FI-FDG en can

APPLICATIONS MÉDICALES DES ACCÉLÉRATEURSDE PARTICULES
)-
La
tomographie
de
positons
en
cancérologie
par
au
Mots clés
émission
[ " FI-FDG
N Par J.N. Talbot, Y. Petegnief, K. Kerrou, F. Montravers, D. Grahek, N. Younsi
Service de Médecine Nucléaire et Centre TEP AP-HP, Hôpital Tenon, Paris
La tomographie
notamment
permettre
1.
par émission
de positons
utilisée
en cancérologie.
d'étendre
ses applications
Introduction
Les techniques physiques récentespour la détection des
photons d'énergie comprises entre 100 et 600 keV trouvent
un débouché naturel et rapidement perçu par le public dans
le domaine du diagnostic médical, ce qu'on l'on appelle
communément l'imagerie médicale. Deux spécialités
médicales font appel à cette imagerie par photons X ou
gamma : la radiologie et la médecine nucléaire. En radiologie conventionnelle tout comme en tomodensitométrie
(scanner), la source de photons est externe au patient et
l'image est reconstituéeun peu comme une ombre chinoise
en mesurant les variations d'atténuation du flux des
photons selon les structures traversées.
En médecine nucléaire, l'approche est différente : la
source de photons, un émetteur radioactif de faible activité,
est injectée au patient dont les organes à examiner
deviennent une sourcephotonique très peu intense. Il s'agit
est une technique
Des recherches
à d'autres
photonsd'énergiecomprisesentre 100et 600keVtrouvent un
débouché naturel et rapidementperçu par le public dans le
domaine du diagnostic médical, ce qu'on l'on appelle
communément l'imagerie médicale. Deux spécialités
médicales font appel à cette imagerie par photons X ou
gamma: la radiologieet la médecinenucléaire.En radiologie
conventionnelletout commeen tomodensitométrie(scanner),
la source de photons est externe au patient et l'image est
reconstituéeun peu commeune ombrechinoise en mesurant
les variations d'atténuation du flux des photons selon les
structurestraversées.
. En médecinenucléaire,l'approcheest différente : la source
de photons, un émetteur radioactif de faible activité, est
injectée au patient dont les organes à examiner deviennent
une source photoniquetrès peu intense.
REE
N'4
1
devraient
spécialités
médicales.
de réaliser, en détectant ces photons émis en flux très faible
dans toutes les directions de l'espace, des images fonctionnelles susceptibles de mettre en évidence les dysfonctionnements accompagnant la maladie. Les médicaments
radioactifs utilisés dans ce but sont souvent de structure
chimique très simple, par exemple l'iode-123 pour la
scintigraphie de la glande thyroïde qui incorpore
avidement l'iode ou le thallium-201 analoguedu potassium
pour la scintigraphie du myocarde. Le glucose est un
substrat énergétique particulièrement important et une
molécule chimiquement simple, mais il ne peut pas être
utilisé en scintigraphie traditionnelle, d'une part parce qu'il
est consommé dans une proportion importante, et d'autre
part parce que cette petite molécule ne se prête pas au
marquage par les radionucléïdes habituels de la scintigraphie ( " Te ou 1131).Depuis quelques années, c'est un
analogue du glucose, le fluorodésoxyglucose marqué au
fluor-18 ou [ " FI-FDG qui s'est imposé pour réaliser in
S
. Les techniques physiquesrécentes pour la détection des
nouvelle
y
N 0
. Recentphysicaltechniquesfor detectingphotonsat energy
levels from 100to 600keV find natural applicationin medical
imaging,a diagnostictechnique much in the public eye.Two
medical specialitiesin particular make extensiveuse of X or
gammaphoton imaging: radiology and nuclear medicine. In
conventional radiologyand tomodensitometry(scanners),the
photonsource is externalto the patient andthe imageis built
up «magic-lantern» fashion by measuringthe differences in
photonflux attenuationas the photonspassthroughthe body
structures.
. In nuclearmedicine,a different approachis used: the organs
under examinationare themselvestransformed into a verylow-intensity photon source by injecting the patient with a
low-radioactivityemittingagent.
