La scintigraphie rénale dynamique

La scintigraphie dynamique est une technique non invasive de mesure de la filtration glomérulaire ou tubulaire, qui permet ainsi de compléter les données fournies par la radiographie et l‘échographie [38].

La scintigraphie rénale dynamique ne permet pas la quantification absolue de la masse fonctionnelle rénale, mais a l'avantage d'évaluer de manière dynamique la perfusion sanguine rénale, la fixation de traceur, et son élimination par les voies urinaires. On utilise un radiopharmaceutique dit dynamique, le ^99mTc-DTPA ou ^99mTc-MAG3, permettant l‘évaluation fonctionnelle des reins.

La captation du médicament radiopharmaceutique suivie de son excrétion urinaire sont représentées sous forme d‘une courbe appelée néphrogramme. Cette courbe permet d‘évaluer la perfusion, la fonction rénale et le drainage des voies urinaires. Citons pour exemples la détermination du débit de filtration glomérulaire, le diagnostic d‘une hypertension artérielle réno-vasculaire ou encore l‘exploration de néphropathies obstructives. Le néphrogramme obtenu permet d‘estimer la part fonctionnelle de chaque rein. Cette dernière est appelée fonction rénale différentielle isotopique (FRDI) et s‘exprime en pourcents pour chacun des reins [35].

Les courbes d'activité temporelle présentent 3 parties: montée initiale, membre ascendant et membre descendant. La première partie reflète l‘arrivée du radiopharmaceutique.

Alors que la deuxième partie reflète l‘extraction post mictionnelle.

Le temps de pointe reflète précisément le point auquel la tendance à l'accumulation est inversée. La troisième partie reflète le processus de drainage. Les courbes peuvent être normalisées par durée d'image, nombre par seconde, nombre par pixel et nombre par MBq.

Les courbes de flux et de fonction peuvent être affichées séparément ainsi que pour les côtés gauche et droit.

- 59 - Les paramètres quantitatifs sont présentés avec les courbes. Les paramètres couramment affichés sont l'heure de pointe (TTP ou Tmax), T1 / 2 (T^½), pente ascendante et rapport de descente. Chaque département utilise ses propres paramètres d'affichage et choix pour les courbes affichées (figure 10).

Si le furosémide est utilisé, l'heure de l'administration doit être indiquée sur l'écran

Selon le mécanisme principal conduisant à l‘élimination des radiopharmaceutiques (dynamiques) technétiés utilisés dans une scintigraphie rénale dynamique, on peut les classer en deux groupes :

a) ^99mTc-MAG3 (éliminé par sécrétion tubulaire)

Le ^99mTc-mercapto acetyl glycylglycylglycine est un traceur de choix pour la scintigraphie rénale dynamique et pour l‘évaluation de la fonction rénale tubulaire [39]. Connu par sa forte fixation sur les protéines plasmatiques > 80%.

Le ^99mTc-MAG3 est rapidement excrété dans l‘urine, où approximativement 90% de la

radioactivité est retrouvée 3 heures après injection. Approximativement 90% du traceur est excrété par un mécanisme de transport actif au niveau du tubule contourné proximal [40].

Le ^99mTc-MAG3 est un agent de choix pour les sujets pédiatriques souffrant d‘une altération de la fonction rénale. Il est éliminé par une combinaison de sécrétion tubulaire et filtration glomérulaire [41].

- 60 - Figure 10: Exemple d'un rénogramme pour un rein normal

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b) ^99mTc-DTPA (éliminées par filtration glomérulaire)

Le ^99mTc-DTPA, ^99mTc-acide diéthylène triamine penta acétique, a été introduit pour la première fois en clinique en 1970 et depuis lors, il est resté l‘un des agents de choix pour le diagnostic de l‘obstruction des voies urinaires. Le 99m

Tc-DTPA est une molécule relativement petite qui peut traverser la membrane endothéliale. Après injection intraveineuse, le ^99mTc-DTPA diffuse rapidement à travers le liquide extracellulaire avec moins de 5% de l'activité injectée, se lie aux protéines plasmatiques et négligemment aux globules rouges.

