Fusion d`images de TEP/TDM : applications aux tumeurs de l

Fusion d'images de TEP/TDM : applications aux tumeurs de l'abdomen et du pelvis
M édecine Nucléaire - Imagerie fonctionnelle et métabolique - 2006 - vol.30 - n°11
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Correspondance : Francisco Lomeña
Medicina Nuclear - Hospital Clinic - calle Villarroel, 170 - 08036 - Barcelona Spain
Fusion d'images de TEP/TDM :
applications aux tumeurs de l'abdomen et du pelvis.
Dr Francisco Lomeña Médecine nucléaire, Hôpital clinique
CETIR Unité TEP, Esplugues de Llobregat
- Barcelone - Espagne
Résumé
Le 18F-Fluorodésoxyglucose (FDG) a permis à la TEP de passer du domaine de la re-
cherche à celui de l’application clinique en oncologie. La tomographie TEP/TDM a constitué un
progrès technologique considérable dans la TEP au FDG. La fusion des images de TEP et de
TDM facilite l’interprétation des images TEP de l’abdomen et du pelvis en différenciant la capta-
tion physiologique du tractus gastro-intestinal, génital ou urinaire et les lésions fixantes. La TEP/
TDM offre une meilleure exactitude diagnostique que la TEP et la TDM utilisées séparément
lorsque l’on cherche à détecter des infiltrations malignes dans les masses abdomino-pelviennes,
les adénopathies, les lésions hépatiques, spléniques, rénales et surrénales dans l’intestin, le péri-
toine et l’os.
La TEP/TDM a prouvé son efficacité clinique dans la détection et la stadification des
récidives des cancers colorectaux et gynécologiques. Elle permet d’évaluer la réponse à la théra-
pie de certaines tumeurs, par exemple les tumeurs stromales gastro-intestinales (GIST).
La TEP/TDM est la première exploration à réaliser en cas de maladie récurrente occulte.
Elle deviendra peut-être un jour l’exploration indiquée dans le suivi clinique des patients souf-
frant de cancer abdominal ou pelvien déjà traité.
TEP/TDM / Abdomen / Pelvis / Cancer / Faux positifs

F. Lomeña
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INTRODUCTION
ÖSi la tomographie par émission de
positions (TEP) est passée du do-
maine de la recherche biomédicale à
celui de l’utilisation clinique, c’est
grâce au 18F-Fluorodésoxyglucose
(FDG). Ce traceur a permis de réunir
suffisamment de preuves pour que
la communauté scientifique recon-
naisse le rapport coût/efficacité et
l’impact clinique des explorations par
TEP/TDM dans le diagnostic d’exten-
sion, l’évaluation de la réponse à la
thérapie, le diagnostic de la localisa-
tion et la redéfinition du stade des
récidives de divers processus néopla-
siques malins.
Tandis que la TEP au FDG faisait ses
débuts dans la pratique clinique
oncologique, la tomodensitométrie
(TDM) était déjà bien établie ; on la
considérait comme l’exploration pro-
posant le meilleur rendement dans
le diagnostic initial et le suivi évolu-
tif de la plupart des tumeurs malignes.
Aujourd’hui, il reste vrai que la grande
majorité des patients sont soumis à
une TDM avant d’être explorés par TEP.
De fait, la TEP-FDG reste très souvent
prescrite aux patients oncologiques
lorsque la TDM est négative ou que
ses résultats ne sont pas concluants.
Au fil des expériences acquises en
TEP-FDG, on a également découvert
que cette technique présentait quel-
ques inconvénients. Le contraste
élevé entre la captation intense de
FDG par la tumeur et la faible capta-
tion des tissus sains environnants
gêne assez souvent la localisation
exacte de la tumeur et de ses limites
anatomiques. D’autre part, du fait de
sa ressemblance avec le glucose, le
FDG s’avère être un traceur univer-
sel, consommé en plus ou moins
grande partie par les cellules de tous
les tissus des mammifères. La capta-
tion normale de FDG dans les diffé-
rents tissus et organes, due à leur
consommation métabolique d’hydra-
tes de carbone, peut être exagérée
dans certaines conditions physiolo-
giques et produire des faux positifs
ou conduire à de mauvaises interpré-
tations des images de TEP-FDG.