1 La tomographie par émission de positons au [ " FI-FDGen cancérologie
vivo une image scintigraphique de la consommation du
glucose par les tissus, en particulier cancéreux. Le fluor18 émet des électrons positifs ou positons qui se dématérialisent, au terme de leur parcours dans la matière, avec
un électron ordinaire pour donner naissanceà deux photons
d'annihilation d'énergie égale à 511 keV, partant selon la
même ligne droite dansdes directions opposées(Fig. 1). La
détection en coïncidence de ces deux photons permet de
reconstituer une image tomographique, la tomographie par
émission de positons ou TEP. Par rapport à la scintigraphie
traditionnelle, la TEP a des avantagesdémontrés en termes
de résolution de l'image ; elle a aussi des contraintes spéci-
..
...
1-
Il'
I
fiques. Nous allons rapporter brièvement les problèmes
posés par la détection en coïncidence, indiquer les bases
techniquesdes solutions actuellement retenuespour cela et
évoquer l'apport médical de cette technique nouvelle.
radiopharmaceutique
"I0
photonde 511keV
Figure 2. CnméraTEPdédiée.
posîtion
position
électron
Les constructeurs proposent également la détection en
coïncidence des photons d'annihilation grâce à des
gammacaméras(dites TEDC) dotéesde deux ou trois têtes
détectrices et qui restent également disponibles pour
d'autres examens de scintigraphie «traditionnelle ». Notre
équipe dispose également d'une telle machine TEDC
(Fig. 3) à trois détecteurs qui sont disposés en U pour
effectuer la tomographie par émission de positons.
photonde511
kev
Figure 1. Émissionde deux photons de dématérialisation
à chaque désintégration du radionucléide.
i
2.
Détection
en coïncidence
d'annihilation
des photons
('F pouvant être substitué à OH,'IC, 110,'IN...)
qui se
dématérialisent en 2 photons d'énergie 511 keV émis selon
la même direction mais en sens opposé (Fig. 1).
Grâce à un anneau comportant un ensemble de détecteurs se faisant face, on peut détecter ces photons en coïncidence, c'est à dire en associant comme provenant de la
même annihilation les photons qui sont été détectés durant
le même intervalle de temps très court appelé fenêtre
temporelle. On obtient une image tomographique de plus
haute résolution qu'en scintigraphie conventionnelle, sans
utiliser de collimateur. Notre équipe dispose d'une telle
machine (Fig. 2) uniquementdédiée à la tomographiepar
émissionde positons (TEP dédiée).
__
a.,
Comme nous l'avons indiqué brièvement, les radionucléïdes isotopes des atomes composant les molécules
biologiques naturelles n'émettent pas de rayons gamma
d'énergie décelable par les gammacamérasqui réalisent les
scintigraphies conventionnelles. Par contre, plusieurs
d'entre eux sont émetteurs de positons ou rayons bêta +
_. ,
i
..
x
` : "'F.a
ra.,tyt :
F.
;
,.
x,..
Figure 3. GammacaméraTEDC.
Le principe de détectionest plus simple à décrire dans
le casd'une caméraTEDC à deuxdétecteursplacésde part
et d'autre du patient. C'est ce que les figures suivantes
illustrent, même si l'on conçoit que la disposition de
matricesde détecteurstout autourdu patient(caméraTEP
dédiée) permet une détection géométriquement plus
efficace.
2.1.
Détection, discrimination en énergie
Les détecteurs actuels sont basés sur la scintillation
produite dans un cristal par chaque photon de 511 keV.
Dans le meilleur cas, il faut que la scintillation corresponde à toute l'énergie du photon et qu'elle permette de la
détermineravec précision, qu'elle soit intense et de courte
durée afin de raccourcir la fenêtre temporelle. C'est la
1
APPLICATIONS MÉDICALES DES ACCÉLÉRATEURSDE PARTICULES
mapores
nature du cristal qui module ces paramètres. Actuellement,
les cristaux les plus utilisés sont le BGO, utilisé en matrice
de petits détecteurs dans les machines TEP dédiées, et le
Na 1 utilisé en cristaux détecteur de bien plus grande
surface dans les machines TEDC et certaines machines
TEP dédiées. La scintillation est ensuite transformée en
impulsion électrique par un ou plusieurs photomultiplicateurs. Cette impulsion permet de connaître l'énergie
déposée par le photon. Un système de discrimination
permet de ne retenir qu'un pic correspondant à 511 keV
plus ou moins une tolérance appelée fenêtre d'énergie, de
l'ordre de 20%. Ce pic correspond donc aux photons non
diffusés au sein du patient et dont l'énergie est totalement
absorbée par le cristal soit en une seule interaction, soit
après une ou plusieurs diffusions Compton dans le
détecteur. Enfin un système électronique analyse les
impulsions d'énergie convenable reçues en coïncidence,
c'est-à-dire dans la même fenêtre temporelle, provenant a
priori d'une annihilation d'un positon (Fig. 4).
