oublier le tabagisme passif et sansocculter d’autres facteurs, en particulier les facteurs professionnels :amiante, chrome, fer, arsenic, nickel, etc. L’effet cancérigène del’amiante est multiplié par 100 quand amiante et tabac sontcofacteurs. La principale chance de survie chez les personnesatteintes d’un CBP réside dans le diagnostic précoce, permettant larésection chirurgicale complète d’une maladie localisée.

Notions générales

PHYSIOLOGIE DE LA CELLULE CANCÉREUSE

Schématiquement, il est possible de caractériser les formationstumorales malignes grâce à certaines particularités macroscopiquesou microscopiques. Les informations macroscopiques relèvent dudomaine de l’imagerie médicale à haute résolution : la TDM,l’imagerie par résonance magnétique (IRM), parfois l’échographie,qui permet une caractérisation des structures et de l’anatomie. Lescaractères microscopiques des cellules malignes sont multiples :

– génétiques, avec un développement majeur attendu dans un futurproche ;

– antigéniques : c’est le domaine des anticorps monoclonaux ;

– métaboliques, c’est-à-dire les caractères biochimiques particuliersdes cellules cancéreuses ;

– récepteurs membranaires et intracellulaires.Ils constituent autant de cibles pour des vecteurs moléculaires,choisis pour leur capacité à reconnaître une structure moléculaireparticulière ou à s’intégrer dans une voie métabolique. Le marquagepar un isotope radioactif d’un tel vecteur permet un suivi in vivoainsi qu’une représentation de sa distribution, sous forme d’image :ceci représente le principe de base de toutes les applications de laTEP en cancérologie (fig 1).

MÉTABOLISME DU GLUCOSE

L’augmentation du métabolisme du glucose des cellules tumoralesmalignes résulte de plusieurs facteurs. L’une des caractéristiques de

ces cellules est l’augmentation de leur métabolisme énergétique, parle fonctionnement exagéré de la glycolyse, avec une productionaccrue de lactates, au détriment de la voie oxydative.L’augmentation de la glycolyse s’accompagne par ailleurs d’uneréorientation du métabolisme cellulaire vers la synthèse d’un poolde précurseurs phosphorylés des acides nucléiques (shunt despentoses), indispensables à la prolifération cellulaire.L’augmentation de la glycolyse est également en relation avecl’expression accrue des transporteurs membranaires spécifiques duglucose, par activation de la transcription : augmentation del’expression de l’acide ribonucléique messager (ARNm). Il existedonc une augmentation de la captation cellulaire du glucose. On ad’abord cru [175] que ce phénomène était dû à l’hypoxie, mais il seproduit aussi dans les tumeurs bien vascularisées. L’augmentationde la glycolyse [174] a ensuite été rapidement rattachée à uneaugmentation qualitative et quantitative de l’activité des principalesenzymes [177] contrôlant cette voie métabolique : hexokinase,phosphofructokinase et pyruvate-déshydrogénase. L’accroissementdu flux glycolytique résulte d’une programmation génétiqueparfaitement ordonnée, sous la dépendance directe de latransformation et de la progression tumorales [ 1 7 2 ] . Cetteprogrammation reproduit dans une version pathologique,permanente et non régulée, les mécanismes mis en jeu lors de laprolifération des tissus sains ; il n’y a pas de différence fondamentaledans la nature des phénomènes entre les cellules proliférantes et lescellules cancéreuses [159]. La corrélation de l’augmentation de laglycolyse avec la croissance tumorale n’est pas formellement établie ;elle n’est pas uniquement dépendante de la vitesse de croissance,mais intervient en amont des phénomènes de prolifération qu’ellecontribue à favoriser. Il existe par ailleurs un déterminisme communavec la mise en cycle et la prolifération des cellules ; c’est pourquoiles oncogènes peuvent influer sur la consommation de glucose,indépendamment de leur effet sur le cycle cellulaire. La mauvaisequalité du microenvironnement, sans être le facteur causal,intervient comme pression de sélection des cellules ayant unecapacité glycolytique élevée [172]. L’augmentation du métabolisme duglucose n’est pas spécifique des tumeurs malignes : il peut êtreaugmenté dans les tumeurs bénignes ou dans les pathologiesinflammatoires, comme les granulomatoses.D’autres traceurs ont été étudiés dans l’exploration de la physiologiede la cellule cancéreuse ; en particulier l’incorporation des acidesaminés ou la synthèse protéique avec la méthionine, la tyrosine et laprolifération cellulaire avec la thymidine.

TRACEUR

¶ Traceur du métabolisme glucidique :le déoxyglucose (DG)Dans les conditions physiologiques, tout comme le glucose naturelle DG franchit la membrane cellulaire par diffusion facilitée par lestransporteurs membranaires du glucose Glut, Glut-1 essentiellement.Le DG intracellulaire est phosphorylé en position 6 par l’hexokinaseen déoxyglucose-6-phosphate (DG-6-P). Dans la chaîne glycolytique,il existe une accumulation intracellulaire de DG-6-P, par faibleactivité de la G-6-P-isomérase ; il s’agit d’un phénomène de blocageenzymatique, aboutissant à l’accumulation de DG-6-P dans la cellulecancéreuse. L’absence de groupement OH en position 2 du DG estla condition nécessaire au blocage enzymatique. Torizuka [161]

souligne l’importance de la capacité de phosphorylation du glucosedans les cellules de CBP, qui aboutit à des intensités de fixationpotentiellement plus élevées.

1 Traceurs émetteurs depositons. DG : déoxyglu-cose.

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Parallèlement à ce blocage enzymatique, il existe d’autresphénomènes qui vont contribuer à l’accumulation de DG-6-P dansla cellule. En effet, on met en évidence une augmentation de laconcentration et de l’activité de l’hexokinase de type II, associée àune activité enzymatique des mitochondries du métabolismeglucidique [ 1 5 5 ] au niveau du tissu tumoral, ainsi qu’uneaccumulation de DG-6-P par phénomène de rétrodiffusion. Il existeaussi une diminution de l’activité de la glucose-6-phosphatase, cequi rend le retour du DG-6-P vers le DG négligeable [147], sauf dansles cellules hépatiques, ce qui explique les médiocres performancesde ce traceur dans l’exploration des cancers hépatiques primitifs.Ainsi, le DG porteur d’une charge négative ne peut diffuser à traversla membrane cellulaire vers le milieu extracellulaire et s’accumuledans la cellule, sans subir de dégradation supplémentaire [47], servantde support à la visualisation du tissu tumoral en TEP (fig 2).Le DG est un indicateur de l’activité glycolytique, ayant permis unemesure de la consommation cérébrale du glucose chez l’animal parautoradiographie dès 1977, grâce à un marquage au carbone 14 [149],puis chez l’homme sur des coupes tomographiques, grâce à unmarquage au fluor 18 [127]. Dans des cellules néoplasiques, cetteaccumulation de DG intracellulaire devient particulièrementimportante. En effet, il est démontré que la différenced’accumulation tumorale du DG entre la cellule tumorale et lacellule normale est principalement due à l’activation de Glut-1, dontla transcription génique intervient précocement lors de latransformation maligne, avec une augmentation de l’ARNm, 3 à4 jours avant les transformations morphologiques [51]. L’intensité dela fixation du DG et l’hyperexpression de Glut-1 sont corrélées à lataille tumorale, mais il n’existe pas de corrélation statistiquesignificative entre la fixation du DG et une surexpression destransporteurs [13, 107]. La captation augmentée du DG par les cellulesnéoplasiques est in vivo plus ou moins corrélée à de nombreuxfacteurs, touchant à la fois à la prolifération et au métabolisme descellules : on peut séparer ces différents facteurs en une composantecellulaire, une composante extracellulaire et une composanteinflammatoire non tumorale.Les facteurs cellulaires sont :

– le taux de prolifération tumorale ; ceci est mis en évidence pourtous les types histologiques de cancers pulmonaires non à petitescellules (CBNPC) [171] ;

– le nombre de cellules tumorales viables [71, 74] ;

– le degré d’oxygénation cellulaire [155].Le facteur extracellulaire essentiel est le débit sanguin.Le dernier élément intervenant dans ce domaine est le degré del’inflammation cellulaire.Au sein d’une même tumeur vont donc coexister une accumulationde DG par captation dans les cellules cancéreuses, et uneaccumulation par captation dans les cellules inflammatoires noncancéreuses. La captation augmentée du DG est de plus eninterdépendance étroite avec d’autres processus métaboliques, enparticulier le catabolisme de l’acide glutamique. Elle ne reflète pasle type histologique de cellule cancéreuse concerné [156]. Ceciimplique que ce traceur ne peut être spécifique de la lésiontumorale ; en effet, des lésions inflammatoires et/ou infectieusespossèdent une activation de la glycolyse leucocytaire et

macrophagique pouvant augmenter la fixation du DG. Le DGmarqué au fluor 18 (18F-FDG) a permis la réalisation de la premièreimagerie tumorale par positons dès 1982 ; les premières applicationscliniques ont concerné les gliomes cérébraux [33].

¶ Fluor 18 (18F)

Le fluor 18 est un isotope radioactif, émetteur bêta+ du fluor. Lebêta+ ou positon est un électron chargé positivement. Le fluor 18 estun membre de la famille des halogènes. Cet élément peut être fixéchimiquement à une molécule organique, dont il modifie peu lastructure en raison de son encombrement réduit, quasimentidentique à celui d’un groupement hydroxyle (OH), auquel il sesubstitue (fig 3).Une fois émis par le noyau radioactif, le positon perd son énergiecinétique lors de son parcours dans le milieu environnant, etrencontre un électron. Le libre parcours moyen du positon dansl’organisme est de 0,5 mm pour le fluor 18 (0,6 mm dans l’eau).L’énergie cinétique la plus probable des positons pour le fluor 18 estde 0,25 MeV ; l’énergie d’émission bêta+ max est de 0,635 MeV. Il seproduit alors une réaction d’annihilation dans le milieu, avecl’émission de deux photons gamma de 511 keV dans des directionsantiparallèles. Le fluor 18 a une durée de vie courte : 110 minutes. Ilest produit dans un cyclotron par l’irradiation d’eau enrichie enoxygène 18 [92], par un faisceau de protons de 16 MeV.

¶ Marquage du DG : le 2-fluoro-2-D-déoxyglucose(18F-FDG)

Le fluor 18 est, selon les connaissances actuelles, le seul isotopecapable de marquer le glucose, utilisable en imagerie oncologiquede façon satisfaisante. On obtient ainsi une détermination in vivo dela distribution du DG, en détectant l’émission radioactive du fluor18. Le fluor 18 est utilisé pour synthétiser le 18F-FDG [154], parsubstitution électrophile ou nucléophile : introduction en position 2du fluor 18 (fig 3), selon la méthode Hamacher « classique » [63]. Cettesynthèse chimique est entièrement automatisée et dure environ55 minutes. D’autres tentatives de marquage du glucose ont étéeffectuées, en particulier à l’aide d’iode 123, émetteur gamma purpour l’imagerie en tomographie d’émission de simple photon(TESP), mais ce traceur n’a pu être utilisé pour l’imagerieoncologique, en l’absence d’accumulation stable dans les cellulesmalignes.

¶ Distribution physiologique du 18F-FDG

Après son administration intraveineuse, la majeure partie du FDGest rapidement éliminée des vaisseaux sanguins, avec une demi-vieplasmatique de moins de 1 minute. Il diffuse dans un large volumede l’organisme (fig 4).Approximativement, 20 % du FDG administré sont excrétés dans lesurines dans les 2 premières heures suivant l’injection [86]. Chez lesujet normal, le FDG se concentre fortement dans les corpscellulaires des neurones des cortex cérébral et cérébelleux, ainsi quedes noyaux gris centraux. Il se concentre plus modérément dans lefoie et dans la rate. Sur le myocarde, la fixation est variable enfonction de l’état métabolique du sujet. Les reins concentrent etéliminent le traceur, qui n’est pas réabsorbé au niveau des tubules,

2 Fluorodéoxyglucose(FDG) et métabolisme ma-lin (cellulaire). E : énergie.

OH

OHOH

OH

OH

HO

HOHO

HO O O

18F

D-glucose 2-18F-2-déoxyglucose

3 18F-fluorodéoxyglucose (FDG).

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puis il s’accumule dans les voies excrétrices et surtout dans la vessie.Une fixation modérée est notée au niveau des muscles oculaires,dans les glandes lacrymales, dans les glandes salivaires et au niveaudes formations lymphoïdes du nasopharynx. Une fixationmusculaire est fréquemment notée, elle dépend du degré d’activitédes muscles, en particulier en cas d’effort ou de tension musculaireaccrue pendant la période suivant l’injection. Elle concerne lesmuscles masticatoires [36], laryngés, sterno-cléido-mastoïdiens et lesautres muscles cervicaux, les muscles paravertébraux thoraciques,dorsaux : trapèzes, rhomboïdes et de façon plus générale tous lesmuscles squelettiques. De façon plus inconstante, il existe unefixation physiologique liée à l’activité normale du radiotraceur [25,

137], de topographie :

– œsophagienne ;

– cæcale : en relation avec un abondant tissu lymphoïde ;

– diaphragmatique, induite par l’hyperventilation ;

– thymique : chez les patients les plus jeunes ;

– périphérique de la peau.Sur le squelette axial, elle est en réalité d’origine médullaire. Lafixation est faible dans les tissus graisseux. Enfin, il existe unefixation intestinale du FDG, sans que l’on soit en mesure d’affirmeractuellement si celle-ci est d’origine pariétale ou en relation avec lecontenu intestinal.Il existe une variation de la distribution physiologique du FDG dansle parenchyme pulmonaire [116], avec des variations de 41 % entre larégion postérobasale du poumon et la partie antérosupérieure. Cephénomène peut influer sur la détectabilité des lésions pulmonaires.Le 18F-FDG est un radiopharmaceutique présentant un certainnombre d’avantages pour l’oncologie, en particulierbronchopulmonaire :

– une fixation tumorale élevée ;

– une faible activité vasculaire ;

– un bon contraste entre les zones cibles et les zones environnantes.

