Médecine Nucléaire diagnostique: imagerie fonctionnelle par scintigraphie de positons et rayonnements γ Le radio-pharmaceutique Le radio-pharmaceutique Les rayonnements diagnostiques émis par les radio-pharmaceutiques sont soit le rayonnement Le radio-pharmaceutique injecté ou ingéré présente une double fonction: γ soit les positons (β+, visualisés en tomographie par émission de positons, la TEP) le ciblage (d’une pathologie ou d’un organe) et le rayonnement. Émetteurs de positons z z Service de Médecine Nucléaire, juin 2005 Franz Buchegger, PD Émetteurs gamma T½ z z z physique Fluor-18 (18F) Carbone-11 (11C) Oxygène-15 (15O) Azote-13 (13N) autres : 124I, 68Ga T½ physique z 110 min 20.4 min 2.0 min 10.0 min z z z Technetium-99m (99mTc) 6 heures Indium-111 (111In) 2.8 jours Iode-123 (123I) 13 heures autres : 131I, 67Ga, 133Xe Le radio-pharmaceutique Le ciblage du radio-pharmaceutique (traceur) permet de parler d’imagerie fonctionnelle Les concentrations faibles de radio-pharmaceutiques visualisées sont plusieures puissances inférieures à celles des produits de contraste en CT ou IRM, permettant de cibler sélectivement des récepteurs ou autres structures membranaires ou le métabolisme cellulaires, on parle aussi d’imagerie moléculaire. Radio-pharmaceutiques γ Radio-pharmaceutiques TEP z 18F-FDG (18F- fluoro-déoxyglucose) z 99mTc z 18F-thymidine (division cellulaire, la FLT se lie irréversiblement à la z 99mTc -DMSA (traceur retenu dans le rein -> scintigraphie rénale) z 99mTc –MAG-3 (traceur filtré -> néphrogramme isotopique) thymidine kinase qui est augmentée en phase de synthèse du cycle cellulaire) z 18F-MISO (hypoxie tumorale) z 18F-DOPA (analogue de la dopamine) z 11C-acétate ou 11C-choline (cancer de la prostate, vessie) -Diphosphonates (scintigraphie osseuse) z 111In-octréotide (se lie aux récepteurs de la somatostatine) z 123I, (scintigraphie thyroidienne), 99mTc (thyroïde, muqueuse gastrique, diverticule de Meckel). 1 La radio-thérapie systémique Un radio-pharmaceutique particulièrement efficace dans le ciblage d’un cancer ou d’une pathologie peut être marqué par un radio-isotope thérapeutique, il s’agit d’émetteurs d’électrons (β-) ou particules α. Exemples de radiothérapies systémiques : • 131I dans la thérapie du cancer thyroïdien ou du Basedow. Indications de la TEP au 18F-FDG Indications de la TEP oncologique - Oncologie (la consommation de glucose est augmentée dans différents types de tumeurs) - Neurologie (les cellules du cerveau consomment le glucose, -> diagnostic d’Alzheimer, épilepsie focale) - Cardiologie (consommation de glucose, indications pré-chirurgicales) • 32P dans le traitement de la polyglobulie (maladie de Vaquez). • Diphosphonates radiomarqués dans la thérapie antalgique des métastases osseuses hypercaptantes (ca. de la prostate et du sein). • Anticorps anti-CD20 radiomarqués (131I ou 90Y) dans la thérapie du lymphome non-Hodgkin (radioimmunothérapie). Préparation du patient Le 18F-2-Déoxy-Glucose (FDG) - TNM staging (extension, métastases) - Évaluation d’efficacité d’un traitement - Bilan de suivi La tomographie par émission de positons, dans l’évaluation du cancer pulmonaire Indication staging Quel rapport avec le CT ou l’IRM? z Exemples CP z Diagnostic différentiel de la TEP au fluorodéoxyglucose (FDG) et pièges z Autres exemples de TEP z Transport actif Compartiment extracellulaire Trapping intrac. Hexokinase 18F-FDG- 6-Phosphate z Dernier repas 4 à 6 heures avant l’examen Contrôle du glucose sanguin (évtl. Insulin lors d’une hyperglycémie) Administration i.v. de 200 à 400 MBq 18F-FDG Examen TEP 30 à 90 minutes après injection 2 z z z z z Indication staging Quel rapport avec le CT ou l’IRM? Exemples CP Diagnostic différentiel et pièges Autres exemples de TEP La TEP dans le NM-staging du cancer pulmonaire La TEP dans le T-staging du Cancer pulmonaire • Évaluation du nodule pulmonaire isolé (cancer?) • Délimitation du processus tumoral actif par rapport à une nécrose ou altération secondaire (atélectasie, infarctus), atteinte pleurale ou médiastinale. • « Downstaging » après chimiothérapie pré-chirurgicale. z z z z z Indication staging Quel rapport