.-*l
4
Détection
d'évél s
simultanés
2.2.
Collimation électronique
En éliminant les collimateurs, toute la surface détectrice peut être illuminée, sanslimitation due au masquage
par les septas des collimateurs, ce qui améliore la
résolution (Fig. 5).
De plus, sans collimateur, le détecteur reçoit tous les
photons dont la trajectoire passe par son plan et non plus
seulement ceux qui ont une direction perpendiculaire à sa
surface, ce qui augmente la sensibilité de détection. Avec
la collimation électronique, on acquiert donc simultanément des projections multiples correspondant à des
angles différents entre plan des détecteurset direction des
photons de dématérialisation (projections virtuelles).
2.3.
Différents types d'événements détectés
2.3.1. Coïncidences vraies
Il s'agit des événements détectéssimultanément sur les
deux détecteurs,issus de la même annihilation d'un positon
et correspondant à des photons d'énergie 5 11 keV n'ayant
subi aucune diffusion sur leur parcours. Ce sont ces événements correspondant à des coïncidences vraies que l'on
cherche à détecter (Fig. 4).
2.3.2. Événements correspondant à
des rayonnements diffusés
7-
Ce sont des événements détectés simultanément qui
sont issus de la même annihilation. Mais, comme l'un ou
l'autre des deux photons a subi une déviation de trajectoire
au sein du malade, l'hypothèse que le positon se soit
dématérialisé le long d'une ligne rejoignant les points de
détection est fausse (Fig. 6). Ce phénomène de diffusion
1
Figure 4. Détectionde coïncidence.
dégrade donc la qualité de l'image et réduit son contraste.
wl14,
2-it
1
1 -*,.,
1
if
qei
5
g
m
14
TEMP avec collimateur
un seul angle de détection
à chaque postiondu détecteur
REE
1
*
TEDC sans collimateur
nombreuxangies de projection possibles
à chaque position du détecteur
Figure 5.
7<Wt<MC
!'f!Mp/ !te
Tomoscintigraphie
avecet sans
collimateur à l'aide
d'un radionucléide
bétal.
La tomographie
par émission
de positons au ['$F] -FDG
Heureusement l'énergie du photon diffusé est inférieure à
5 11 keV. On peut réduire les effets de ce phénomène par
un ajustement de la fenêtre d'énergie et en adaptant la
géométrie du système d'acquisition : écartement maximal
des détecteurs et/ou interposition de filtres axiaux ou septa.
--- - -- - 1
2.4.
en cancérologie I
Les paramètres
techniques,
la durée
de l'examen
2.4.1.
Optimisation
de l'activité
injectée
Afin d'augmenter le taux de comptage des événements
en coïncidence, donc le caractère riche et informatif
de
l'image, une première approche consiste à augmenter le
flux de photons émis, donc l'activité
de [F] -FDG
eÎ,.,
1 1 -,4
V,ae direction
injectée. Mais une activité injectée plus élevée risque de
faire apparaître les phénomènes d'empilement
voire de
n fi. 1//*- de cdincidence
Fausse di.
decoinciclecnce ------ > 1
due
àladiffusion
del'un
des
photons
paralysie complète du détecteur. De plus, on augmente
ainsi la proportion
de coïncidences
fortuites.
Pour
diminuer cette proportion, on peut limiter le champ vu
par chaque portion du détecteur, en plaçant selon un axe
longitudinal des barres de plomb qui arrêtent les photons
dont la direction est oblique (Fig. 8). Grâce à ces filtres
axiaux ou septa, on réalise ce que l'on appelle une acquisition en mode 2D (qui correspond
à l'essentiel
de
1
Figure 6. Erreur de direction de coiilcidence par diffusion
d'un des pl2otons de dématérinlisntion.
2.3.3.
Coïncidences
fortuites
Elles correspondent à des photons émis lors de l'annihilation de positons différents, mais détectés dans la même
fenêtre temporelle (Fig. 7). L'effet sur la qualité de l'image est
identique aux effets produits par le phénomène de diffusion
avec production uniforme de bruit de fond. On peut limiter ces
effets en réduisant la fenêtre temporelle de coïncidence, en
interposant des filtres axiaux ou septa entre le patient et les
détecteurs (Fig. 8) et en réduisant le taux de comptage, donc
en injectant une activité plus faible de FDG au patient.
1
v
[7
i
Figure 7. Coincidence fortuite.