¶ Tolérance du radiotraceur

L’injection du 18F-FDG ne provoque pas d’effet secondaire. Lecaractère non antigénique du 18F-FDG permet d’effectuer plusieursexamens ; son utilisation sur une période de 3 semaines chez le chienà des doses 150 fois supérieures, et chez la souris à des doses3 000 fois supérieures à la dose utilisée chez l’homme, n’a jamaismis en évidence de signe de toxicité [150]. De plus, plusieurs dizainesde milliers d’injections de 18F-FDG chez l’homme ont déjà étéréalisées dans le monde, sans qu’aucun effet secondaire n’ait jamaisété signalé [142].

¶ Autorisation de mise sur le marché (AMM) du18F-FDG

L’Agence française de sécurité Sanitaire des produits de santé(AFSSAPS) a accordé une AMM au 18F-FDG en 1998, complétéedébut 2002, avec des indications précises en oncologiebronchopulmonaire :

– diagnostic différentiel d’un nodule pulmonaire isolé ;

– caractérisation d’une masse pulmonaire ;

– bilan d’extension des CBP ;

– suivi thérapeutique des CBP, à l’exception de la formebronchioloalvéolaire ;

– récidive ;

– cas où les données bibliographiques et le contexte cliniqueamènent à la décision pluridisciplinaire d’utilisation du radiotraceur.Actuellement, il existe deux produits sur le marché français : Flucistet Glucotept.

DÉTECTION

¶ Tomographe par émission de positons (TEP)

Toute désintégration d’un positon se caractérise par l’émission dedeux photons gamma de 511 keV, émis dans des directionsopposées. Cette propriété est intrinsèquement utilisée par le TEPpour déterminer la projection du lieu d’annihilation, au moyen dedeux détecteurs indépendants, qui mesurent quasi simultanémentdeux photons de 511 keV. Le circuit de coïncidence est basé sur deuxcritères : une fenêtre temporelle, de l’ordre de 5 à 15 nanosecondeset une fenêtre en énergie. Les détecteurs, constitués d’un scintillateuret d’un photomultiplicateur (PM), sont répartis sur plusieursanneaux autour du patient, afin de mesurer les différentesprojections de l’objet. Une étape de reconstruction tomographiquefournit la distribution tridimensionnelle du traceur au sein dupatient. Des algorithmes de reconstruction itérative sont employés,et fournissent une image de meilleure qualité que celle desalgorithmes de rétroprojection filtrée, par la réduction des artefactsde reconstruction autour des points chauds (fig 5, 6).

4 Examen de tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) physiologique. Images reconstruites sans correction d’atténuation (A) et aveccorrection d’atténuation (B). Coupes frontales. Quelques fixations normales du tra-ceur : myocardique (flèche droite), rénale et vésicale (signalisation droite), colique (flè-che droite à entaille), musculaire (flèche droite rayée), salivaire (rectangle avec flèchevers la droite), gastrique (flèche courbée vers la gauche) et hépatique (chevron).

*A

*B

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Les performances des systèmes varient en fonction de la conceptiondu TEP et du type de scintillateur utilisé, la résolution spatiale variede 5 à 8 mm. Ceci constitue une limite pour la détection de petitsfoyers de fixation pathologiques. Les performances en taux decomptage sont extrêmement variables d’un appareil à un autre.Ceux-ci sont saturables, et ne fonctionnent donc de façon optimaleque dans une certaine fourchette d’activité, spécifique à chaque typede machine. L’arrivée de nouveaux scintillateurs, l’orthosilicate deluthétium (LSO) ou l’orthosilicate de gadolinium (GSO), permet uneaugmentation importante de l’efficacité de détection, et donc ladiminution de moitié de la durée des acquisitions. Lescaractéristiques techniques de ces machines sont en évolutionconstante [8, 28].

¶ Mesures de transmission et correction d’atténuation

En TEP, une proportion importante des photons de 511 keV estatténuée au sein du patient par les tissus qu’ils traversent. Lesimages obtenues en l’absence de correction du phénomèned’atténuation sous-évaluent les fixations profondes. Une correctiondoit être mise en œuvre pour restituer une image représentative dela distribution du radiotraceur ; une mesure de l’atténuation, surchaque ligne de détection, doit donc être effectuée. Pour y parvenir,une mesure de transmission, réalisée avec une source externe,permet de connaître la distribution des coefficients d’atténuation ausein du patient. Plusieurs solutions le permettent ; elles utilisent soitdes sources radioactives émettrices bêta+ de germanium 68 (68Ge),soit des sources radioactives émettrices gamma de césium 137(137Cs), soit des rayons X (TDM). La qualité de la mesure del’atténuation est croissante du 68Ge aux rayons X.La correction d’atténuation va avoir une influence sur la détectiondes petits nodules pulmonaires ; en minorant les contrastes et enlimitant la résolution, les nodules pulmonaires de petite taille nesont pas vus par l’image de transmission, et par conséquent sur lesimages en coupes corrigées de l’atténuation. Le temps de mesurepeut être réduit et compensé par des traitements informatiquesadaptés, et surtout du fait de la nature du cristal scintillateur. Lestraitements informatiques exploitent des techniques de segmentationdes structures d’atténuation différentes, à partir des images detransmission bruitées et/ou biaisées [145, 146, 183]. La valeur correcte ducoefficient d’atténuation linéaire à 511 keV est alors affectée àchaque structure. Ceci permet aujourd’hui, en oncologiebronchopulmonaire, d’effectuer des acquisitions rapides(30 minutes) du corps entier, comprenant une correctiond’atténuation par les images de transmission [28].

¶ Dosimétrie

L’intérêt de la TEP réside dans la production par le traceur émetteurde positons d’une activité spécifique élevée, qui permet d’injecterune faible quantité de 18F-FDG. On rappelle qu’en médecinenucléaire, la période effective d’un radiotraceur se mesure selon laformule :Teff

-1 = Tphys-1 + Tbiol

-1

où : Teff = période effective (ou demi-vie effective) du radiotraceurdans le tissu ou l’organisme concerné ; Tphys = période physique (oupériode radioactive) ; Tbiol = période biologique (ou demi-vied’élimination biologique).La Teff d’un radiotraceur est donc toujours plus courte que la Tphys,un grand nombre de paramètres biologiques, physiologiques etpathologiques intervenant par ailleurs dans la Tbiol du radiotraceur.La courte Teff des émetteurs de positons est un facteur de diminutionde l’exposition du patient. A contrario, d’autres facteurs augmententl’exposition des patients lors de l’injection d’un émetteur depositons : le fait qu’il s’agisse d’une émission bêta d’une part, lahaute énergie des photons gamma d’annihilation d’autre part.L’activité de FDG injectée par voie intraveineuse est fonction dupoids du patient et du type de machine employé, en raison duphénomène de saturation des détecteurs, variable selon les types demachines. Chaque machine présente ainsi un domaine defonctionnement optimal, guidant l’activité à injecter au patient enfonction de son poids. Le respect des bonnes pratiques en médecinenucléaire permet de trouver un bon compromis entre l’expositiondu patient, la qualité des images et la non-saturation des détecteurs.L’activité injectée au patient oscille, en fonction de ces différentsparamètres, entre 150 et 550 MBq. Elle est responsable d’une doseefficace se situant entre 2,8 et 10 mSv (19 µSv/MBq chez l’adulte).Ces valeurs sont du même ordre que celles observées pour unescintigraphie osseuse aux diphosphonates marqués avec dutechnétium 99m (99mTc) ou pour des examens TDM. On rappelleque la dose équivalente correspondant à l’exposition à laradioactivité naturelle, dans le Bassin parisien, est de l’ordre de2,5 mSv par an. En termes de dose absorbée, l’organe critique est lavessie ; en effet, la paroi vésicale d’un adulte reçoit en moyenne une

5 Tomographe par émission de positons (TEP). Modèle C-PETy, UGM - ADAC-Philips.

1

Patient en décubitus dorsal Réaction d'annihilation du positon au sein du patient Détection externe (émission) des photons gamma de 511 keV (ligne de réponse) Correction d'atténuation (mesure de transmission)

6 Tomographie par émis-sion de positons : détectionen coïncidence. Détectionen coïncidence des photonsémis au sein d’un patient(émission) lors de l’annihi-lation d’un positon, correc-tion d’atténuation. 1. An-neau de détecteurs (scintil-lateurs + photomultiplica-teurs).

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dose de 160 µGy/MBq et dans une moindre mesure le cœur, quireçoit en moyenne une dose de 62 µGy/MBq. Le cerveau reçoit enmoyenne une dose de 28 µGy/MBq et chacun des autres organesreçoit des doses comprises entre 12 et 21 µGy/MBq (données del’International Commission on Radiological Protection [ICRP],publications 53 et 60, chez l’adulte) [79, 80].

¶ Mise en correspondance d’un volume TEPavec un volume anatomique

La localisation anatomique précise des hyperfixations n’est souventpas évidente sur les images TEP, par manque de référencesanatomiques, seules les structures fixant le traceur étant visualisées.En revanche, les images obtenues avec la TDM ou l’IRM fournissentde manière très précise la localisation des structures anatomiques.Les deux images, TEP et TDM, ou TEP et IRM, sontcomplémentaires et mises en correspondance ou fusionnées, grâce àdifférentes techniques de recalage, rigide ou élastique ; ellespermettent d’exploiter au mieux l’apport de chaque typed’imagerie [45]. De nombreux travaux sont actuellement en coursdans ce domaine (fig 7).Pour les explorations thoraciques et abdominales, ces méthodes sontrelativement difficiles à mettre en œuvre, du fait des déformationsobservées entre les deux séries d’images, nécessitant de recourir àdes méthodes de recalage élastique. Pour résoudre ce problème,l’ensemble des industriels propose actuellement un autre concept :celui des appareils mixtes TEP/TDM, qui réalisent dans la duréed’examen ces deux acquisitions. Les avantages de ces équipementssont nombreux. La correction d’atténuation se base sur l’examenTDM, qui est réalisé beaucoup plus rapidement que les acquisitionsde transmission réalisées avec des sources radioactives. Par ailleurs,la fusion des images TEP et TDM permet une excellente localisationanatomique des foyers fixant le FDG. Cette double information estparticulièrement utile pour le balisage des lésions et l’optimisationdes balistiques de radiothérapie. Le couplage des machines TEP etIRM est aujourd’hui limité à de rares centres de recherche, denombreux problèmes restant à résoudre, tout particulièrement celuide l’interférence entre les champs magnétiques et les PM des TEP.

¶ Quantification

Le TEP détecte des photons gamma d’annihilation de haute énergie,après correction d’un certain nombre de phénomènes physiques, quiva aboutir à la formation d’une image, au sein de laquelle existeune relation directe entre l’intensité du signal et l’intensité defixation du traceur. Cette intensité est une mesure quantitative de lafixation, et peut être exprimée en concentration radioactive parvoxel, au moyen d’une procédure d’étalonnage de la machine. Àpartir de ces images et d’un modèle mathématique, il est possiblede quantifier la consommation de glucose au sein des différenteslésions. Qualitativement, le glucose et le DG sont identiques, maisquantitativement, il existe une petite différence entre ces deux

molécules. Par exemple, le DG a une affinité supérieure pour lestransporteurs par rapport au glucose, mais une affinité plus faiblepour l’hexokinase. La quantification du métabolisme glucidiquetissulaire ou lésionnel en TEP-FDG nécessite de connaître la valeurdu facteur de correction existant entre la clairance du FDG et celledu glucose : il s’agit de la lumped constant du FDG [66]. La lumpedconstant est définie comme le facteur de conversion ou quotiententre les fixations du FDG et du glucose, mesurées en millilitres pargramme et par minute (mLg-1min-1. Elle a été calculée initialementau niveau du cerveau, avec une valeur moyenne de 0,81 ± 0,15 [67].Sa valeur est différente selon l’organe concerné, mais aussi selonl’état métabolique du patient, en particulier l’insulinémie [88]. Enroutine clinique, la valeur de la lumped constant est supposée égaleà 1. La quantification, spécificité de la TEP, a un intérêt clinique dansle diagnostic différentiel entre les lésions bénignes et malignes, maisaussi pour évaluer l’efficacité ou l’inefficacité de la thérapeutique àdifférentes étapes du traitement chez le même patient [76]. Seloncertains auteurs, la quantification améliore la spécificité des examensTEP-FDG, lorsque se pose le problème des faux positifs (FP) liés auxprocessus inflammatoires intrathoraciques, et sa validation pluscomplète pourrait induire un impact favorable sur le rapportcoût/efficacité de la prise en charge chirurgicale des nodules et desmasses pulmonaires. De nombreuses méthodes ont été proposéespour parvenir à la quantification absolue des examens au FDG. Lesméthodes de référence, les plus complexes et les plus précises,quantifient de manière absolue la consommation en glucose, enmLg-1min-1 pour 100 g de tissu ; elles font appel à l’utilisation d’unmodèle mathématique de la cinétique du glucose. La mise en œuvrede ce modèle est extrêmement contraignante ; il s’agit d’uneméthode compartimentale, avec nécessité de prélèvements artérielsmultiples, ce qui la rend inutilisable en pratique clinique. Plusieurstentatives de simplification de cette méthode de quantificationabsolue ont été proposées [161].Il est nécessaire de définir des indices de quantification pluspratiques, simples à mettre en œuvre du point de vue clinique etfacilement reproductibles. Plusieurs solutions ont été proposées,avec des algorithmes plus ou moins aisés à mettre en œuvre enpratique. La technique la plus largement utilisée en clinique est lestandardized uptake value (SUV). Il s’obtient en normalisant laconcentration tissulaire en FDG par l’activité injectée et par le poidsdu patient : masse totale ou masse maigre ou encore surfacecorporelle [112, 185]. Les avantages et les limites [89] de cette méthodesont présentés dans le paragraphe suivant (fig 8).

