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Imagerie Nucléaire



Gamma-caméras et TEP : des outils de diagnostic

L'imagerie nucléaire a révolutionné la médecine et les sciences du vivant en apportant des images de l'intérieur du corps humain et de son fonctionnement. L'imagerie nucléaire offre des outils remarquables pour la compréhension des maladies, le dépistage précoce des cancers, ou encore les recherches sur la maladie d'Alzheimer. Les quantités d'atomes radioactifs injectées en diagnostic sont infinitésimales, voisines de quelques milliardièmes de gramme. Elles ne perturbent pas le comportement biologique et le métabolisme des organes et tissus.

Les deux appareils les plus utilisés sont la gamma-caméra et les caméras TEP (tomographie par émission de positons). Les gamma-caméras sont de loin les plus répandues.

Un ou deux rayons gamma
Pour obtenir une image avec une gamma-caméra ou une caméra TEP, on introduit dans l'organisme, généralement par voie intraveineuse, un produit radioactif qui se fixe sélectivement sur l'organe à explorer. Un système de détection extrêmement sensible observe les rayons gamma émis par les atomes radioactifs. Dans une gamma-caméra, la détermination de l'origine de l'émission nécessite une collimation mécanique (canaux en plomb sélectionnant les photons ayant une direction donnée). Dans le cas de la tomographie par émission de positons, deux photons sont émis dos à dos simultanément. La direction de l'émission est donnée par les deux détecteurs positionnés à 180° l'un de l'autre.
André Aurengo Hôpital Pitié-Salpêtrière

Les deux types de caméra sont conçues pour détecter des photons gamma , les seuls rayonnements radioactifs à même d’émerger du corps humain pour y être détectés. Pour la gamma-caméra, il s'agit de rayonnements gamma issus de désintégrations radioactives ; pour la TEP, les gamma résultent d'une réaction d'annihilation matière (électron) - antimatière (positon).

Pour obtenir une image, on introduit dans l’organisme un produit radioactif se fixant sélectivement sur l’organe à explorer et émettant soit des rayonnements gamma, soit des positons. Un système de détection très sensible observe les photons émis par les atomes radioactifs. Ces photons sont suffisamment nombreux pour reconstituer la façon dont les atomes se sont fixés dans l’organe (*).

Scintigraphies par gamma-caméra
Gamma-caméra par émission de photons : cet appareil, très répandu en diagnostic, fournit une image fonctionnelle d’un organe après administration au patient d’un traceur spécifique le plus souvent par voie intraveineuse, comme le thallium-201 pour le myocarde . Les atomes radioactifs émettent des photons captés par deux détecteurs plans placés à 180° ou 45° selon l’examen. Les scintigraphies sont des examens de cliniques routine qui permettent le diagnostic, l’aide à la décision thérapeutique, l’évaluation des maladies et du pronostic.
CEA - L.MEDARD(SHFJ)

Les détecteurs les plus efficaces sont les scintillateurs, d'où le nom de scintigraphie donné aux examens effectués avec une gamma-caméra. Pour ces scintigraphies, les marqueurs sont des isotopes qui vivent assez longtemps pour être acheminés de leur lieu de production à un hôpital, ce qui explique qu'un très grand nombre d'hôpitaux en soient équipés. Ces marqueurs sont des atomes lourds - technétium, thallium - qui peuvent se fixer sur un organe grâce à un produit radiopharmaceutique, mais qui n'interviennent normalement pas dans le métabolisme.

L'élément émetteur de positon le plus utilisé en TEP est le désoxyglucose marqué au fluor 18 radioactif. Le désoxyglucose se fixe de manière plus intense sur tous les tissus malins qu'il permet de détecter. Mais la TEP permet aussi d'utiliser directement des éléments chimiques (oxygène, carbone, azote, etc...) qui jouent un rôle clé dans le fonctionnement de la matière vivante. La TEP offre l’avantage de pouvoir étudier comment fonctionnent et croissent les cellules au sein de l’organe mis en images. Certains ont pu la qualifier de machine à filmer le métabolisme.

Tomographie par émission de positons (TEP)
Les positons émis par les radiopharmaceutiques préalablement injectés au patient sont détectés par la caméra TEP ; ce qui permet, après analyse informatique, de reconstituer une image à « dimensions de l'organe étudié. Cette technique est utilisée pour pratiquer des examens neurologiques, cardiaques et oncologiques. L'acquisition des images peut durer de 30 minutes en cardiologie, à plusieurs heures lorsque le corps entier est examiné, pour la recherche de métastases par exemple.
C.Boulze/CEA

Les domaines dans lesquels la tomographie par émission de positons apporte une contribution décisive sont les cancers, les maladies cardiaques et la neurologie. La TEP est capable de dépister si des tissus se comportent d'une manière anormale, bien avant que des anomalies soient révélées par un scanner ou un examen par Imagerie par Résonance Magnétique (IRM).

Cet appareil nécessite des investissements coûteux dus à la courte durée des radioéléments qui doivent être produits à l'hôpital ou à proximité immédiate. Mais ces coûts sont compensés par la sûreté et la grande sensibilité du diagnostic pour décider d'un traitement et effectuer un suivi thérapeutique. On peut ainsi éviter des actes chirurgicaux inutiles. En cancérologie, l'examen permet de suivre la réponse du patient au traitement. On peut ainsi décider ou non de le poursuivre.

Traduction anglaise