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IMAGERIE SCINTIGRAPHIQUEFormation Générale en Sciences Médicales –2°année

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(1)

IMAGERIE SCINTIGRAPHIQUE

Formation Générale en Sciences Médicales – 2° année

Denis Mariano-Goulart Faculté de médecine et CHRU de Montpellier http:\\scinti.edu.umontpellier.fr

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

Module biopathologie-imagerie

(2)

PLAN

• Médecine nucléaire & imagerie médicale

• Les traceurs radioactifs

• Les scintigraphies (TEMP et TEP)

• Principales indications diagnostiques

• Principales indications thérapeutiques

• Les dosages radio-immunologiques

• Dosimétrie

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(3)

FO NCTIO NNELLE

Imagerie médicale

ANATOMIQUE

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(4)

FO NCTIO NNELLE

Imagerie médicale

ANATOMIQUE METABO LIQ UE

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(5)

Médecine Nucléaire

IMAG ERIE DIAG NO STIQ UE

METABO LIQ UE

IMAG ERIE DIAG NO STIQ UE FO NCTIONNELLE

Utilisation de marqueurs

radioactifs pour tracer le devenir

d’un vecteur

(atome, molécule,

cellule)

dans un but diagnostique

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(6)

IMAG ERIE DIAG NO STIQ UE FO NCTIONNELLE

Médecine Nucléaire

IMAG ERIE DIAG NO STIQ UE

METABO LIQ UE

RADIOTHERAPIE METABO LIQ UE VECTO RISEE

DETECTIO N PER-O PERATOIRE

DOSAGES RADIOIMMUNOLOGIQUES

Utilisation de marqueurs

radioactifs pour tracer le devenir

d’un vecteur dans un but diagnostique

ou

thérapeutique

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(7)

MEDECINE NUCLEAIRE

• IMAGERIE DIAGNOSTIQUE :

• Moléculaire et fonctionnelle

• Non invasive (faiblement irradiante)

• Dans des conditions physiologiques

• DETECTION PER-OPERATOIRE

• DOSAGES BIOLOGIQUES

• Forte sensibilité

• THERAPEUTIQUE : Radiothérapie métabolique

• interne, sélective et prolongée

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(8)

1900 1934 1940 1950 1956 1970 1979 2000 2005

UN PEU D’HISTOIRE

g

9943

Tc

g

18

g

9

F

e + e - Joliot-Curie

Anger

Villard

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

Pauli Fermi

détecteur à coïncidence détecteur à

scintillation g-caméra Traceurs cliniques g

FDG TEP

CZT

VECTEUR

VECTEUR

(9)

Quel marqueur radioactif ? Quelle molécule vectrice ? Comment les associer ?

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

LES TRACEURS RADIOACTIFS

(10)

• Marqueur: Atome détectable

• Vecteur: Molécule / cellule d’intérêt

• Traceur: Marqueur lié au vecteur

• Scintigraphie:

Distribution 2 ou 3D d’un traceur radioactif

VOCABULAIRE

99Tc

43 99Tc

43

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(11)

MARQUEURS RADIOACTIFS

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

ISOTOPE RADIO

PROTECTION PROPRIETES

DIAGNOSTIC IN VIVO ou DETECTION

EMETTEURS DE PHOTONS PENETRANTS PEU DIFFUSES

 b

+

ou g

 IONISANTS

PEU IRRADIANTS

 T courtes : sec – h

 ISOTOPES ARTIFICIELS

(RENDUS) SPECIFIQUES D’UN

METABOLISME

 AFFINITE

CHIMIQUE

(12)

MARQUEURS RADIOACTIFS

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

ISOTOPE RADIO

PROTECTION PROPRIETES

DIAGNOSTIC IN VIVO ou DETECTION

EMETTEURS DE PHOTONS PENETRANTS PEU DIFFUSES

 b

+

ou g

 IONISANTS

PEU IRRADIANTS

 T courtes : sec – h

 ISOTOPES ARTIFICIELS

(RENDUS) SPECIFIQUES D’UN

METABOLISME

 AFFINITE CHIMIQUE

DIAGNOSTIC IN VITRO

(RIA)

COMPTAGE

 X ou g d’énergie faible

AFFINITE POUR LE CORPS A DOSER

12553

I , …

146

C

(13)