Ces inconvénients ont été dépassés
en grande partie grâce aux méthodes
de fusion TEP/TDM et, plus particu-
lièrement, à l’apparition des
tomographes hybrides TEP/TDM. Les
tomographes TEP/TDM alignés et in-
tégrés dans un même portique per-
mettent d’acquérir successivement et
très rapidement une étude de trans-
mission TDM et une étude d’émission
TEP, pour obtenir des images fusion-
nées de TEP et de TDM. La TDM per-
met de savoir quelles sont les struc-
tures anatomiques qui présentent
une captation de FDG et de définir
les limites anatomiques des lésions
qui captent le FDG.
Toutefois, la situation n’a pas réelle-
ment évolué jusqu’à l’apparition des
tomographes TEP/TDM de haute ré-
solution, équipés de systèmes de
TDM multicoupe à 4, 16 ou 64 cou-
ronnes. Il ne s’agit plus d’utiliser la
TDM pour corriger l’atténuation et
faciliter l’interprétation de la TEP. Avec
ces nouveaux tomographes, il faut
mettre en œuvre la méthodologie
nécessaire pour obtenir le maximum
de rendement des deux techniques
séparément, puis pour intégrer les
résultats obtenus. La TDM doit être
réalisée à des fins diagnostiques en
utilisant un produit de contraste oral
et, si cela est indiqué, des protocoles
multiphases après administration
d’un produit de contraste intravei-
neux. Ainsi, la TEP/TDM, parce qu’elle
offre une meilleure exactitude dia-
gnostique que la TDM et la TEP utili-
sées séparément, pourrait un jour rem-
placer la TDM dans les arbres de dia-
gnostic et de suivi établis dans les
guides cliniques oncologiques. Pour
illustrer clairement le fait qu’il est
possible d’exploiter au mieux le suc-
cès de ces deux techniques, on a ré-
cemment publié d’excellentes ima-
ges de fusion de TEP et de colonos-
copie virtuelle par TDM [1].
Dans cet article, nous ne ferons pas
référence aux aspects méthodologi-
ques, ni à l’application clinique de la
TEP/TDM, qui ont déjà été abordés
lors de la réunion franco-espagnole
de médecine nucléaire organisée en
2004 à Toulouse [2] et qui seront dé-
crits par d’autres auteurs dans ce
même numéro. Notre présentation
portera plutôt sur les implications de
la TEP/TDM dans l’exploration de
l’abdomen et du pelvis chez le ma-
lade oncologique. Pour mieux con-
naître les aspects méthodologiques
et les questions soulevées par l’ap-
plication clinique de la TEP/TDM,
nous recommandons la lecture du
supplément monographique du Jour-
nal of Nuclear Medicine [3] et des
remarquables articles de J.M. Martí et
al. [4] et de G.K. von Schulthess et al.
[5].
LA TEP/TDM DE L’ABDOMEN
ET DU PELVIS NORMAUX
ÖComme nous l’avons déjà indiqué,
l’interprétation des études TEP peut
être gênée par la captation physiolo-
gique du FDG qui, dans l’abdomen
et le pelvis, se distribue essentielle-
ment dans le foie, la rate, le système
intestinal et le système urinaire. Dans
certaines phases du cycle menstruel,
il peut apparaître une captation de
FDG dans les organes reproductifs
féminins. Dans certains cas, on peut
aussi observer une captation non pa-
thologique dans le tissu adipeux
infradiaphragmatique. La TEP/TDM in-
dique où le FDG est capté, ce qui fa-
cilite l’interprétation de la captation,
physiologique ou pathologique [6,7,
8].
