Mise au point sur l`imagerie au FDG dans les cancers bronchiques.

J. Monteil, S. Verbeke, B. Melloni, F. Bertin, Th. Ducloux, J.C. Vandroux
Mise au point sur l'imagerie au FDG dans les cancers bronchiques.
1
Service de Médecine Nucléaire
Service de Pathologie Respiratoire
3
Service de Chirurgie Thoracique et Cardio-Vasculaire
- CHU - Limoges -
J. Monteil1, S. Verbeke1, B. Melloni2,
F. Bertin3, Th. Ducloux1
et J.C. Vandroux1
2
Résumé
Le but de cet article est de préciser la place de la scintigraphie au [18F]-FDG dans la
prise en charge des cancers bronchiques non à petites cellules en 2004. Nous détaillerons l’apport de la méthode, en précisant les différentes variantes techniques possibles, dans le diagnostic
de malignité des nodules pulmonaires isolés et en particulier pour les nodules de petite taille.
L’impact de la TEP dans le bilan d’extension loco-régionale et à distance sera actualisé à la
lumière des derniers résultats publiés à l’aide des machines TEP/TDM.
[18F]-FDG / TEP / Cancer bronchique / Imagerie
INTRODUCTION
!En France en 2000 avec 22 649 décès pour les hommes et 4 515 pour
les femmes, le cancer du poumon est
la première cause de décès par cancer pour l’homme (24,5 %) et la troisième (7,8 %) pour la femme [1]. La
fréquence du cancer augmente dans
tous les pays du tiers monde alors
qu’elle se stabilise dans les pays industrialisés. En France, de 1997 à 2002
le taux d’incidence standardisée régressait de 41,3 à 40,1p.100 000 alors
qu’il augmentait chez les femmes de
7,3 à 9,6 p.100 000 correspondant à
une progression annuelle de 5,6 %
[2]. Le pronostic des cancers non à
petites cellules dépend de l’extension initiale, de l’état général du patient et des possibilités d’exérèse chirurgicale. Les taux de guérison n’ont
guère évolué depuis une vingtaine
d’années et le cancer du poumon
reste un enjeu majeur de santé publique. Pour tous les stades confondus de cancer, le taux de survie n’est
que de 13 % à 5 ans, alors qu’après
chirurgie le taux de survie est de 25
à 35 % et de 5 % seulement, en cas
d’impossibilité de traitement chirurgical. Malheureusement, la prise en
charge chirurgicale ne concerne
qu’un patient sur cinq, compte tenu
du retard dans la découverte de la
maladie. Pourtant, lorsque les cancers
bronchiques sont détectés précocement, ils peuvent être traités par chirurgie, et la survie des patients peut
être de plus de 50 % à 5 ans. Pour
pouvoir choisir la thérapeutique (curative ou palliative), la mieux adaptée à chaque patient, il faut d’abord
faire le diagnostic de la maladie, puis
son bilan d’extension locale, régionale et à distance. La tomographie
d’émission de positons (TEP) représente une approche performante et
complémentaire des techniques ra-
Correspondance : Jacques Monteil
Service de Médecine Nucléaire - 2 Avenue Martin Luther-King - 87042 Limoges cedex
Fax: 05 55 05 61 95 - E-mail: [email protected]
Médecine Nucléaire -
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11
569
Mise au point sur l'imagerie au FDG dans les cancers bronchiques
diologiques conventionnelles pour
aider le clinicien à résoudre ces deux
problèmes majeurs de pratique clinique actuelle : préciser la nature d’un
nodule pulmonaire isolé et améliorer le bilan d’extension de la maladie confirmée.
L’augmentation du métabolisme
glucidique qui a été décrit pour les
cellules tumorales est la conséquence
de deux phénomènes différents :
· L’augmentation du transport du glucose par l’augmentation du nombre
des transporteurs (GLUT1) exprimés
à la surface cellulaire. La synthèse des
transporteurs membranaires est sous
la dépendance de l’expression du
gène qui code GLUT1 et qui s’intègre dans la cascade des événements
conduisant à la division cellulaire.
· L’augmentation de la glycolyse résultant de la dysrégulation de la
phosphorylation d’enzyme.
Quelle est la signification physio-pathologique de la fixation du FDG par
les cellules tumorales pulmonaires ?
D’une façon générale, la captation du
FDG peut refléter :
· le degré de la prolifération cellulaire,
· l’importance de la viabilité tumorale,
· le niveau de différenciation cellulaire,
· le degré de malignité et le grade histologique,
· l’importance de l’hypoxie [3],
· l’effet de la chimiothérapie[4,5].
L’augmentation précoce et paradoxale de la fixation du FDG s’accompagnant d’une baisse significative du
nombre de cellules tumorales peut
s’expliquer par l’adaptation métabolique des cellules survivant à la chimiothérapie.
· Une fixation du FDG par un granulome inf lammatoire intra ou
péritumoral décrite avec des modèles animaux [6].
Pour les cellules tumorales pulmonaires, la concentration tissulaire de
FDG a été trouvée corrélée avec le
nombre de cellules en prolifération,
avec une augmentation des capacités
de phosphorylation enzymatique
570
mais pas avec l’expression cellulaire
des transporteurs de glucose. La glycémie et le taux d’insulinémie au
moment de l’injection sont des paramètres qui modifient l’intensité de la
captation tumorale ce qui impose une
préparation particulière des patients
par un jeûne de 4 à 6 heures et la
limitation des examens chez le diabétique non équilibré.