MARQUEURS RADIOACTIFS

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

ISOTOPE RADIO

PROTECTION PROPRIETES

DIAGNOSTIC IN VIVO ou DETECTION

EMETTEURS DE PHOTONS PENETRANTS PEU DIFFUSES

 b

+

ou g

 IONISANTS

PEU IRRADIANTS

 T courtes : sec – h

 ISOTOPES ARTIFICIELS

(RENDUS) SPECIFIQUES D’UN

METABOLISME

 AFFINITE CHIMIQUE

DIAGNOSTIC IN VITRO

(RIA)

COMPTAGE

 X ou g d’énergie faible

AFFINITE POUR LE CORPS A DOSER

 , …

THERAPIE EMETTEURS DE PARTICULES IRRADIANTES

PARCOURS COURTS

 a ou b

 T assez courtes : jour

 ISOTOPES ARTIFICIELS

(RENDUS)

SPECIFIQUES D’UNE PATHOLOGIE

 AFFINITE

125

I

53 146

C

(14)

VECTEURS

• Simples isotopes radioactifs (aérosols, colloïdes)

• Diagnostic (g) : , , , , ,

• Thérapie (b) : , , , , , , …

• Molécules, dont la fixation est liée à :

• la perfusion : cérébrale, myocardique

• un métabolisme : os, adrénaline, cholestérol, iode, glucose

• Des récepteurs membranaires : somatostatine, dopamine

• une fonction : tubulaire rénale, excrétrice biliaire, salivaire

• Aérosols, microsphères, agrégats d’albumine

• Ventilation et perfusion pulmonaire

• Cellules

• globules rouges : fonction cardiaque, hémorragies

• polynucléaires : infection

• Plaquettes : fonction splénique, séquestration

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

201

Tl Tc

81 99

43 12353

I

13354

Xe

3681

Kr

6731

Ga

32

P

15 16968

Er

18675

Re

9039

Y

13153

I

22388

Ra

(15)

MARQUAGE DE VECTEURS

• marqueur non métallique , halo (F, I), chalcogène (0),N, P, C :

• Liaison directe sur C, pour toute taille de vecteur.

• Addition électrophile, échange d’halogènes.

• Marqueurs b

+

: ,

• Marqueurs g :

• marqueur métallique :

• Les liaisons simples C-Métal sont instables dans l’eau

• Groupe complexant avec plusieurs donneurs d’e

-

Exemple : Tétradentate :

• Seulement pour de grosses

• molécules vectrices.

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

11

C

6 189

F

123

I

53

H H

H H N

N N N Tc

||

||

O O

HO OH O HO OH

F

(16)

TRACEURS g

Marqueur T Vecteur Fonction

6 h

HDP, HMPAO, ECD, MIBI, TF,

MAA, AERO, MAG3, GB, GR Os, Cerveau, Myocarde Poumon, rein, infection, sang

2,8 j pentétréotide somatostatine

5,2 j - Volumes pulmonaires

13 s - Débits bronchiques

3,3 j Citrate de gallium inflammation

3 j - Cancer, perfusion

myocardique

13 h MIBG Noradrénaline (cœur,

médullosurrénale)

8 j Noriodocholestérol corticosurrénale

99

Tc

43 111

In

49

133 Xe

54

81

Kr

36 67

Ga

31 201

Tl

81 123

I

53

131 I

53

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

GENE- RATEUR

(17)

TRACEURS g : A , T  jour

Marqueur T Vecteur Fonction

6 h

HDP, HMPAO, ECD, MIBI, TF,

MAA, AERO, MAG3, GB, GR Os, Cerveau, Myocarde Poumon, rein, infection, sang

2,8 j pentétréotide somatostatine

5,2 j - Volumes pulmonaires

13 s - Débits bronchiques

3,3 j Citrate de gallium inflammation

3 j - Cancer, perfusion

myocardique

13 h MIBG Noradrénaline (cœur,

médullosurrénale)

8 j Noriodocholestérol corticosurrénale

99

Tc

43 111

In

49

133 Xe

54

81

Kr

36 67

Ga

31 201

Tl

81 123

I

53

131 I

53

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

GENE- RATEUR

(18)

Marqueur T (min) Vecteur Fonction

110 FDG, FNa

F-Choline, F-DOPA

Cancer, cardio., neuro.