¶ Influence de la quantification SUVsur les performances diagnostiquesPlusieurs études ont comparé une approche visuelle qualitative àune estimation quantitative [61, 76, 81, 102, 132, 143] de la fixation du FDG.Analyse visuelle et SUV obtiennent les meilleurs résultats, mais lesdifférences ne sont pas significatives [28]. Dans l’ensemble,l’introduction d’un critère diagnostique quantitatif (SUV) aboutit à

7 Vers l’imagerie multimodale tomographie par émission de positons/tomodensitométrie (TEP/TDM). Diagnostic d’un nodule basal droit. Recalage multimodalité par maximi-sation de l’information mutuelle (application mmmp, HIA Val-de-Grâce, Paris 5e). TDM en coupe transverse (A), TEP-FDG en coupe transverse (B), recalage TEP/TDM en coupetransverse (C). Nodule TDM (carré). Nodule TEP (losange). Recalage des images du nodule TEP/TDM (octogone). Fixation myocardique physiologique (flèche droite).

*A *B *C

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une diminution modérée de la sensibilité et une augmentationvariable, parfois importante, de la spécificité. Le plus souvent, cesdifférences ne sont pas significatives. Pour les études consacrées audiagnostic de malignité des nodules et masses pulmonaires, lavaleur-seuil de SUV la plus fréquemment retenue est 2,5. Dans uneétude chez 81 patients [34], il est constaté que le SUV moyen deslésions pulmonaires malignes (5,9 ± 2,7) est significativementdifférent du SUV des lésions bénignes (2,0 ± 1,7). En utilisant unSUV de 2,5 comme valeur-seuil, la sensibilité est de 100 % et laspécificité de 79 %. Cette étude ne met pas en évidence decorrélation entre le diamètre lésionnel et la fixation du FDG mesuréepar SUV. Cependant, une corrélation significative est retrouvée entrele SUV et le temps de doublement lésionnel.Il existe des divergences plus importantes pour les autresapplications. Pour le bilan d’extension médiastinal des CBP, unevaleur-seuil optimale de 4,4 est rapportée, à l’issue d’une analyseROC (Receiver Operating Characteristic) [166]. Dans un contexte debilan de récidive, une valeur-seuil de 5 permet d’obtenir lesmeilleurs chiffres de performances [81]. Le SUV a été proposé pour lesuivi de la fixation d’une lésion au cours du temps, mais un certaindélai est nécessaire pour atteindre un plateau de fixation lors d’unexamen [64] ; ce délai est de surcroît différent avant et aprèschimiothérapie : 298 ± 42 minutes avant et 154 ± 31 minutes aprèstraitement.La limite essentielle du SUV est représentée par la grande variabilitéde la région d’intérêt, interopérateur et parfois avec le mêmeopérateur en cas d’examens successifs chez le même patient, quel’on peut contourner en pratique par la mesure du SUVmax, c’est-à-dire la valeur du SUV dans le voxel d’intensité maximale.Dans la même optique, différents index quantitatifs ont été testés dupoint de vue des performances diagnostiques [76], certains permettantd’obtenir une estimation de la fixation pour la totalité de la tumeur,en s’affranchissant de la nécessité d’un tracé subjectif de régiond’intérêt [182].

MÉTHODOLOGIE DES EXAMENS TEP-FDG

Le 18F-FDG est le radiotraceur utilisé dans la majorité des cas enTEP, en raison de son accumulation importante dans les cellulesnéoplasiques. Ce sous-chapitre se propose de réaliser une revue dedétail des recommandations, parfois contraignantes pour le patient,nécessaires à l’obtention d’une imagerie FDG de qualité optimale.Compte tenu de la nature du radiotraceur utilisé, il est primordial

de réaliser un examen TEP-FDG chez un patient dont l’équilibreglycémique est normal. L’imagerie TEP-FDG est idéalement réaliséealors que le patient est à jeun, afin de minimiser l’inhibitioncompétitive de la fixation du FDG par le glucose sérique [100]. Unjeûne de 4 heures avant l’injection est recommandé, hormis de l’eaupure et les médicaments indispensables tels que les antalgiques. Unjeûne de 12 heures peut diminuer l’accumulation du FDG par lemyocarde, car il permet une absence de compétition entre le glucoseet le FDG au niveau des transporteurs membranaires, et d’améliorerainsi la détection des métastases médiastinales. L’examen ne doitjamais être réalisé chez un patient diabétique non équilibré. Hormischez un patient diabétique, la glycémie n’est pas mesurée demanière systématique avant l’administration du FDG. Si elle estsupérieure à 200 mg/dL, l’étude TEP est retardée jusqu’à ce que laglycémie soit inférieure à cette valeur. L’administration d’insuline,si elle n’est pas contre-indiquée en même temps que le FDG, doitêtre évitée [160], car elle entraîne une augmentation de l’accumulationdu FDG dans le muscle squelettique ; une quantité plus faible deFDG est alors disponible pour s’accumuler au sein des tumeurs.L’influence de la glycémie au moment de l’injection du traceur a étéétudiée [97] ; pour les mêmes lésions, le SUV passe de (5,07 ± 1,89) à(2,84 ± 0,97) lorsque la glycémie passe de 4,5 à 8,9 mmol/L.

Après ponction veineuse périphérique, une perfusion de sérum saléisotonique est réalisée, afin d’hydrater les patients et d’obtenir unebonne diurèse, permettant une optimisation des conditions del’examen. En cas de cathéter périphérique ou central déjà en place,il est inutile de ponctionner les veines du patient. Un rinçage de latubulure ou de la chambre après injection du traceur, avec quelquesmillilitres de sérum physiologique est suffisant pour éviter lapersistance d’une accumulation résiduelle de FDG au sited’injection. La vessie, émonctoire principal du radiotraceur, est lesiège le plus souvent d’une activité importante. Cette fixation trèsintense sur les images génère fréquemment des artefacts.L’administration d’un diurétique tel que le furosémide, voire danscertains cas un cathétérisme urinaire avec lavage vésical, peuventêtre utilisés à la demande, pour éliminer ces artefacts. Des mictionsfréquentes sont préconisées avant l’examen, afin de limiterl’irradiation génito-urinaire ; une dernière miction est toujoursréalisée juste avant le début de l’acquisition.

Afin de limiter l’activité musculaire physiologique du traceur etainsi d’assurer une qualité optimale aux images réalisées, il convientque le patient s’abstienne de tout exercice physique important laveille de l’examen. Compte tenu de l’importance de l’activité

8 Quantification absolue en TEP-FDG : le StandardizedUptake Value (SUV). La fixation, rapportée à l’activité injec-tée et normalisée par le volume du patient (poids), est utilisa-ble si la méthodologie est rigoureuse (calibration du tomogra-phe, facteur d’étalonnage permettant de comparer le nombre decoups/voxel à la concentration radioactive en Bq/mL). Casd’un nodule adénocarcinomateux de la périphérie du poumongauche (flèche droite), dont le SUV maximal (voxel compor-tant la concentration radioactive la plus importante) est me-suré à 6,6 (vert pâle sur l’échelle de couleur).

A. TDM en coupe transverse.B. TEP en échelle SUV, en coupes sagittales (ligne duhaut), frontales (ligne du milieu) et transverses (ligne dubas), échelle SUV à droite.

*A

*B

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digestive physiologique du traceur chez de nombreux patients, onpeut proposer la prise per os, 30 minutes avant l’injection du FDG,d’un agent musculotrope antispasmodique, qui diminue l’activitégastrique et colique du radiotraceur. Par ailleurs, le repos musculairedoit être complet, le patient ne devant pas parler avant l’examen, nilire, ni mâcher. Des anxiolytiques et des myorelaxants tels que lesbenzodiazépines peuvent être prescrits, 30 minutes avantl’administration du FDG. Enfin, le patient doit être en mesured’endurer un décubitus prolongé lors de l’acquisition. Un certainnombre d’autres conditions préalables à la réalisation de l’examen,recommandées par la Society of Nuclear Medicine (SNM) [137],doivent d’être réunies, telles que :

– l’absence d’exploration diagnostique invasive récente, telle qu’unebiopsie moins de 1 semaine auparavant ;

– l’absence de maladie inflammatoire intercurrente connue ;

– l’absence de processus granulomateux inflammatoire local, telqu’un antécédent de talcage pleural.Il est recommandé de réaliser les acquisitions TEP dans la positionbras au-dessus de la tête, afin de limiter les artefacts dereconstruction. L’acquisition tomographique débute en moyenne 45à 75 minutes après l’injection du FDG, et dure selon les machines de20 à 70 minutes. On rappelle que l’activité injectée au patient oscille,en fonction des différents paramètres détaillés dans le chapitreconcernant la dosimétrie, entre 150 et 550 MBq.En oncologie bronchopulmonaire, l’examen TEP-FDG comportesystématiquement une acquisition corps entier. Celle-ci s’étendhabituellement de la partie basse de l’encéphale, afin d’éviter unesaturation de l’image par la fixation physiologique intense ducerveau, à la racine des cuisses.Différents auteurs précisent qu’il est inutile de rechercher desmétastases cérébrales de CBP en TEP-FDG, en raison d’une tropfaible spécificité, ceci étant lié au fait qu’il existe une fixationphysiologique très intense du FDG dans le tissu cérébral. Si unelésion est suspectée ou connue au niveau des extrémités inférieures,l’acquisition est prolongée jusqu’aux orteils ; ce cas de figure est rare.

TEP au 18F-FDG en oncologiebronchopulmonaire

L’imagerie TEP au 18F-FDG apporte à l’heure actuelle un grandnombre de réponses aux questions posées dans le CBP. Elle est àl’origine d’une littérature riche, faisant l’objet actuellement detravaux de synthèse [12, 44, 48, 133].

DIAGNOSTIC DE MALIGNITÉ D’UN NODULEOU D’UNE MASSE PULMONAIRE

Le bénéfice de la technique attendu dans le CBP est important, car ilpermet d’éviter la résection de 20 à 40 % des nodules solitaires isolés,de nature bénigne [103, 114].

¶ Rappel

Le nodule pulmonaire est défini comme une lésion se présentantsous la forme d’une opacité grossièrement sphérique, d’un diamètrecompris entre 2 et 30 mm. Au-delà, le terme consacré est celui demasse pulmonaire. Les étiologies sont multiples : tumoralesbénignes ou malignes, infectieuses, congénitales, vasculaires,inflammatoires dans le cadre de maladies générales…Les nodules et les masses pulmonaires solitaires sont dépistés soit àl’occasion d’un symptôme, soit de manière fortuite sur une RP [26]

pratiquée dans le cadre de pathologies non pulmonaires, ou d’unbilan systématique professionnel ou préopératoire. Il est à noter que,de plus en plus souvent, un nodule pulmonaire est mis en évidencede manière fortuite sur des coupes TDM, à l’occasion d’un examende dépistage (protocoles) ou d’un examen réalisé pour une autrepathologie.L’incidence des nodules et des masses pulmonaires solitaires estélevée, environ 50 nouveaux cas pour 100 000 habitants et par an,

sur des données radiologiques. Ces données sont sous-évaluées, laRP ne détectant pas 70 % des lésions de moins de 10 mm, etseulement 30 % des nodules de 10 à 30 mm [151].La diversité des étiologies et la crainte du CBP ont conduit àrechercher des critères cliniques, radiologiques [54], voire statistiques,pour éviter d’avoir recours à des gestes invasifs [21, 85]. Sur le planclinique, l’existence d’antécédents de néoplasie, un âge supérieur à50 ans, un tabagisme, plaident en faveur de la malignité. Si 80 % desnodules pulmonaires bénins mesurent moins de 20 mm, tout nodule(ou masse) pulmonaire de plus de 35 mm apparaît comme a priorimalin. Un temps de doublement compris entre 30 et 500 jours,comme l’existence de contours spiculés, lobulés plaident pour lamalignité [117, 158].En l’absence de critères décisifs et devant la nécessité d’obtenir unecertitude histologique, le premier examen réalisé est généralementl’endoscopie bronchique. Mais, le rendement des prélèvementsendobronchiques sans lésion visible en endoscopie, ce qui est le plussouvent le cas devant une opacité de moins de 30 mm, est faible :10 % pour la cytologie de l’aspiration bronchique, 5 % pour labiopsie d’un éperon. L’utilisation d’un amplificateur de brillancepermet d’augmenter la rentabilité de ces gestes, avec un diagnosticpositif dans 43 % des cas avec un brossage dirigé, et dans 53 % descas avec une biopsie distale. Les lavages dirigés peuvent êtrecontributifs. La morbidité de ces techniques est faible : réactionfébrile après un brossage ou un lavage, hémoptysies après unebiopsie distale rarement inquiétante. Le plus souvent, devant unnodule pulmonaire périphérique, deux autres techniques sontenvisagées : la ponction transpariétale et la thoracoscopievidéoassistée.Les ponctions transpariétales apportent le diagnostic avec unespécificité de l’ordre de 90 à 95 %. La sensibilité est plus faible, del’ordre de 80 à 90 %. Un examen extemporané permet d’accroître larentabilité du geste. Les complications sont dominées par leshémoptysies (5 à 8 %) et les pneumothorax (15 à 20 %). Les limitesde la technique sont liées à la petite taille du nodule pulmonaire(inférieure à 15 mm), à une topographie rendant la ponction difficile(nodule haut situé dans les lobes supérieurs) ou dangereuse (noduleà proximité des gros vaisseaux ou de siège très central). Les contre-indications sont les troubles de l’hémostase et l’hypertensionartérielle pulmonaire en raison des risques hémorragiques,l’insuffisance respiratoire sévère ou par poumon unique en raisondes risques de décompensation en cas de pneumothorax.La thoracoscopie vidéoassistée est, à la différence de ces ponctions,un acte chirurgical sous anesthésie générale. Sa rentabilité estélevée ; si le chirurgien retrouve le nodule, il y a quasiment 100 %de diagnostic. Le repérage peut être facilité par l’injection de bleude méthylène ou par la mise en place d’un harpon, sous contrôleTDM. La morbidité de la thoracoscopie vidéoassistée, dominée parle risque d’un bullage prolongé ou d’une hémoptysie, est faible (1 à5 %) et la mortalité est nulle. La limite de cette technique est liée aunon-repérage du nodule pulmonaire : la réalisation d’uneminithoracotomie permet alors l’exploration du parenchymepulmonaire par la main du chirurgien, et l’exérèse.Dans certaines situations, le doute persiste, et seul un abordchirurgical par thoracotomie permet de porter un diagnostic decertitude.Au terme de ces explorations, il s’avère que 30 à 40 % des nodulesopérés sont bénins [17, 109, 110]. Aussi, une technique non invasivecomme la TEP, permettant de connaître avec d’excellentes sensibilitéet spécificité la nature d’un nodule pulmonaire, peut s’avérer utileet pourrait remettre en cause le dogme : « tout nodule pulmonairedoit être enlevé ».

