IMAGERIE en ENDOCRINOLOGIE
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Imagerie par Tomographie d’Emission de Positons Master neuro-oncologie Pr Denis AGOSTINI 2007 Les techniques Radiographie conventionnelle (ASP) Echocardiographie – doppler Tomodensitométrie spiralée Imagerie par Résonance Magnétique Médecine Nucléaire scintigraphie TEP Echographie Source d ’ultrasons Principes du Sonar : enregistrement des échos en provenance des tissus. Imagerie principalement du Collagène. Opérateur dépendant+++ +/- Effet Doppler : Vélocité sanguine, pressions Radiographie Conventionnelle Source : Tube à rayons X Organe interposé Image d’absorption des différents tissus Récupération sur un film photographique ou radiographie numérisée. Angiographie cérébrale Tomodensitométrie (TDM) Même principe que la radiographie conventionnelle X Source X mobile, récupération de l ’image d ’absorption. Système Rotatif. Reconstruction informatique des Coupes. Injection possible de produit de contraste (angio-scanner) Scanner Spiralé…(rotation et translation continues) Radiographie rayons X Poumons (air) Os Film Radio En radiologie, un faisceau de rayons X traverse votre corps. Ce faisceau est récupéré sur un film radiologique (ex : radiographie des poumons ). Une radiographie matérialise la manière dont les rayons X sont plus au moins absorbés par les différents organes qu’ils traversent. Imagerie par Résonance Magnétique Champs magnétique intense. Mise en résonance des protons de l ’eau Imagerie du contenu aqueux des tissus Reconstruction Informatique +/- Contraste : Séquences et Gadolinium Tout plan de coupe (résolution fine) Angio-IRM Médecine Nucléaire Scintigraphie -TEP Source : Traceur radioactif : émetteur gamma (isotopes) fixé sur une molécule spécifique d ’une fonction Nécessite une injection IV, inhalation de gaz Imagerie de la fixation du traceur par une gamma-caméra Imagerie Fonctionnelle (perfusion cérébrale) et Métabolique (consommation glucidique, d’acides aminés) TEP Physique et Radiochimie Qu’est ce qu’une une Tomographie par Emission de Positons (TEP) ? C’est un examen durant lequel il vous est administré une petite quantité de produit radioactif (isotope) afin de réaliser des images d’un organe ou du corps entier. D’où le nom de MEDECINE NUCLEAIRE. Ces images concernent le plus souvent les Os, le Cerveau, les Poumons, le Cœur, les Reins et la Glande Thyroïde, etc….. injection TEP rayons gamma fixation sur l’organe Gamma-Caméra En Médecine Nucléaire, les rayons (gamma), sont émis de l’intérieur de l’organisme, à partir de l’organe où se sont fixées les molécules injectées. Sur ces molécules, on a préalablement adjoint un atome radioactif (isotope) qui émet le rayonnement gamma. Ces rayons gamma sont détectés par une caméra spéciale : la Gamma-Caméra ou une TEP. BIOPHYSIQUE DE LA TEP Traceur et Isotope ISOTOPE RADIO-ACTIF Rayons gamma informatique TRACEUR (glucose, acide gras, acide aminé) Le Traceur Substance biologique. ex : SUCRE Spécifique de la fonction d’un organe (consommation de sucre par l ’organe). Scintigraphie ou TEP = image de la FONCTION d’un organe. L’Isotope radioactif FLUORE ISOTOPE RADIO-ACTIF rayons gamma Ex : 18 Fluor-deoxyglucose Fixé sur le traceur: sert à le localiser dans l ’organisme Atome radioactif 511 KEV (radioprotection personnel et patients adaptée) Désintégration rapide (2 H) Emet des rayons gamma détectés par la caméra TEP LES TRACEURS TEP en CARDIOLOGIE L’examen est-il dangereux ? NON, car très faible radioactivité : le rayonnement reçu est comparable à celui d’une radiographie. (radiographie des poumons) les substances injectées ne sont pas toxiques, ne provoquent pas d’allergie et sont indolores. la radioactivité s’élimine très rapidement, en quelques heures SEMEIOLOGIE DE L’IMAGE TEP et TEP-CT Imagerie fonctionnelle et anatomique L'imagerie Métabolique Nucléaire Avantages Imagerie du métabolisme Spécificité des molécules marquées La tomographie d'émission de positons (TEP) physiologique (TEP) radiopharmaceutiques