La clairance plasmatique est multi-exponentielle et montre des demi-heures de 3,8 minutes, 15,6 minutes, 118 minutes et 13,6 heures représentant 58, 24, 16 et 2% de la dose injectée respectivement.

La clairance rénale du corps se fait par filtration glomérulaire, 96% de la dose injectée étant éliminés dans les 24 premières heures. La dose de rayonnement absorbée est de 0,042 rad / mCi par les reins et de 0,555 rad / mCi par la vessie. En raison de la faible quantité de liaison aux protéines plasmatiques et de la sécrétion tubulaire, le taux de filtration glomérulaire est sous-estimé d'environ 8% et doit être pris en compte lors de la mesure DFG absolu.

L'activité rénale maximale est atteinte au bout de 3 minutes lorsque 5% de l'activité injectée est présente dans chaque rein. Il n‘y a que peu ou pas de sécrétion de 99m

Tc-DTPA par les tubules rénaux, pas plus qu‘un degré notable de réabsorption tubulaire. Le complexe reste stable in vivo avec plus de 98% de l'activité dans l'urine se présentant sous la forme du chélate [42].

La pureté radiochimique du produit résultant est facilement déterminée en utilisant des procédures simples de radio chromatographie telles que décrites dans le cahier des charges du fabricant.

La pureté radiochimique du produit final ne doit pas être inférieure à 95%; et il devrait avoir un pH de 4,0 - 5,0. Une fois préparé, selon le fabricant, la durée de conservation recommandée est de 6 à 8 heures.

Aucun effet toxique n'est prévu dans la littérature. Actuellement, le ^99mTc-acide diéthylène triamine penta acétique est probablement le traceur le plus généralement utilisé dans le monde ces dernières années pour l‘étude de la fonction rénale chez l‘enfant, est éliminé principalement par filtration glomérulaire (excrété approximativement à 20%). Il est utilisé pour évaluer la fonction rénale en déterminant les taux de filtration glomérulaire ainsi que l‘excrétion tubulaire, son avantage est le marquage au technétium, permettant les études au gamma camera, sert à la mesure de la fonction séparée de chaque rein. Et seule la fraction libre est prise en considération lors de l‘évaluation de la clairance rénale [43].

- 62 - Il est à noter que la liaison du ^99mTc-DTPA à l'albumine et aux protéines plasmatiques et sa tendance à être absorbé par le tractus gastro-intestinal peuvent être causes de mauvaises images scintigraphiques [44].

La faible liaison protéique est sans conséquence significative sur les paramètres dérivés d‘un rénogramme (Figure 10) de 20 minutes mais n‘est pas négligeable lorsque des échantillons sanguins tardifs (4h) sont utilisés pour le calcul de la clairance globale, bien que les clairances globales du DTPA soient en général extrêmement bien corrélées, il est manifeste que les pentes de décroissance plasmatique de ces deux traceurs le sont nettement moins [45]. La scintigraphie rénale au 99m

Tc‑DTPA avec épreuve au furosémide constitue actuellement, une technique de choix dans la différenciation entre dilatation sans obstruction et dilatation par obstruction de la voie excrétrice

supérieure [46]. Pour le ^99mTc-DTPA Les activités minimales recommandées sont de 20 MBq.

Les activités maximales recommandées sont de 200 MBq. Autrefois, les quantités de radioactivité étaient exprimées en curie (Ci).

1 Ci = 3,7 x 10¹⁰ Bq. Les doses administrées doivent être adaptées à la surface corporelle, surtout pour les sujets pédiatriques, en accord avec les recommandations du groupe pédiatrique de l‘association européenne de Médecine nucléaire (EANM) [47]. Pour un enfant de 5 ans la dose effective est de 0,54-0,82 mSv [48].

