Transcript diaporama - Biophysique et Médecine Nucléaire

IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
IMAGERIE SCINTIGRAPHIQUE
Formation Générale en Sciences
Médicales – 2° année
Module biopathologie-imagerie
Denis Mariano-Goulart
Faculté de médecine et CHRU de Montpellier
http:\\scinti.etud.univ-montp1.fr
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
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
Imagerie médicale
ANATOMIQUE
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
Imagerie médicale
ANATOMIQUE
FONCTIONNELLE
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
Imagerie médicale
ANATOMIQUE
METABOLIQUE
FONCTIONNELLE
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
Médecine Nucléaire
Utilisation de
marqueurs
radioactifs
pour
tracer
le devenir
d’un
vecteur
(atome,
molécule,
cellule)
dans un but
diagnostique
IMAGERIE
DIAGNOSTIQUE
METABOLIQUE
IMAGERIE DIAGNOSTIQUE FONCTIONNELLE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
Médecine Nucléaire
Utilisation de
marqueurs
radioactifs
pour
tracer
le devenir
d’un
vecteur
dans un but
diagnostique
ou
thérapeutique
IMAGERIE
DIAGNOSTIQUE
METABOLIQUE
RADIOTHERAPIE METABOLIQUE
VECTORISEE
DETECTION PER-OPERATOIRE
DOSAGES RADIOIMMUNOLOGIQUES
IMAGERIE DIAGNOSTIQUE FONCTIONNELLE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
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
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
UN PEU D’HISTOIRE
Anger
γ
VECTEUR
99
43
Tc
détecteur à
Villard
1900
1934
γ-caméra
scintillation
1940
1950
1956
Traceurs cliniques γ
1970 1979
2000 2005
FDG
détecteur à
Curie
CZT
TEP
coïncidence
e+
Fermi
18
9
Pauli
F
VECTEUR
γ
e-
γ
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
LES TRACEURS RADIOACTIFS
Quel marqueur radioactif ?
Quelle molécule vectrice ?
Comment les associer ?
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
VOCABULAIRE
• Marqueur: Atome détectable
99
43
Tc
• Vecteur: Molécule / cellule d’intérêt
• Traceur: Marqueur lié au vecteur
99
43
Tc
• Scintigraphie:
Distribution 2 ou 3D d’un traceur radioactif
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
MARQUEURS RADIOACTIFS
ISOTOPE
DIAGNOSTIC
IN VIVO ou
DETECTION
EMETTEURS DE
PHOTONS
PENETRANTS
PEU DIFFUSES
⇒ β+ ou γ
⇒ IONISANTS
RADIO
PROTECTION
PROPRIETES
PEU IRRADIANTS
⇒ T courtes : sec – h
⇒ ISOTOPES ARTIFICIELS
(RENDUS)
SPECIFIQUES D’UN
METABOLISME
⇒ AFFINITE
CHIMIQUE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
MARQUEURS RADIOACTIFS
ISOTOPE
DIAGNOSTIC
IN VIVO ou
DETECTION
DIAGNOSTIC
IN VITRO
(RIA)
EMETTEURS DE
PHOTONS
PENETRANTS
PEU DIFFUSES
⇒ β+ ou γ
⇒ IONISANTS
COMPTAGE
⇒ X ou γ
d’énergie faible
RADIO
PROTECTION
PROPRIETES
PEU IRRADIANTS
⇒ T courtes : sec – h
⇒ ISOTOPES ARTIFICIELS
(RENDUS)
SPECIFIQUES D’UN
METABOLISME
⇒ AFFINITE
CHIMIQUE
AFFINITE POUR LE
CORPS A DOSER
125
14
⇒ 53 I, 6 C …
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
MARQUEURS RADIOACTIFS
ISOTOPE
DIAGNOSTIC
IN VIVO ou
DETECTION
DIAGNOSTIC
IN VITRO
(RIA)
THERAPIE
EMETTEURS DE
PHOTONS
PENETRANTS
PEU DIFFUSES
⇒ β+ ou γ
⇒ IONISANTS
RADIO
PROTECTION
PROPRIETES
PEU IRRADIANTS
⇒ T courtes : sec – h
⇒ ISOTOPES ARTIFICIELS
(RENDUS)
SPECIFIQUES D’UN
METABOLISME
⇒ AFFINITE
CHIMIQUE
COMPTAGE
⇒ X ou γ
d’énergie faible
EMETTEURS DE
PARTICULES
IRRADIANTES
AFFINITE POUR LE
CORPS A DOSER
125
14
⇒ 53 I, 6 C …
PARCOURS COURTS
⇒ α ou β
⇒T assez courtes : jour
⇒ ISOTOPES ARTIFICIELS
(RENDUS)
SPECIFIQUES D’UNE
PATHOLOGIE
⇒ AFFINITE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
VECTEURS
Simples isotopes radioactifs (aérosols, colloïdes)
99
201
123
Diagnostic (γ) : 43Tc , 81Tl , 53 I ,
32
186
169
Thérapie (β) : 15 P , 68 Er , 75 Re ,
Molécules,
133
54
81
Kr , 6731 Ga
Xe , 36
90
131
Ra , …
39Y , 53 I ,
223
88
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
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.