Cri
Filtre a
e ....
fortuite.Il.
fortuite
cldence
v
l'expérience
clinique actuelle). En diminuant la fenêtre
temporelle
et en améliorant
les caractéristiques
des
cristaux détecteurs ( « nouveaux » cristaux de LSO ou
GSO), on peut parvenir à un résultat au moins équivalent
en se passant des septa, ce qui permet, vu le plus grand
rendement de détection des photons, d'injecter
une
activité plus faible de FDG. Cette acquisition sans septa
dite 3D qui se développe depuis quelques années autorise
donc une économie de FDG, substance très coûteuse et
dont la durée de vie est très brève, et une moindre
irradiation du patient.
2.4.2.
L'acquisition
des images tomographiques
du
« corps entier » et la correction d'atténuation
Dans le cas des machines en anneau, seul le lit
d'examen portant le patient se déplace. Chaque position du
lit correspond à l'acquisition
des événements issus d'un
champ de vue large d'une quinzaine de centimètres. Afin
d'améliorer
la qualité des images, on acquiert, pour
chacune des positions successives du lit, non seulement les
images liées à l'émission des photons d'annihilation
dont
nous venons de parler, mais aussi des images de transmission analogues au images radiologiques de scanner. La
source est donc dans ce cas extérieure au patient. Il peut
s'agir soit d'une source radioactive soit d'un tube à rayons
X. Ces images de transmission permettent de différencier
les structures qui absorbent peu les photons de 511 keV
comme par exemple les poumons remplis d'air de celles
qui les absorbent bien plus comme par exemple les
muscles, le sang et a fortiori l'os. On peut ainsi comiger
l'effet de l'écran que constituent ces dernières lors de la
détection des photons émis par le FDG.
Dans le cas des machines TEDC avec une géométrie de
détection plus restreinte, on réalise, pour chaque position
du lit, une rotation incrémentielle
lente des détecteurs
autour du malade. A chaque rotation (180'pour
chaque
tête), un champ utile de 35 cm est exploré.
La durée de l'examen dépend bien sûr de l'efficacité de
la détection. Avec toutes les machines actuelles, on est
Figure 8. Filtres axiaux. Réducti.on significative des
évérieinents diffuses ou aléatoires durant l'acquisition.
obligé pour ne pas trop la prolonger, de se limiter dans la
plupart des indications de cancérologie à un champ allant
REE
1
APPLICATIONS
a
MÉDICALES
DES ACCÉLÉRATEURS
DE PARTICULES
> ê.e :P : ê : -r ois)
2
.........
Figure 9. Fusion entre une image TDM (fenêtre osseuse)
et les foyers malins (en blanc) détectés en TEDC au FDG
7'St,yII I
T p,.` i
FP
y
tl'
!I,I fll
afin d'optimiser la radiothérapie d'un patient atteint
de cancer du poumon. Découverte d'une lésion
secondaire. Reconstruction tridimensionnelle
présentée selon divers angles.
de la base du crâne jusqu'au
haut des cuisses. Dans ces
conditions, la durée habituelle d'un examen est de un heure
et demi à deux heures en TEDC 2D, environ une heure sur
une machine
TEP dédiée
et probablement
quarante
minutes sur une machine TEP équipées de cristaux plus
performants (LSO ou GSO). On est évidemment très loin
des durées brèves des examens TDM où le flux sortant du
tube à rayons X est bien supérieur et l'on voit l'intérêt
toute innovation conduisant à l'amélioration
de,
du rendement
de détection.
2.4.3.
Traitement
grâce à différents algorithmes de reconstruction itérative tel
de vraisemblance,
sous-ensembles dédiés,
gradients conjugués... (OS EM-ML,
3.
Utilité clinique de la
tep
EM-ML,
GC...).
au fdg
en
cancérologie
3.1.
Nature et propriétés
C'est la molécule
du ['8f] -fdg
de glucose où l'on a remplacé (en
plusieurs étapes) le groupement hydroxyl (OH) en position
2 par un atome de fluor (petit atome modifiant peu la forme
de la molécule) radioactif,
qui doit être produit dans un
cyclotron médical. Sa demi-vie de 110 min est courte, mais
suffisante pour en permettre la livraison à distance du site
de production.
Après injection
intraveineuse,
ce glucose
est capté de façon analogue au glucose par les
cellules consommatrices
mais n'est pas utilisable
cellule où il s'accumule.
La radioactivité
alors le flux d'entrée cellulaire
en glucose
régulée par l'insuline.