Indications du ^99mTc-DTPA

 Evaluation fonctionnelle avant don de rein pour un donneur vivant  Bilan d‘opérabilité avant néphrectomie

 Adaptation des doses de certains médicaments, notamment chimiothérapie anticancéreuse suivi de la fonction rénale sous traitement néphrotoxique, notamment chimiothérapie anticancéreuse • recherche d‘une insuffisance rénale au stade précoce

 Recherche d‘hyperfiltration chez un patient diabétique • insuffisance rénale préterminale afin de programmer une dialyse ou une transplantation

 Insuffisance rénale en dialyse afin d‘envisager une sortie de dialyse • recherche de séquelle fonctionnelle après pyélonéphrite ou uropathie obstructive ou refluante sévère

Contre-Indications du ^99mTc-DTPA

 Contre-indication relative de principe en cas de grossesse, bien que la dose délivrée soit très faible. Il n‘est pas nécessaire de suspendre l‘allaitement le cas échéant.

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Figure 11: Structure chimique 2D de la molécule DTPA avant le marquage au ^99mTc

Figure 12: Structure chimique 3D de la molécule ^99mTc-DTPA

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c) Calcule du débit de la filtration glomérulaire du ^99mTc-DTPA [49]

Le débit de la filtration glomérulaire (DFG) est mesuré par technique de clairance plasmatique ou urinaire. Le traceur endogène utilisé en première intention, la créatinine, donne des résultats extrêmement imprécis et ne permet pas de détecter une insuffisance rénale débutante. Le traceur de référence historique, l‘inuline, n‘est plus disponible pour l‘utilisation chez l‘Homme in vivo (un polysaccharide équivalent INUTEST® dispose d‘une AMM).

Les clairances glomérulaires isotopiques sont donc devenues de facto la technique de référence pour une mesure précise de la fonction rénale.

Tableau 2: Dosimétrie des explorations diagnostiques en médecine nucléaire [49] 99m

Tc ^{PENTETATE DE TECHNETIUM (DTPA)}

Injection intra-veineuse

DOSE ABSORBEE PAR UNITE D'ACTIVITE ADMINISTREE (µGy/MBq)

Organes Homme adulte Femme adulte 15 ans 10 ans 5 ans 1 an

Paroi vésicale 62 78 78 97 95 170 Reins 3,9 4,7 4,7 6,7 9,6 17 Paroi du colon 3,0 3,8 3,8 5,4 6,4 11 Ovaires - 5,3 5,3 6,9 7,8 13 Testicules 2,9 - 4,0 6,0 6,9 13 Utérus - 9,5 9,5 13 13 22 Dose efficace (µSv/MBq) 5,1 6,4 6,4 8,5 9,2 16

- 65 - Le ^99mTc-DTPA, est un complexe métallique stable in vivo éliminé par filtration glomérulaire (Figure 11, 12 et 13). Le pourcentage de liaison aux protéines, responsable d‘une sous-estimation de la clairance, est dépendant du respect des conditions de préparation. L‘absence de sa détermination pour chaque préparation limite l‘emploi de ce radiopharmaceutique pour la détermination de la mesure du DFG.

Avant de déterminer la technique, il faut estimer grossièrement le DFG au moyen de la créatinine. Chez l‘adulte, la formule la plus classiquement utilisée est celle de Cockcroft et Gault:

DFG estimé = {(140-age) * poids} / {0,184 * créatininémie}

Avec DFG en mL/min, âge en années, poids en kg, créatininémie en µmol/L

Plus récemment, une formule a été publiée appelée MDRD8 (pour « Modification of Diet in Renal Disease ») déclinée en plusieurs variante dont la plus simple est :

DFG estimé = 22100 / {créatininémie 1,154 * âge ^0,203}

- (0,742 pour les femmes) - (1,210 pour les noirs)

Avec DFG en mL/min/1,73 m², âge en années, créatininémie en µmol/L.

Chez l‘enfant, les deux formules utilisées sont celle de Schwartz:

DFG estimé = taille * 0,55 / (88,4 * créatininémie)

Avec DFG en mL/min, taille en cm, créatininémie en µmol/L

(Le coefficient 0,55 est valable entre 1 et 13 ans ; en deçà, prendre 0,45 ; au-delà, prendre 0,70 chez le garçon mais conserver 0,55 chez la fille).