OH
11
18
+
Marqueurs β : 6 C, 9 F
HO
Marqueurs γ : 123 I
HO
53
Les liaisons simples C-Métal sont instables dans l’eau
Groupe complexant avec plusieurs donneurs d’eExemple : Tétradentate :
H
N
Seulement pour de grosses
molécules vectrices.
OH
F
marqueur métallique :
O
N
H
O
||
Tc
||
O
H
N
N
H
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
TRACEURS γ
Marqueur
GENERATEUR
T
Vecteur
Fonction
6h
HDP, HMPAO, ECD, MIBI, TF,
MAA, AERO, MAG3, GB, GR
Os, Cerveau, Myocarde
Poumon, rein, infection, sang
In
2,8 j
pentétréotide
somatostatine
Xe
5,2 j
-
Volumes pulmonaires
99
43
Tc
111
49
133
54
81
36
Kr
13 s
-
Débits bronchiques
67
31
Ga
3,3 j
Citrate de gallium
inflammation
3j
-
Cancer, perfusion
myocardique
201
81
Tl
123
53
I
13 h
MIBG
Noradrénaline (cœur,
médullosurrénale)
131
53
I
8j
Noriodocholestérol
corticosurrénale
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
TRACEURS γ : A ↑, T ≈ jour
Marqueur
GENERATEUR
T
Vecteur
Fonction
6h
HDP, HMPAO, ECD, MIBI, TF,
MAA, AERO, MAG3, GB, GR
Os, Cerveau, Myocarde
Poumon, rein, infection, sang
In
2,8 j
pentétréotide
somatostatine
Xe
5,2 j
-
Volumes pulmonaires
99
43
Tc
111
49
133
54
81
36
Kr
13 s
-
Débits bronchiques
67
31
Ga
3,3 j
Citrate de gallium
inflammation
3j
-
Cancer, perfusion
myocardique
201
81
Tl
123
53
I
13 h
MIBG
Noradrénaline (cœur,
médullosurrénale)
131
53
I
8j
Noriodocholestérol
corticosurrénale
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
TRACEURS β+
Marqueur
18
9F
G
E
N
E
R
A
T
E
U
R
S
15
8
11
6
O
C
T (min)
110
2
20
13
7
N
10
NH3
Perfusion myocardique
Rb
1¼
68
-
Perfusion myocardique
DOTA-Peptides
-
Cancers
Infections
82
37
68
31
Ga
Vecteur
Fonction
FDG
Cancer, cardio., neuro.
O2, CO2, H2O, CO
Volémie, DSC
Met, opiacés,
BZD, D2, S2
Cancers, récepteurs
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
TRACEURS β+ : A ↓, T ≈ minute
Marqueur
18
9F
G
E
N
E
R
A
T
E
U
R
S
15
8
11
6
O
C
T (min)
110
2
20
13
7
N
10
NH3
Perfusion myocardique
Rb
1¼
68
-
Perfusion myocardique
DOTA-Peptides
-
Cancers
Infections
82
37
68
31
Ga
Vecteur
Fonction
FDG
Cancer, cardio., neuro.
