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Médecine nucléaire



La radioactivité au service du diagnostic et des thérapies

La Médecine Nucléaire est devenue en France une spécialité médicale de haut niveau. Elle se définit comme regroupant l'ensemble des techniques utilisant les radio-éléments chez l'être humain, que ce soit à des fins diagnostiques, thérapeutiques ou encore de recherches en biologie.

Grâce à l'utilisation de radio-isotopes en médecine et à un matériel de détection approprié, de nombreuses explorations du fonctionnement de nos organes ont été rendues possibles. Ces techniques de visualisation des fonctions du corps humain ont permis de mieux connaitre le vivant et de mieux le soigner. Elles ont mis à la disposition des biologistes et des médecins nucléaires des outils de diagnostic extraordinaires que ne pouvaient pas fournir les techniques de radiologie.

Pour le diagnostic, grâce à l’injection du traceur radioactif in vivo, le médecin nucléaire peut accéder à une imagerie fonctionnelle et métabolique permettant la détection de lésions profondes, la surveillance de leur évolution ainsi que le guidage précis du geste chirurgical si nécessaire. Deux techniques existent : la scintigraphie gamma et la tomographie à émission de positons.

Dans le domaine de la thérapie, le produit radioactif permet de détruire les cellules cancéreuses en introduisant des doses élevées de rayonnements. Grâce à l’injection ciblée de médicaments radio-pharmaceutiques, il est possible de traiter, par exemple certains cancers comme l’hyperthyroïdie et la synovite. Ils sont également utilisés pour le traitement palliatif de la douleur liée aux cancers secondaires.

On estime en 2016 à 35 millions le nombre de personnes qui ont recours à la médecine nucléaire, soit pour un diagnostic, soit pour une thérapie. La demande en radio-isotopes pour ces diagnostics et thérapies est en forte augmentation à l'échelle mondiale, à la fois dans les pays développés et ceux en voie de développement rapide comme la Chine et l'Inde.

En 2017, la France comptait 750 médecins spécialistes répartis au sein de plus de 200 centres de médecine nucléaire. Le nombre de diagnostics réalisés, principalement des scintigraphies, était de un million et demi, en augmentation de 9% par an.

Exploration du cerveau
Les techniques de scintigraphies sont très employées pour les diagnostics et l'exploration des fonctions du vivant. La fixation du produit radiopharmaceutique est fonction du flux sanguin cérébral. Elle est maximale dans les zones les plus actives, coloriées ici en rouge. Cette comparaison de coupes du cerveau pour une personne normale et une personne atteinte de la maladie d'Alzheimer montre les zones atteintes. La fixation est faible dans les régions peu fonctionnelles et forte dans les régions cérébrales trés actives.
André Aurengo, Hôpital Pitié-Salpétrière

C'est en 1923, que Georg von Hevesy découvre la méthode des indicateurs. Mais c'est principalement la découverte de la radioactivité artificielle en 1934 par Irène et Frédéric Joliot-Curie qui a mis à la disposition des médecins et des biologistes une panoplie d'isotopes radioactifs conduisant à l'établissement de diagnostics précis.

Les progrès techniques en détection permettent d'enregistrer des rayonnements gamma très peu intenses et de faire des examens délicats sans perturber l'organe observé. Les médecins nucléaires peuvent maintenant choisir les molécules marquées par des radio-isotopes les plus appropriés pour la fonction ou l'organe à explorer. Ces molécules marquées par des radio-isotopes sont appelées traceurs radioactifs ou radiopharmaceutiques.

Des progrès spectaculaires ont été réalisés depuis que l'Iode-131 a été utilisé pour la première fois à la fin des années quarante pour étudier sa fixation dans la glande thyroïde.

Les applications actuelles sont multiples : scintigraphies osseuses avec des phosphonates marqués au technétium-99m, scintigraphie du myocarde au thallium-201, scintigraphie de la thyroïde à l'iode-123, scintigraphie pulmonaire de ventilation au krypton-81m... Tous ces examens donnent des renseignements irremplaçables pour la thérapie dans de nombreuses circonstances. L'instrument de prédilection de ces techniques est la gamma-caméra dont sont équipés de très nombreux hôpitaux.

On utilise aussi des émetteurs à positons (oxygène, fluor…) qui servent de marqueurs de molécules légères en « tomographie par émission de positons » ou TEP. Cette technique a apporté un nouveau mode d'exploration dans l'étude du cerveau et des maladies cérébrales, sans traumatisme pour la personne. Aujourd'hui, elle révolutionne la cancérologie dans la détection à un stade très précoce des tumeurs ou autres métastases que les autres techniques d'imagerie ne peuvent révéler.

Diagnostic en TEP
Les examens de médecine nucléaire révèlent ce que des examens classiques ne sauraient diagnostiquer. La figure montre deux balayages corps entiers obtenus sur deux patientes par tomographie par émission de positons (TEP). L'image de gauche est normale : l'image de droite est celle d'une patiente avec une tumeur au poumon consécutive à un cancer du sein. Le balayage montre un accroissement de la consommation de Fluore-18 FDG dans la tumeur, les tumeurs en développement utilisant davantage de glucose que les tissus normaux.
DOE/BER

Les radioisotopes sont utilisés en thérapies. Dans le cas de la radiothérapie métabolique, des isotopes radioactifs sont fixées sur les cellules malades cibles avec des produits radiopharmaceutiques appropriés. Les effets des rayons (généralement bêta) sont locaux et utilisés à des fins thérapeutiques, curatives ou palliatives. Les Curiethérapies dont l'origine remonte à Pierre et Marie Curie relèvent du même principe. Les curiethérapies permettent en particulier le traitements des cancers de la prostate. Enfin, avec la protonthérapie, et à l'avenir l'hadronthérapie, des faisceaux de particules bombardent avec précision des cellules malades difficiles à atteindre.

En dehors de la Médecine Nucléaire d'autres sources de rayonnements sont utilisées. La plupart des radiothérapies modernes utilisent des rayons X produits par des petits accélérateurs, que l'on peut diriger avec précision sur les tumeurs. Pour des examens aussi répadus que les scanners, on utilise également des rayons X issus de petits accélérateurs.


Traduction anglaise