Et celle de Counahan-Barratt:

DFG estimé = taille * 0,43 / (88,4 * créatininémie)

Avec DFG en mL/min/1,73 m², taille en cm, créatininémie en µmol/L

Une clairance peut être plasmatique ou urinaire ; l‘injection peut être intraveineuse en embole ou bien en perfusion continue.

En cas d‘œdèmes, de troisième secteur, d‘ascite, ou de fonction estimée inférieure à 15 ml·min-1/1.73m², une technique urinaire est indispensable.

- 66 - En cas de mesure de base suivie d‘une mesure sous test pharmacologique (cf. point suivant), une technique de perfusion continue est indispensable. Si la robustesse est essentielle (cas d‘un bilan avant don de rein par exemple), une clairance en perfusion continue est à favoriser.

Dans les autres cas, une clairance plasmatique après injection unique est suffisante.

Clairances urinaires :

Qu‘elle soit après injection unique ou sous perfusion, la clairance urinaire est fondée sur le même principe :

DFG = U * V / P

Avec U: concentration urinaire du traceur; V: débit urinaire;

P: concentration plasmatique

La mesure est moyennée sur plusieurs recueils urinaires d‘environ 1 h avec prélèvement plasmatique grossièrement au milieu du recueil urinaire ; la qualité de ces recueils (imposant une bonne hydratation) est essentielle à la précision de la méthode.

Clairances plasmatique en perfusion continue :

L‘injection rapide d‘une activité de charge avant perfusion est souhaitable pour atteindre rapidement le plateau. La clairance est donnée par :

DFG = D / P

D le débit de perfusion de pompe (exprimé en quantité de traceur)

P la valeur du plateau de concentration plasmatique, mesuré après prélèvements sanguins sur au moins 4 heures.

À titre indicatif, après dilution du traceur dans une poche de 500 mL, la dose de charge est d‘environ 2,2 mL/kg et le débit de perfusion d‘environ 70 % du DFG estimé.

Cette technique, souvent considérée comme très lourde, est finalement assez simple à mettre en œuvre dès lors qu‘on possède une pompe adaptée.

Clairances plasmatique en injection unique :

C‘est la technique de loin la plus répandue. La clairance est donnée par la formule :

DFG = Q / ∫ (0 ... +∞) P

Q est l'activité injectée

- 67 - Pour éviter les nombreux prélèvements sanguins nécessaires à l‘échantillonnage de P, un très grand nombre de méthodes simplifiées ont été proposées. Parmi elles, les deux recommandées sont :

- la méthode en un seul point de Christensen et Groth dont le calcul a été simplifié par Watson; cette technique, qui a le mérite de la simplicité, est précise mais manque de robustesse ; elle a été retenue par le consensus international ; chez l‘enfant, on pourra utiliser à la place la formule de Ham et Piepsz.

- la méthode mono-exponentielle corrigée par la formule de Brøchner-Mortensen avec une variante chez l‘enfant16 qui nécessite davantage de prélèvements mais apporte une précision un peu meilleure et surtout une plus grande robustesse ; c‘est la technique retenue par le consensus britannique.

Lorsque la fonction estimée est supérieure à 30 ml·min-1/1.73m², on peut se contenter d‘une technique utilisant un prélèvement unique (obtenu environ 3 h après injection pour une fonction normale et environ 5 h après injection en cas d‘insuffisance rénale).

Lorsque la fonction estimée est inférieure à 30 ml·min-1/1.73m², où si l‘on souhaite améliorer la robustesse de la méthode, on réalisera plusieurs prélèvements, classiquement obtenus à partir de 1h30 après l‘injection et poursuivis jusqu‘à 5 h voire 24 h après injection.

Quelle que soit la méthode choisie, le point crucial dans cette technique est une détermination juste de l‘activité injectée. Pour ceci, trois méthodes (masses, volumes et comptages externes) sont disponibles et partagent un principe commun : déterminer le rapport entre activité injectée au patient et activité placée dans un « standard » (fiole jaugée).

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