O2, CO2, H2O, CO
Volémie, DSC
Met, opiacés,
BZD, D2, S2
Cancers, récepteurs
☺ Générateurs de rubidium et de gallium
☺ Marquage des petites molécules de base de la biochimie,
mais gestion délicate des périodes très courtes
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
PRODUCTION DU
99
42
β-
99
42
Mo
→
T1 = 66 h
Tc m + −10e − + 00ν
99
43
Réacteur nucléaire
(activation neutronique
du 98Mo
ou fission de l’235U)
Mo
THERAPIE
99mTc
RIA
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
PRODUCTION DU
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
18F
E. Lawrence
1930
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
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
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
TRACEUR RADIOACTIF
RIA
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
133
54
99
43
Xe
Tc
SCINTIGRAPHIES γ
Technétium :
201
81Tl
hématies et polynucléaires,
123
Métabolisme: os, thyroïde, rein,
131
53 I
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
T = (13 sec) 6 h – 8 jours; E = 70-374 keV
81
36
Kr
111
49
In
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
15
8
SCINTIGRAPHIES
11
6
O
C
+
β
Fluor : cancer, infection,hypoxie,
inflammation, métabolisme cérébral
Azote: perfusion myocardique (NH3)
Carbone : cancer, méthionine, opiacés,
benzodiazépines, récepteurs à la
dopamine, à la sérotonine.
Oxygène: débit sanguin cérébral,
volémie: O2, CO2, H20, CO
Rubidium : perfusion myocardique
Gallium : peptides (cancers), infection
T = 1 – 110 min; E = 511 keV
13
7
N
82
37
Rb
18
9
F
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
SYNTHESE 1
Imagerie moléculaire et fonctionnelle
Détection per-opératoire, thérapie et RIA
Marqueur radio-isotope artificiel :
γ (TEMP), β+ (TEP), β (Thérap.)
Vecteur: atome, molécule(s), cellule
Liaison facile halo-chalcogènes
Groupe complexant pour les métaux
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
DU TRACEUR A L’IMAGE
Scintigraphie γ
Scintigraphie β+
Corrections des artefacts
RIA
DOSIMETRIE
GAMMA-CAMERA
Collimateur
*
Scintillateur
*
TEMP
Photo-multiplicateur
Localisation
Tomographie par Emission de Mono Photonique γ = SPECT
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
γ
f1
I0
p
γ
f2
99
43
Tc
fn
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
γ
COLLIMATEUR
f1
I0
p
γ
f2
fn
p = R 1f1 + R 2 f 2 + ... + R n f n
99
43
Tc
résolution ≈ cm
bruit de Poisson
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
γ (TEMP)
f1
I0
γ
99
43
Tc
f2
RIA
pJ
fn
p1 = R 11f1 + R 12 f 2 + ... + R 1n f n
…
p m = R 1m f1 + R m2 f 2 + ... + R mn f n
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
GAMMA-CAMERA
Scintillateur
*
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
*
TEP
Photo-multiplicateur
Tomographie par Emission de Positons = PET
Localisation
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
+
β
THERAPIE
fi
8
O
γ
γ
18
9
F
DOSIMETRIE
(TEP 2D)
pJ
18
RIA
Coïncidence à τ près ?
p j = ∑ R ij f i
?
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
+
β
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
(TEP 3D)
TEP sans collimateur
pJ
fi
18
8
O
γ
γ
18
9
F
Coïncidence à τ près ?
τ ≈ 5 ns
p j = ∑ R ij f i
pJ’
?
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
+
β (TEP 3D-TOF)
TEP en temps de vol
t2
pJ
L1
18
8
fi
t1
O
γ
γ
18
9
F
Coïncidence à τ près ?
|t1-t2|= |L1-L2|/c < τ ≈ 5 ns
p j = ∑ R ij f i
pJ’
?