avec le CT ou l’IRM? Exemples CP Diagnostic différentiel et pièges Autres exemples de TEP • Détermination de l’opérabilité (et éventuelle curabilité) • Recherche d’adénopathies et métastases. Leur localisation peut déterminer l’opérabilité du cancer (ipsilatéral/contralatéral, sous-carénaire infra-diaphragmatique) • Pour éviter qu’un faux diagnostique ne bloque pas une chirurgie curative, chercher la confirmation histologique de métastase. z z Adénocarcinome du lobe supérieur droit, staging z z z Indication staging Quel rapport avec le CT ou l’IRM? Exemples CP Diagnostic différentiel et pièges Autres exemples de TEP Autres examens de MN dans l’évaluation du cancer pulmonaire: •18F-thymidine – division cellulaire (recherche) • Scintigraphie osseuse aux 99mTc-Diphosphonates, dans la recherche d’éventuelles métastases osseuses. • Scintigraphie pulmonaire ventilée-perfusée dans l’évaluation pré-opératoire de la fonction relative gauche-droite ou lobaire. Adénocarcinome du lobe supérieur droit, staging La TEP au FDG par rapport au CT ou l’IRM • L’histologie est toujours le standard pour le diagnostic tumoral • Le CT est actuellement l’examen de référence pour le staging du cancer pulmonaire. L’IRM s’avère plus performante dans la recherche de métastases cérébrales. A cause de sa progression rapide elle pourrait, dans le futur, remplacer le CT comme examen structurel. • En pratique, la TEP prend déjà une place importante dans l’évaluation du stade TNM, notamment du cancer pulmonaire non à petites cellules (NSCLC). 3 Adenocarcinome du lobe supérieur droit, staging Ca. pulmonaire : T-staging pré-opératoire (utilité TEP > biopsie) Cancer pulmonaire Nodule isolé captant le FDG z z z z z Indication staging Quel rapport avec le CT ou l’IRM? Exemples CP Diagnostic différentiel et pièges Autres exemples de TEP Activité médiastinale : ad médiastinoscopie Trop petites lésions (1-2mm) Tumeurs non visualisées Diagnostic différentiel et pièges • Tumeur peu avide de FDG • Tumeur non visualisée • Tumeur masquée par une activité physiologique • Stimulations non-spécifiques • Activité non-tumorale infectieuse • Petite lesion (1-2mm), alors que la résolution de la TEP est de 4 à 8 mm • TEP trop près post chimiothérapie: Le métabolisme des cellules tumorales est diminué ( « stunning ») -> faux négatifs (Une attente de 7-10 jours après chimiothérapie est normalement indiquée) Adéno ca. pulmonaire avec multiples lésions bilatérales millimétriques, non visualisées par la TEP 4 b) Tumeur masquée par une activité physiologique c) Stimulations non-spécifiques d) Activité non-tumorale: Infection •Thymus stimulé post chimiothérapie (« rebond ») •Moelle osseuse stimulée (non-spécifique, post chimioth.) •Ganglions stimulés (Inflammation/Infection, présence tumorale dans l’aire de drainage) Tumeur testiculaire avec métastase rétrocardiaque Lymphome malin de Hodgkin: 18F-FDG PET Staging z z z z z Indication staging Quel rapport avec le CT ou l’IRM? Exemples CP Diagnostic différentiel et pièges Autres exemples de TEP Lymphome Hodgkin: évaluation thérapeutique -> réponse complète 11C-acétate TEP et Fusion d’image TEP/CT Récidive locale bifocale ? Activité physiolgique du rectum ? Selon la réponse -> adaptation de la chimiothérapie 5 Références Nuclear Medicine in Clinical Diagnosis and Treatment, Volumes I and II. Editeurs: I P C M et P J Ell. Edition Churchill Livingstone, Edinburgh (1994). Principles of Nuclear Medicine, Second Edition. Editeurs: H N Wagner, Z Szabo, J W Buch Edition W B Saunders Company, Philadelphia (1995). Médecine Nucléaire, manuel pratique. 1ère édition. M. Rubinstein, E. Laurent, M. Stegen. Editions De Boeck Université, Bruxelles (2000). * Illustratif et adapté à la formation pré-gr Médecine Nucléaire (collection "Diagnostic"), 3ème édition. Editeur: C Becker. Edition Albert de Visscher, Bruxelles (1989). Le site de la Société Européenne de Médecine Nucléaire présente des guidelines de l’examen TEP: http://www.eanm.org/scientific_info/guide_pdf/gl_onco_fdg.pdf Le Manuel de la Radiologie des HUG « Imagerie Médicale » Un grand merci au Dr. S. Albrecht pour la mise à disposition de documents cliniques 6