EVALUATION DES NODULES
PULMONAIRES
!La caractérisation d’une anomalie
pulmonaire est un problème fréquent, estimé à 150 000 nodules découverts par an aux Etats-Unis. Un
nodule se différencie d’une masse
pulmonaire par un critère de taille qui
est en général de 3 cm. Plus de la
moitié des nodules découverts par
l’imagerie conventionnelle est d’origine bénigne. La survie des patients
porteurs de nodule malins (correspondant à des tumeurs de stade IA)
est de 50 à 75 % à 5 ans ce qui est le
cas des tumeurs opérables et diagnostiquées tôt.
Les perf
or
mances de détection des
perfor
ormances
lésions tumor
ales par l’ima
ger
ie au
tumorales
l’imag
erie
FDG est excellente avec une sensibilité de 89 à 100% pour les nodules ((T
Tableau II)) et de 93 à 100 % pour
les masses pulmonaires.
Les principales causes de faux négatif sont la taille des lésions, et l’origine histologique particulière avec
des lésions de type bronchiolo-alvéolaire ou carcinoïdes qui fixent peu
ou pas le FDG. Les effets de volume
partiel, qui dépendent de la résolution spatiale limitée des machines,
expliquent que des lésions de petite
taille peuvent ne pas être détectées.
Théoriquement cet effet de volume
partiel intéresse des lésions dont le
diamètre est inférieur à la moitié de
la limite de résolution des systèmes
(de 4 à 8 mm en fonction des générations des machines). En pratique, il
n’existe pas de valeur seuil précise
de limite de détection car l’intensité
de la fixation est un paramètre important dans la détectabilité des lésions.
Médecine Nucléaire -
De façon consensuelle, on considère
que la valeur limite de référence pour
la détectabilité des nodules est de 1
cm. Pour une lésion de plus de un
centimètre, l’exploration au FDG est
figure 1
fiable et reproductible (figure
1),
mais en dessous du centimètre, les
résultats (surtout négatifs) sont équivoques. Avec l’évolution technologique et l’amélioration des performances des caméras, on devrait assister à
une diminution de cette valeur de référence.
Les bons résultats de sensibilité de
l’ima
ger
ie FDG sont contr
ebalancés
l’imag
erie
contrebalancés
par des résultats de spécificité plus
disper
sés aav
vec des vvaleur
aleur
dispersés
aleurss allant de
52 à 100 % s’expliquant par la var ia
bilité du nombr
e de ffaux
aux positifs.
iabilité
nombre
Les lésions inflammatoires, granulomateuses (anthracose, sarcoïdose),
infectieuse (tuberculose) et mycosiques (histoplasmose aux Etats-Unis,
aspergillose) sont des causes assez
fréquentes de fixations pulmonaires
(ffigur
iguree 2
2). L’intensité de ces fixations
peut être parfois comparable à la fixation d’origine tumorale et pour améliorer les performances de l’imagerie
au FDG, on est tenté d’utiliser des
critères d’interprétation quantitatifs
ou des techniques particulières d’acquisition.
Méthode d’interprétation
!Il existe deux techniques principales d’interprétation de la scintigraphie
au FDG, soit par description soit par
quantification.
Interprétation visuelle
La méthode la plus simple est la description visuelle de toute les fixations
pulmonaires en tenant compte de l’aspect, de l’intensité et de la localisation anatomique sur les données
scintigraphiques acquise avec ou
sans correction d’atténuation et présentées en coupes dans les trois axes
(transverse, frontal et sagittal) ou en
projection 3D.
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11
J. Monteil, S. Verbeke, B. Melloni, F. Bertin, Th. Ducloux, J.C. Vandroux
Figure 1 - (A) opacité ronde de 20 mm du lobe inféreur gauche sur la TDM, chez un homme de 54 ans, fumeur (30 paquets-année),
correspondant à une lésion franchement hypermétabolique sans atteinte médiastinale à l’imagerie au FDG (B).
Il s’agissait d’un adénocarcinome T1 N0 M0.
Figure 2 - femme de 28 ans fumeuse (25 paquets-année). (A): opacité tissulaire bilobée de densité tissulaire de 22 mm (flèche
blanche) du segment apical du lobe inférieur droit sur la TDM correspondant à une hyperfixation intense du nodule (flèche noire)
sur la coupe correspondante en FDG (B) et en projection 3D (C). A noter un hypermétabolisme thymique (petite flèche grise) et la
fixation physiologique du cœur (grande flèche grise) et des cavités pyélocalicielles. La patiente a été opérée et il s’agissait d’un
granulome tuberculeux.
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571
Mise au point sur l'imagerie au FDG dans les cancers bronchiques
Comparaison à une zone de référence
La méthode de quantification la plus
simple est le rapport de l’activité enregistrée dans une région d'intérêt
(ROI) placée sur la lésion pulmonaire
que l’on compare à une zone de référence (intéressant soit le poumon
controlatéral, soit une structure musculaire, soit le médiastin).
Quantification par SUV
En pratique clinique, il peut être intéressant d’exprimer la quantification
de la fixation tissulaire de FDG dans
chaque pixel de l’image, par une valeur normalisée. Cette valeur intègre
l’activité injectée et la morphologie
du patient et ce n’est donc pas une
concentration radioactive en unité
absolue comme le kBq/mL. L’expression du "standardized uptake value"
(SUV) correspond à une normalisation du rapport de la fixation du traceur par l’activité injectée diluée dans
le volume du patient.
SUV = Fixation tissulaire(Bq/mL) /
(Activité injectée(Bq)/Volume (mL))
avec :
- la fixation tissulaire qui est la quantification de l’image de manière absolue en Bq/mL,
- l’activité injectée évaluée au moment de l’acquisition de l’image en
Bq,
- le volume du patient qui est en fait
son poids converti en mL d’eau pour
plus de facilité.