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
DETECTEURS ANGER TEP (1956)
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DETECTEURS ANGER DE γ
X-
collimateur
X+
i
X=
t
X+ − X−
X+ + X−
1
PM
γ
p
S
Scintillateur
-1
Spectroscopie
UV
-
Localisation
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DETECTEURS Cadmium Zinc Telluride
e-
γ
SENSIBILITE x 5-10
RESOLUTION x 2
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
MODES D’ACQUISITION
Planaire
5’
Balayage corps entier
15’
Dynamique
1’
RIA
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
MODES D’ACQUISITION
Tomographique
Synchronisé à l’ECG
ou à la respiration (TEP)
RIA
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
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
RESOLUTION
Ordres de grandeur des LMH (mm)
5
TEMP-CZT
TEP
15
10
TEMP
SCINTI. PLANAIRE
contact
50 cm
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
EFFET DE VOLUME PARTIEL
Ordres de grandeur des LMH (mm)
5
TEMP-CZT
TEP
10
SCINTI. PLANAIRE
15
TEMP
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
ATTENUATION PHOTO-ELECTRIQUE
TEMP
TEP
Z3
µPE ≈ k 3 ρ
E
détection des coïncidences
Mineur par rapport à l’atténuation Compton à 70-511 keV en biologie
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
ATTENUATION COMPTON
TEMP
TEP
µC ≈ k' ρ
détection des coïncidences
Mode d’atténuation majeur à 70-511 keV en biologie
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
ATTENUATIONS
E (keV)
CDAeau (cm)
70
3
511
7
Flou
Sous-estimation
des activités profondes
µC ≈ k' ρ
Z3
µPE ≈ k 3 ρ
E
La correction
nécessite la
connaissance
des ρ traversés
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
CORRECTION DE L’ATTENUATION
TDM
Identification de 3 phases par seuillage de la TDM
TEP
TEMP
imagerie
multi-modale
Correction par un facteur
exp(µosxos+µmouxmou+µairxair)
Plus facile à mettre en œuvre
(donc plus précise) en TEP qu’en TEMP
µ511(air)
µ511(mou)
µ511(os)
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
RESULTATS
• Correction
d’artefacts
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
RESULTATS
• Correction
d’artefacts
• Localisation
anatomique
• Interprétation multimodale
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
COINCIDENCES FORTUITES
TEP
Cext
Corrections possibles :
1- en retranchant Cext
2- A partir des comptages
totaux T :
F = 2.τ.T(d1)T(d2) ∝ A2
3- Par fenêtre décalée
détection des coïncidences
Cet artefact ne concerne que l’imagerie en coïncidence TEP
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
COINCIDENCES FORTUITES
F
Détecteur 1
À 511 keV
V
Détecteur 2
À 511 keV
τ
et
Diapositive
masquée
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
COINCIDENCES FORTUITES
Diapositive
masquée
F
Détecteur 1
À 511 keV
V
Détecteur 2
À 511 keV
τ
et
et
-
Retard
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
SYNTHESE 2
Détecteurs de γ : 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
SYNTHESE 2 bis
TEMP γ
TEMP-CZT γ
TEP β+
Marqueur
A ↑ T≈h
A ↑ T≈h
A ↓ T≈min
Marquage
complexe 9943Tc
complexe 9943Tc
Nb. traceurs
↑↑
↑↑
Images
2D, 3D, ±CA, TDM 3D, ±CA, TDM
18
9
F
↑
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
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
Exemple de scintigraphies diagnostiques
Os, thyroïde, cœur, poumon, rein,
cerveau, cancers, infections…
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
SCINTIGRAPHIES FREQUENTES
France, 2007: 1 million de scintigraphies (33 millions monde)
100 000
84 000
tep ↑ thyroïde
400 /j
250 000
poumon
rein
orl
coeur ↑
63 000
28 000
24 000
1000 /j
48 000
os →
1700 /j
41,9 %
430 000 examens/an en France
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
DEROULEMENT D’UN EXAMEN
médication, stress…
IV*
TEMP
Consultation
0-3h
½ h acquis.
Dextro
IV*
TEP
Consultation
A jeun de 6h
0 - 1 h repos
½ h acquis.