2 O

2

, CO

2

, H

2

O, CO Volémie, DSC

20 Met, opiacés,

BZD, D2, S2 Cancers, récepteurs

10 NH

3

Perfusion myocardique

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

18 F

9 15 O

8 11 C

6 13 N

7 82 Rb

37 1 ¼ - Perfusion myocardique

68 DOTA-Peptides -

Cancers Infections

68 Ga

31

GE N ER AT E UR S

TRACEURS b +

(19)

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

 Générateurs de rubidium et de gallium

 Marquage des petites molécules de base de la biochimie,

 mais gestion délicate des périodes très courtes

TRACEURS b + : A , T  minute

Marqueur T (min) Vecteur Fonction

110 FDG, FNa

F-Choline, F-DOPA

Cancer, cardio., neuro.

2 O

2

, CO

2

, H

2

O, CO Volémie, DSC

20 Met, opiacés,

BZD, D2, S2 Cancers, récepteurs

10 NH

3

Perfusion myocardique

18 F

9 15 O

8 11 C

6 13 N

7 82 Rb

37 1 ¼ - Perfusion myocardique

68 DOTA-Peptides -

Cancers Infections

68 Ga

31

GE N ER AT E UR S

(20)

PRODUCTION DU 99m Tc

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

b

0 0 0 1 m 99

43 66 99

42Mo Tc

-

1

+ +

e h

T

Réacteur nucléaire (activation neutronique

du

98

Mo

ou fission de l’

235

U)

99

Mo

42

(21)

E. Lawrence 1930

PRODUCTION DU 18 F

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(22)

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

TRACEUR RADIOACTIF O O

II II

HO-P-CH2-P-OH I I

O O

\ / HO-Tc -OH

/ \ O O

I I

HO-P-CH2-P-OH II II

O O

SCINTIGRAPHIE

Le marqueur est utilisé pour rendre radioactive une

molécule vectrice spécifique d’un métabolisme d’intérêt.

La cartographie de radioactivité

mesurée est appelée

scintigraphie

(23)

99

Tc

43

• Technétium :

• hématies et polynucléaires,

• Métabolisme: os, thyroïde, rein,

• Perfusion: cérébrale, pulmonaire, cœur,

• rate, foie, voies biliaires, tube digestif,

• Glandes salivaires et lacrymales,

• Thallium : perfusion myocardique,

• tumeurs, parathyroïdes

• Iodes : thyroïde, surrénale, noradrénaline

• Krypton : débit bronchique

• Gallium : inflammation

• Indium : plaquettes, Ac monoclonaux,

• somatostatine

• Xénon : débit sanguin cérébral, ventilation

201

Tl

81

131

I

123 53

81

Kr

36 133

Xe

54

111

In

49

SCINTIGRAPHIES g

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS

T = (13 sec) 6 h – 8 jours; E = 70-374 keV

(24)

13

N

7 11

C O

6 15

8 189

F

SCINTIGRAPHIES b +

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS

82

Rb

37

T = 1 – 110 min; E = 511 keV

• Fluor : cancer, infection,hypoxie, inflammation, métabolisme cérébral

• Azote : perfusion myocardique (NH

3

)

• Carbone : cancer, méthionine, opiacés, benzodiazépines, récepteurs à la

dopamine, à la sérotonine.

• Oxygène: débit sanguin cérébral, volémie: O

2

, CO

2

, H

2

0, CO

• Rubidium : perfusion myocardique

• Gallium : peptides (cancers), infection

(25)

SYNTHESE 1

• Imagerie moléculaire et fonctionnelle

• Détection per-opératoire, thérapie et RIA

• Marqueur radio-isotope artificiel :

• g (TEMP), b + (TEP), b (Thérapeutique)

• Vecteur: atome, molécule(s), cellule

• Liaison facile halo-chalcogènes

• Groupe complexant pour les métaux

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(26)

Scintigraphie g Scintigraphie b +

Corrections des artefacts

DU TRACEUR A L’IMAGE

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(27)

Collimateur Scintillateur Photo-multiplicateur Localisation

GAMMA-CAMERA TEMP *

* T omographie par Emission de Mono Photonique g = SPECT

(28)

I

0

p f

1

f

n

f

2

g

9943

Tc

SCINTIGRAPHIE g

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(29)

I

0

p f

1

f

n

f

2

n n 2

2 1

1

f R f ... R f

R

p  + + +

g

9943

Tc

résolution  cm bruit de Poisson

SCINTIGRAPHIE g

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

COLLIMATEUR

(30)

I

0

p

J

f

1

f

n

f

2

g

9943

Tc

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

SCINTIGRAPHIE g (TEMP)

n 1

n 2

1 2 1

1 1

1

R f R f ... R f

p  + + +

n m n 2

m 2 1

m 1

m

R f R f ... R f

p  + + +

(31)

Scintillateur Photo-multiplicateur Localisation

GAMMA-CAMERA TEP *

* T omographie par Emission de Positons = PET

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(32)

f

i

?

g

g

189

F

188

O

ij i

j

R f

p

J

p

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

SCINTIGRAPHIE b + (TEP 2D)

Coïncidence à t près ?