Il est possible de normaliser la quantification de FDG à la masse totale du
patient ou à sa masse maigre ou à sa
surface corporelle, pour minorer l’impact des variations fréquentes du
poids du patient pendant l’évolution
de la maladie ou après des traitements. Le calcul de SUV fluctue en
fonction de nombreux paramètres
tant physiologiques que techniques
qui imposent une méthodologie ri-
goureuse. Cette valeur quantitative
peut être utilisée avec une valeur seuil
pour préciser l’origine tumorale ou
pour donner une valeur pronostique
et surtout pour permettre des comparaisons de fixation entre des patients différents ou pour suivre l’évolution d’un même patient.
De façon simplifiée et dans le domaine de l’oncologie thoracique, l’utilisation d’un critère quantitatif dans
le diagnostic des nodules pulmonaires entraîne une diminution de la
sensibilité et une augmentation variable de la spécificité souvent non significatives par rapport à l’interprétaTableau I ).
tion visuelle (T
La valeur seuil la plus consensuelle
de 2,5 SUV per
met d’obtenir des
permet
perf
or
mances vvar
ar
iant pour la senperfor
ormances
ariant
sibilité de 81 % à 100 % et de 33 à
100 % pour la spécificité.
Ta bleau I - Compar
aison des cr
itèr
es d’interprétation quantitatifs et visuels
Comparaison
critèr
itères
572
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Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11
J. Monteil, S. Verbeke, B. Melloni, F. Bertin, Th. Ducloux, J.C. Vandroux
Autre méthode :
appr
oche compar
timentale
approche
compartimentale
Le SUV correspond à un paramètre
de dilution du FDG dans le volume
de l’organisme. Il est possible de calculer un indice correspondant à une
densité de récepteurs cellulaires de
glucose par une approche compartimentale avec une détermination des
taux d’échange entre les différents
compartiments. Les compartiments
correspondent en fait, soit à une étape
du métabolisme du traceur, soit à une
étape de la fixation du traceur. La cinétique d’échange du traceur entre
les différents compartiments est décrite par des équations différentielles
du premier ordre avec des taux
d’échange constants qu’il faut préciser. Pour résoudre les équations différentielles par la méthode des pentes [21,22], il faut connaître les taux
d’échange et obtenir des données
concrètes de variations dans le temps
des concentrations du radiotraceur
dans le plasma artériel. Il faut donc
obtenir des prélèvements artériels et
réaliser des acquisitions dynamiques,
ce qui représente des contraintes incompatibles avec des examens cliniques en routine.
Cas particuliers
et variantes histologiques
Les tumeur
cinoides
tumeurss car
carcinoides
Les tumeurs carcinoïdes fixent peu
ou pas le FDG avec des valeurs le plus
souvent inférieures à 2,5 SUV.
onchioloalvéolair
es
Les tumeur
tumeurss br
bronchioloalvéolair
onchioloalvéolaires
Les fixations des tumeurs bronchioloalvéolaires sont en général inférieures à celles des autres tumeurs pulmonaires tant en visuel qu’en SUV. Il
est donc reconnu que les lésions
bronchioloavéolaires sont souvent
des échecs de détection par la TEP
au FDG.
Les car
cinomes à petites cellules
carcinomes
Par contre, les carcinomes à petites
cellules ont des niveaux de fixation
tout à fait équivalents aux tumeurs
non à petites cellules.
Médecine Nucléaire -
Problèmes particuliers de détection
! Plusieurs raisons peuvent expliquer la diminution des performances
de l’imagerie au FDG en fonction de
la localisation anatomique de la lésion. Il est généralement admis que
des petites lésions basales sont plus
difficiles à détecter car :
- la respiration entraîne des mouvements dont l’amplitude augmente
vers la base et la périphérie du poumon,
- la fixation du bruit de fond (BDF)
augmente dans le poumon ventrobasal et dans le poumon cranio-caudal (autrement dit le BDF est plus faible en haut et en avant du poumon),
- et de plus la région basale droite reçoit plus de photons diffusés du foie
et la région para-cardiaque et basale
gauche reçoit plus de photons diffusés du cœur.
Les petites lésions basales sont les
plus dif
diffficiles à détecter à cause de
la respiration et de l’augmentation
du br
uit de ffond
ond en par
ticulier par
bruit
particulier
les photons dif
fusés d’or
ig
ine aabdobdodiffusés
d’orig
igine
minale.
Problème des lésions non fixantes
!Le point faible de l’exploration par
TEP au FDG est sa valeur prédictive
négative. En effet, même en respectant des critères de taille, la valeur
prédictive négative de l’imagerie au
FDG varie selon les études de 82 à
100 % soit en moyenne de 85 %. Ce
qui veut dire qu’approximativement
15 % des explorations négatives au
FDG sont des faux négatifs qui sont
en fait des lésions malignes.
Que faut-il faire de cette petite propor
tion de nodules non ffixant
ixant en
portion
TEP et qui peuvent être potentiellement malins?
Sur
veillance par TDM
Surv
Dans la problématique de ne pas passer à côté d’un cancer, il faut instituer une surveillance régulière, par
des examens tomodensitométriques
(TDM). Une TEP initiale non fixante
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11
élimine un carcinome pulmonaire de
haut grade d’évolution rapide, et une
surveillance de un à deux ans permettra de détecter des tumeurs peu
évolutives et plutôt de bon pronostic. Dans sa série de 185 patients avec
des nodules pulmonaires de 0,5 cm
à 3 cm, Marom à trouvé 5% de TEP
négatives correspondant à 9 patients
qu’il a suivis régulièrement. Après
une surveillance de deux ans en
moyenne et la progression du volume
lésionnel, la chirurgie a permis de
confirmer la nature tumorale des lésions (9/9), mais toutes de stade limité IA de bon pronostic. En effet, ces
patients qui ne fixaient pas le FDG
(faux négatifs du FDG initial) avaient
aussi une survie significativement
plus longue que les patients qui
fixaient le FDG dans le bilan initial
(p=0,04) [23].