Quantification (TEP) Inconvénients Deux techniques Résolution spatiale faible Peu de repères morphologiques Temps d ’examen long Disponibilité insuffisante la Tomographie d’émission monophotonique (TEMP) Objectifs de l’imagerie métabolique TEP au 18F-FDG Diagnostic & Bilan initial Différentiation des lésions Bénin/malin Stadification des lésions malignes (TNM) Prédiction du grade, de la réponse au traitement, et de la survie Planification du traitement Suivi évolutif Evaluation de la réponse du traitement Détection des récurrences précoces Différentiation de la fibrose ou nécrose des récurrences précoces Limites des procédures d’imagerie morphologiques (CT-Echo) Détection difficile des lésions précoces des récurrences précoces modifications post-opératoire lésions de croissance rapide Différentiation difficile Bénin/malin, (ganglions) fibrose-nécrose/ récurrence Evaluation de la réponse au traitement car faible taux de réponse nette (<20%) mais importance d’une évaluation précoce au cours du traitement Exploration du corps entier difficile à réaliser Le Recalage d ’Images Morphologique et Métabolique • Améliorer le diagnostic - • • caractérisation des lésions anatomiques Améliorer le bilan d’extension - Stade, TNM - Pronostique Aider le traitement - Planification Radiothérapie • Surveiller l'évolution - Réponse au traitement (précocité) Récurrences - Radionécrose - - ? Une nécessité médicale Le Recalage d’Images Mise en œuvre ? Recalage a posteriori Algorithmes de "recalage " 3D O.Camara / Segami – Recalage matériel Machines Hybrides TEP/TDM A.F Fay • Apports et Résultats ? Le recalage du PET et du TDM Analyse de la littérature Recalage du "TEP et du TDM" par Organes TEP avec TDM Hybride PET/CT Cerveau 78 2 Tête & Cou 29 3 Thorax 14 1 Abdomen 14 2 Pelvis 7 1 Lymphomes 14 2 Radiothérapie 38 2 Technologie >100 6 Synthèse: Cohade, SNM jul 2003 Le Recalage matériel TEP/TDM Applications Le PET/CT est meilleur détection PET PET/CT que le PET Se 90% 98% Sp 93% 99% caractérisation PET 72% PET/CT 92% que PET + CT détection +8% localisation +6% management +14% caractérisation bénin +10% malin +5% Le Recalage matériel TEP/TDM Applications Apports (3) Addomen/Pelvis > différentiation des artéfacts urinaires ++++ K Colorectal: -50% lésions équivoques Métastases hépatiques: guidage de biopsies Récurrences: meilleure localisation Le Recalage TEP/TDM et TRAITEMENT Applications > Apports (4) Guidage des biopsies Planification Radiothérapique Suivi de la réponse thérapeutique Intérêt du couplage sur machines hybrides TEP-CT la correction d’atténuation ¾ la localisation des lésions ¾ source RX plutôt que sources radioactives fusion anatomique-fonctionnelle d’emblée plutôt qu’a posteriori l’optimisation des procédures thérapeutiques ¾ meilleure définition des volumes cibles radiothérapie, localisation pour biopsies? de La correction d’atténuation TEP : mesures de transmission par des sources radioactives externes (essentiellement Germanium 68 et Césium 137); calcul possible pour le cerveau en assumant une atténuation uniforme TEP-TDM : mesures de transmission par rayons X correction plus rapide; plus précise? sources radioactives quand même nécessaires? Si non, gain en fiabilité? La localisation des lésions Couplage images anatomiques et fonctionnelles Fusion a posteriori: probante surtout sur le cerveau difficultés sur corps entier: mises en correspondance avec déformation élastique, nécessité d’avoir fait les deux examens dans des conditions comparables, temps de calcul et d’interprétation élevés, difficultés de réunir sur une même station de travail les deux examens (archivage/ réseau) TEP-TDM: fusion immédiate position identique du patient et absence de variations anatomiques entre les deux examens mais: mouvements respiratoires du patient Intérêt encore plus grand avec marqueurs plus spécifiques que le FDG L’optimisation des procédures thérapeutiques Radiothérapie mieux définir le volume cible afin d’épargner les tissus sains et d’optimiser la dose