(33)

f

i

g

g

189

F

188

O

p

J’

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

?

ij i

j

R f

p

SCINTIGRAPHIE b + (TEP 3D)

Coïncidence à t près ?

p

J

t  5 ns

TEP sans collimateur

(34)

f

i

g

g

189

F

188

O

p

J’

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

?

ij i

j

R f

p

SCINTIGRAPHIE b + (TEP 3D-TOF)

Coïncidence à t près ?

p

J

|t

1

-t

2

|= |L

1

-L

2

|/c < t  5 ns t

1

t

2

L

1

TEP en temps de vol

(35)

DETECTEURS ANGER DE g

p

g

X - X +

Scintillateur

PM

Localisation

+

+

+

 

X X

X X X

i t

1 S

-1 Spectroscopie

collimateur

-

- UV

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA

(36)

DETECTEURS C admium Z inc T elluride

SENSIBILITE x 5-10 RESOLUTION x 2

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA

g

e

-

(37)

MODES D’ACQUISITION

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA

• Planaire

• 5’

• Balayage corps entier

• 15’

Dynamique

 1’

(38)

• Tomographique

• Synchronisé à l’ECG

 ou à la respiration (TEP)

MODES D’ACQUISITION

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA

(39)

ARTEFACTS D’ACQUISITION

• Résolution et effet de volume partiel

• Possibilité de corriger en partie la réponse impulsionnelle par traitement du signal

• Atténuations

• par absorption photo-électrique

• par diffusion Compton

• Coïncidences fortuites (TEP seulement)

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(40)

RESOLUTION

50 cm contact

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

• Ordres de grandeur des LMH (mm)

TEP

5 15

SCINTI. PLANAIRE TEMP TEMP-CZT

10

(41)

EFFET DE VOLUME PARTIEL

• Ordres de grandeur des LMH (mm)

• Activité maximale sous estimée pour des objets de dimension d si d < 2.LMH

• donc si d < 1 cm en TEP-CZT et si d < 3 cm TEMP

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

TEP

5 15

SCINTI. PLANAIRE TEMP TEMP-CZT

10

(42)

ATTENUATION PHOTO-ELECTRIQUE

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

détection des coïncidences E 

k Z μ PE3 3

TEMP TEP

Mineur par rapport à l’atténuation Compton à 70-511 keV en biologie

(43)

détection des coïncidences

 μ C  k'

TEMP TEP

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

ATTENUATION COMPTON

Mode d’atténuation majeur à 70-511 keV en biologie

(44)

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

ATTENUATIONS

Sous-estimation Flou des activités profondes

 μ C  k'

E  k Z μ PE3 3

La correction nécessite la connaissance des  traversés

E (keV) CDA

eau

(cm)

70 3

511 7

(45)

CORRECTION DE L’ATTENUATION

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

TDM

TEP TEMP

m 511 (os)

m 511 (mou)

m 511 (air)

Correction par un facteur exp (m

os

x

os

+m

mou

x

mou

+m

air

x

air

)

Identification de 3 phases par seuillage de la TDM

imagerie multi-modale

Plus facile à mettre en œuvre

(donc plus précise) en TEP qu’en TEMP

(46)

Correction d’artefacts

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

RESULTATS

(47)

Correction d’artefacts

Localisation anatomique

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

RESULTATS

Interprétation multimodale

(48)

COINCIDENCES FORTUITES

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

détection des coïncidences TEP

Corrections possibles : 1- en retranchant C ext

2- A partir des comptages totaux T :

F = 2.t.T(d1)T(d2)  A 2 3- Par fenêtre décalée C ext

Cet artefact ne concerne que l’imagerie en coïncidence TEP

(49)

SYNTHESE 2

• Détecteurs de g : Anger et CZT

• Modes d’acquisition :