¶ Performances de la TEP-FDGL’imagerie fonctionnelle réalisée en TEP-FDG tire profit desdifférences biochimiques entre le tissu normal et néoplasique, ce quipermet son utilisation en routine, afin de pouvoir mieux caractériserdes lésions pulmonaires (probabilité de malignité) dont la naturereste indéterminée avec les modalités d’imagerie conventionnelle(fig 9).

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Ses performances sont basées sur des données qualitatives, unelésion étant retenue comme maligne si elle est constatée hyperfixantesur les coupes tomographiques dans les trois plans de l’espace. Laquantification permet d’affiner les résultats, en utilisant un seuil demalignité de SUV égal au bruit de fond médiastinal.La TEP-FDG est une méthode d’imagerie complémentaire denombreuses procédures invasives. Son rôle est primordial, enparticulier si le patient présente un état clinique rendant la biopsietrès risquée : insuffisance respiratoire, risque opératoireimportant [84]. Son intérêt pour la caractérisation des nodules et desmasses pulmonaires solitaires a été évalué dans de multiples étudesmonocentriques. Ces études sont hétérogènes par le nombre depatients inclus, et leur caractère prospectif ou rétrospectif. Ellescomportent un taux très élevé de contrôles anatomopathologiques :histologie sur pièce opératoire ou de biopsie bronchique, cytologiesur prélèvements par ponction transbronchique ou transthoracique.Certaines études comportent des cas confirmés par le suivi évolutif.Ces travaux comportent un biais de recrutement systématique, ayantpour conséquence une prévalence anormalement élevée des lésionscancéreuses. Cette augmentation anormale de la prévalence est liéeau recrutement des seules lésions ne présentant pas les critèresd’imagerie anatomique habituels de bénignité : calcifications,contours réguliers. De plus, les études portent sur des populationscaractérisées par un âge relativement élevé, 55 à 65 ans, quiprivilégie la malignité des lésions pulmonaires découvertes. Lescaractéristiques de performance de la méthode sont donc souventsurestimées, et les résultats obtenus ne peuvent être acceptés au senslarge mais devraient être interprétés en fonction de l’échantillond’origine. Les travaux rapportent des résultats obtenus pour lesdifférents types histologiques de CBP. Il n’existe pas dans lalittérature de résultats individualisés pour les carcinomes à petitescellules (CBPC). Ils ne se distinguent pas des autres CBP par unniveau de fixation particulier. L’intérêt de la technique pour la miseen évidence d’un cancer bronchioloalvéolaire (CBA) est limité [73],

car il présente une fixation significativement inférieure à celle desautres lésions. Cette tumeur a un potentiel de prolifération moindreet une moyenne de temps de doublement plus longue que les autresCBNPC [93]. Une petite série de tumeurs carcinoïdes pulmonairesprimitives [38] montre que six lésions sur sept ne présentent aucunefixation ou une fixation très faible. Ces tumeurs ont une croissancelente et présentent une activité mitotique minimale.Compte tenu des précautions d’interprétation précisées ci-dessus, lasensibilité et la spécificité rapportées pour le diagnostic différentielentre des lésions bénignes et des lésions malignes pulmonaires sontuniformément élevées [52]. Les performances en sensibilité sont de 89à 100 % pour les nodules, et 93 % à 100 % pour les masses (tableau I).Les deux principales causes de faux négatifs (FN) sont d’une part lataille des lésions, d’autre part la nature histologique des lésions, avec lescas particuliers du CBA et des tumeurs carcinoïdes pulmonairesprimitives, comme il est détaillé ci-dessus. La faible taille de certaineslésions expose au risque de sous-estimation de la fixation du FDG etdonc de FN, par phénomène de volume partiel, conséquence de larésolution spatiale variable en fonction de l’appareillage utilisé (fig 10).

9 Diagnostic de malignité d’un nodule pulmonaire. Nodule du lobe supérieur droit.Histologie sur pièce de lobectomie : carcinome épidermoïde. Nodule pulmonaire malin(flèche droite).

A. Tomodensitométrie (TDM) en coupe transverse.B, C, D. Tomographie par émission de positons (TEP) avec correction d’atténua-tion en coupes transverse (B), sagittale (C) et frontale (D).

*A

*B

*C *D

10 Effets de la correction d’atténuation sur la détection des petits nodules pulmonai-res. Tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en cou-pes frontales.

A. Examen non corrigé d’atténuation : aspect d’hyperactivité en surface(meilleure visualisation des lésions peu profondes), inversion du contraste despoumons (meilleures limites des champs pulmonaires).B. Examen corrigé d’atténuation : minoration des contrastes, limitation de la ré-solution (nodules de petite taille non vus par l’image de transmission), meilleurelocalisation anatomique, bonne visualisation des structures profondes.

*A *B

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Il n’existe pas de seuil exact de détection, car la valeur absolue defixation intervient également, et l’on peut proposer une valeur deréférence pratique de de 1 cm, au-delà de laquelle l’évaluationdevient fiable. L’évolution du matériel permet d’envisager uneréduction de cette valeur grâce à l’amélioration des performancesphysiques. Ce phénomène de volume partiel est aggravé par ledéplacement du nodule au cours de l’acquisition, en raison desmouvements respiratoires.Les valeurs de spécificité de 52 à 100 % sont plus dispersées, enraison de la fixation connue du traceur sur certaines lésionspulmonaires bénignes. En effet, certaines lésions pathologiquesd’origine infectieuse ou inflammatoire évolutives, à développementlocal pulmonaire [6], ainsi que tous les processus granulomateuxchroniques, peuvent s’accompagner d’une fixation significative duFDG, cause de FP de la technique. La sarcoïdose [14, 90], la pneumonietuberculeuse, les ganglions tuberculeux ou anthracosiques [5], lesmycobactérioses atypiques, l’abcès du poumon [184], de nombreusespneumonies bactériennes [87], la cryptococcose [184], l’histoplasmose,l’aspergillose, l’actinomycose [75], de nombreuses mycosespulmonaires, les maladies inflammatoires pulmonaires (Wegener etBOOP ou bronchioalveolar organizing obliterans pneumopathy) etd’autres affections bronchopulmonaires peuvent être responsablesd’une accumulation importante du FDG. Cependant, la plupart desprocessus inflammatoires chroniques ou indolents et la plupart desprocessus infectieux aigus ne s’accompagnent pas d’accumulationsignificative du FDG. C’est pour cette raison que la spécificité de laTEP dans l’évaluation des opacités pulmonaires reste élevée.Pour tenir compte de la bilatéralité ou de la multiplicité possible deslésions pulmonaires, certains auteurs proposent des résultats parlésion [60, 62, 77, 125, 132, 181] avec une sensibilité et une spécificitéglobalement comparables. Certaines études expriment les résultatsen utilisant les probabilités conditionnelles, c’est-à-dire desperformances diagnostiques en termes de probabilité de malignitéaprès un test positif (VPP) et après un test négatif (1-VPN) [58, 144].Pour Gupta, la VPP est de 0,88 et (1-VPN) vaut 0,047. D’autres

utilisent les rapports de vraisemblance (RV) positifs (taux des vraispositifs / taux des faux positifs) et négatifs (taux des faux négatifs /taux des vrais négatifs) [31, 58, 102]. Pour Lowe, RV(+) est de 9 et RV(-)est de 0,09 pour 89 patients. Enfin, si la chirurgie est le moyendéfinitif d’établir la nature histologique des lésions pulmonaires, lesbiopsies endoscopiques ou transthoraciques peuvent ne pas êtrecontributives. Dans ce cadre particulier, deux auteurs soulignentl’apport de la TEP-FDG [61, 130].Technique de caractérisation tissulaire, la TEP-FDG a été comparéeà la biopsie transthoracique [30] au cours d’une étude rétrospective.Les valeurs de la sensibilité sont respectivement de 100 % et 81 %, laspécificité de 78 % et 100 %, l’exactitude diagnostique de 94 % et86 %, la VPP de 93 % et 100 % et la VPN de 100 % et 64 %. Ces deuxtechniques sont complémentaires [23], la biopsie apportant la naturehistologique, et le FDG apportant en plus des informations relativesà l’extension de la maladie.

¶ Développements en cours

Le FDG a été comparé à la 11C-méthionine, traceur émetteur depositons du métabolisme aminé [122] ; leur sensibilité est identique à93 %, la spécificité de la méthionine est de 100 % versus 75 % pourle FDG. Le FDG a également été comparé à la 11C-choline [65],précurseur du principal constituant des membranes cellulaires, etdont l’incorporation est reliée à la division cellulaire ; utilisée pourle bilan d’extension du CBP, elle est créditée d’une sensibilité de100 % contre 75 % au FDG, alors que la spécificité des deux traceursest identique. Une autre comparaison est celle du FDG et de la 18F-alpha-méthyl-tyrosine, traceur capté mais non incorporé dans lesprotéines lors de leur synthèse. Ce traceur, aux performancescomparables à celles du FDG dans le diagnostic des tumeursmalignes, pourrait être très utile dans le dépistage des tumeursprimitives et de leurs métastases dans les régions cardiaque etcérébrale, compte tenu d’une physiologie du traceur différente decelle du FDG [83]. Enfin, une étude compare la fixation du FDG àl’activité proliférative tumorale de trois lignées cellulaires de CBNPC

Tableau I. – Nodules et masses pulmonaires. Performances diagnostiques de la tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose(TEP-FDG).

Référence Typed’étude Technique Effectif NbKc VP VN Se Sp Exact VPP VPN

Slosman, 1993 [144] P TEP 36 31 29 3 93 % 15 %

Patz, 1993 [125] P TEP 51 33 33 16 89 % 100 %

Scott, 1994 [139] R TEP 62 47 44 12 93 % 80 % 94 % 80 %

Duhaylongsod, 1995 [34] P TEP 53 34 34 15 100 % 79 % 92 %

Knight, 1996 [94] R TEP 27 15 15 7 100 % 58 % 81 % 75 % 100 %21 17 17 3 100 % 75 % 95 % 94 % 100 %

Sazon, 1996 [135] R TEP 107 82 82 13 100 % 52 %

Bury, 1996 [17] P TEP 50 33 33 15 100 % 88 % 94 %

Gupta, 1996 [58] P TEP 61 45 93 % 88 % 92 % 95 % 82 %

Guhlmann, 1997 [55] R TEP 46 32 94 % 86 % 91 %

Lowe, 1997 [101] R TEP 197 120 115 59 96 % 77 % 90 % 89 %

Hagberg, 1997 [60] R TEP 89 60 40 7

Dewan, 1997 [31] P TEP 30 20 95 % 80 % 90 % 89 %

Lowe, 1998 [102] P TEP 89 60 55 26 98 % 69 % 89 %

Graeber, 1999 [53] R TEP 96 66 97 % 89 % 92 %

Halter, 2000 [62] P TEP 35 26 22 5 96 % 55 %

Pitman, 2001 [130] R/P TEP 40 26 23 13 96 % 81 % 88 % 93 %

Hain, 2001 [61] P TEP 63 47 47 11 100 % 69 % 92 % 90 % 100 %

Hung, 2001 [78] P TEP 26 20 19 3 95 % 50 % 86 % 75 % 85 %

total 1179 814

Exact : exactitude ; NbKc : effectif de patients porteurs de cancer ; P : étude prospective ; R : étude rétrospective ; Se : sensibilité ; Sp : spécificité ; VPN : valeur prédictive négative ; VPP : valeur prédictive positive.

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de types histologiques différents. Cette activité proliférative estdéterminée par la fixation de la thymidine tritiée. Dans tous les cas,l’activité du FDG suit en parallèle celle de la thymidine, et montrede façon très significative la corrélation qui existe entre la fixationdu FDG et la prolifération cellulaire tumorale [120].

¶ Conduite à tenir

L’existence d’une hyperfixation permettant de prévoir le caractèrepathologique et la malignité probable, en raison de la hautesensibilité de la technique, doit conduire, en l’absence de contexteinflammatoire ou infectieux, à un abord diagnostique invasif, voireà l’exérèse.L’absence de fixation permettant d’éliminer une pathologie malignesi le nodule mesure plus de 10 mm dans son plus petit diamètre etqu’il n’est pas kystique, en raison de la forte spécificité de latechnique, permet d’envisager l’abstention de tout geste invasif etde mettre en œuvre seulement une surveillance, afin de ne paslaisser évoluer un FN de la technique [132].La TEP au FDG permet d’envisager une forte réduction du nombrede biopsies ou de thoracotomies [58], et de diminuer tant la morbiditéque le coût de la prise en charge de ces patients [29].