REE
N'4
1
par la
locale reflète
du glucose et permet la
détection des sites cancéreux dont la concentration
cellulaire
Le cerveau est visualisé
de façon intense puisque le
glucose constitue son substrat énergétique essentiel.
Le glucose est également consommé par les muscles et
en particulier le myocarde, en concurrence avec les catabolites des graisses. Pour diminuer la fixation myocardique
et musculaire, l'injection est effectuée chez le patient à
est
également visualisé car le FDG n'est pas réabsorbé au
niveau du rein, contrairement au glucose, et il existe une
élimination urinaire.
Une fixation
d'intensité
plus faible et plus diffuse est
généralement observée au niveau d'autres organes en particulier la cavité buccale et le pharynx, le foie, la rate et la
moelle osseuse. Au niveau du tube digestif, une fixation
décelable est également fréquente, en particulier au niveau
de l'estomac et surtout du côlon. Le poumon apparaîtrait
actif du fait d'une moindre absorption des photons, la
correction d'atténuation
par source externe corrige cet
artefact. Enfin, une certaine activité dans le tissu situé
autour du point d'injection peut parfois être visible, bien
que l'injection
soit réalisée dans une perfusion
minimiser ce phénomène.
afin de
émetteur de positons. Le fluor-
18 (18F) est un radionucléïde
modifié
Aspect normal d'un examen au ['8f] -fdg
Il est illustré sur les coupes frontales (parallèles au front)
de la figure 9.
jeun et au repos musculaire.
Le système urinaire (reins et vessie essentiellement)
des données
Après création ou acquisition des ces pseudo-projections, les coupes peuvent être reconstruites selon les 3 axes
que maximum
3.2.
est anormalement
intra-
élevée et non
3.3.
Détection
grâce
non invasive du tissu cancéreux
au [f] -fdg
Le mécanisme d'accumulation
du FDG, lié à une
surconsommation du glucose pour les besoins énergétiques
de la cellule maligne, est commun aux divers cancers et
n'est pas spécifique d'un type histologique.
L'efficacité de la détection (en considérant une machine
détectrice donnée) dépend d'une part de l'avidité de la
tumeur pour le glucose. Les tumeurs agressives ou mal
différenciées
fixent généralement
davantage que les
cancers bien différenciés (par exemple, le tissu néoplasique thyroïdien
différencié
ou neuroendocrine
fixe
La tomographie
par émission
de positons
au ['IF] -FDG en cancérologie
généralement peu) ou que les cancers à cinétique de croissance lente (cancer de la prostate ou du rein).
. 'f''
D'autre part, la détection dépend du contraste entre la
radioactivité du tissu cancéreux et celle du tissu sain du
- - sagi-ttal-e- - --]
D
transverse
sagittale
AMT
même organe et des organes alentour. Comme il existe
une accumulation
physiologique
. ,îe. - - - ( " >
du FDG dans le cerveau,
carcinome
a cellule
a cellule
géante
géante
la détection des tumeurs cérébrales, bien que possible, en
est rendue plus difficile.
D
La 1 IC-méthionine,
__ iiéciose des 9/10ecle la ttiiiietir.- 1
autre traceur
TEP, est proposée dans cette indication. Cela s'applique
aussi, à des degrés variables, aux tumeurs du rein et des
voies urinaires, de l'estomac...
Enfin, une bonne détection nécessite que le FDG
s'accumule dans la cellule maligne or certains tissus et
certaines tumeurs (hépatocytaires)
l'histologie après biopsie était négative. Lafixation du FDG
évoque la malignité et conduit à l'intervention ; elle aurait pu
guider une autre biopsie.
possèdent une enzyme
3.4.3. Localisation
qui favorise la diffusion du FDG à l'extérieur de la cellule,
ce qui gène la détection, en particulier
pour certains
hépatocarcinomes.
Bien entendu, si l'accumulation
Figure 70. Aide à la caractérisation d'un nodule puliiionaire :
ce nodule pulmonaire inalin était nécrosé aux 9110 et
de la tumeur primitive
lorsqu'on
découvre un site métastatique
La TEP au FDG
du FDG évoque une
peut mettre
en évidence
un ou
ou secondaire (métastatique) de
plusieurs foyers jusque là inconnus dont on ne peut
toutefois affirmer la nature primitive ou métastatique ; la
caractérisation appartient encore une fois à l'histologie
ainsi guidée. Le site primitif est identifié dans près d'un
tiers des cas, et même davantage en ORL dans les « adéno-
Cependant, le repérage anatomique des foyers fixant le
FDG peut parfois être imprécis et la superposition des
pathies sans primitif connu », ce qui correspond à une
utilité non négligeable dans ce sous-groupe où elle vaut
zéro par définition pour l'imagerie conventionnelle.
pathologie
cancéreuse, elle ne constitue pas une preuve
comparable à un examen histologique et elle ne donne
aucun renseignement sur la forme histologique du cancer
ou sur la nature primitive
la lésion.
images avec celles de la TDM ou de l'IRM se développe.
