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Place de la Médecine
Nucléaire en Pneumologie :
Principe, Technologie et
Évolutions technologiques
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Scintigraphie
• Principe d’imagerie en scintigraphie
• Imagerie Gamma caméra : émission à simple photon
– Scintigraphie pulmonaire Ventilation et Perfusion
– Scintigraphie osseuse
• Imagerie Tomographie d’émission de positons: TEP
– TEP 18 FDG
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Principe : Scintigraphie :
imagerie fonctionnelle
• Utilisation de traceurs radioactifs
– Faible quantité de radioactivité : émission de rayonnement par
désintégration
– Radio-isotopes utilisés: le plus souvent de demi-vie (période) courte
– Le plus souvent par injection IV (mais aussi voie orale ou ventilation)
– Enregistrement d’images réalisées à différent temps après injection
selon le traceur et l’organe qui doit être analysé
• Traceurs: radioélément seul ou molécule marquée par un
radioélément (sélection en fonction de l’organe que l’on
veut explorer), le traceur va se distribuer dans des organes
spécifiques et permettre d’étudier le métabolisme du
traceur: c’est une imagerie fonctionnelle.
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Imagerie
• Imagerie de Gamma Caméra: détection de rayonnement
Gamma
– Images planaires
– Images tomographiques : Tomographie d’émission
monophotonique ou TEMP:
• Imagerie de Caméra TEP: détection de l’annihilation de
positons dans la matière (donne lieu à émission de 2
rayonnements gamma en coïncidence de 511 kev à 180°)
– Images tomographiques: Tomographie d’émission de
positons ou TEP: radiopharmaceutique émetteur de
positons
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Imagerie Gamma Caméra
• Technique d’Imagerie Fonctionnelle et métabolique
– Système hybride : TEMP couplé à un TDM imagerie
couplée morphologique et fonctionnelle
• Injection d’un traceur:« émetteur de rayonnement Gamma »:
– Traceurs: radioélément seul ou molécule marquée par un
radioélément (radiopharmaceutique):
– Le technétium ( 99mTc) est le radioélément le plus utilisé en
médecine nucléaire sur les gamma caméra conventionnelles
(d’émission simple photon): demi-vie 6 heures
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Imagerie gamma caméra
• Scintigraphie de ventilation pulmonaire:
– inhalation d’un aérosol de particules ultra-fines de carbone
marqués au 99mTc d’une petite quantité de
radiopharmaceutique marqué
– Inhalation d’un gaz radioactif: le Krypton (81Kr).
• Scintigraphie de perfusion pulmonaire:
– Injection de Macroaggrégats de sérum albumine humaine
marqués au 99mTc
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Scintigraphie pulmonaire
• Scintigraphie pulmonaire de ventilation: avec un aérosol
de particules ultra-fines de carbone marqués au 99mTc ou
avec un gaz le Krypton (81Kr).
• Scintigraphie pulmonaire de perfusion: Macroaggrégats
de sérum albumine humaine marqués au 99mTc
• Les deux examens sont réalisés séquentiellement ou en
même temps si l’examen de ventilation est réalisé avec
du Krypton (81Kr).
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Ventilation: principe et technique
• Préparation du patient: aucune (patient non à jeun)
• Patient allongé en décubitus dorsal
• Ventilation du patient avec un embout buccal (et
utilisation d’un pince-nez) ou un masque durant 3 à 5
minutes avec une pause de 3 à 4 secondes à la fin de
chaque inspiration
• La distribution des aérosols marqués ou du gaz Kr81 est
le reflet de la distribution des débits d’air
bronchoalvéolaire
• Réalisation immédiate d’images planaires et /ou d’images
tomographiques
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Ventilation :
technique • Aérosols marqués au 99mTc
– Nano-particules de carbone (Ø 0,14 µm)
• Se distribuent (équilibre) selon les volumes alvéolaires
• Acquisitions images séquentielles ventilation en utilisant la
gamma caméra
• Il sera fait ensuite une scintigraphie de perfusion (même
isotope : légère interférence)
• 81mKrypton
• Gaz produit à partir d’un générateur, demi-vie très brève (13
s), acquisition des images de ventilation
• Intérêt avec le 81mKrypton : acquisition simultanée des
images ventilation / perfusion (car les isotopes différents)
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Perfusion: technique
• Patient non à jeun
• Injection Intra-Veineuse en décubitus dorsal
• Macroaggrégats de sérum albumine humaine marqués au 99mTc : diamètre : 10 à 100 µm, nombre : 200 000 à 700 000
• Se distribuent selon les débits loco-régionaux de perfusion pulmonaire, au niveau des capillaires .