BILAN D’EXTENSION D’UN CANCERBRONCHOPULMONAIRE AVÉRÉ

¶ RappelsDans le cas d’un CBP démontré, le bilan d’extension, tantganglionnaire que métastatique, est déterminant pour juger del’opérabilité, en récusant les patients pour lesquels la chirurgien’amène pas de bénéfice particulier [24]. Parce que le médiastin est lesite le plus commun des métastases de CBP, le bilan d’extensionexige une évaluation précise des ganglions médiastinaux. Ladémonstration d’adénopathies hilaires homolatérales ne contre-indique pas la chirurgie, si ces ganglions peuvent être réséqués avecla tumeur primitive [119]. Au contraire, la mise en évidence demétastases ganglionnaires médiastinales extensives, de métastasesganglionnaires médiastinales hétérolatérales et de métastases àdistance : pleurales, ganglionnaires, osseuses, etc, doit suggérerl’abstention chirurgicale, compte tenu de la morbidité opératoire etdu pronostic vital défavorable. Le risque de mortalité chirurgicaleétant élevé chez ces patients, l’alternative thérapeutique proposéeest la chimioradiothérapie.Pour le CBNPC, le bilan d’extension est déterminant pour lepronostic du patient. La survie à 5 ans est de 8 % avec unenvahissement ganglionnaire médiastinal, et de 50 % environ enl’absence de prolifération médiastinale. En ce qui concerne le biland’extension ganglionnaire locorégional, les techniqueshabituellement utilisées n’identifient pas certaines localisationsganglionnaires, en raison d’un manque de sensibilité d’une part etde leur manque de spécificité d’autre part [10]. En effet, uneaugmentation de la taille ganglionnaire n’est pas synonymed’envahissement par des cellules malignes. La TDM est à la fois peusensible et peu spécifique pour l’étude de la malignité éventuelledes adénopathies médiastinales. Le bilan d’extension médiastinal duCBNPC utilisant la TDM et l’IRM présente une sensibilité de 52 %et 48 % respectivement, ainsi qu’une spécificité de 69 % et 64 %respectivement [176]. La faible exactitude diagnostique de l’imagerieanatomique n’est pas surprenante, car le critère majeur employépour le diagnostic de la maladie médiastinale est la taille desadénopathies. Le bilan d’extension ganglionnaire médiastinal estréalisé de façon très fiable par les techniques invasives, telles que lamédiastinoscopie chirurgicale.En ce qui concerne l’extension métastatique à distance, la recherchede métastases est effectuée par un certain nombre d’examensspécifiques d’organe, tels que la TDM ou l’IRM cérébrale,l’échographie voire la TDM abdominale, la scintigraphie osseuse, labiopsie ostéomédullaire.De nouvelles stratégies diagnostiques, plus précoces etthérapeutiques sont nécessaires pour améliorer le taux de survie des

patients atteints de CBP, mais aussi pour avoir un meilleur biland’extension précoce, et une meilleure reconnaissance du typehistologique des tumeurs.

Rappel histologique

Au terme du bilan, chaque cas peut être classé en stadeTNM/pTNM des tumeurs malignes de la classification de l’Unioninternationale contre le cancer ou International Union AgainstCancer (UICC) révisée en 1998 [22, 69]. La logique qui préside à laclassification actuelle est double : d’une part, scinder les tumeursqui sont a priori résécables chirurgicalement de celles qui ne le sontpas, d’autre part, individualiser des groupes homogènes de maladesselon leur pronostic. Cette classification est fondamentale, car letraitement des CBNPC dépend essentiellement du stade auquel lepatient est pris en charge. La classification du CBP par la WorldHealth Organization (WHO) [180] est largement acceptée [50]. Il fautessentiellement opposer le CBPC (ou small-cell lung cancer) et leCBNPC (ou non-small-cell lung cancer), regroupant les autrescancers bronchiques : carcinomes épidermoïdes, glandulaires, àgrandes cellules, autres. Ces deux catégories de CBP diffèrentfondamentalement, et sont donc abordées comme des processustumoraux malins distincts l’un de l’autre.Le CBPC, caractérisé par un développement particulièrement rapide,est très lymphophile et a presque toujours une extension systémiqued’emblée lors de son diagnostic. La chirurgie, rarement pratiquée,ne permet qu’exceptionnellement d’obtenir une guérison. Lachimiothérapie, associée ou non à la radiothérapie, est presquetoujours employée. Le CBPC représente 15 % des CBP.Les CBNPC ne sont en règle curables que par la chirurgie, les autresthérapeutiques n’étant le plus souvent que palliatives ; toutefois, lesprogrès de la chimiothérapie et la mise au point de combinaisons deradiothérapie, chimiothérapie et chirurgie, permettent, dans unnombre croissant de cas, d’envisager dans un esprit curatif letraitement de ces malades et d’obtenir, lorsque la guérison ne peutêtre espérée, un effet palliatif significatif, tant sur la durée que sur laqualité de vie des patients.La classification histologique de l’Organisation mondiale de la santé(OMS) (1981) des CBP primitifs distingue dans le cadre des CBNPC :

– le carcinome épidermoïde ou squamous cell carcinoma (SCC). Il enexiste des formes plus ou moins différenciées. Il touche surtout lesgrosses bronches et représente 60 % des cas ; il se développe aussidans les zones cicatricielles ;

– l’adénocarcinome ou carcinome glandulaire (adenocarcinoma). Ilen existe également des formes plus ou moins différenciées. Laplupart sont de topographie périphérique à l’origine, le plus souventpeu facilement accessibles à l’endoscopie bronchique. Les donnéesépidémiologiques récentes montrent une augmentation trèssignificative de leur fréquence, 20 % des cas environ. Le CBA oubronchiolo alveolar carcinoma (BAC) fait partie du cadre desadénocarcinomes ; il s’agit d’une forme bien différenciée, évoluantde proche en proche par voie bronchique. Il se présente sous formesoit de nodule périphérique solitaire, soit d’une maladie multifocale,soit d’une pneumonie rapidement progressive ;

– le carcinome à grandes cellules ou large cell carcinoma, ex-indifférencié, est le type le moins fréquent de CBNPC (5 % des cas) ;

– les autres types de CBP représentent moins de 5 % des cas :carcinomes combinés, tumeurs carcinoïdes, carcinomes des glandesbronchiques : cylindromes et carcinomes mucoépidermoïdes.C’est donc sur les données endoscopiques et histologiques, ainsi quesur le bilan d’extension, que repose la décision thérapeutique, d’oùl’importance du bilan initial. Il faut souligner que si le diagnosticdes formes typiques de ces tumeurs est en règle aisé, le diagnosticd’adénocarcinome primitif est difficile à porter, car l’aspecthistologique de ces tumeurs est souvent superposable avec celui desadénocarcinomes métastatiques d’origine variée. Par ailleurs, lestumeurs peu différenciées peuvent poser le problème du diagnosticdifférentiel entre un carcinome épidermoïde ou glandulaire et unhématosarcome, et surtout un CBPC. Les techniques

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d’immunohistochimie facilitent aujourd’hui la différenciation entreces tumeurs, en montrant la fixation d’anticorps spécifiques ; il existenéanmoins des situations où cela reste difficile.

Classification pronostique TNM

La classification du cancer du poumon par l’extension anatomiquede la tumeur primitive (T), des ganglions lymphatiques régionaux(N) et des métastases à distance (M), est reconnue et utilisée dans lemonde entier dans la prise en charge du CBP ; elle constitue uneanalyse sténographique de l’étendue de toute tumeur maligne [69].La classification TNM inclut les données fournies par l’évaluationclinique, chirurgicale et histologique. Elle sous-classe en général lamaladie, par comparaison avec la classification définitive, obtenueaprès chirurgie et histologie (pTNM). La nomenclaturetopographique de l’international classification of diseases for oncology(ICD-O) [180] employée dans la classification pronostique, concernantles tumeurs du poumon (ICD-O-C34), s’applique uniquement auxcarcinomes (tableau II).Les ganglions lymphatiques régionaux sont les ganglionsintrathoraciques, scaléniques et sus-claviculaires. Les catégories pT,

pN et pM correspondent aux catégories T, N, M. Le curageganglionnaire hilaire ou médiastinal doit porter sur six ganglions ouplus, pour la catégorie pN. Le taux de survie est fortement corrélé àla stadification de la maladie (tableau III).Par exemple, le taux de survie à 5 ans chez les patients de stade I estde 60 à 80 % ; dans le stade II de 25 à 50 % ; dans le stade IIIA de10 à 40 % ; dans le stade IIIB inférieur à 5 % et dans le stade IVinférieur à 5 %. Des études autopsiques ont mis en évidence qu’ilexiste des métastases de CBP dans chaque appareil. Les sites les plusfréquents de maladie métastatique de CBNPC sont l’os, le foie, lesglandes surrénales et le cerveau.

Rôle de l’imagerie médicale

La RP a une grande valeur d’orientation. Une RP normale indique apriori que le CBP est peu probable. La présence d’un nodulepulmonaire et d’anomalie(s) médiastinale(s) et hilaire(s) suggérantdes adénopathies, est assez évocatrice de malignité. La TDMthoracique, complément naturel de la RP de face et de profil, permetde déterminer des critères fondamentaux en imagerie : la taille de latumeur et ses rapports. La TDM est capable de détecter des lésionsde plus petite taille, non soupçonnées par la seule RP ; par ailleurs,la TDM est capable de caractériser certaines lésions comme bénignesou malignes. L’injection de produit de contraste permet de préciserla densité et le caractère vasculaire éventuel de la tumeur, ainsi quela cinétique de prise de contraste. L’extension locale de la tumeurintrathoracique et ses connexions éventuelles avec la paroithoracique, les vertèbres ou les organes médiastinaux peuvent aussiêtre renseignées par la TDM, et s’avérer déterminantes pourl’appréciation du stade T de la classification TNM.Dans le cadre du bilan d’extension, la TDM, l’échographie ou l’IRMabdominales détectent les métastases hépatiques ainsi que lesmétastases surrénaliennes ; la TDM ou l’IRM cérébrales complètentle bilan d’extension, ainsi que d’autres examens plus précis, enfonction des signes d’appel cliniques.Chaque ganglion lymphatique mesurant plus de 1 cm dans son pluspetit diamètre est considéré comme pathologique par l’imageriemédicale.Ces anomalies nécessitent d’être confirmées microscopiquementavant de les prendre en compte dans le protocole de prise en chargedes patients, car même de grosses adénomégalies médiastinalescontrolatérales peuvent être uniquement hyperplasiques. L’imageriemorphologique apporte donc dans l’ensemble un complémentd’informations, mais pas des arguments formels pour un classementcTNM. D’autres techniques d’imagerie peuvent être proposées pourcompléter, telle que l’échographie transœsophagienne pourl’exploration du médiastin, permettant d’étudier le médiastinpostérieur, en particulier à gauche.

Tableau II. – Classification clinique TNM (Union internationalecontre le cancer [UICC], 1998).

Tumeur primitive (T)

TX - la tumeur primitive ne peut être évaluée- ou la tumeur est prouvée par l’existence de cellules malignes dans l’expec-toration ou un liquide de lavage bronchique, mais ne peut être visualiséepar l’imagerie ou une bronchoscopie

T0 pas de tumeur primitive décelable

Tis cancer in situ

T1 T ≤ 3 cm dans sa plus grande dimension entourée par le parenchymepulmonaire ou la plèvre viscérale, sans signe bronchoscopique d’envahisse-ment au-delà de la bronche lobaire (n’atteignant pas la bronche souche)

T2 tumeur avec l’un des critères de taille ou d’extension suivants :- T > 3 cm dans sa plus grande dimension- envahissement de la bronche souche, tout en restant à 2 cm ou plus de lacarène- envahissement de la plèvre viscérale- association avec une atélectasie ou une pneumopathie obstructive quis’étend à la région hilaire mais n’atteint pas tout le poumon

T3 - tumeur de toute taille avec extension directe à l’une des structures suivan-tes : paroi thoracique (incluant tumeur de l’apex), diaphragme, plèvremédiastinale, péricarde pariétal- ou tumeur de la bronche souche située à moins de 2 cm de la carène maisne l’atteignant pas- ou association à une atélectasie ou une pneumopathie obstructive attei-gnant la totalité du poumon

T4 - tumeur de toute taille envahissant l’une des structures suivantes :médiastin, cœur, gros vaisseaux, trachée, œsophage, corps vertébral, carène- ou plusieurs lésions tumorales dans le même lobe- ou tumeur avec pleurésie maligne

Atteinte ganglionnaire locorégionale (N)

NX les adénopathies régionales ne peuvent être évaluées

N0 pas d’adénopathie régionale métastatique

N1 adénopathies régionales métastatiques, homolatérales péribronchiques et/ouhomolatérales hilaires, y compris une extension directe à partir de la tumeurprimitive

N2 adénopathie(s) régionale(s) médiastinale(s) homolatérale(s) et/ou sous-carénaire(s) métastatique(s)

N3 adénopathie(s) régionale(s) médiastinale(s) controlatérale(s), hilaire(s)controlatérale(s), scalénique(s) homolatérale(s) ou controlatérale(s) ou sus-claviculaire(s) métastatique(s)

Atteinte métastatique à distance (M)

MX les métastases à distance ne peuvent être évaluées

M0 pas de métastase à distance

M1 métastases à distance, incluant des lésions tumorales nodulaires dans deslobes différents, homolatéraux ou controlatéraux

Tableau III. – Stadification des carcinomes pulmonaires en fonctionde la classification TNM (Union internationale contre le cancer[UICC]/TNM, 1997).

Stade Classification TNM

carcinome occulte TX N 0 M 0

0 C is (carcinome in situ) N 0 M 0

I A T 1 N 0 M 0

I B T 2 N 0 M 0

II A T 1 N 1 M 0

II B T 2 N 1 M 0T 3 N 0 M 0

III A T 1 N 2 M 0T 2 N 2 M 0T 3 N 1, N 2 M 0

III B T 4 tout N M 0tout T N 3 M 0

IV tout T tout N M 1

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Compte tenu de l’importance stratégique et pronostique del’existence ou non d’un envahissement ganglionnaire médiastinal,une meilleure analyse est indispensable et repose jusqu’à présentsur les données histologiques, nécessitant un abord invasif.

