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Examens gamma camera



L'examen de médecine nucléaire le plus répandu

Les « gamma-caméras » ou caméras à scintillation sont des appareils qui permettent aux médecins nucléaires d'effectuer des « scintigraphies », examens qui fournissent des diagnostics détaillés sur le fonctionnement de la thyroïde, du cœur, des poumons, et de bien d'autres parties du corps. Les scintigraphies tirent leur nom de la faculté de certains cristaux, comme l'iodure de sodium, de scintiller (émission lumineuse) sous l'effet des rayonnements.

Fig.1 - Gamma-caméra à double-tête
Cette gamma-caméra est équipée d'une double tête de détection. La tête inférieure est en partie masquée sous le lit d'examen. L'ensemble peut se déplacer selon l'axe du lit pour effectuer une scintigraphie corps entier. On effectue ainsi une scintigraphie de face et une scintigraphie de dos avec la même quantité de traceur radioactif injecté. Comparée à une caméra TEP, une gamma-caméra, même à double tête, nécessite une installation peu lourde. Un grand nombre d'hôpitaux en sont équipés.
CHU Avicenne

L'examen consiste à administrer au patient par l'intermédiaire d'un produit radiopharmaceutique une molécule comportant un isotope radioactif émetteur de rayons gamma, car ces rayons pénétrants sont susceptibles de sortir du corps et d'atteindre les dispositifs de détection. La présence en son sein d'un isotope radioactif n'affecte en rien le comportement chimique ou biologique de la molécule. Mais les rayons gamma émis signalent son parcours. La molécule ainsi marquée dont on cherche à suivre le devenir dans l'organisme est choisie en fonction du diagnostic à effectuer. Une fraction minime d'isotope radioactif suffit, étant donnée l'extrême sensibilité des systèmes de détection capables de compter les désintégrations d'atomes individuels.

Les marqueurs choisis pour les scintigraphies 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. Le marqueur le plus utilisé est le technetium-99m un isotope du technetium dont l'avantage est de n'émettre que des rayons gamma. Les scintigraphiqes cardiaques utilisent du thallium-201.

Fig.2 - Principe de détection d'une gamma-caméra
Dans une gamma-caméra, chaque atome qui se désintègre émet un photon gamma. Connaissant la position de l'impact d'un de ces photons sur le détecteur, il faut connaître sa direction pour remonter au point d'origine. Une collimation est nécessaire. Cette collimation est obtenue par des canaux en plomb sélectionnant les photons ayant une direction donnée. Sur la figure, seul le photon A qui atteint le scintillateur sera détecté par les photomultiplicateurs, les photons B et C étant absorbés par le plomb. On demande aussi que l'énergie déposée dans le scintillateur corresponde à l'énergie attendue, 140 keV par exemple pour un gamma du technétium.
André Aurengo, Hôpital Pitié-Salpêtrière

Comme son nom l'indique, la « gamma-caméra » détecte les rayons gamma émis par le marqueur radioactif. L'impact de ces rayons gamma sur un cristal d'iodure de sodium génère des scintillations qui sont détectées par des photomultiplicateurs. Il s'agit, à partir de l'observation d'un grand nombre de scintillations, de localiser la position des atomes émetteurs de rayons gamma.

Les scintillateurs et photomultiplicateurs pour la détection des gamma sont maintenant de plus en plus remplacés par des détecteurs au silicium, moins encombrants, plus efficaces, plus précis. La résolution des images est améliorée d'autant, les expositions pour un examen ont été divisées par 2 voire parfois par 5.

Adapter la prise de données au diagnostic recherché

Les médecins nucléaires utilisent de plusieurs façons une gamma-caméra en fonction de l'organe et de la pathologie à étudier. Les différents types de fonctionnement de la gamma-caméra sont appelés modes d'acquisition.

En faisant tourner la caméra autour du patient, on obtient des scintigraphies prises à des angles différents. En combinant ces images planes, il est possible de reconstruire, grâce à l'informatique, des tomographies, des scintigraphies spatiales à 3 dimensions.

Grâce à l'informatique, des calculs complexes transforment la répartition de la radioactivité en information utile pour le médecin. Des images sont formées en une fraction de seconde. On peut suivre ainsi en temps réel le rythme de la contraction cardiaque ou la filtration du plasma sanguin dans un rein. Une scintigraphie par gamma-caméra donnera une image du squelette, en injectant dans une veine du malade une solution contenant un isotope radioactif se fixant de préférence sur les os. On détectera ainsi la présence d'éventuelles métastases osseuses.

Acquisitions des images
La figure montre trois modes courants d'acquisition en scintigraphie : un balayage « corps entier » obtenu en déplaçant la gamma-caméra à vitesse constante dans le cas d'une scintigraphie osseuse ; une image plane (projection) dans le cas d'une scintigraphie de la thyroïde ; des coupes tomographiques pour un examen cérébral.
A.Aurengo/ Hôpital Pitié-Salpêtrière

SCINTIGRAPHIES PAR GAMMA-CAMERA:
Scintigraphies osseuses
Scintigraphies thyroïdiennes
Scintigraphies cardiaques
Scintigraphies cérébrales
Scintigraphies rénales
Scintigraphies pulmonaires