Des machines associant TEP et TDM, combinant les
approches anatomiques et fonctionnelles, sont disponibles
commercialement depuis moins d'un an.
3.4.
Principales
circonstances
cliniques ou la tep
au fdg peut être utile
3.4.1.
Dépistage
La TEP au FDG est un examen trop long et trop coûteux
pour l'utiliser en dépistage systématique du cancer (ce qui
est très différent de la recherche systématique de récidive
3.4.4.
Bilan d'extension
initial d'une tumeur
maligne connue
C'est actuellement une indication majeure de l'examen.
Par exemple, dans nombre de pays développés, on n'opère
plus une masse pulmonaire maligne
sans disposer de
l'image TEP (Fig. 11). L'exactitude de la détection des
métastases ganglionnaires par TEDC, tout comme en TEP,
est apparue supérieure à celle de la TDM. La détection des
sites métastatiques est également très efficace grâce au
FDG qui permet de réaliser une image du corps entier en
un seul examen.
chez des patients ayant été traités pour cancer). De plus,
comme pour tous les examens d'imagerie, il existe des
résultats «faux positifs », en particulier en cas d'infection
ou d'inflammation
circonstances
active,
ce qui amènerait,
dans les
du dépistage où les sujets sont très majori-
tairement sains, à pratiquer des examens complémentaires
inutiles.
3.4.2.
Diagnostic
non invasif de malignité
lorsqu'une tumeur est connue
La TEP au FDG est potentiellement
indications
démontrées
certaines pathologies
mais les
restreintes
à
où la prévalence de cancer est élevée
et les techniques diagnostiques
peu satisfaisantes
utile,
sont actuellement
-y compris l'endoscopie-
: nodule pulmonaire
isolé (Fig.
10),
suspicion de cancer du pancréas. L'examen peut également
guider le geste biopsique vers les lésions métaboliquement
actives lorsque la tumeur apparaît inhomogène ou nécrosée
avec les méthodes anatomiques d'imagerie
(Fig. 10).
Figure B Bilan d'extension d'un adénocarcinome
pulmonaire du lobe supérieur droit. La TEP-FDG révèle une
métastasseganglionnaire axillaire controlatérale confirmé
histologiquenaent. La chirurgie a été remplacée par la
chimiothérapie.
1
APPLICATIONS MÉDICALES
De très nombreuses autres indications sont
proposées,
où le FDG peut orienter ou modifier la stratégie thérapeutique : lymphomes, mélanomes, sarcomes, cancer de la
tête et du cou, de l'oesophage, du pancréas, de l'ovaire, du
testicule... La place exacte de l'examen pour la recherche
préopératoire de métastases ganglionnaires (axillaires et
mammaires internes) dans le cancer du sein est en cours
d'évaluation.
3.4.5.
Évaluation
précoce de l'efficacité
de la
thérapie anticancéreuse
La fixation du FDG par le tissu cancéreux diminue voire
disparaît après un à deux cycles d'une chimiothérapie
efficace, bien avant que l'on ne puisse mesurer la réduction
du volume tumoral (Fig. 12). L'absence de diminution de
la fixation laisse présager une inefficacité de la chimio-
DES ACCÉLÉRATEURS DE PARTICULES
3.4.7.
a découvert
une récidive
grâce à une autre méthode diagnostique
L'examen
tances,
est très souvent pratiqué dans ces circons-
en particulier
si le foyer
de récidive
est en
apparence unique et qu'une intervention chirurgicale
une radiothérapie ciblée est envisagée. La sensibilité
l'examen
déceler
ou
de
et l'image du corps entier peuvent permettre de
d'autres
localisations
et de modifier
l'attitude
thérapeutique.
De plus, le FDG peut permettre une délimitation
exacte de la partie métaboliquement
plus
active de la récidive,
ce qui guide la thérapie.
3.4.8.