Prélèvements histologiques

Suspecté par la clinique, orienté par l’examen radiologique, lediagnostic de CBP est le plus souvent affirmé par la fibroscopiebronchique à visée biopsique. Des biopsies étagées des éperons etde la carène permettent grâce à cette technique de réaliser un biland’extension endobronchique. Les limites de la technique sontreprésentées par la topographie périphérique des tumeursprimitives, non accessibles endoscopiquement. Des lésionspériphériques de plus de 2 cm de diamètre peuvent être atteintespar des brossages, des cathéters ou des pinces à biopsie, et unfragment tissulaire est ainsi obtenu. Il faut ajouter le lavagebronchoalvéolaire des territoires où siège une opacité tumorale.La fibroscopie bronchique est également utile dans le biland’extension du CBP, permettant de réaliser des biopsiestransbronchiques : aiguille à ponction de Wang. Lorsque lafibroscopie bronchique ne permet pas le diagnostic, desprélèvements doivent être obtenus par une autre voie : biopsieganglionnaire sous-carénaire, biopsie ganglionnaire sus-claviculaire,médiastinoscopie par voie haute sus-sternale, médiastinotomieantérieure gauche, ponction pulmonaire transthoracique aprèsrepérage en TDM.La médiastinoscopie par voie haute sus-sternale est la méthode laplus précise pour le bilan d’extension des ganglions lymphatiquesmédiastinaux antérosupérieurs et moyens, jusqu’au péricarde et larégion sous-carinaire ; c’est une méthode invasive, chirurgicale,réalisée sous anesthésie générale et intubation trachéale. Sa mortalitéest proche de zéro, mais la morbidité de ce geste est certaine. Elle ne

permet pas d’explorer les lésions médiastinales postérieures, ni leslésions médiastinales inférieures. Les ganglions lymphatiquesmédiastinaux antérieurs sont explorés soit par médiastinoscopieélargie, soit par médiastinostomie antérieure, soit par thoracoscopievidéoassistée. La thoracoscopie vidéoassistée est également utiliséepour explorer la corticalité pulmonaire et la paroi thoracique, ainsique pour évaluer la maladie pleurale et explorer les tumeurs dumédiastin, voire pour réséquer des nodules pulmonairespériphériques ; cette technique est réalisée en milieu chirurgical.Comme pour la médiastinoscopie, il s’agit d’une méthode invasiveavec une morbidité certaine. La thoracotomie est employée pour lediagnostic et le bilan d’extension de la maladie chez moins de 5 %des patients, en raison de son caractère invasif. Dans ce cas,l’envahissement non suspecté d’autres structures anatomiques estfréquemment retrouvé, et modifie ainsi le bilan d’extension de lamaladie.

¶ Bilan d’extension médiastinal

Dans cette indication, la TEP-FDG, rappelons-le non invasive etanodine, remplace favorablement la médiastinoscopie ou la chirurgiethoracique vidéoassistée à titre diagnostique [20, 139]. De nombreusesétudes montrent que les ganglions médiastinaux de nature malignesont détectés avec précision par la TEP-FDG, avec une exactitudediagnostique supérieure à la TDM (fig 11, 12).Contrairement aux données issues du diagnostic de malignité, lesétudes de la littérature sont constituées de séries homogènes de CBPavérés, candidats au traitement chirurgical, donc avec une extensionganglionnaire inférieure ou égale à N2. La limite majeure des étudescomparant les performances de la TEP et de la TDM du thoraxréside dans le contrôle histologique de l’extension ganglionnairemédiastinale. Dans les premières études, le contrôle était partiel,voire orienté par les constatations de l’imagerie, introduisant un

11 Bilan d’extension ganglionnaire médiastinal. Cas d’un carcinome épidermoïde. Tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en coupes frontales,avec correction d’atténuation. Tumeur pulmonaire (flèche droite). Adénopathies tumorales malignes médiastinales bilatérales (chevron). Troisier (flèche courbée vers la gauche).

12 Bilan d’extension ganglionnaire. Cas d’un carcinome épidermoïde du lobe moyen. Tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en coupes trans-verses (A), frontales (B) et sagittales (C), avec correction d’atténuation. Tumeur pulmonaire (flèche droite). Adénopathies tumorales malignes médiastinales homolatérales (che-vron), cervicales (signalisation droite) et abdominales (flèche droite à entaille).

*A *B *C

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biais de vérification. Dans les études plus récentes, le curagemédiastinal est indiqué comme complet, avec le plus souvent uneréférence à une cartographie ganglionnaire médiastinale, commecelle de l’American Thoracic Society ou celle de Naruke ; le nombrede relais ganglionnaires prélevés est variable selon les études. Unedifficulté particulière pour la comparaison des études est représentéepar la comptabilisation différente des structures explorées : parganglion, par groupe ganglionnaire, par médiastin ou même demi-médiastin. Le contrôle ganglionnaire est effectué chirurgicalementou par médiastinoscopie, habituellement réalisée par voie cervicale,mais pouvant être complétée par un geste antérieur gauche pourexploration des chaînes sous-aortiques et médiastinales antérieuresgauches. Cependant, ce dernier geste peut ne pas être réalisé en casde tumeur droite sans point d’appel ganglionnaire médiastinalgauche. Une telle restriction est de nouveau à l’origine d’un biais devérification, mais celui-ci est de moindre sévérité, dans la mesure oùdes relais ganglionnaires sont considérés négatifs sans contrôle maisavec un très faible risque d’extension.Un aspect particulier du diagnostic de l’extension ganglionnairemédiastinale est celui de la localisation au sein des chaînes desfoyers observés. Dans ce cadre, la possibilité d’une exploitationcoordonnée des informations d’imagerie, quel que soit le mode devisualisation des images, apparaît comme très importante, enparticulier pour la distinction entre un stade N1 et un stade N2.L’apport pratique de la réalisation d’images de fusion TDM et FDGaprès recalage par maximisation de l’information mutuelle a étéétudié. Il apparaît, pour 56 patients, qu’en TDM on obtient 28 stadesN corrects sur 56, la TEP seule arrive à 37, et l’association TEP/TDMaboutit à 40 stades N corrects [166]. Dans une autre étude, réaliséechez 84 patients N1 en TDM, une sensibilité de 100 % pour lesadénopathies médiastinales et seulement 71 % pour les adénopathieshilaires est rapportée, plusieurs de ces adénopathies hilaires nepeuvent être individualisées de la lésion primitive ; cependant, ce

défaut de sensibilité ne compromet pas la décision opératoire pourles patients N1 [42]. La sensibilité moyenne de la TEP-FDG pour lamaladie ganglionnaire médiastinale est proche de celle rapportée parla médiastinoscopie [42]. Par ailleurs, toutes les études concluent qu’ily a un avantage statistiquement significatif de la TEP-FDG sur laTDM en termes d’exactitude diagnostique, dans le bilan d’extensionmédiastinal. Le tableau IV présente les résultats des travauxexistants sans biais évident, comportant un contrôle ganglionnairemédiastinal, indiqué comme complet.

On note que les performances de la TEP-FDG sont supérieures àcelles de la TDM, méthode de référence actuellement, tant ensensibilité, respectivement 71 à 93 % et 20 à 79 %, qu’en spécificité,respectivement 85 à 100 % et 63 à 98 %. Les performances de latechnique se maintiennent pour les ganglions de moins de 1 cm [56],ce qui représente un apport important, dans la mesure où cesganglions sont reconnus à tort comme bénins en TDM. Ces travauxrappellent les limites indépassables du FDG que sont, d’une part,l’impossibilité de détecter des micrométastases au sein de ganglionsnormaux : minimal N2 de découverte chirurgicale et d’autre part, laprésence d’une fixation significative du FDG au sein des ganglionsoù siège une inflammation granulomateuse, avec au premier plan lasarcoïdose et l’anthracose (fig 13).

La valeur prédictive négative est importante : 87 à 97 %. De ce fait,l’absence d’hyperfixation médiastinale du FDG, quelle que soit lataille des ganglions en TDM, permet d’éviter une médiastinoscopiepréopératoire et de proposer d’emblée une chirurgie curatrice. Laconséquence de cette attitude, proposée par de nombreux auteurs,est la réduction importante du nombre de médiastinoscopiespréopératoires, et donc du coût de prise en charge. En revanche, lerisque de FP inflammatoire impose une vérification histologiquepréopératoire, afin de ne pas méconnaître une telle origine et de nepas soustraire par erreur le patient à un traitement curatif [59].

Tableau IV. – Performances de la tomogaphie par émission de positons (TEP) par patient dans le bilan d’extension locorégional, lorsque lecontrôle ganglionnaire médiastinal est indiqué comme complet.

Référence Type d’étude Technique Effectif Se Sp Exact VPP VPN

Bury, 1997 [18] PTEP

6689 % 87 % 88 % 89 % 87 %

TDM 79 % 71 % 75 % 75 % 76 %

Guhlmann, 1997 [55] RTEP

3280 % 100 % 87 %

TDM 50 % 75 % 59 %

Vansteenkiste, 1998 [164] PTEP

6893 % 95 % 94 % 93 % 95 %

TDM 75 % 63 % 68 % 58 % 78 %

Albes, 1999 [3] PTEP

2778 % 85 %

TDM 72 % 86 %

Magnani, 1999 [106] P

TEP

28

67 % 84 % 79 % 67 % 89 %

TDM 66 % 79 % 75 % 60 % 83 %

TEP + TDM 78 % 95 % 89 % 88 % 90 %

Marom, 1999 [134] PTEP

7992 % 93 %

TDM 25 % 98 %

Saunders, 1999 [134] PTEP

8471 % 97 % 92 % 86 % 93 %

TDM 20 % 90 % 77 % 30 % 84 %

Farrell, 2000 [42] R TEP 84 82 % 86 % 47 % 97 %

Pieterman, 2000 [128] PTEP

10291 % 86 % 87 % 74 % 95 %

TDM 75 % 66 % 69 %

Liewald, 2000 [99] R TEP 80 92 % 76 %

Poncelet, 2001 [131] PTEP

6467 % 85 % 82 % 43 % 94 %

TDM 55 % 68 % 66 % 23 % 90 %

Total 714

TDM : tomodensitométrie ; P : étude prospective ; R : étude rétrospective ; Se : sensibilité ; Sp : spécificité ; exact : exactitude ; VPP : valeur prédictive positive ; VPN : valeur prédictive négative.

32-500-D-10 Tomographie par émission de positons en pneumologie Radiodiagnostic

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Page 15: Tomographie par émission de positons en pneumologie

Ces études monocentriques incluent des populations relativementfaibles de patients, mais les différences entre l’exactitudediagnostique de la TEP et de la TDM sont toujours statistiquementsignificatives ; la plupart ont été réalisées en aveugle. Il s’agitd’études prospectives, avec comparaison à la TDM et contrôlehistologique. Selon les études, on constate de minimes variationsdans les critères de taille des ganglions retenus commepathologiques par la TDM. Il existe également quelques variations,selon les études, dans la rigueur de la sélection de l’échantillon deganglions chez les patients, la description du nombre de sitesganglionnaires répertoriés n’étant pas toujours identique. Uneméthode d’échantillonnage plus fiable des ganglions estprésentée [153] ; les auteurs réalisent un examen TEP-FDG, ainsiqu’une TDM avec injection, chez 47 patients suspects ou audiagnostic récent de CBNPC. Les deux examens sont interprétésséparément, et la topographie des aires ganglionnaires est définie

selon la classification de l’American Thoracic Society ;l’échantillonnage ainsi réalisé comporte 599 ganglions dans 191 airesganglionnaires : trachéobronchiques et médiastinales homo- etcontrolatérales, puis il est pratiqué une thoracotomie ou unemédiastinoscopie, afin de corréler les conclusions de l’imagerie.D’autres auteurs ont proposé des résultats de performances de laTEP par groupes ganglionnaires [9, 53, 56, 164].

¶ Bilan d’extension à distance

Performances diagnostiques

Plusieurs études s’intéressent aux données fournies par la TEP-FDGdans l’évaluation de la maladie métastatique à distance (fig 14).Dans une étude prospective sur 109 patients, comparant l’exactitudede la TEP corps entier à celle de l’imagerie conventionnelle [18], lasensibilité de la TEP-FDG pour la détection des métastases à

13 Granulomatose. Bilan d’extension ganglionnaire d’unadénocarcinome du lobe inférieur droit, chez un patient pré-sentant par ailleurs des adénopathies médiastinales anthra-cosiques, bénignes. Tomographie par émission de positonsau fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en coupes frontales aveccorrection d’atténuation. Tumeur pulmonaire (flèchedroite). Adénopathies médiastinales granulomateuses bila-térales (chevron), fixant le FDG.

A

B

C

14 Bilan d’extension d’un cancer bronchopulmonairenon à petites cellukles (CBNPC). Tomographie par émissionde positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en coupestransverses (A), sagittales (B) et frontales (C), avec correc-tion d’atténuation. Tumeur pulmonaire (flèche droite). Adé-nopathies tumorales malignes hilaires et médiastinales bila-térales (chevron). Métastases surrénaliennes (signalisationdroite), péritonéales (flèche droite rayée) et osseuses (flèchedroite à entaille).

Radiodiagnostic Tomographie par émission de positons en pneumologie 32-500-D-10

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Page 16: Tomographie par émission de positons en pneumologie

distance est de 100 %, avec une spécificité de 94 % et une exactitudediagnostique de 96 %. Dans ces études, 10 % au moins des patientsprésentent des métastases à distance qui ne sont pas décelées par laTDM ou par d’autres examens d’imagerie, tels que la scintigraphieosseuse ; autrement dit, l’importance de l’extension métastatique àdistance est réévaluée chez 10 % au moins des patients ayantbénéficié initialement d’une TDM. L’addition des données de laTEP-FDG et du bilan d’imagerie conventionnelle a un effet surl’opérabilité des patients [98]. Une maladie métastatique nonsuspectée identifiée en TEP aboutit à une augmentation du stadeTNM dans 14 % [138] à 20 % des cas [178]. Par ailleurs, de nombreux FPen TDM, tels que les nodules surrénaliens bénins ou les hyperplasiessurrénaliennes, sont interprétés de façon exacte, comme négatifs enTEP.L’évaluation de la précision de la technique pour la déterminationde l’extension à distance est sujette à caution, dans la mesure où iln’existe aucune méthode de référence pour objectiver le statutmétastatique réel. Les chiffres de performances qui ont pu êtreproposés reposent sur la confrontation des différentes méthodesd’imagerie utilisables, mais sont à prendre avec toutes les réservespossibles, compte tenu de l’impossibilité qu’il y a à connaîtrel’extension réelle et donc à déterminer le nombre exact de FN(tableau V).Dans une étude chez 99 patients, la TEP-FDG identifie précocementsur le corps entier des métastases non suspectées auparavant, chez11 patients [163]. L’influence de la TEP-FDG sur la connaissance del’extension est corrélée au stade retenu avant sa réalisation. En effet,plus celui-ci est élevé avant sa réalisation, plus la probabilité de miseen évidence d’une localisation distante augmente. Ainsi, parexemple pour 167 patients, trois localisations distantes sontdécouvertes par la TEP pour 39 stades I (7,7 %), cinq pour 28 stades

II (18 %), et 24 pour 100 stades III (24 %) [105]. Certains sitesmétastatiques du CBP ont été plus spécifiquement étudiés dans lalittérature, compte tenu de leur fréquence.