Acquisition en 2 temps
Pour améliorer les performances de
l’imagerie au FDG, on peut essayer
d’augmenter le pouvoir discriminant
de la technique, en réalisant des études en deux temps. Le principe de la
sensibilisation de la méthode est d’utiliser la différence de captation entre
les cellules normales et les cellules
tumorales qui atteignent un plateau
de fixation souvent plus tardivement
que les cellules normales. Pour les
patients dont la fixation des nodules
est proche du seuil de 2,5 SUV, on
peut mesurer la captation du FDG, une
heure et trois heures après l’injection.
La fixation relative du FDG augmente
dans les lésions malignes et reste stable ou légèrement décroissante dans
les lésions non tumorales [24]. Dans
une étude sur 36 patients porteurs de
nodules pulmonaires et en utilisant
une valeur seuil de variation de 10 %
entre la captation précoce et tardive,
la sensibilité de l’imagerie TEP passe
de 80 à 100 %, au prix d’une diminution de la spécificité de 94 à 89 % [20].
L’augmentation de la fixation
médiastinale pourrait améliorer aussi
l’exactitude du bilan d’extension ganglionnaire dans le médiastin [25].
Synchronisation respiratoire
Sur les machines récentes, il est maintenant possible d’utiliser des dispositifs qui permettent de réaliser des
acquisitions synchronisées à la res-
573
Mise au point sur l'imagerie au FDG dans les cancers bronchiques
piration mais sur un volume limité
d’exploration du patient (correspondant à un ou deux champs de vue de
la TEP) centré sur la lésion. En limitant les mouvements respiratoires, la
synchronisation respiratoire permet
d’améliorer la quantification de la
fixation tumorale (de 7 à 150 % pour
7 patients étudiés) ainsi que la définition du volume tumoral [26].
Cas particulier des nodules < 1cm
!L’exploration des nodules infra-centimétriques par TEP a été peu étudiée
et peu publiée.
Dans une étude prospective, Nomori
étudiait 136 nodules non calcifiés inférieurs à 3 cm dont 81 étaient malins et 55 bénins. Pour les 116 nodules supra-centimétriques (73 malins
et 43 bénins), la TEP au FDG permettait d’obtenir 15 faux négatifs (FN) et
15 faux positifs (FP). Les 20 nodules
infra-centimétriques (8 malins et 12
bénins) étaient tous non fixants à la
TEP au FDG, ce qui donnait 8 FN et
12 vrais négatifs (VN). L’examen TDM
permettait de différencier 101 nodules solides (63 malins/38 bénins) et
15 lésions en verre dépoli (dont 10
d’origine maligne de type adénocarcinome). Sur les 10 lésions en verre
dépoli d’origine maligne, seule une
lésion captait le FDG et sur les 5 lésions bénignes en verre dépoli, 4 lésions fixaient le FDG (pneumonies
focales). Les performances de l’imagerie TEP donnent une sensibilité de
79 % et une spécificité de 65 % pour
tous les nodules. En différenciant les
nodules par leur aspect morphologique en TDM, la sensibilité du FDG est
de 10 % et la spécificité de 20 % pour
les nodules en images verre dépoli,
et de 90 % et 71 % respectivement
tableau II)
pour les nodules solides (tableau
II).
La conclusion de cette étude est que
les nodules infra-centimétriques ne
peuvent pas être évalués correctement en FDG de même que les nodules supra-centimétriques d’aspect
en verre dépoli à la TDM [27].
Un résultat contradictoire était obtenu par un travail récent, mais rétrospectif, portant sur 35 patients porteurs
de 36 nodules infra-centimétriques et
qui relatait des performances de
l’imagerie au FDG avec une sensibilité de 93 %, une spécificité 77 %, une
valeur prédictive positive (VPP) de
72 % et une valeur prédictive négative (VPN) de 94 % [28].
L’exploration des nodules infracentimétriques reste encore un domaine
peu étudié avec des résultats contradictoires. Avec les progrès technologiques prévisibles de résolution et de
sensibilité dans un avenir proche, on
peut espérer des résultats plus fiables
en routine clinique pour des lésions
de taille plus petite.
Ta bleau II : Résultat de la détection des nodules infr
a-centimétr
iques
infra-centimétr
a-centimétriques
STADIFICATION ET MODIFICATION
DE LA CONDUITE ÀTENIR
Conclusion sur l’exploration
des nodules pulmonaires
!En tenant compte de la probabilité
pré-test de la nature maligne du nodule en fonction du risque (âge, tabagisme, diamètre, caractère spiculé,
temps de doublement…), l’indication
de l’examen TEP est intéressant :
· lorsqu’il y a discordance entre le
risque et le résultat de la TDM (c’est à
dire pour les patients à faible probabilité mais d’aspect TDM malin, ou à
forte probabilité mais d’aspect TDM
bénin),
· dans les cas de probabilité intermédiaire,
· et pour les patients à risque pour la
chirurgie.
574
Extension tumorale (T)
!Les critères qui permettent de préciser l’extension tumorale T sont des
critères anatomiques qui ne peuvent
être donnés que par des méthodes
morphologiques précises et le stade
T est le mieux décrit par l’examen
TDM thoracique. Pour un nodule
parenchymateux de petite taille (de
type T1) l’imagerie TEP/FDG peut confirmer le stade avec fiabilité, mais
pour des stades supérieurs, la TEP
manque de résolution anatomique.
