B. Les traceurs utilisables en imagerie TEP
3. Les traceurs
Les 3 principaux traceurs évalués pour l’évaluation de la perfusion en imagerie PET sont le chlorure de rubidium-82 (82Rb), l’ammoniac marqué à l’azote-13 (13N) et l’eau marquée à l’oxygène 15 (15O). Les synthèses du 13N et de l’15O nécessitent la proximité d’un cyclotron (demi-vies de 10 et 2,1 min respectivement). En raison de ces demi-vies très courtes, leur utilisation est principalement limitée aux centres situés à proximité direct du site de production et reste le plus souvent limitée au domaine de la recherche. Le rubidium-82 en revanche, bien que possédant également une demi-vie très courte (1,3 min), est produit par générateur, ce qui le rend plus largement accessible. Il a été démontré que ces 3 traceurs permettent de mettre en évidence des ischémies myocardiques lorsque la sténose est supérieure à 40 % (Tableau 2).
Isotope Demie-vie physique Composé Comportement
Produit par un générateur
82Rb (parent : 82Sr) 1,3 min (26 jours) Chlorure Extraction Produit par un cyclotron
15O 2,1 min Eau Diffusion
13N 10 min Ammoniac Extraction
Tableau 2. Les traceurs de la perfusion en TEP (Beller 2004).
3.1 82Rb
Le 82Rb est un traceur extractible. Considéré comme un analogue du potassium, sa captation myocardique reflète un transport cationique actif. Sa demie-vie est de 76 secondes mais il présente l’avantage de pouvoir être obtenu par un générateur de strontium (demi-vie : 26 jours). Le plateau de captation de ce traceur est obtenu pour des débits excédant 2 à 3 ml/min/g.
Une perfusion intraveineuse de 30 à 60 mCi de 82Rb issu du générateur est réalisée et les images sont acquises après un délai de 3 à 7 minutes. La captation du 82Rb est quantifiée à l’aide d’un modèle mathématique à deux compartiments (Mullani 1983, Goldstein 1983). Une bonne corrélation a été observée entre la captation de 82Rb et le débit sanguin myocardique régional. Ainsi, une étude réalisée chez le chien indique qu’il existe une exellente corrélation entre la captation de ce traceur et le débit sanguin myocardique régional déterminé par la technique des microsphères radioactives (r = 0,97 pour des débits compris entre 0,02 et 7,76 ml/min/g) (Figure 21) (Goldstein 1983).
Figure 21. Corrélation de la fixation du Rubidium-82 au débits sanguins myocardiques
déterminés par la technique des microsphères radioactives (Goldstein 1983).
Des études expérimentales ont montré qu’une période d’ischémie-reperfusion entraîne une diminution de la captation du rubidium. Cette diminution n’est pas liée à une diminution du débit mais à une diminution du transport cellulaire (Fukuyama 1978). Ce phénomène s’observe même pour de courtes périodes d’ischémie reperfusée in vivo chez le chien (Wilson 1987). Le 82Rb a été largement étudié chez l’homme pour l’évaluation de la perfusion dans le myocarde ischémique (Gould 1986, Goldstein 1986, Williams 1994). Une étude réalisée par Goldstein et al. (1986) indique que le 82Rb permet de diagnostiquer chez l’homme la présence d’infarctus du myocarde. De plus, le 82Rb permet de diagnotiquer les patients présentant une sténose responsable d’une réserve de débit sanguin coronaire < 3 (n = 50) avec une sensibilité de 95 % et une spécificité de 100 % (Gould 1986). Selon une analyse rétrospective réalisée chez 1460 patients, le 82Rb permet de diagnostiquer les sténoses supérieures à 67 % du diamètre artériel avec une sensibilité de 87 % et une spécificité de 88 % (Williams 1994). L’utilisation du 82Rb a été validée par la « Food and Drug Adminitration » (FDA).
Récemment, Parkash et al. ont étudié l’apport de la quantification des débits sanguins myocardiques régionaux à l’aide du 82Rb chez des patients présentant des sténoses importantes au niveau des trois artères coronaires. Chez ces patients, les débits sanguins myocardiques régionaux sont diminués à l’effort dans la quasi-totalité du myocarde et la perfusion est donc relativement homogène. La quantification des débits à l’aide du 82Rb permet donc de ne pas sous-estimer l’étendue du défaut de perfusion chez ces patients (Figure 22).
Figure 22. Quantification des débits de perfusion myocardique régionaux avec le 82Rb (Parkash 2004).
Chez un patient présentant des sténoses importantes au niveau des trois artères coronaires, la perfusion est relativement homogène au repos (à gauche) mais également durant un stress pharmacologique (à droite). Cependant, la quantification des débits (F) indique qu’il existe une importante diminution de la réserve coronaire dans la quasi-totalité du myocarde (90% du territoire de l’artère coronaire interventriculaire, 64% du territoire de l’artère circonflexe et 100 % du territoire de l’artère coronaire droite)
3.2 13N-Ammoniac
L’ammoniac marqué au 13N est un traceur extractible. Son mécanisme de captation est encore mal connu. La captation et la rétention du 13N-ammoniac sont dépendantes du métabolisme puisque le 13N-ammoniac peut être converti en glutamine. Il existe une relation inverse et non-linéaire entre la fraction d’extraction du 13N-ammoniac et le débit. Le plateau de captation est obtenu pour des débits excédant 2 ml/min/g (Shah 1985).