Utilité lorsqu'on
soupçonne une récidive du
fait de l'augmentation
thérapie, ce qui devrait permettre une adaptation précoce
de celle-ci (Fig. 13), diminuant le coût et les effets secondaires d'un traitement
inefficace.
Le FDG est même
proposé lors de la phase 1 des essais thérapeutiques pour
sélectionner les nouveaux médicaments anticancéreux.
Utilité lorsqu'on
circulante
de la concentration
d'un ou de plusieurs marqueurs
tumoraux
Les données de la littérature
et notre expérience nous
amènent à proposer l'examen au FDG en première ligne en
cas de réaugmentation
de la concentration
circulante d'un
marqueur tumoral. Il est en effet fréquent que les autres
méthodes d'imagerie ne localisent pas le foyer de récidive,
ce que l'on appelle alors « maladie occulte ». La sensibilité
de la TEP reste excellente dans ces cas a priori difficiles,
très supérieure à celle de l'imagerie
1*1
conventionnelle
(Figs.
14-17).
Transverse
Coronale
Sagittale
3D
"
\,, !.i
Figure 12. Contrôle de l'efficacité de la chimiothérapie
dans le cancer du sein.
'\
Post
Feet
Feet
Figure 14. Aiignieiitation isolée de LACE et du CA 153
TEDC-FDG : récidive isolée, ganglionnaire au niveau du
hile hépatique, confir-naée histologiquement.
\
'jjjâ
Figure 13. Cancer du sigmoide. Évaluation de métastases
hépatiques après chimiothérapie. TDM : images hépatiques
d'allure séquellaire. FDG : troisfoyers hépatiques.
&
4 " >ie, ; q
Mût/tCafi'on
!NMg<
?M<?nf de C/HM
!Of/:fap ;ë.
Modifïcation f/tgCpMfMë
thérapeutique ;: C/
changement
chimiothérapie.
3.4.6.
Recherche de tissu tumoral
d'une masse résiduelle
viable au sein
post-thérapique
C'est une indication fréquente qui a été proposée dès
1982 pour les tumeurs cérébrales. L'efficacité
a été
démontrée en TEP dans les lymphomes, les cancers de la
tête et du cou, du poumon, colorectaux et les sarcomes.
REE
N'4
1
Figure 15. Patiente atteinte d'un cancer du sigmoide traité 4
ans plus tôt. Élévation de la concentration circulante d'ACE
et CA 19-9. Imagerie conventionnelle normale. La TEDC au
FDG montre unfoyer pelvien.
Une cause technique rare de faux négatif est la position
distale inattendue d'un foyer qui ne se trouve pas dans le
champ examiné : pour ne pas prolonger l'examen, l'exploration est parfois délibérément
restreinte à une zone
limitée.
3.4.10.
" "''
Principales
causes de résultats faux positifs
La plupart des résultats faux positifs sont dus d'une part
à une mauvaise interprétation de fixations physiologiques
ou ne correspondant pas à une pathologie néoplasique :
muscles contractés après injection (en particulier en cas de
"
douleur),
fixation
myocardique
inhomogène,
activité
gastrique ou colique, stase dans l'arbre urinaire, diverticule vésical voire souillures urinaires. D'autre part, des
processus hypermétaboliques non malins peuvent fixer le
FDG : certaines tumeurs bénignes (le FDG peut par
C.,.P f
Figure 16. Cancer colique. Chimiothérapie prévue pour
élévation inexpliquée de LACE. La TEP an FDG montre un
foyer unique du dôme hépatique : décision de chirurgie.
exemple localiser les adénomes thyroïdiens ou parathyroïdiens), les zones cicatricielles actives après intervention
chirurgicale et surtout l'infection
et/ou l'inflammation
actives. Le FDG a aussi été proposé pour localiser les
suppurations profondes.
La prescription et l'interprétation
de l'examen doivent
prendre en compte ces circonstances particulières.
3.4.11.
Indications
cliniques reconnues,
contrindications,
secondaires
.,Iee
-
--,
,,* - ï »
e 1
précautions
et effets
Une préparation
commerciale
de FDG a reçu en
novembre 1998 une autorisation de mise sur le marché en
France avec les indications suivantes :
- Diagnostic primaire :
- diagnostic différentiel des masses pulmonaires.
- bilan
d'extension
initial
des lymphomes
.
w
Figure 17. Suspicion de récidive occule (augmentation isolée
de lA CE). La TEP an FDG montre un foyer unique
abdominal droit confirmé par l'histologie.
-
résiduelles
-
3.4.9.