• Planaire, dynamique, corps-entier,

• tomographique, synchronisé

• Importance de l’effet de volume partiel

• Détecteur proche du patient

• Sous estimation de l’activité des petites structures

• Couplage à une TDM (scanner X) :

• Pour correction des artefacts d’atténuation

• Pour localisation anatomique

• Pour interprétation multimodale

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(50)

SYNTHESE 2 bis

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

TEMP g TEMP-CZT g TEP b + Marqueur A  Th A  Th A  Tmin Marquage

Nb. traceurs    

Images 2D, 3D, ±CA, TDM 3D, ±CA, TDM 3D, CA, TDM

Résolution 10 mm 5 mm 5 mm

Sensibilité    

Quantification relative relative

± absolue

absolue

Irradiation 1-20 mSv 1-20 mSv 1-20 mSv

99

Tc

complexe

43

complexe

9943

Tc 18 9 F

(51)

Exemple de scintigraphies diagnostiques Os, thyroïde, cœur, poumon, rein,

cerveau, cancers, infections…

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(52)

SCINTIGRAPHIES FREQUENTES

http://www.unscear.org/unscear/en/publications/2008_1.html

http:\\www.irsn.fr/FR/expertise/rapports_expertise/Documents:radioprotection/IRSN_INVS_Rapport_Expri_032010.pdf IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

France, 2015: 10 6 SPECT + 335 000 TEP (33 10

6

monde)

Cerveau 2%

Divers 9%

Poumon 6%

Thyroïde

Rein/Dig. 3%

5%

F-DG 95%

F-DOPA 1%

F-Na

(53)

Consultation

Consultation

0 - 3 h

0 - 1 h repos

½ h acquis.

¼ h acquis.

médication, stress…

IV*

Dextro (si FDG) IV*

TEMP

TEP

DEROULEMENT D’UN EXAMEN

A jeun de 6h

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

(54)

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

REMODELLEMENT OSSEUX

BIPHOSPHONATE -

99m

Tc

18

F-Na BIPHOSPHONATE -

99m

Tc Indications: fracture, algodystrophie, tumeur, infection, nécrose, arthrite…

# CUBOIDE G OSTEONECROSE

METASTASES NORMAL

(55)

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

INFECTIONS et INFLAMMATIONS

Spondylite à brucella

FDG

Spondylodiscite Ostéomyélite

BP-Tc BP-Tc

PN-HMPAO-Tc Ostéite hallux

Infection VCS sur cathéter

FDG

Vascularite

FDG

(56)

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

Traceurs de perfusion myocardique: CATION LIPOPHILE –

99m

Tc ou

201

Tl

PERFUSION MYOCARDIQUE

Indications : coronaropathies

ISCHEMIE ANTERO-LATERALE NECROSE APICALE

(57)

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

VIABILITE MYOCARDIQUE

TF– 99mTc G– 18F

201

Tl: Repos / Redistribution à 3h

Traceurs d’ischémie viable: Glu –

18

F

(58)

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

INNERVATION MYOCARDIQUE

MIBG -

123

I Traceur des

neurones adrénergiques

viables

Indications : insuffisance cardiaque

(59)

IMAGERIE TRACEURS RADIOACTIFS SCINTIGRAPHIE DIAGNOSTIC THERAPIE RIA DOSIMETRIE

CONTRACTION CARDIAQUE

HEMATIE –

99m

Tc Traceur du volume

sanguin Indications : insuffisance cardiaque

(60)

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CONTRACTION CARDIAQUE

VTD

VTS FE

TFS HEMATIE –

99m

Tc

Indications : insuffisance cardiaque

(61)

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NODULES THYROIDIENS

99m

Tc - O

4-

Traceur thyroïdien

cancer  froid chaud  bénin

Indications : hyperthyroïdie (iodo-induite, toxique, Basedow), bilan de goitre

BASEDOW

NODULE FROID NODULE CHAUD

mais une ponction sous échographie

est plus efficace

(62)

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VENTILATION ET PERFUSION PULMONAIRES

PERFUSION VENTILATION

99m

Tc – Albumine

99m

Tc – C-Aérosol

Indications : Embolie pulmonaire, HTAP,

Pré-lobectomie, Malformations

EMBOLIE PULMONAIRE BILATERALE

(63)

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SCINTIGRAPHIES RENALES

99m

Tc-MAG 3

99m

Tc-DMSA

Indications : Pyélonéphrites, obstacles, TA,…

Traceurs de perfusion corticale fixés (DMSA)

ou sécrétés dans l’urine (MAG3)

(64)

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SCINTIGRAPHIES CEREBRALES

18F-DG 18F-DOPA 201 Tl

m99Tc-ECD  18F-Glu

Alzheimer normal

Indications :

Démences, Parkinson épilepsies, tumeurs.