L’association de l’imagerie TEP/TDM
Médecine Nucléaire -
devrait avoir un impact en particulier
dans deux domaines précis :
· Devant la présence d’un nodule supplémentaire dans le même lobe que
la tumeur présumée. La fixation de
FDG par le deuxième nodule est un
argument supplémentaire de probabilité de malignité.
· La confirmation d’une atteinte pleurale. En effet, l’épanchement pleural
fréquent dans les tumeurs pulmonaires peut être d’origine réactionnelle
ou en rapport avec une atteinte pleufigure
rale de la maladie évolutive (figure
3 ). La fixation pleurale de FDG est un
signe probant d’atteinte maligne
[29,30] en se souvenant qu’un talcage
au préalable est responsable de fixations importantes diffuses et durables
de la plèvre.
· L’imagerie TEP reste très utile dans
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11
J. Monteil, S. Verbeke, B. Melloni, F. Bertin, Th. Ducloux, J.C. Vandroux
les situations cliniques particulières
comme après l’échec d’une biopsie
ou lorsque la biopsie est difficile à
réaliser techniquement et que le risque chirurgical et/ou le risque hémorragique sont importants.
Figur
xtension d’un adénocar
cinome lobair
ieur ggauche
auche a
vec épanched’extension
adénocarcinome
lobairee infér
inférieur
av
iguree 3 - Bilan d’e
ment pleural (a) chez un homme de 59 ans fumeur (40 paquets-année). Il existe une
hyperfixation très intense de la tumeur (flèche grise) avec un centre photopénique correspondant à de la nécrose centrale mais avec une atteinte pleurale maligne (flèche noire) en
imagerie au FDG en coupe (b) et en projection 3D (c).
Extension ganglionnaire (N)
L’e
xtension ganglionnair
e est l’ar!L
’extension
ganglionnaire
ise en
prise
gument majeur pour la pr
charge thérapeutique puisque l’atteinte médiastinale peut rendre le
patient inopérable.
L’extension ganglionnaire peut-être
précisée, invasivement par médiastinoscopie ou thoracoscopie, et non
invasivement par TDM ou TEP. Il est
utile de connaître la diffusion locorégionale préférentielle en fonction
de la localisation anatomique tumorale.
L’extension ganglionnaire est un facta
bleau V )
teur pronostique majeur (ta
tab
dont l’évaluation de référence reste
le contrôle histologique après
médiastinoscopie. La connaissance
du status nodal est fondamentale car
elle influence la prise en charge chi-
Médecine Nucléaire -
rurgicale du patient. Le but des techniques d’exploration de l’extension
ganglionnaire est de diminuer le nombre de patients opérés inutilement (ce
qui nécessite des techniques avec une
bonne valeur prédictive négative)
sans priver les patients du geste chirurgical curatif (par des techniques
avec peu de faux positifs).
La médiastinoscopie
Les limites de la médiastinoscopie se
résument à la possibilité de manquer
un site métastatique soit parce que
le prélèvement n’est pas contributif
soit parce que certains territoires ganglionnaires ne sont pas accessibles
anatomiquement par la médiastinoscopie (en particulier au niveau du
médiastin antérieur et de la fenêtre
aorto-pulmonaire). Malgré ces quelques limitations, la sensibilité de la
médiastinoscopie est de 90 % et reste
la technique de référence "gold stan-
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11
dard" à laquelle doivent être comparées les méthodes non invasives.
La TDM
L’atteinte nodale est considérée
comme spécifique en TDM lorsque
la taille du ganglion dépasse le centimètre. La limite de cette valeur centimétrique pour préciser l’atteinte nodale n’est pas une limite physique de
résolution mais une valeur seuil qui
permet de différencier l’origine maligne et réactionnelle avec la
meilleure sensibilité et spécificité. En
modifiant cette valeur seuil (parfois
en fonction des sites anatomiques
ganglionnaires) on peut modifier la
sensibilité au détriment de la spécificité et réciproquement. Les limites de
l’exploration par TDM s’expliquent
par le fait que l’atteinte métastatique
ganglionnaire débute sur des ganglions infra-centimétriques et que des
ganglions réactionnels ou inflammatoires peuvent être de grande taille
(>1cm). La faible sensibilité de la TDM
permet d’expliquer le nombre d’opérations inutiles chez des patients avec
une atteinte étendue sous évaluée. La
TDM reste l’examen essentiel de localisation
anatomique
des
adénomégalies, indispensable avant
toute programmation d’intervention
chirurgicale.
La TEP au FDG
Cette technique d’imagerie fonctionnelle ne dépend pas de façon directe
du volume ganglionnaire, mais de
son hypermétabolisme. Des ganglions
de petites tailles peuvent être d’origine tumorale et hypermétaboliques
et de gros ganglions réactionnels peuvent être faiblement hypermétaboliques. Dans l’extension ganglionnaire, de nombreuses études ont démontré la supériorité de l’imagerie au
FDG (avec des TEP comme avec des
tomographies d'émission de détection par coïncidence (TEDC) par rapport à l’imagerie morphologique par
tableau III
TDM (tableau
III).