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
REMODELLEMENT OSSEUX
OSTEONECROSE
METASTASES
BIPHOSPHONATE-
99mTc
NORMAL
18F-Na
# CUBOIDE G
BIPHOSPHONATE-
99mTc
Indications: fracture, algodystrophie, tumeur, infection, nécrose, arthrite…
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
PATHOLOGIES INFECTIEUSES
BP-Tc
Spondylodiscite
BP-Tc
PN-HMPAO-Tc
Ostéomyélite Ostéite hallux
FDG
FDG
Spondylite à brucella
Infection VCS sur cathéter
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
PERFUSION MYOCARDIQUE
ISCHEMIE ANTERO-LATERALE
NECROSE APICALE
CATION LIPOPHILE – 99mTc ou 201Tl
Indications : coronaropathies
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
INNERVATION MYOCARDIQUE
Indications : insuffisance cardiaque
MIBG -
123I
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
CONTRACTION CARDIAQUE
HEMATIE –
99mTc
Indications : insuffisance cardiaque
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
CONTRACTION CARDIAQUE
VTD
FE
VTS
TFS
HEMATIE –
Indications : insuffisance cardiaque
99mTc
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
NODULES THYROIDIENS
NODULE FROID
NODULE CHAUD
BASEDOW
99mTc
- O4-
cancer ⇒ froid
chaud ⇒ bénin
mais une ponction
sous échographie
est plus efficace
Indications : hyperthyroïdie (iodo-induite, toxique, Basedow), bilan de goitre
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
VENTILATION ET PERFUSION PULMONAIRES
PERFUSION
99mTc – Albumine
VENTILATION
99mTc – C-Aérosol
Indications :
Embolie pulmonaire,
HTAP,
Pré-lobectomie,
Malformations
EMBOLIE PULMONAIRE BILATERALE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
SCINTIGRAPHIES RENALES
99mTc-DMSA
Indications :
Pyélonéphrites,
obstacles, HTA,…
99mTc-MAG
3
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
SCINTIGRAPHIES CEREBRALES
Alzheimer
normal
m99Tc-ECD
Parkinson
Indications :
tumeur
201 Tl
Démences, Parkinson
épilepsies, tumeurs.
18F-DG
18F-DOPA
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
CANCERS TRES DIFFERENCIES
METATSTASES DE CARCINOIDE
Indications :
Tumeurs neuro-endocrines ou du
tractus gastro-entéro-pancréatique
OCTREOTIDE - In 111
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
CANCERS TRES DIFFERENCIES
123 I –MIBG
Indications :
Phéochromocytome
para-gangliome
OCTREOTIDE - In 111
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
CANCERS PEU DIFFERENCIES
Glut 1(-7)
Glucose
Glucose
HK,GK
Ribulose-5P
Ribose-5P
G6P
F6P
PFK
F1,6 2P
Glyceraldehyde 3P
PK
Pyruvate
Glycolyse
Lactate
ATP
Ac-CoA
O2
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
METABOLISME CELLULAIRE DU GLUCOSE
Glut 1(-7)
GF, Ras
Ribulose-5P
Ribose-5P
Nucléotides
Glut 1(-7)
Glucose
Glucose
HK,GK
1.e
ff
et
W
ar
b
ur
g
G6P
F6P
PFK
F1,6 2P
Glyceraldehyde 3P
PK
Pyruvate
Effet Warburg
Glut 1(-7)
Lactate
ATP
Ac-CoA
O2
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
Métabolisme du
DIAGNOSTIC
THERAPIE
18FDG
Hyperfixation en cas de :
Cancer
Hypoxie
Inflammation ou infection
(risque de faux positif)
Risque de faux négatifs si cancer :
très différencié
pauci-cellulaire
infra-centimétriques (volume partiel)
RIA
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
INDICATIONS DE LA TEP
RIA
DOSIMETRIE
18FDG
Diagnostic, bilan d’extension, suivi de cancers
Pleuro-pulmonaires, lymphomes, ORL, mélanome
Digestifs, thyroïde, gynécologique, sarcome.