• Pas de contre-indication de cette examen : seul examen de scintigraphie qui peut être réalisé chez la femme enceinte (on utilise une activité réduite). Chez la femme qui allaite, une interruption de l’allaitement pendant 12 heure est nécessaire).
• Acquisition des images de perfusion : planaires et/ ou tomographiques
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Perfusion: Principe et technique
• Cela se traduira donc par une zone non fixante
scintigraphique: une hypoperfusion qui est systématisée:
segmentaire, sous segmentaire ou lobaire
• La scintigraphie pulmonaire aux MAA- 99mTc est donc une
imagerie de perfusion
• La présence d’une embolie va empêcher la distribution
des MAA- 99mTc: le territoire en aval ne sera pas perfusé
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Perfusion: Principe et technique
• Indications: diagnostic d’embolie pulmonaire, image de
référence d’embolie pulmonaire et suivi pour les
séquelles (6 mois), examen de référence pré-opératoire
de néoplasie pulmonaire pour apprécier la fonction
respiratoire post exérèse
• Pas de contre-indication : il est possible de réaliser une
scintigraphie pulmonaire chez une femme enceinte si une
embolie pulmonaire est suspectée (activité injectée très
faible)
• Précaution : penser à suspendre l’allaitement
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Réalisation des images
• Patient en décubitus dorsal
• Acquisitions planaires,
• Selon 6 ou 8 incidences: faces antérieure et postérieure,
obliques postérieures, obliques antérieures, ± profils
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Scintigraphie pulmonaire
normale • Les images normales montrent une répartition homogène
du traceur en ventilation et en perfusion (voir exemple )
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Scintigraphie anormale
• Exemple : dans l’embolie pulmonaire (présence d’un caillot
de sang qui entraîne une obstruction artérielle altérant la
perfusion):
– les images de perfusion montrent une absence de
perfusion au niveau de certains segments pulmonaires
correspondant à des segment non perfusés.
– Mais les images de ventilation montrent (au moins au
début) une ventilation pulmonaire qui est normale avec
répartition du traceur normale et homogène,
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Imagerie Caméra TEP
• Technique d’Imagerie Fonctionnelle et métabolique
– Système hybride : TEP couplé à un TDM imagerie
couplée morphologique et fonctionnelle
– PET Scan (terme anglais)
• Injection d’un radiopharmaceutique « émetteur de
positons »:
– Le plus utilisé actuellement le 18 Fluor
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Émetteurs de positons utilisés en TEP Énergie
maximum
(keV)
Parcours moyen
dans l’eau (mm) Période Mode de production
Carbone 11 960 1,1 20 min Cyclotron
Azote 13 1 198 1,5 10 min Cyclotron
Oxygène 15 1 732 2,7 2 min Cyclotron
Fluor 18 633 0,6 110 min Cyclotron
Cuivre 62 ~ 2 500 9,7 min Générateur
Gallium 68 1 898 3,1 68 min Générateur
Brome 76 3 980 5,0 16,3 h Cyclotron
Rubidium 82 3 350 75 s Générateur
Iode 124 2 135 4,2 j Cyclotron
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Imagerie Tomographie
d’émission de positons: TEP • Les caméras de tomographie à émission de positons
permettent de détecter les deux photons gamma de 511 keV émis à 180° lors de l’annihilation du positon +.