575
Mise au point sur l'imagerie au FDG dans les cancers bronchiques
Ta bleau III - P
erf
or
mance de la TEP-FDG dans le bilan d’e
xtension ganglionnair
e
Perf
erfor
ormance
d’extension
ganglionnaire
Pour résumer les perf
or
mances de
perfor
ormances
ie au FDG dans l’e
xtension
l’ima
ger
l’imag
erie
l’extension
ganglionnaire, la sensibilité
moyenne est de 88 % et la spécificité moyenne de 91 % à comparer
au 63 % et 76 % respectivement
pour l’ima
ger
ie TDM.
erie
l’imag
L’imagerie TEP s’approche de la sensibilité de la médiastinoscopie mais
sans la limitation de l’exploration des
territoires anatomiques puisque la TEP
explore les hiles ou tout le médiasfigure 4
tin (figure
4). Ses limitations dépendent des limites de résolution avec
l’impossibilité de détecter des
micrométastases. La valeur prédictive
576
négative du FDG pour le médiastin
est beaucoup plus faible pour les tumeurs centrales proches du médiastin (VPN de 17 %) que pour les tumeurs périphériques (VPN de 96 %)
[50] car la fixation tumorale intense
proche des ganglions diminue les
performances de la technique.
Les principales causes de faux positifs de l’imagerie au FDG sont dues à
la captation élevée de FDG par les
granulomes macrophagiques rencontrés dans certains ganglions inflammatoires comme dans l’anthracose
figure 5
ou la sarcoïdose (figure
5). La valeur
prédictive négative importante de
Médecine Nucléaire -
l’imagerie au FDG (de 87 à 97 %) permet d’éviter une médiastinoscopie
préopératoire (et ce indépendamment de la taille des ganglions) et
permet de confier d’emblée le patient
au chirurgien pour un geste curatif.
L’exploration au FDG permet donc de
réduire le nombre de médiastinoscopies pré-opératoires. Les faux positifs inflammatoires qui ne sont pas
rares (avec un valeur prédictive positive de 43 à 93 %) imposent un contrôle histologique pour ne pas faire
récuser à tort des traitements chirurgicaux.
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11
J. Monteil, S. Verbeke, B. Melloni, F. Bertin, Th. Ducloux, J.C. Vandroux
- Figure 4 Volumineuse tumeur trés hypermétabolique du lobe inférieur droit (flèche
noire horizontale) avec extension ganglionnaire médiastinale étendue jusqu’à
la région sus claviculaire droite (flèches
grises fines). A noter la fixation physiologique des cavités pyélocalicielles bilatérales (flèches grises larges). Il s’agissait d’un
adénocarcinome de stade T2 N3 M0.
L’association des données morphologiques de la TDM et fonctionnelles
de la TEP permet d’augmenter les performances relatives des deux modalités. Les coupes des deux modalités
obtenues sur des machines distinctes peuvent être comparées après
recalage à l’aide de logiciel de fusion.
Avec les dernières générations de
caméra, l’acquisition des deux modalités sur la même machine présente
deux principaux avantages :
· La cartographie de densité obtenue
par les rayons X de la TDM est plus
rapide et plus précise que la cartographie obtenue par des sources rotatives radioactives et la correction
d’atténuation en est de ce fait améliorée.
· Le recalage et la fusion des coupes
TDM avec les coupes de la TEP (corrigées ou non de l’atténuation) permet une localisation anatomique des
lésions hypermétaboliques plus pré-
Médecine Nucléaire -
- Figure 5 Volumineux nodule excavé de 15 mm du
sommet pulmonaire droit avec de multiples adénomégalies médiastinales et sus
claviculaire droite chez un homme de 66
ans non fumeur. Le nodule et les multiples
adénomégalies médiastinales et susclaviculaire présentent une hyperfixation
très intense sur l’image de FDG en projection 3D. A noter la fixation physiologique
des voies urinaires et de la vessie. Le résultat de l’analyse des prélèvements de la
médiastinoscopie était en faveur d‘une
sarcoïdose.
cise que sur les données de la TEP
seule.
Dans un étude prospective récente,
portant sur 50 patients et 49 tumeurs,
une équipe de Zurich a montré que
les résultats de TEP/TDM sont supérieurs aux résultats des deux modalités isolées [51]. Pour chaque patient,
le stade TNM était évalué par TEP seule,
par TDM seule, par TEP et TDM interprétées visuellement et par TEP/TDM
fusionnées et comparé aux données
histologiques. L’exactitude diagnostique par TEP/TDM est supérieure de
façon significative pour la stadification tumorale et ganglionnaire par rapport à la stadification par TEP et par
TDM seules, ou interprétées visuellement sans fusion. L’imagerie hybride
donne des informations supplémentaires pour 41 % des patients. Pour
l’extension métastatique, l’atteinte est
majorée par TEP/TDM dans 20 % des
cas.
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11
MÉTASTASES À DISTANCE
!En général, la découverte de site
métastatique exclut une prise en
charge chirurgicale curative des cancers bronchiques non à petites cel6). L’examen TEP perlules (ffigur
iguree 6
met d’examiner en théorie le corps
dans sa totalité. Pour des raisons pratiques de temps d’examen et de rentabilité diagnostique, la région explorée se limite en général, de la base
du crâne à la racine des membres
inférieurs ce qui correspond aux sites métastatiques les plus fréquents.
L’acquisition (correction d’atténuation comprise) nécessite un temps
d’examen de 20 ou 30 minutes pour
les machines de dernière génération.
Les sites les plus fréquents de localisation métastatique sont le poumon,
577
Mise au point sur l'imagerie au FDG dans les cancers bronchiques
le cerveau, les surrénales et les os. Les
autres localisations comme le foie et
les tissus mous sont moins fréquentes. Le poumon est exploré systématiquement dans le bilan initial tumoral et les nodules et les masses pulmonaires additionnelles d’un lobe
homolatéral ou controlatéral sont
donc examinées dans le même examen. De plus, l’atteinte pleurale est
souvent mieux vue sur l’examen TEP
que sur l’examen TDM qui peut être
artéfacté par la présence d’épanchement pleural.