Parkinson

tumeur

10 0

0

EPILEPSIE

m99Tc-ECD

(65)

CANCERS TRES DIFFERENCIES

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OCTREOTIDE -In 111 : Traceur des récepteurs à la somatostatine tumeurs neuroendocrines ou du tractus gastro-entero-pancréatiques

METATSTASES DE CARCINOIDE

123 I –MIBG:

Traceur des cellules adrénergiques:

Indications:

Phéochromocytome, para-gangliome

(66)

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CANCERS TRES DIFFERENCIES

18F-CHOLINE

18F-CHOLINE: AA traceur de division cellulaire (Mb) Récidives de cancers de prostate, foie,…

18F-FDOPA

18F-DOPA : AA traçant le métabolisme de la DOPA Paragangliomes, phéochromocytomes

(67)

Glut 1(-7) Glucose Glucose

HK,GK G6P

F6P PFK F1,6 2P

Glyceraldehyde 3P PK

Pyruvate Lactate

Ac-CoA

ATP O2

- Ribulose-5P

Ribose-5P

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CANCERS PEU DIFFERENCIES

Glycolyse

(68)

Glut 1(-7) Glucose Glucose

HK,GK G6P

F6P PFK F1,6 2P

Glyceraldehyde 3P PK

Pyruvate Lactate

Ac-CoA

ATP O2

- Ribulose-5P

Ribose-5P

Nucléotides GF, Ras

Glut 1(-7) Glut 1(-7)

METABOLISME CELLULAIRE DU GLUCOSE

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Effet Warburg

(69)

Métabolisme du 18 FDG

• Hyperfixation en cas de :

• Cancer (peu différencié)

• Hypoxie

• Inflammation ou infection (risque de FP)

• Risque de faux négatifs si cancer :

• très différencié, pauci-cellulaire

• infra-centimétriques (volume partiel)

• Indications de la TEP- 18 FDG :

Diagnostic, bilan d’extension, suivi de cancers

• Pleuro-pulmonaires, lymphomes, ORL, mélanome, digestifs, thyroïde, sarcome, gynécologique, sarcome; Suivi 3 mois après radioT., 3 semaines post chimioT

Cardiologie (viabilité), neurologie (démences, épilepsie), infection/inflammation (fièvres, vascularites,…)

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(70)

EXEMPLES DE TEP 18 FDG

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ADENOCARCINOME T3N3M0

ARTERITE ET

NEOPLASIE PULMONAIRE

NORMAL

(71)

EXEMPLES DE TEP 18 FDG

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METASTASES HEPATIQUES D’UN CANCER DE L’OESOPHAGE

(72)

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EXEMPLES DE TEP 18 FDG

LYMPHOME DE HODGKIN MELANOME

ADENOPATHIE JUGULO-DIGASTRIQUE

NEO LARYNX + ADN + T2N2M0 LSD

(73)

DETECTION PEROPERATOIRE

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99m

Tc-nanocolloïde

(74)

SYNTHESE 3

• Rhumatologie : BP, ostéoblastose (sensibilité )

• i = fractures, tumeurs, nécrose, arthrites…

• Infections : Polynucléaires, BP, FDG, Gallium…

• Cardiologie : perfusion et fonction systolique

• Coronaropathies et insuffisance cardiaque (MIBG, ventriculographie)

• Thyroïde : hyperthyroïdie et bilan de goitres

• Pneumologie : perfusion et ventilation

• Embolie pulmonaire, HTAP, pré-opératoire, malformations

• Néphrologie : infection et fonction excrétrice

• Neurologie : Perfusion (démences, épilepsie), tumeur, PK

• Cancérologie

 Différenciée: somatostatine (neuroendocrine) & MIBG (paragangliome)

 Indifférenciée : FDG pour diagnostic, BE et suivi de cancers

pulmonaires, lymphomes, ORL, digestif, mélanome…

 Ganglions sentinelles : sein, ORL, mélanome, prostate…

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(75)