Principales
causes de résultats faux négatifs
Les résultats faux négatifs sont avant tout dus à la taille
infracentimétrique
de la lésion. La résolution intrinsèque
de machines détectrices est actuellement de l'ordre de 4 à
5 mm, nettement inférieure à 1 cm. Cependant, la taille
minimale décelable in vivo est plus grande, en particulier
du fait des mouvements (au moins respiratoires) du patient
; elle dépend également du rapport de fixation entre le
tissu tumoral et les tissus avoisinants (en particulier au
voisinage du cerveau, du coeur, des reins ou de la vessie),
donc de l'avidité de la lésion pour le FDG. On rejoint ainsi
l'autre cause de faux négatif : les tumeurs quiescentes ou
sidérées par un thérapie récente, à faible activité métabolique ou largement nécrosées.
Le diabète sucré ou une surcharge glucosée risque de
diminuer la sensibilité de l'examen du fait de la compétition du glucose endogène et du FDG et de l'altération de
la pénétration intracellulaire des hydrates de carbone dans
la cellule.
hodgkiniens et non-hodgkiniens, des cancers du
poumon non à petites cellules,
des cancers du
rhinopharynx et des mélanomes.
Suivi thérapeutique précoce et recherche de maladies
: dans les lymphomes
hodgkiniens
et non-
hodgkiniens.
Récidives et métastases :
- cancers colorectaux : bilan d'opérabilité
- cancer du poumon non à petites cellules.
La grossesse est la seule contrindication,
comme pour
tous les examens comportant des radiations ionisantes,
même à faible dose. Il s'agit d'éviter l'irradiation du foetus
qui est plus sensible que l'enfant ou l'adulte. Dans l'incertitude, il ne faut pas pratiquer l'examen en cas de retard de
règles. Par contre, il n'y a pas de délai d'abstention de
grossesse après l'examen. Si la patiente allaite, l'allaitement doit être au moins suspendu durant plusieurs heures
ainsi que les contacts étroits entre la patiente et le
nourrisson.
Le diabète sucré n'est pas en soi une contrindication
mais la sensibilité de l'examen risque d'être diminuée.
Aucune précaution particulière
n'est à prendre, ni par le
patient (sauf de rester à jeun avec un bon apport hydrique),
ni avec le patient qui reste faiblement
irradiant après
l'examen, comme après une scintigraphie
du squelette
mais pour une durée beaucoup plus brève. L'irradiation du
REE
,N'4
Avril2002 1
MN
t
K C 0 @ f
APPLICATIONS MÉDICALES
)
DES ACCÉLÉRATEURS
DE PARTICULES
MW Repères
Figure 18. Aspect normal d'un
examen TEP au FDG (coupes
frontales).
patient lui-même
d'une scintigraphie
reste modérée, du même ordre que lors
du squelette et moindre que lors d'autre
scintigraphies
en cancérologie
(gallium,
ou pentétréotide
marqués à l'indium).
Le FDG
daire
est parfaitement
majeur
n'a
bien toléré
été rapporté
thallium,
anticorps
; aucun effet secon-
en plus
de 10 ans d'utili-
sation.
Aucun
effet
dans notre
service
Le produit
même
4.
secondaire
conduire
même
mineur
n'a été constaté
en 5 ans et plus de 3000 examens.
ne rend
pas somnolent
et le patient
peut
après l'examen.
Conclusion
La TEP est une technique
tique
dont
puisque
le potentiel
nouvelle
va bien au-delà
de très nombreuses
d'imagerie
diagnos-
de la cancérologie,
autres molécules
peuvent
être
marquées
avec le fluor-18
ou un autre radionucléïde
émetteur de positons.
L'optimisation
de la détection
des
photons
d'annihilation,
du traitement
informatique
images et de leur fusion avec les images
modalités
(Fig. 18) est loin d'être terminée
de ces
issues d'autres
et l'apport
des
physiciens
dans ces domaines,
qui a déjà été déterminant,
devrait être encore plus marqué dans un avenir proche.
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image
REE
1
'auteur
Jean-Noë ! Tatbot (Docteur en Médecine, Docteur ès Sciences) est
professeur de Biophysique à l'Université Pierre et Marie Curie et chef
du service de Médecine Nucléaire de l'hôpital Tenon (AP-HP) depuis
1990. Il préside le Comité de Pilotage du centre TEP AP-HP depuis
janvier 2000. Il est l'auteur d'un livre sur la scintigraphie, d'un CDROM sur la TEDC et de 70 articles scientifiques.