• Les images TEP sont des images fonctionnelles (par exemple : métabolisme du glucose pour le TEP 18FDG)
• Elles sont couplées à un scanner TDM et permettent d’obtenir des images corrigées de l’atténuation de meilleure qualité et des images de superposition des images morphologiques (TDM) avec les images fonctionnelles (TEP)
• Elles ont une meilleure sensibilité de détection et une meilleure résolution d’image que les gamma caméras d’émission à simple photon.
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• Estimation de l’atténuation par TomoDensitoMétrie
(scanographe TDM)
• Utilisation d’images TDM pour évaluer l’atténuation des
photons de 511 keV
Correction de l’atténuation
Image Corrigée Image non corrigée
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SUV (Standard Uptake Value)
• SUV: c’est la valeur de la fixation du traceur
• Caractérise la fixation du glucose (TEP-FDG)
• Le SUV permet d’analyser l’évolution de la fixation
(hypermétabolisme glucidique) des tumeurs pendant
traitement
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Traceurs TEP autorisés en
France • Métabolisme Glucidique
– 18 FDG
• Métabolisme des Acides Aminés
– 18 FDOPA
• Métabolisme des Acides Gras
– 18 F Choline
• Fluorure de sodium : 18FNa
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Imagerie TEP 18 FDG
• TEP au 18 FDG Analogue du glucose marqué au
18Fluor: [18F]-fluoro-2deoxyglucose
– Premier traceur TEP utilisé en cancérologie
• Mesure l’activité métabolique glucidique au niveau des
tumeurs
– Analogue du glucose qui pénètre dans la cellule mais
ne peut pas ressortir et s’accumule dans la cellule
– La cellule tumorale: forte consommation de glucose:
par captation et augmentation des transporteurs du
glucose
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Contre-indications
• Absolue:
– Grossesse
• Relative:
– Allaitement: suspendre 24h
• Précautions: diabète équilibré
– Dosimétrie favorable (15 à 20 mSv si TEP/CT)
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Réalisation de l’examen
• Patient à jeun de 6 heures mais hydratation correcte
• Contrôle de la glycémie
• Mise au repos et au chaud (éviter de fixations
musculaires et de la graisse brune)
• Injection intra veineuse de 5 MBq /kg de 18-FDG
• Acquisition des images à 1 heure après injection
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Distribution physiologique du
traceur
• Cerveau
• Glandes salivaires
• Cœur
• Foie
• Elimination urinaire
• Elimination digestive
• Moelle osseuse
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Interprétation des images
• Fixation anormale si non physiologique et augmentée
• Cette hyperfixation : traduit un hypermétabolisme
glucidique
• Analyse semi-quantitative:
– Valeur standardisée de la fixation SUV « standardized
uptake value » quantité de FDG rapportée à l’activité
injectée et au poids du corps du patient
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18FDG TEP en pneumologie:
indications • Cancer du poumon:
– Caractérisation d’un nodule pulmonaire isolé
lorsque sa taille est > 1cm)
– Bilan d’extension d’un cancer broncho-pulmonaire
avéré
– Détection des récidives
– Évaluation sous traitement
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Imagerie 18 FDG TEP en
Pneumologie • Diagnostic de malignité d’un nodule solitaire
• Risque de faux négatifs :
– Taille des lésions (infracentimétrique)
– Nature histologique ( cancer bronchiolo-alvéolaire)
• Risque de faux positifs : maladies inflammatoires ou
infectieuses
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TEP en pneumologie
• Indication de l’examen TEP au 18 FDG dans la
sarcoïdose : meilleure sensibilité de détection que la
scintigraphie au gallium
• Utilisation des images TEP en radiothérapie externe :
permet de centrer les champs d’irradiation des cancers
selon les zones tumorales où la captation du traceur est
la plus élevée