THERAPIE METABOLIQUE

Cancers thyroïdiens, hyperthyroïdie, Synoviorthèses,

Métastases osseuses,

Lymphomes, tumeurs cérébrales…

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(76)

 Néoplasies thyroïdiennes

 Hyperthyroïdies

131

I

53

RADIOTHEAPIE METABOLIQUE b -

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131

I

53 13153

I

(77)

 Synoviorthèses

 injection intra-articulaire sous scopie

 irradiation de l’hyperplasie synoviale

 indications : monoarthrites inflammatoires non aigües

 3 radioisotopes b

-

: erbium, rhénium et ytrium

(parcours moyen des e

-

: 0,5 mm)

doigts

(parcours moyen des e

-

: 1,0 mm)

épaules, coudes, poignets, chevilles

(parcours moyen des e

-

: 3,5 mm)

hanches, genoux

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169

Er

68

186

Re

75

90

Y

39

RADIOTHEAPIE METABOLIQUE b -

(78)

 Antalgie de métastases osseuses

 Radiothérapie interne vectorisée hépatique

153

Sm

62

89

Sr

38

+BP

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e -

Ionisations sur quelques mm

RADIOTHEAPIE METABOLIQUE b -

Dose in Gy (3D) 150

100 70 30 15

March, 29th2016

Dosimétrie MAA-SPECT

Dose in Gy (3D) 150

100 70 30 15

May, 4th2016

Dosimétrie 90Y-PET

Sphères Micro

-

90

Y

39

(79)

 Traitement des métastases de cancers de prostate par le (a)

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223

Ra

88

RADIOTHEAPIE METABOLIQUE a

(80)

DOSAGES DE LABORATOIRE

Radio Immuno Analyse (RIA)

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(81)

DOSAGES RADIOIMMUNOLOGIQUES

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• Liaison Récepteur-Ligand* : spécifique

• Sensibilité < picomole

• 10-20 % des dosages :

• Hormones (ACTH et cortisol, rénine et aldostérone, gastrine, PTH, ostéocalcine)

• Vitamines (D), peptides, marqueurs tumoraux

(82)

RISQUE DOSIMETRIQUE

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(83)

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O H

H

Photon X ou g

H +

-

- -

- - - -

-

O H

-

- -

- - - -

Énergie moyenne d’une

ionisation de l’eau : 32 eV

OH oxydant e - et H réducteurs

RAYONNEMENTS IONISANTS

(84)

http://www.unscear.org/unscear/en/publications/2008_1.html

European Commission. Radiation protection 118: Referral guidelines for imaging.Office for Official Publication of the EC; 2001.

Procédé Dose efficace (mSv)

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Quelques références :

Irradiation naturelle moyenne : 2,5 mSv / an

France : 1-6 mSv

Ramsar (Iran) : 250 mSv/an Vol Paris-New-York : 0,05 mSv

, MIBG

DOSIMETRIE

0,01 – 10 mSv

0,3 – 20 mSv

OCTREOSCAN

Thallium, rubidium 12

20 TDM TAP non diagnostique 7

Au niveau mondial :

202 10

3

homme.Sv pour 33 . 10

6

scintigraphies (5 %)

4000 10

3

homme.Sv pour 3600 . 10

6

radiographies (95 %)

(85)

SYNTHESE 4

• Radiothérapie métabolique vectorisée :

• Cancers thyroïdiens différenciés, hyperthyroïdies

• Antalgie de métastases osseuses ostéocondensantes

• Traitement anti-inflammatoire de monoarthrites

• Traitements spécifiques: lymphomes, craniopharyngiomes…

• RIA : sensibilité  picomole

• Dosimétrie

• En général de 0,5 à 10 mSv

• Du même ordre que celle engagée en radiologie et tdm (X)

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(86)

CONCLUSION

• Imagerie fonctionnelle et métabolique :

• physiologique, non invasive et peu irradiante

• couvrant toutes les spécialités médicales

• rôle essentiel dans le diagnostic et le traitement

• impliquant des équipes multidisciplinaires

paramédicaux, techniciens, médecins, pharmaciens,

physiciens, chimistes, informaticiens…

• En fort développement :

• Recherche : radio-traceurs, protocoles, caméras…

• Économique :

200 centres, 600 médecins en France

+ 5% de patients pris en charge / an en moyenne

• Usage civil des technologies nucléaires

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(87)

http:\\scinti.edu.umontpellier.fr/enseignements/cours/

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