aux tumeurs participe à la réalisation de la radiothérapie conformationnelle tridimensionnelle (avec IMRT, synchronisation respiratoire etc.) utilisation du TDM seul pour la simulation en dehors des heures de disponibilité du FDG? (pas possible réglementairement à ce jour en France) Biopsies intérêt du TEP-TDM pour guider des biopsies: en cours d’évaluation (+/- matelas servant de « moule partiel » au corps du patient) Etat de l’évaluation technique Évaluation de la correction d’atténuation par RX Caractéristiques du TDM associé au TEP artéfacts: produit de contraste, mouvements, prothèses dosimétrie: comparaisons difficiles; irradiation >sources radioactives mais <TDM diagnostic nombre de coupes nécessaire? qualité diagnostique? Pas de comparaison formalisée fusion a posteriori vs fusion intrinsèque Aspects réglementaires Carte sanitaire : 1 TEP (TEP, TEP-TDM ou TEDC) par million d’habitants (arrêté du 18 décembre 2001) – 1 TEP pour 750 000 en 2006 autorisations accordées à des établissements disposant d’un service de médecine nucléaire, ayant une activité importante en cancérologie et participant à un réseau de soins pluridisciplinaire 100 installations ont déjà été autorisées Avis CIREA pour sources radioactives Le recalage TEP et TDM a posteriori Applications Bilan pré-thérapeutique: Très peu d'applications cliniques, comparaison de l'apport de la fusion à celui du PET et du CT seuls Poumons (5) Stadification: améliorée [Magnani1999], similaire [Vansteenkiste EJNM11:1998] pelvis (2) localisation améliorée + guidage biopsie [Faulhaber CPI3:2000, Tsai EJNMaug2003] Lymphome (1) 4.3. Possibilité de fusion multimodalité PET[/CT]-SPECT [/CT]IRM Le Recalage TEP/TDM * matériel 1. Avantages du PET/CT Meilleure efficacité: Recalage Anatomie /Fonction presque parfait dans un plan quelconque Le meilleur des deux modalités Un seul examen, deux explorations, sans mobiliser le patient Obtention d'une carte d'atténuation plus rapidement activité métaboliques anormales localisation anatomique précise Conditions du CT radiothérapique possible (table) *PET/CT scanners: a hardware approach to image fusion. [Townsend SNMjul:2003] Le Recalage matériel TEP/TDM 2. Disponibilité Encore peu de machines, marché en forte croissance (50% sur 2 ans) peu de résultats publiés (30 papiers, nombreux abstracts en 2003) 3. Mise en œuvre Acquisition rapide(30 mn) correction d'atténuation immédiate recalage de fait 4. Validation des études cliniques en nombre croissant Osman EJNM30:2003 Cohade JNM30:2003; JNM44:2003 Goerres EJN43:2002 Le Recalage matériel TEP/TDM Les problèmes Correction d'atténuation parfois surestimée os 11%, tissus mous 2%; [Nakamoto JNM43:2002] Artefacts dûs au renforcement de contraste du CT PC oraux (vessie), IV (phase artério-veineuse) [Cohade EJNM30:2003] Métal [ Kamel Eur Radiol13:2003] Artefacts de recalage Respiration → hypofixation diaphramatique Radiol2003] Mouvements du patient [Goerres Le Recalage matériel TEP/TDM Thorax détection des lésions médiastinales ou pariétales différentiation tumeur/ infection évolutives (car CT et PET simultanés) Stadification: ↓32% lésions équivoques, ↑40% lésions malignes Le Recalage matériel TEP/TDM Tête et Cou différentiation muscle/tumeur rapports anatomique avec les vaisseaux (CT+PC), et les cordes vocales Autres applications du recalage Validation de nouveaux traceurs pour le PET [Wagner JNMaug2003] traceur de l'hypoxie: (FMISO), Cu-ATSM 18F- Fluoromisonidazole Autres applications du recalage Validation de nouveaux traceurs pour le PET 18F-Fluoroestradiol (FES): réponse au traitement hormonal dans le K Sein TEP et IRM Applications en neurologie Autres applications du recalage Validation de nouveaux traceurs pour le PET Acides Aminés: 11C-méthione, 11C-Thymidine, IRRADIATION Conclusion La TEP : imagerie fonctionnelle Le TEP-CT : imagerie fonctionnelle et anatomique (oncologie et cardiologie) Le TEP-IRM : dans les 5 à 10 ans (neurologie et cardiologie) Place au Maestro de la neuro-oncologie TEP – Pr JM Derlon