Captation hépatique
et splénique
ÖLa captation hépatique et splénique
normale du FDG est diffuse et homo-
gène et ne pose généralement aucun
problème d’interprétation. Toutefois,
avec les tomographes TEP/TDM, les
images TEP du foie et de la rate après
correction de l’atténuation peuvent
présenter des artéfacts côté
diaphragme. Il s’agit d’une bande
froide, légèrement convexe vers le
thorax, située à la limite supérieure
des deux viscères et qui peut gêner
l’interprétation des lésions se trou-
vant dans cette zone et dans la base
pulmonaire [9]. Elle apparaît de façon

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plus ou moins intense et, selon la
série, jusque dans 84 % des explora-
tions [10]. Elle est due aux mouve-
ments respiratoires, qui peuvent pla-
cer le diaphragme dans différentes
positions pendant les acquisitions de
la TEP et de la TDM. Dans les cas les
plus extrêmes, une partie du foie ou
de la rate peut même paraître en si-
tuation supradiaphragmatique (Fi-
gure 1). Ces artéfacts n’apparaissent
pas sur les images n’ayant pas subi
de correction d’atténuation [9,10]. Cet
artéfact lié au diaphragme est généra-
lement peu intense et ne gêne pas
l’interprétation des images si le pa-
tient maintient un rythme respiratoire
normal tout au long de l’acquisition
[11].
- Figure 1 -
Tomographie coronaire TEP-FDG après correction d’atténuation (A), utilisant l’ac-
quisition TDM, qui montre une zone de captation à la base du poumon droit et
une image froide hépato-pulmonaire. Les deux résultats sont des artéfacts et sont
provoqués par les mouvements respiratoires. Ils ne s’observent pas sur la tomo-
graphie coronaire non corrigée (B).
FDG PET coronary tomography after CT-derived attenuation correction (A) showing an
area of increased uptake in the right lung basis and a hepato-pulmonary defect. These two
results are artefacts due to respiratory motion. They do not appear when coronary tomography
is not corrected (B).
Captation gastro-intestinale
ÖLa captation gastro-intestinale est
très variable chez les individus nor-
maux. Elle ne semble pas avoir de
relation avec l’âge, la glycémie ou avec
la période de jeûne [8, 12, 13]. Plu-
sieurs mécanismes peuvent être im-
pliqués. Dans l’estomac, la captation
est circonscrite à la paroi, de façon
diffuse, et peut être due à la contrac-
tion de la fibre musculaire lisse.
Rosembaun et al. ont observé que la
captation gastrique était plus impor-
tante chez les patients présentant une
infection par l’helicobacter pilori [8].
Dans l’intestin, la captation est seg-
mentaire et/ou diffuse chez environ
40 % des patients (Figure 2). Le plus
souvent, le segment qui apparaît cap-
tant est le côlon ascendant. Les mé-
canismes en cause sont la captation
dans la fibre musculaire lisse, due à
la contraction et au péristaltisme in-
testinal, la captation dans la mu-
queuse prismatique du côlon droit,
le tissu lymphoïde de la région
cæcale, la contracture du sphincter et
du canal rectal et même la captation
dans la flore bactérienne. La capta-
tion physiologique focale ou d’aspect
nodulaire est beaucoup plus rare et
n’apparaît tout au plus que dans 3 %
des cas ; elle oblige, comme nous le
disions plus haut, à écarter la patho-
logie [13].