Suivi 3 mois après radiothérapie, 3 semaines après chimiothérapie
Cardiologie
Viabilité myocardique
Perfusion myocardique
Neurologie
Epilepsies pharmaco-résistantes
Démences
Pathologies infectieuses
Fièvre prolongée d’origine indéterminée, tuberculose
Pathologies inflammatoires
Vascularites, sarcoïdose
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
EXEMPLES DE TEP
THERAPIE
18FDG
ADENOCARCINOME T3N3M0
ARTERITE ET
NEOPLASIE PULMONAIRE
NORMAL
RIA
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
EXEMPLES DE TEP
THERAPIE
RIA
18FDG
METASTASES HEPATIQUES D’UN CANCER DE L’OESOPHAGE
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
EXEMPLES DE TEP
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
18FDG
ADENOPATHIE JUGULO-DIGASTRIQUE
LYMPHOME
DE HODGKIN
NEO LARYNX + ADN + T2N2M0 LSD
MELANOME
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
EXEMPLES DE TEP
THERAPIE
18FDG
↓ perfusion
ischémie viable
HIBERNATION ANTERO-SEPTO-APICALE
RIA
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
EXEMPLES DE TEP
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
18FDG
PARKINSON
EPILEPSIE
1
0
0
0
18F-DG
18F-DOPA
ALZHEIMER
18F-Ethyl-Spipérone
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
DETECTION PEROPERATOIRE
99mTc-nanocolloïde
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
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…
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
THERAPIE METABOLIQUE
Cancers thyroïdiens, hyperthyroïdie,
Synoviorthèses,
Métastases osseuses,
Lymphomes, tumeurs cérébrales…
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
RADIOTHEAPIE METABOLIQUE
Néoplasies thyroïdiennes
131
53
I
131
53
I
Hyperthyroïdies
131
53
I
β
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
RADIOTHEAPIE METABOLIQUE
Synoviorthèses
injection intra-articulaire sous scopie
irradiation de l’hyperplasie synoviale
indications : monoarthrites inflammatoires non aigües
3 radioisotopes β- : erbium, rhénium et ytrium
169
68
Er (parcours moyen des e- : 0,5 mm)
186
75
Re (parcours moyen des e- : 1,0 mm)
doigts
épaules, coudes, poignets, chevilles
90
39
Y (parcours moyen des e- : 3,5 mm)
hanches, genoux
β
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
RADIOTHEAPIE METABOLIQUE
β
Antalgie de métastases osseuses
eIonisations sur quelques mm
153
62
Sm
+BP
89
38
Sr
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
RADIOTHEAPIE METABOLIQUE α
Traitement des métastases de cancers de
prostate par le Ra (α)
223
88
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
DOSAGES DE LABORATOIRE
Radio Immuno Analyse (RIA)
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
DOSAGES RADIOIMMUNOLOGIQUES
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
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
RISQUE DOSIMETRIQUE
DOSIMETRIE
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
RAYONNEMENTS IONISANTS
H
H+
-
H
O
-
e- et H• réducteurs
-
OH• • oxydant
-
- -
-
Photon X ou γ
H
O
-
Énergie moyenne d’une
ionisation de l’eau
: 32 eV
-
- -
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
Procédé
DOSIMETRIE
DOSIMETRIE
Dose efficace (mSv)
0,01 – 10 mSv
Quelques références :
Irradiation naturelle moyenne :
2,5 mSv / an
France : 1-6 mSv
Ramsar (Iran) : 250 mSv/an
TDM TAP non diagnostique
7
0,3 – 20 mSv
Vol Paris-New-York : 0,05 mSv
Au niveau mondial :
202 103 homme.Sv pour 33 . 106 scintigraphies (5 %)
4000 103 homme.Sv pour 3600 . 106 radiographies (95 %)
, MIBG
OCTREOSCAN
Thallium, rubidium
12
20
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.
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
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)
IMAGERIE
TRACEURS RADIOACTIFS
SCINTIGRAPHIE
DIAGNOSTIC
THERAPIE
RIA
DOSIMETRIE
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
MERCI POUR VOTRE ATTENTION
http:\\scinti.etud.univ-montp1.fr