Une injection intraveineuse de 10 à 15 mCi d’ammoniac marqué au 13N est réalisée et les images sont acquises après un délai de 5 à 10 minutes. Une bonne corrélation a été observée
entre la captation du traceur et le débit de perfusion myocardique (Bergman 1998). Différents modèles mathématiques ont été proposés pour la quantification (Shah 1985, Hutchins 1990), cepandant ils ne sont pas entièrement satisfaisants puisque les débits sont sous-estimés et représentent 70 à 80 % de ceux obtenus avec le 82Rb ou l’eau marquée à l’15O (Sciacca 2001).
Figure 23. Images petit-axe (PA) et grand-axe verticales (GAV) et horizontales (GAH) de la
perfusion myocardique obtenues avec le 13NH3 lors d’un stress pharmacologique induit par l’adénosine (S) et au repos (R). Un important territoire ischémique est visible dans la région antéro-apicale et latérale lors du stress. A droite, sur les images en coordonnées polaires, l’analyse quantitative des débits (ml/min/g) confirme l’homogénéité des débits au repos et la diminution antéro-apicale et latérale du débit lors du stress pharmacologique (<2,5 X le débit au repos) (Beller 2004).
Malgré une captation du 13N-ammoniac par les poumons et le foie, ce traceur permet de réaliser des images de la perfusion myocardique avec une bonne qualité (Figure 23). Ce traceur a été largement utilisé pour l’évaluation de la perfusion myocardique en TEP. (Hutchins 1990, Schelbert 1982). La quantification des débits par l’ammoniac marqué au 13N a été utilisée avec succès pour l’évaluation des altérations de la réserve de débit et de la fonction endothéliale vasculaire chez des sujets asymptomatiques possédant des antécédents familiaux associés à une élévation des taux plasmatiques de cholestérol et de LDL. Pour ce groupe de patient, la réserve de débit coronaire vaut 2,93 ± 0,86 contre 4,27 ± 0,52 chez les patients du groupe contrôle (P < 0,001) (Dayanikli 1994).
3.3 15O-Eau
L’H215O est le seul traceur diffusible permettant d’évaluer la perfusion myocardique en TEP. C’est un traceur pur du débit sanguin coronaire.
Une injection intraveineuse de 15 à 25 mCi d’H215O est réalisée et les images sont acquises après un délai de 5 minutes. Une étude réalisée chez le chien indique qu’il existe une excellente corrélation entre la captation de ce traceur et le débit sanguin myocardique régional déterminé par la technique des microsphères radioactives (r = 0,95 pour des débits compris entre 0,29 et 5,04 ml/min/g) (Bergmann 1989). La localisation du traceur dans le compartiment sanguin nécessite une correction des images obtenues. Elle peut être réalisée par la soustraction aux images d’H215O, soit d’images obtenues séparément avec du monoxyde de carbone marqué à l’15O qui marque les globules rouges, soit d’images obtenues durant les 20 à 40 premières secondes suivant l’injection lorsque le traceur n’a pas encore diffusé dans le myocarde (Bergman 1989).
Des études indiquent que la quantification des débits peut être réalisée chez l’homme à l’aide de l’H215O (Walsh 1990, Bergmann 1998). De plus, la quantification des débits a également été réalisée chez des patients souffrant d’angine de poitrine et présentant une angiographie normale. Chez ces patients, les défauts de perfusion et de réserve de débit sanguin coronaire, homogènes dans l’ensemble du myocarde, sont détectés sur la base de la quantification des débits de perfusion au repos et lors d’un stress pharmacologique au dypiridamole (Geltman 1990). Il a également été suggéré que l’eau marquée à l’15O pouvait être utilisée pour l’évaluation de la viabilité myocardique sur la base d’un index de perfusion tissulaire (Yamamoto 1992). Plus récemment, Yoshinaga et al. (2003) ont montré qu’une diminution de la réserve coronaire dans des régions de sténoses sans anomalie de perfusion au MIBI pouvait être mise en évidence avec l’eau marquée à l’15O.
IV. Conclusion
En pratique clinique, le thallium-201 reste le traceur de référence pour l’évaluation de la perfusion myocardique. L’inconvénient principal du thallium 201 est la dosimétrie élevée délivrée au patient lors d’un examen. Les complexes technétiés permettent de s’affranchir de ce problème. Cependant :
- Le Tc-Mibi et la teboroxime ne présentent pas le même comportement que le thallium 201 (absence de redistribution).
- La commercialisation de la teboroxime est interrompue en raison de ses cinétiques myocardiques trop rapides.
- Bien qu’il existe certaines indications cliniques pour lesquelles la qantification de la perfusion myocardique serait pertinente, la quantification des débits de perfusion par l’utilisation des traceurs TEP reste actuellement un outil de recherche. Cependant, la mise en place de caméras TEP dans l’ensemble des services de médecine nucléaire des pays industrialisés pour la réalisation des examens au 18FDG en cancérologie permet d’envisager une utilisation du rubidium-82 dans les prochaines années puisque celui-ci peut à présent être délivré par un générateur de longue durée de vie (T1/2 = 26 jours).
Il existe donc une place pour TcN-NOET, premier complexe technétié se comportant comme le thallium 201. Toutefois, des études supplémentaires sont nécessaires afin de mieux caractériser ce traceur.
Le travail présenté ici comporte deux objectifs :
- Etudier in vivo chez le chien l’effet du vérapamil, un inhibiteur calcique, sur la fixation myocardique de 99mTcN-NOET.
- Etudier la relation entre le 99mTcN-NOET et la viabilité myocardique in vivo sur un modèle chronique d’ischémie myocardique chez le rat.