L’avantage de la TEP/TDM, c'est de
permettre de vérifier que la captation
du FDG se situe dans la paroi et/ou
dans la lumière gastrique ou intesti-
nale. Pour mieux délimiter les anses
intestinales, surtout chez les patients
plutôt maigres ayant peu de graisse
abdominale, on peut utiliser un pro-
duit de contraste oral radio-opaque
dilué (baryté, iodé), qui s’administre
quelques instants avant l’injection in-
traveineuse du FDG. La présence de
contraste dans la lumière des anses
intestinales peut créer des artéfacts
sur la TEP/TDM à cause de deux mé-
canismes. Tout d’abord par atténua-
tion : après correction d’atténuation,
il apparaît sur les images des zones
de captation qui ne se voient pas sur
les images non corrigées et qui coïn-
cident avec les zones de plus grande

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concentration du produit de con-
traste. Ensuite, à cause de l’augmenta-
tion des contractions et du péristal-
tisme intestinal, en réaction à la pré-
sence du produit de contraste, ce qui
produit une captation intestinale qui
se visualise sur les images corrigées
aussi bien que sur les images non
corrigées et qui ne coïncide pas for-
cément avec les zones de dépôt du
produit de contraste. Aujourd’hui,
plusieurs groupes utilisent avec de
bons résultats des produits de con-
traste radio-opaques dilués par voie
orale [14, 15]. D’autres utilisent de
l’eau ou des produits de contraste
négatifs (radio-transparents) pour dis-
tendre les anses, ce qui évite les
artéfacts d’atténuation. La contraction
réflexe à la distension peut aussi pro-
voquer une captation intestinale seg-
mentaire [16]. Les deux méthodes
sont acceptées comme étant de bon-
nes pratiques dans les différents pro-
tocoles de travail normalisés.
Dans les images de TEP/TDM, il faut
aussi tenir compte de la présence de
mouvements intestinaux [17]. Le dé-
placement des anses intestinales pen-
dant l’acquisition de la TDM et de la
TEP produit des artéfacts d’atténua-
tion et peut dégrader l’exactitude de
la fusion. La présence de produit de
contraste radio-opaque dans les an-
ses peut intensifier la fausse appa-
rence d’une captation. Les artéfacts
liés à la mobilité des anses n’appa-
raissent pas sur les images non corri-
gées.
- Figure 2 -
Images TEP, TDM et de fusion qui montrent une zone de captation physiologique
intestinale, d’aspect diffus.
PET, CT and fusion images showing an area of diffuse, physiologic intestinal uptake.
Élimination urinaire
ÖLe FDG, contrairement au glucose
endogène, n’est pas réabsorbé par le
tube contourné proximal et est éli-
miné dans l’urine. Des rétentions uri-
naires dans le système pyélocaliciel
ou dans l’urètre, même minimes,
peuvent provoquer des dépôts de
FDG [6, 8]. La TEP/TDM permet de
distinguer si le dépôt est ou n’est pas
dans la voie urinaire. Si le patient est
correctement hydraté, avec la TEP/
TDM, il rarement nécessaire de réali-
ser une deuxième acquisition, après
administration ou non de furosémide,
pour vérifier qu’il s’agissait bien
d’une rétention focale de FDG et non
d’une lésion située à proximité de la
voie urinaire [18].
Captation dans les organes
liés à la reproduction
ÖLa captation de FDG dans les orga-
nes de reproduction féminins est
étroitement corrélée au cycle mens-
truel. La captation endométriale est
plus intense pendant la phase de flux
menstruel. Elle est moindre pendant
la phase proliférative, et augmente de
nouveau en phase ovulatoire. Cette
période coïncide avec l’augmenta-
tion de la captation que l’on observe
dans l’ovaire, depuis la fin de la phase
folliculaire jusqu’au début de la
phase lutéinique. En phase sécrétoire,
la captation utérine redescend. En
post-ménopause, la captation utérine
est très basse et ce de façon perma-
nente. A condition d’interroger la pa-
tiente au sujet de son cycle menstruel,
on peut interpréter correctement la
captation annexielle et utérine sur la
TEP/TDM [19, 20].
Chez l’homme [8], il peut apparaître
une captation symétrique et bilatérale
dans les testicules, plus intense chez
les jeunes, qui n’entraîne pas d’erreur
d’interprétation sur les images de
TEP/TDM.