Métastases surrénaliennes

Bien que certaines études aient noté qu’un peu plus de 60 % despatients présentant un CBNPC développeront aussi des métastasessurrénaliennes durant l’évolution de la maladie [37], une massesurrénalienne au moment de la présentation initiale de la maladieest le plus vraisemblablement bénigne. L’extension à la glandesurrénale est fréquemment à l’origine de difficultés diagnostiquesen imagerie médicale (fig 15).

L’introduction de la TEP-FDG permet de résoudre nombre de cesproblèmes, en éliminant la malignité de certaines massessurrénaliennes découvertes fortuitement au cours du biland’extension TDM, et en mettant en évidence celle de petites lésionsnon suspectes en TDM [18, 128]. Il est démontré que l’imagerie TEP-FDG est capable de distinguer l’hyperplasie surrénalienne bénignede la maladie métastatique surrénalienne. Dans une étudeprospective chez 20 patients [11], la TEP met en évidence unedifférence significative dans le métabolisme tissulaire entre unehyperplasie surrénalienne bénigne d’une part, et une glandesurrénale métastatique d’autre part. Une autre étude conclut defaçon similaire chez 15 patients présentant des surrénaleshyperplasiques en TDM ; il n’existe pas de différence significativeentre la taille des glandes surrénales du groupe bénin et la taille dugroupe malin [111]. Une étude prospective sur 33 glandes surrénaleshyperplasiques chez 27 patients présentant un CBNPC montre que23 sont métastatiques [40] ; la TEP a une sensibilité de 100 % et unespécificité de 80 % dans cette étude, réalisée sur des lésions

Tableau V. – Performances de la tomographie par émission de positons (TEP) dans le bilan d’extension à distance des cancersbronchopulmonaires.

Référence Effectif Sites Technique Se Sp Exact VPP VPN

Bury, 1997 [18] 109 tous TEP 100 % 94 % 96 % 90 % 100 %

Bury, 1998(1) [15] 110 osTEP 90 % 98 % 96 % 90 % 98 %

SO 90 % 61 % 66 % 35 % 96 %

Marom, 1999 [108] 100 osTEP 92 % 99 % 98 % 92 % 99 %

SO 50 % 98 % 87 % 50 % 92 %

Pieterman, 2000 [128] 102 tous TEP 82 % 93 %

Erasmus, 2000 [39] 25 plèvre TEP 95 % 67 % 92 % 95 % 67 %

Kutlu, 2001(2) [96] 20 tous TEP 81 % 92 % 86 % 93 % 80 %

Total 466

SO : scintigraphie osseuse au HMDP ; Se : sensibilité ; Sp : spécificité ; exact : exactitude ; VPP : valeur prédictive positive ; VPN : valeur prédictive négative.(1) sur 37 résultats TEP et SO discordants, le fluorodéoxyglucose (FDG) est exact 35 fois (34 VN et 1 VP).(2) étude consacrée à la caractérisation en TEP-FDG d’anomalies trouvées en tomodensitométrie (29 lésions).

15 Bilan d’extension surrénalien. Cancer bronchopulmonaire non à petites cellules (CBNPC) parahilaire droit. Aspect tomodensitométrique (TDM) suspect de malignité de lasurrénale droite. TDM en coupe transverse (A). Tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en coupes transverses (B) et frontales (C) avec correctiond’atténuation. Tumeur pulmonaire (flèche droite). Métastase surrénalienne droite (chevron) fixant le FDG.

*A

*B

*C

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16

Page 17: Tomographie par émission de positons en pneumologie

surrénaliennes de diamètre compris entre 1 et 9 cm en TDM, toutesles surrénales tumorales ont été identifiées correctement en TEP.

Extension pleurale

Il est possible de proposer le FDG comme argument d’orientationvers la ponction pour cytologie et la thoracoscopie pour biopsiedirigée, dans les épanchements pleuraux associés aux CBP [39].

Métastases cérébrales

La prévalence en imagerie conventionnelle cérébrale des métastasesde CBNPC (TDM, IRM) est de 4,2 % [123] ; la sensibilité de la TEP-FDG est de 82 %, mais la spécificité n’est que de 38 %, en raison del’incidence des infarctus cérébraux et des pathologies vasculaires etdégénératives chez ces patients assez âgés [152], très largementinférieure à celle de l’IRM. A contrario, pour une série de 50 patients,sont rapportés deux cas de correction d’erreurs par la TEP pour deslésions cérébrales [179] ; dans le même travail, une lésion faussementétiquetée secondaire est retrouvée bénigne en FDG.

¶ Conséquences pratiques sur la connaissancede l’extension de la maladie (stades N et M)et sur la stratégie thérapeutique

Il apparaît pertinent de présenter le nombre de changements destades N et M par rapport au bilan d’extension standard [53, 95, 108, 128,

134, 163, 178, 179]. La classification M est modifiée dans 11 % des cas [57] etla classification N dans 35 % des cas. La TEP-FDG aboutit à lamodification correcte de la classification (N et/ou M) de la maladiechez 34 % des patients [18]. Il est à noter que la vérification desconstatations TEP-FDG est habituellement histologique pour lesadénopathies médiastinales et plus souvent par l’évolution pour leslésions métastatiques à distance. La fréquence des changements destade N est plus diversement appréciée que celle des changementsde stade M, malgré des critères comparables de positivité desexamens comparés. L’effet des résultats de la TEP-FDG sur la priseen charge thérapeutique est directement rapporté dans plusieursétudes (tableau VI).La stratégie thérapeutique est modifiée chez 40 à 50 % des patientspar la TEP-FDG selon les études [98, 109].

¶ Conséquences sur les coûts de prise en charge

L’examen TEP-FDG est un examen cher. L’importance de soninfluence dans la prise en charge thérapeutique impose de leprendre en compte dans le coût de la prise en charge globale dumalade, du diagnostic initial à la fin de la prise en chargethérapeutique et non en tant qu’examen d’imagerie unitaire.Gambhir a montré qu’une stratégie basée sur la combinaison entre

la TDM et la TEP est rentable dans le bilan d’extension des CBNPCaux États-Unis, grâce au nombre de chirurgies inutiles évitées ; cettestratégie montre une économie relativement modeste de 1 154dollars par patient [49]. D’autres études coût/efficacité confirment cetravail [115, 140], certaines chiffrant les économies réalisées grâce àl’arrêt précoce des chimiothérapies inefficaces.

APPORT PRONOSTIQUE

À la suite de l’utilisation de la TEP pour le diagnostic et le biland’extension des CBP, les informations qu’elle fournit ont étéenvisagées sous l’angle du pronostic de la maladie, dont on saitl’importance sur l’orientation thérapeutique. Cet apport pronostiquea été diversement apprécié, et les résultats sont discordants lorsqueseule la valeur absolue de la fixation est prise en considération.L’amélioration de la connaissance de l’extension de la maladiepermise par la TEP-FDG par rapport à la TDM présente en soi unevaleur pronostique importante. C’est ce que rapportent des étudesqui établissent une corrélation entre l’extension décrite en TEP et lasurvie des patients, rappelant la faible corrélation existant entre cettemême survie et le stade fourni par l’approche TDM [35, 70, 104]. D’unautre point de vue, la mesure de l’intensité de fixation des lésions,traduction de leur activité proliférative, présente également unevaleur pronostique importante. Trois études, avec des séries de 155,125 et 77 patients, montrent que l’intensité de la fixation du FDGsur la tumeur pulmonaire est un paramètre pronostiqueindépendant des paramètres habituels, notamment la taille de latumeur, l’histologie et l’état du patient [2, 32, 167]. Pour Ahuja, lespatients avec des valeurs de SUV supérieures à 10 ontstatistiquement une médiane de survie significativement plus courtede 11,4 mois que les autres. À l’inverse, sur une plus petite série de38 patients [157], il n’est mis en évidence aucune corrélation de lafixation du FDG avec le pronostic, hormis dans le cas de l’exclusionde tous les patients présentant une extension ganglionnairemédiastinale. Un même type d’approche dans les adénocarcinomespulmonaires relie le niveau de fixation du FDG et la survie, grâce àune corrélation avec l’agressivité tumorale, ou plus précisément ledegré de la différenciation cellulaire, conditionnant l’évolutivité dela maladie : 37 % des patients sont en survie à 40 mois si le SUV estsupérieur à 4, et 88 % si celui-ci est inférieur à 4 [72].

INFLUENCE DE LA TEP-FDGSUR LES CHAMPS DE RADIOTHÉRAPIE

L’amélioration de la connaissance de l’extension de la maladiepermise par la TEP-FDG par rapport à la TDM permet d’optimiserla balistique de la radiothérapie. La projection des images FDG surdes clichés radiologiques de dosimétrie a été évaluée, pour

Tableau VI. – Fréquence des modifications thérapeutiques après examen par tomographie par émission de positons (TEP), dans le bilan d’exten-sion des cancers bronchopulmonaires.

Référence Effectif Modification Remarques

Lewis, 1994 [98] 34 41 % 6 patients chir -

Valk, 1995 [163] 72 48 % pourcentage théorique de modifications : confirmation chirurgicale des constatations TEP

Bury, 1997 [18] 106 25 % 18 patients chir + ; 9 patients chir -

Ferlin, 1997 [43] 22 18,2 % 11 primitifs et 11 récidives

Saunders, 1999 [134] 97 37 % 11 patients chir + ; 15 patients chir -

Weng, 2000 [179] 50 24 % 9 patients chir + ; 3 patients chir -

Changlai, 2001 [19] 156 62 %52 classements ↑, 45 classements ↓

37 patients chir -22 patients chir +

Hicks, 2001 [70] 153 50 %54 modifications de modalité dont passage à traitement palliatif pour 34 patients

39 modifications de champ d’irradiation

Total 690

chir + : chirurgie confirmée ; chir - : chirurgie supprimée.

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déterminer si la perception de la tumeur par la TEP permettaitd’optimiser la définition des champs d’irradiation, compte tenu dela meilleure spécificité de la méthode. Une étude chez 15 patientsenregistre quatre modifications significatives des champsd’irradiation, sous la forme d’une réduction, par exclusion del’extension ganglionnaire suspectée par les techniques d’imageriemédicale [91] ; en revanche, on ne note pas de modification du champsur la tumeur, par mauvaise séparation entre cette dernière et uneéventuelle pneumopathie environnante. La délimitation de latumeur par rapport à une atélectasie d’aval, permise par la TEP-FDG, permet également d’optimiser la balistique de la radiothérapie.Nestle signale la possibilité de distinguer l’atélectasie en aval d’unelésion de la tumeur elle-même, avec pour conséquence uneréduction des champs de radiothérapie en moyenne de 20 %, pourneuf patients sur 17 [121] ; cette modification est moins fréquentelorsqu’il n’existe pas d’atélectasie, avec une modification enregistréepour seulement trois patients sur 17 dans ce cas (fig 16).

Les informations obtenues par la TEP-FDG sont plutôt à l’origined’une augmentation de taille des champs de radiothérapie, par lamise en évidence d’une extension médiastinale plus importante,pour 12 patients sur 35, soit 34 % [118]. Une analyse rétrospective de73 patients présentant une extension ganglionnaire médiastinale enTEP ou en TDM [168] confirme l’impact de l’information métaboliquefournie par la TEP dans la stratégie radiothérapeutique. Unemodification du volume cible est rapportée pour 45 patients (61 %),avec une augmentation pour 16 patients et une réduction pour 29.La corrélation aux données histologiques indique huit cas demodifications insuffisantes ou erronées. Celles-ci sont dues trois foisà des FN de la TEP et de la TDM, en raison d’une atteintemicroscopique au sein de ganglions de diamètre normal. Dans cinqcas, l’atteinte ganglionnaire n’a pas été reconnue en TEP en raisonde la proximité de la tumeur primitive, ce qui ramène au problèmede la corrélation des images métaboliques et anatomiques dans lecadre de l’imagerie multimodalité. Malgré leurs limitations, lasimplicité de mise en œuvre des méthodes de recalage rigide(principe contradictoire avec les déformations possibles du thoraxau cours de deux acquisitions différentes) les font préférer enpremière approximation, dans de nombreux travaux [4, 166, 173].

ÉVALUATION DE LA RÉPONSE THÉRAPEUTIQUE

La fixation du FDG par les tumeurs est conditionnée par leur activitémétabolique. Ceci explique la précocité de la réduction de cettefixation sous l’effet d’un traitement antinéoplasique efficace, quipasse par l’altération du métabolisme des cellules néoplasiques, puisaboutit à la mort des cellules néoplasiques. La réduction du volumetumoral perçue par la TDM n’est alors que la conséquencenécessairement plus tardive de cette altération métabolique induitepar le traitement. La mise en évidence de la modification dumétabolisme des cellules néoplasiques est possible seulement par laTEP ; elle permet de rendre compte ainsi très précisément del’efficacité des traitements antinéoplasiques (fig 17).Les données acquises dans le CBP sont très limitées, avec des sériestrès courtes, en raison de la difficulté pratique à mettre en place unsuivi fiable des dossiers. En cas de CBP en cours de traitement, entredeux cures de chimiothérapie par exemple, ou déjà traité, le 18F-FDG joue un rôle appréciable dans l’évaluation précoce de laréponse à la thérapeutique, en particulier en permettant le diagnosticdifférentiel d’évolutivité entre une masse tumorale résiduelle et unerécidive tumorale, ainsi qu’en permettant d’évaluer l’efficacité et/oules résistances à la chimiothérapie précocement [126] (fig 18).