L’exploration systématique du cerveau est encore controversée, en particulier pour une tumeur localisée et
sans signe d’appel neurologique.
Quand on doit réaliser une exploration cérébrale, la TDM et l’IRM sont
plus performantes que la TEP dans la
grande majorité des études publiées.
Les cellules cérébrales ont un métabolisme glucidique élevé, responsable d’une fixation de FDG importante
qui peut masquer la fixation anormale
d’une métastase pourtant hyperfixante.
Pour tous les sites métastatiques
(hor
veau), la TEP est plus per(horss cer
cerv
for
mante que la TDM.
ormante
Pour les masses surrénaliennes, l’incidentalome est de découverte fréquente dans le bilan initial des tumeurs pulmonaires. La TEP est un
moyen efficace et non invasif permettant de différencier une atteinte
métastatique hypermétabolique d’un
adénome surrénalien peu fixant. Pour
les localisations métastatiques osseuses, l’imagerie au FDG est plus performante que la scintigraphie aux ditableau IV
phosphonates technétiés (tableau
IV).
Figure 6 - Bilan d’opérabilité d’un homme de 65 ans, en bon état général, pour un adénocarcinome bronchique lobaire inférieur
droit biopsié, avec un doute sur une adénomégalie sous-carénaire. Coupes transverses sous-carénaires en TDM (a), en fusion TEP/
TDM (b) et en TEP (c) : il existe une hyperfixation de la lésion primitive inférieure droite mais aussi de la région hilaire homolatérale,
de l’adénomégalie sous-carénaire mais il existe aussi une atteinte osseuse costale gauche (flèche grise).
Coupe basale en TDM (a), en fusion TET/TDM (b) et en TEP (c) : il est observé une hyperfixation de la lésion primitive inférieure droite
(flèche blanche en a) mais aussi dans la région diaphragmatique (flèche blanche en c) sans traduction sur la TDM et une autre
atteinte métastatique osseuse vertébrale (flèche grise). Changement de prise en charge thérapeutique par chimiothérapie au lieu de
la chirurgie initialement prévue.
578
Médecine Nucléaire -
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11
J. Monteil, S. Verbeke, B. Melloni, F. Bertin, Th. Ducloux, J.C. Vandroux
Ta bleau IV - P
erf
or
mance de la TEP-FDG dans l’e
xtension métastatique
Perf
erfor
ormance
l’extension
RETENTISSEMENT SUR LA PRISE
EN CHARGE DES PATIENTS
!La modification la plus pertinente
dans le bilan d’extension est la mise
en évidence de métastases non détectées auparavant. La détection de
métastase conduit à un changement
de prise en charge consensuel. La
modification de traitement suite à
une modification du bilan d’extension ganglionnaire est beaucoup plus
difficilement appréciable dans les études publiées. En fonction des équipes et des populations étudiées la
modification de la prise en charge des
patients est estimée de 18 à 62% soit
en moyenne de un patient sur trois
ta
bleau V ).
(ta
tab
RADIOTHÉRAPIE
!Parmi les indications qui devraient
se développer dans un avenir proche,
il faut souligner l’intérêt de l’imagerie au FDG dans la planification des
traitements de radiothérapie. Il existe
un certain nombre de situations où
la détermination des volumes cibles
est particulièrement difficile. En pratique, lorsque la tumeur provoque
une atélectasie, il est difficile de dif-
Médecine Nucléaire -
férencier précisément les limites tumorales du poumon atélectasié sur
un examen TDM. La fixation du FDG
par les cellules tumorales et non par
les cellules pulmonaires permet une
différenciation plus facile. L’utilisation
de l’imagerie au FDG permet de diminuer les champs d’irradiation. La
définition des volumes est plus précise et avec une variabilité inter-observateur moindre sur les données
d’imagerie TEP/TDM que sur les données TDM seules [63].
Dans les situations d’épanchement
pleural et pour préciser les ganglions
métastatiques dans la région
médiastinale, l’imagerie métabolique
semble un complément utile de
l’imagerie morphologique conventionnelle. Avec la généralisation des
machines hybrides TEP/TDM, les données morphologiques et fonctionnelles fusionnées devraient modifier la
prise en charge des cancers pulmonaires non opérables en permettant
de délimiter au mieux les volumes
cibles à irradier, tout en diminuant les
doses administrées aux organes critiques. Les résultats publiés font état
de modification de l’ordre de 30% du
volume cible. Il reste cependant un
certain nombre de problèmes pratiques à régler. Quelle est la valeur seuil
de la fixation à considérer comme
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11
significative pour tracer les limites
des volumes cible? Faut-il faire des
surdosages de rayons dans les zones
hypermétaboliques ? Les techniques
de traitement en radiothérapie évoluent rapidement et pour augmenter
la précision, la radiothérapeute utilise
de plus en plus des techniques de
synchronisation respiratoire qui ne
sont pas encore du domaine de la
routine pour les acquisitions TEP en
Médecine Nucléaire.
SUIVI THÉRAPEUTIQUE
!Dans le suivi thérapeutique, le critère principal est la diminution du volume estimée par radiographie thoracique ou TDM. Il n’est pas toujours
évident de dire si la diminution de la
taille correspond à une réponse partielle ou complète avant d’avoir suffisamment de recul après la conduite
du traitement. La précocité de la réduction de la fixation cellulaire sous
l’effet d’un traitement efficace s’explique par les altérations métaboliques qui précèdent les modifications
morphologiques. Une diminution rapide de la fixation tumorale de FDG
pourrait être un signe de bonne réponse au traitement alors qu’une fixation résiduelle après un traitement
579
Mise au point sur l'imagerie au FDG dans les cancers bronchiques
bien conduit serait un élément en
faveur de persistance de cellules tumorales viables.
