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TEP-TDM :
Approche technologique
Jean-Luc RIU cadre supérieur
médecine nucléaire GHU Bichat Paris
SOMMAIRE
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
JL RIU ICR2008
Les positons
Production des positons
Fluoro-déoxy-D-Glucose
Principe de détection
Inconvénients de la détection
Composition d’un TEP
Choix du cristal scintillateur
Intérêt du TDM
Conclusion
INTRODUCTION
La tomographie d’émission de positons ou TEP est :
• Une technique d’imagerie isotopique fonctionnelle
• Une technique d’imagerie quantitative
• Une technique d’imagerie tomographique 3D
Elle détecte les photons gamma γ
• d’annihilation
• en coïncidence
Elle est associée tomodensitométrie ou TDM
• repérage anatomique
• la correction d’atténuation
JL RIU ICR2008
LES POSITONS
• Émission β+ = antimatière
• excès de charge positive dans leur noyau.
•
p  n + νe + e+
• e+ est de masse égale à e-, mais de charge
opposée.
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LES POSITONS - 2 • Perte de toute son énergie cinétique
• Réaction d’annihilation avec un e- du milieu
• Émission de 2 photons γ : E = 511 keV chacun.




2 Gamma de 511keV
Angle 180°
Même direction
Sens opposé
E=mC²
JL RIU ICR2008
PRODUCTION DES POSITONS
• Cyclotron
FDG-18F
nucléides
T
Eβ+ max keV
O15
2 min
1732
C11
20 min
960
F18
110 min
633
I124
4,2 jours
2135
18
9
JL RIU ICR2008
F→
18
8O
+ e+ + νe
•
•
•
•
•
•
•
•
•
JL RIU ICR2008
Les positons
Production des positons
Fluoro-déoxy-D-Glucose
Principe de détection
Inconvénients de la détection
Composition d’un TEP
Choix du cristal scintillateur
Intérêt du TDM
Conclusion
Fluoro-déoxy-D-glucose
• Analogue du sucre
• Étudie le métabolisme de sa consommation par les cellules
tumorales
• En 1931 Otto Heinrich Warburg démontra qu'il existe une
augmentation de cette glycolyse aérobie dans les tumeurs
• FDG-6P « piégé » dans la
cellule tumorale : principe du
TRAPPING METABOLIQUE
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Principe de Détection
Détection en coïncidence:
2 γ sont :
• issus de même interaction d’annihilation
•forme 1 ligne de réponse LDR « vraie »
•détectés au même « instant »
• fenêtre de coïncidence [6-12ns]
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Inconvénients de la détection
1-Coïncidences fortuites
CF sont:
• Construisent de fausses LDR
• issues d’annihilations différentes
• détectées dans la fenêtre de coïncidence
• dépendent de la fenêtre acquisition
• croit avec le carré de la radioactivité / FOV
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Inconvénients de la détection - 2
2 – Phénomène de diffusion
•Changement de direction
•Perte d’énergie
•Fausse LDR
•Augmente le bruit
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Composition du TEP
Couronne de 288 blocs détecteurs
64 bâtonnets
de cristaux
Blocs détecteurs
=
4 PM
+
Cartes électroniques et câblages
JL RIU ICR2008
•
•
•
•
•
•
•
•
•
JL RIU ICR2008
Les positons
Production des positons
Fluoro-déoxy-D-Glucose
Principe de détection
Inconvénients de la détection
Composition d’un TEP
Choix du cristal scintillateur
Intérêt du TDM
Conclusion
Choix du cristal scintillateur
Densité g/cm3
Densité en électrons
Coefficient d’atténuation
à 511keV
Photofraction (%)
Constante de temps / 1ns
Rendement lumineux
relatif
JL RIU ICR2008
INa
3,67
50
0,38
BGO
7,13
73
0,90
GSO
6,71
58
0,67
LSO
7,35
65
0,80
18
230
42
300
26
60
33
40
100
22
20
75
Intérêt du TDM
1 - La Fusion d’image : analogie avec la météorologie
•anatomique imprécise des hyperfixations.
•Adénopathies latéro-aortiques ou vertébrales antérieures?
•Fixations digestives et urinaires physiologiques,?
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•régions d’intense activité climatique,
mais ne fournit aucun contexte géographique
Intérêt du TDM
1 - La Fusion d’image : analogie avec la météorologie (2)
Un scanner offre une étude anatomique précise
dans les 3 plans de l’espace.
JL RIU ICR2008
La cartographie visualiser précisément
les frontières des États,
Intérêt du TDM
1 - La Fusion d’image : analogie avec la météorologie (3)
Adénopathies rétro-péritonéales
des chaînes lombo-aortiques.
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L'oeil cyclonique touchera principalement
la Louisiane, et la partie est du Texas.
Intérêt du TDM
2 – La correction d’atténuation
I=I0 e-µx
Ix
µ= ln
I0
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Intérêt du TDM
2 – La correction d’atténuation
Échelle de HOUNSFIELD
IH =
µ - µeau
µeau
Os = +1000
Eau = 0
Air = -1000
JL RIU ICR2008
x1000
Intérêt du TDM
2 – La correction d’atténuation
TDM permet
• obtenir une cartographie des µ
• connaître les organes « diminuants » l’émission
• Donner une valeur correctrice aux photons atténués
poumon gauche, le médiastin et le cœur,
le poumon droit et la paroi thoracique droite
avant de "sortir" de l'organisme
Paroi thoracique gauche
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CONCLUSION
• intéresse à la dimension moléculaire, et
métabolique de la maladie.
• modifier la prise en charge du cancer :
stadification et efficacité thérapeutique
• préfigure l’imagerie médicale de demain :
Nouvelles molécules et machines hybrides
TEP-IRM
JL RIU ICR2008
MERCI DE VOTRE ATTENTION