16 Atélectasie. Nodule parahilaire gauche avec atélectasied’aval. Recalage multimodalité par maximisation de l’infor-mation mutuelle (application mmmp, HIA Val-de-Grâce, Pa-ris 5e). Tomodensitométrie (TDM) en coupes transverse etfrontale (A), recalage tomographie par émission de positons(TEP)/TDM en coupes transverse et frontale (B). Nodule hy-perfixant en TEP, malin (hexagone). Atélectasie (chevrons).L’exploitation des images corrélées facilite l’identification de latopographie des fixations non pathologiques. Cette méthode estd’un intérêt majeur pour l’optimisation de la balistique en ra-diothérapie.

*A *B

17 Évaluation de la réponse thérapeutique. TEP-FDG : tomographie par émission depositons au fluorodéoxyglucose.

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L’identification précoce de l’inefficacité de la chimiothérapie estfondamentale en cancérologie, à double titre : limiter les effetssecondaires des traitements inefficaces d’une part, éviter des coûtsinutiles d’autre part. Il convient de ne pas pratiquer l’examen TEP-FDG dans un délai trop bref après la fin d’une cure de

chimiothérapie ou après une radiothérapie externe, 4 semaines et8 semaines respectivement ; en effet, ces deux thérapeutiquesmodifient de façon très importante la fixation tumorale du FDGdans le parenchyme pulmonaire et dans la plèvre, la fixation étantdiminuée avec la chimiothérapie, en raison de phénomènes desidération cellulaire transitoire, qui surviennent même en casd’inefficacité de la chimiothérapie. Ce problème de délai estparticulièrement crucial après radiothérapie, car il peut persister uneinflammation postradique très prolongée, ce qui entraîne uneaugmentation de la fixation de façon prolongée. Dans cetteindication de la TEP-FDG, un certain nombre de conditions doiventêtre réunies, afin d’éviter des FP de la technique, toujours possiblesen cas de lésions tissulaires chirurgicales récentes ou en cours decicatrisation, 3 mois en pratique, mais pouvant persister quelquefoisplus de 6 mois après le geste chirurgical. Plusieurs études [1, 156]

soulignent l’intérêt du suivi de la fixation du 18F-FDG pourapprécier la réponse tumorale, sans attendre les modificationsradiologiques du volume tumoral. La normalisation post-thérapeutique de la fixation du FDG au niveau des tumeursmalignes, en particulier pulmonaires, paraît être un bon facteurpronostique [46, 68].Après une chimiothérapie d’induction en vue de la réduction dustade N afin de rendre les patients opérables, pour neuf patientsopérés, la réduction du stade a été correctement prédite six fois surneuf par la TDM et neuf fois sur neuf par la TEP [165]. Du point devue pronostique, pour la même série de patients, la différence derépartition entre patients décédés et survivants sans signed’évolutivité, n’est pas significative quand la modification del’extension ganglionnaire est appréciée par la TDM mais estsignificative avec la TEP, elle n’est pas significative quand la réponsetumorale est estimée aux environs de 50 % en TDM, mais estsignificative lorsque la fixation du FDG baisse de plus de 50 %. Demême, la disparition de la fixation de la tumeur après la premièreligne de traitement constitue un argument pronostiqueimportant [124]. Certains auteurs ont utilisé les résultats de la TEPaprès traitement pour justifier une thérapeutique de seconde lignechez des patients asymptomatiques, pour lesquels la TEP mettait enévidence une hyperfixation résiduelle du FDG après une premièreligne thérapeutique. Ainsi, cinq patients asymptomatiquesprésentant une hyperfixation du FDG résiduelle en fin de traitementde première ligne ont été traités : tous les cinq étaient en vie au boutd’une période de 3 ans [46].C’est avec la chimiothérapie que l’évaluation de la réponsethérapeutique par la TEP-FDG est la plus pertinente. Cetteindication apparaît moins intéressante avec la radiothérapie, comptetenu des phénomènes d’inflammation postradique, parfois trèsprolongée [41]. Bien que ne relatant que deux cas cliniques, ce travailprésente la complexité des phénomènes intervenant dans la réponseà la radiothérapie, au moyen de nombreux examens TEP, huit pourun patient et sept pour le second, en cours de traitement : un casillustre une réponse positive et le second un échappement avecprogression. La conclusion de cette étude est d’ajouter aux imagesTEP pré- et post-thérapeutiques une acquisition supplémentaire auxdeux tiers de l’irradiation, pour détecter cette éventuelle résistance.Dans une étude prospective chez 20 patients [68], avec une imagerieTEP-FDG réalisée avant et après la radiothérapie, il est mis enévidence que le résultat négatif de la TEP après radiothérapie, mêmeen cas de modifications radiologiques non spécifiques, est unindicateur de bonne réponse au traitement. Les patients avec unrésultat TEP négatif étaient en vie 2 ans après la fin de laradiothérapie, alors que 50 % des patients présentant unehyperfixation résiduelle du FDG, bien que d’intensité nettementdiminuée, étaient décédés durant cette même période de 2 ans. Surune série de 12 patients ayant eu un examen TEP avant et aprèsradiothérapie, il n’est pas mis en évidence de récidive pour quatrepatients dont la fixation a totalement régressé, et quatre récidives etquatre absences de récidive pour les huit patients avec des réponsesincomplètes ou nulles [68].Parmi les multiples phénomènes plus ou moins complexesintervenant dans la réponse aux traitements antinéoplasiques, se

18 Évaluation de la réponse à la chimiothérapie. Cas d’une chimiothérapie néoadju-vante dans le cadre d’un adénocarcinome du lobe supérieur gauche. Tumeur pulmo-naire (flèche droite). Adénopathies métastatiques hilaire et médiastinale homolatérales(chevron).Avant chimiothérapie, tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose(TEP-FDG) en coupes transverse (A) et frontale (B).Après trois cures de chimiothérapie : tomodensitométrie (TDM) en coupe transverse(D), TEP-FDG en coupes transverse (C) et frontale (E). Après trois cures de chimio-thérapie, le nodule pulmonaire résiduel, toujours visible en TDM, est stérilisé (nonfixant) en TEP-FDG.

*A

*B

*C

*D

*E

Radiodiagnostic Tomographie par émission de positons en pneumologie 32-500-D-10

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pose le problème de la fixation résiduelle du FDG sur les cellulesmacrophagiques détergeant des cellules néoplasiques, etresponsables de foyers d’hyperfixation en TEP-FDG, en raison deleur activité énergétique. Ces foyers sont interprétés comme des FPen FDG, sous-estimant ainsi l’importance de la réponse autraitement. Un autre vecteur moléculaire, la thymidine, marquée aucarbone 11, rend compte de la prolifération des cellules tumoralesmalignes, plus précisément de la synthèse de l’acidedésoxyribonucléique (ADN) [141]. Compte tenu du caractère nonproliférant des macrophages, il n’existe pas de fixationmacrophagique résiduelle de ce traceur, même en cas de détersioncellulaire tumorale prolongée. La 11C-thymidine permet donc uneimagerie plus performante que le 18F-FDG pour étudier l’effet destraitements antinéoplasiques sur le métabolisme des cellulestumorales, et semble être un traceur particulièrement approprié à lasurveillance des traitements antinéoplasiques [136].

Une autre approche de la surveillance thérapeutique de lachimiothérapie ou de la radiothérapie est possible grâce à la 11C-tyrosine qui permet de visualiser la synthèse protéique des cellulestumorales, et pour laquelle existe une quantification absolue, quimesure l’intensité métabolique de la tumeur en taux de synthèseprotéique, exprimée en micromoles par minute et par litre(µmolmin-1L) [129].

DÉTECTION DE LA MALADIE RÉSIDUELLEET/OU DE LA RÉCIDIVE

Les performances dans le domaine de la détection de la maladierésiduelle sont obtenues avec les mêmes restrictions queprécédemment, compte tenu du caractère incomplet des contrôles

anatomopathologiques, et de l’impossibilité de définir le nombreexact de foyers évolutifs au moment de l’examen TEP pour connaîtrele nombre total de FN (tableau VII).Les limites en termes de FP liés à une fixation résiduelle sur descellules macrophagiques actives sont les mêmes que pour le chapitreprécédent. L’utilisation de la TEP pour la mise en évidence précoced’une récidive de CBP a été étudiée dans la littérature [46]. Outre lesdélais à respecter pour faire un TEP après radiothérapie, détaillésdans le chapitre précédent, il convient également de respecter undélai de 3 à 6 mois après tout geste chirurgical, à cause du risqueimportant de FP d’origine inflammatoire. Il est donc inutile derechercher en TEP-FDG le caractère complet d’une exérèsechirurgicale en postopératoire précoce. Une étude rapporte le cas de43 patients, chez lesquels un examen TEP-FDG a été réalisé entre 4et 182 mois après le diagnostic initial et le traitement d’un CBP [126] :35 patients avaient un cancer récidivant ou persistant, documentépar l’analyse histologique (25/35) ou par une progression cliniqueet radiologique (10/35). Le SUV moyen chez les 35 patients quiavaient un cancer récidivant ou résiduel était de 7,6 (1,9 à 18), alorsque le SUV moyen chez les patients qui présentaient une fibrosepost-thérapeutique était de 1,6 (0,6 à 2,4). En utilisant une valeur-seuil de SUV supérieure à 2,5 comme indicateur de la malignité, laTEP-FDG avait une sensibilité de 97 % et une spécificité de 100 %pour la détection de la maladie résiduelle ou récidivante. Cette étudeillustre la grande exactitude diagnostique de la TEP dans ladistinction entre le CBP récidivant et les conséquencesparenchymateuses pulmonaires bénignes des traitementsantinéoplasiques (fig 19).Dans une autre étude de 39 lésions chez 38 patients étudiés par TEP-FDG après traitement d’un CBP, une sensibilité de 100 % et une

Tableau VII. – Performances de la tomographie par émission de positons (TEP) par patient dans l’évaluation de la maladie résiduelle et desrécidives des cancers bronchopulmonaires.

Référence Type d’étude Technique Effectif NbKc Se Sp Exact VPP VPN

Patz, 1994 [126] P TEP 43 36 97 % 100 % 92 % 59 %

Frank, 1995 [46] R TEP 20 15 100 % 89 % 92 %

Bury, 1999 [16] RTEP 126 60 100 % 92 % 96% 92 % 100 %

TDM 72 % 95 % 84 % 93 % 79 %

Hicks, 2001 [70] P TEP 63 42 98 % 82 % 93 % 93 %

Total 252 153

R : étude rétrospective ; P : étude prospective ; TDM : tomodensitométrie ; NbKc : effectif de patients porteurs de cancer ; Se : sensibilité ; Sp : spécificité ; exact : exactitude ; VPN : valeur prédictive négative ; VPP : valeur prédictive positive.

19 Suspicion de récidive locorégionale. Cas d’un adénocarcinome bronchique traité. Tomodensitométrie (TDM) en coupes transverses (A). Tomographie par émission de positonsau fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en coupes frontale (B), sagittale (C) et transverse (D), avec correction d’atténuation. Augmentation de volume suspecte d’une lésion séquellaireen TDM, hyperbolique (niveau tumoral malin) en TEP (flèche droite). Extension en TEP de la récidive à la plèvre médiastinale (chevron), se traduisant par un épaississement pleu-ral à la TDM.

*A

*B*C

*D

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spécificité de 62 % sont trouvées [81], confirmant les résultatsprécédents. Dans le contexte de prise en charge thérapeutique de larécidive, une information complémentaire est apportée par la TEP :elle change les modalités thérapeutiques dans 63 % des cas pour unesérie de 63 patients, et modifie dans 13 % des cas l’application dutraitement : taille du champ de radiothérapie par exemple, pour lamême série [70]. Cet auteur précise également la valeur pronostiquede la fixation du FDG dans cette indication, en établissant unecorrélation entre l’intensité de la fixation et la survie des patients.Les performances du FDG dans cette application ont été comparéesà celles de la 11C-méthionine et ont été trouvées équivalentes pourles deux traceurs, si ce n’est une fixation du FDG habituellementplus intense [82].

Conclusion

L’introduction de la TEP-FDG représente une véritable révolution enoncologie bronchopulmonaire, en permettant une meilleurecaractérisation des nodules et masses pulmonaires, une meilleureconnaissance de l’extension régionale et à distance des CBP, undiagnostic plus précoce des récidives de ces cancers et donc une prise encharge thérapeutique mieux adaptée, avec la possibilité d’évaluer

précocement la réponse aux traitements mis en œuvre, en rejetant lestraitements inefficaces, et avec pour corollaire un bénéfice en termes decoût de la prise en charge.Les résultats décrits dans ce document en oncologie bronchopulmonaireont une portée très supérieure, se retrouvant également dans beaucoupd’autres domaines de la cancérologie : oncologie colorectale, lymphomes,cancers des voies aérodigestives supérieures, etc, des différences deperformances diagnostiques étant liées aux spécificités physiologiquesde certains cancers.Aujourd’hui, cette technique est encore évolutive. En effet, d’autrestraceurs émetteurs de positons sont disponibles dans certains pays,d’autres encore sont en cours de mise au point. L’instrumentation estelle aussi en pleine évolution, avec la mise au point de détecteurs deplus en plus rapides et la mise sur le marché de machines coupléesTEP/TDM, l’anatomie demeurant un élément clé dans laprogrammation des gestes thérapeutiques locaux.La TEP porte ainsi le germe d’une évolution majeure de l’imageriemédicale, en associant en une seule procédure d’acquisition lacaractérisation tissulaire et la résolution anatomique, dont la finalité estreprésentée par le concept d’imagerie oncologique, associant l’ensembledes paramètres fondamentaux sur la prise en charge des patientscancéreux.

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Radiodiagnostic Tomographie par émission de positons en pneumologie 32-500-D-10

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