Sur une petite série de 6 patients et
après une chimiothérapie d’induction et pour rendre les patients opérables, Vansteenkiste [64] décrit une
meilleure prédiction de la réduction
du stade N par la TEP/FDG (9 patients
/ 9) que par la TDM (6/9). La scintigra-
phie au FDG après la première ligne
de chimiothérapie néo-adjuvante
pour 26 patients stade III d’un cancer
broncho-pulmonaire non à petites
cellules, a montré une bonne sensibilité mais une mauvaise spécificité
pour la caractérisation du T post-chimiothérapie et une mauvaise sensibilité mais une bonne spécificité pour
le N résiduel [65].
Dans un délai très court après la thérapie des phénomènes inflammatoires de nécrose et de réponse
macrophagique pourraient être responsables de fixations non spécifiques. Après une radiothérapie, les lésions de radionécrose peuvent être
visibles jusqu’à six mois après le traitement sous forme de fixations d’intensité modérée et diffuses correspondant au champ d’irradiation.
Ta bleau V - Chang
ement du stade et de la pr
ise en cchar
har
ge thér
apeutique après TEP-FDG
Changement
prise
harg
thérapeutique
580
Médecine Nucléaire -
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11
J. Monteil, S. Verbeke, B. Melloni, F. Bertin, Th. Ducloux, J.C. Vandroux
CONCLUSION
MALADIE RÉSIDUELLE ET RÉCIDIVE
!Les résultats sur la récidive et la maladie résiduelle sont peu publiés
compte tenu de la difficulté pour
obtenir en pratique des contrôles histologiques et pour définir le nombre
de foyers évolutifs au moment de
l’examen. Les performances de l’imagerie FDG publiées dans cette indication font état de sensibilité de plus
de 98 % et spécificité variant de 82 à
100 %.
!La prise en charge du patient en
oncologie pulmonaire nécessite un
diagnostic précis de la maladie et de
son bilan d’extension, et l’imagerie
TEP-FDG est devenu en 2004, un examen incontournable. En un seul examen non invasif, la TEP-FDG permet
de donner actuellement, des renseignements performants à la fois dans
l’évaluation des nodules pulmonaires
(supracentimétriques) et dans le bilan d’extension ganglionnaire et
métastatique, qui permettent de modifier le traitement d’un patient sur
trois par rapport aux techniques conventionnelles. Dans un avenir proche,
grâce à la généralisation des machines hybrides TEP/TDM, les indications de l’imagerie TEP-FDG devraient
s’étendre aux domaines de la radiothérapie, de l’évaluation thérapeutique et probablement au suivi des
malades opérés. Avec les progrès
technologiques et les développements attendus de nouveaux
radiotraceurs émetteurs de positons,
il est probable que nous n’en sommes qu’à l’entrée en «anti»matière de
l’imagerie TEP clinique dans le domaine de la médecine… et ce n’est
pas une coïncidence fortuite.
Update in FDG imaging of lung cancer.
The aim of this paper is to precise the FDG imaging current status of non small cell lung
cancer on 2004. Diagnosis of pulmonary nodules, and specially less than 1cm nodules, evaluated
by different [18F]-FDG procedures will be detailed. Staging local and distant spread will be
highlighted with the newest generation PET/CT data published.
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COLLEGE NATIONAL DES ENSEIGNANTS DE
BIOPHYSIQUE ET DE MEDECINE NUCLEAIRE
Présentation des Journées de Recherche en Imagerie Médicale (JRIM 2005)
Les Journées de Recherche en Imagerie Médicale sont une manifestation qui réunit les travaux de
notre Collège et du Collège des Enseignants de Radiologie de France (CERF), en collaboration avec
la Société Française de Radiologie et la Société Française de Biophysique et de Médecine Nucléaire.
La collaboration initiée lors des JRIM à Nantes en 2003 avec le Forum des Jeunes Chercheurs en Génie Biologique et
Médical, organisée par la Société Française de Génie Biologique et Médical (SFGBM), s’étend maintenant aux journées du GRAMM (Groupe de Recherche sur les Applications du Magnétisme en Médecine).
Le GRAMM, la SFGBM, le CERF et le CNEBMN ont en effet décidé de coupler les trois manifestations, afin de
réunir aux mêmes dates (21-22-23 mars 2005) et sur un même site (Nancy) des chercheurs qui ont de nombreux
sujets d’intérêt communs. C’est aussi l’occasion de montrer le dynamisme et l’importance des travaux de la communauté scientifique et médicale française dans le secteur des technologies pour la Santé.
Pour marquer cette volonté de travailler ensemble, une journée commune aux trois manifestations se tiendra le 22 mars
sur le thème des recherches et applications dans le domaine cardio-vasculaire.
Ne manquez pas d’y faire présenter les travaux de vos plus jeunes collaborateurs. Les propositions donneront lieu à
des communications orales ou affichées. Un prix sera décerné. Le dead-line prévisionnel de soumission des communications est au 19 décembre 2004. Les thèmes retenus pour les JRIM sont : exploration cardiovasculaire, imagerie
moléculaire (et thèmes libres). Les précisions sur les modes de soumission électronique et sur le programme de la
manifestation seront apportées sous peu. Toutes les informations seront disponibles au fur et à mesure sur le site
spécifique : www.jstim.u-nancy.fr
http://www.jstim.u-nancy.fr
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Médecine Nucléaire -
Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2004 - vol.28 - n°11