Captation dans la graisse
brune infradiaphragmatique
ÖLa graisse brune, présente dans dif-
férentes parties du corps, du thorax
et de l’abdomen des enfants, des jeu-
nes adultes et de certains adultes, joue
un rôle thermorégulateur en cas de
jeûne prolongé. La production de
chaleur se fait par lipolyse et, pour
qu’il y ait oxydation des acides gras,
il faut de l’énergie, obtenue par con-
sommation de glucose. Ce méca-
nisme est régulé par voie sympathi-
que. C’est cette base physiologique
qui explique, qu’en condition de
jeûne, de froid et de tension, on puisse
visualiser une captation de FDG dans
la graisse brune [6, 8]. Bar-Shalom et

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al. ont observé une captation de FDG
dans la graisse brune infradiaphrag-
matique dans 9 études TEP/TDM sur
1241 (0,7 %) [21]. La TEP/TDM avait
parfaitement délimité la captation
rétropéritonéale du FDG dans les zo-
nes para-coliques, péri-hépatiques,
para-aortiques et péri-rénales, qui ap-
paraissent sur la TDM avec densité
graisseuse. En cas de captation dans
la graisse brune, plusieurs caractéris-
tiques doivent être évaluées, dans la
mesure où elles soutiennent cette
hypothèse : il s’agit d’un patient
jeune, avec un diagnostic de lym-
phome, examiné pour évaluer la ré-
ponse au traitement ou une évolution,
et qui présente une captation de FDG
dans la graisse brune supradiaphrag-
matique.
TEP/TDM DE L’ABDOMEN ET
DU PELVIS PATHOLOGIQUES
ÖDans cette section, nous décrivons
le rôle de la TEP/TDM au FDG dans
une série de situations cliniques pou-
vant être rencontrées chez des pa-
tients présentant des tumeurs abdo-
minales ou pelviennes.
Masses abdominales
ÖTrès souvent, les tumeurs abdomi-
nales se présentent sous forme de
masses [22]. Les informations que la
TEP/TDM peut fournir sur les masses
abdominales sont extraordinaires. La
TDM indique les caractéristiques
structurelles intrinsèques de la masse
(solide ou kystique, calcification et
type, présence de graisse, hémorragie
et/ou nécrose) et ses limites anato-
miques, tandis que la TEP donne des
informations sur l’intensité de la con-
sommation de glucose au sein de la
masse, ce qui indique si toute la masse
présente la même cellularité et le
même indice de prolifération. La fu-
sion permet d’observer toutes ces
données en même temps.
Les avantages de cette synergie sont
évidents. La TEP/TDM se rapproche
beaucoup plus de la stadification T
chirurgicale que la TDM et la TEP uti-
lisées séparément. La TEP complète
la TDM, puisqu’une masse présentant
une forte captation de FDG oriente
vers une tumeur maligne, mais, dans
d’autres cas, la TDM est une aide pour
la TEP qui ne détecterait pas les mas-
ses ne captant pas ou peu le FDG,
comme cela peut se produire en cas
de processus inflammatoires ou de
tumeurs de faible grade, par exemple
les tumeurs neuroendocrines ou les
carcinomes muqueux. Une confirma-
tion histologique est nécessaire pour
instaurer la stratégie thérapeutique
adéquate. La biopsie est sujette à er-
reurs lors du prélèvement d’échan-
tillons, par exemple en cas de masse
volumineuse et hétérogène. La TEP
permet d’identifier les masses présen-
tant la plus forte captation de FDG,
les masses les plus cellulaires, et la
TEP/TDM indique leur localisation
anatomique précise, pour guider l’as-
piration ou le trocart de biopsie (Fi-
gure 3).
- Figure 3 -
Images transversales TEP, TDM et de fusion qui montrent une masse ovarienne
droite, avec captation intense et irrégulière de FDG. La masse annexielle droite a
fait l’objet d’une biopsie à l’endroit de la captation maximale de FDG et s’est
avérée être un carcinome ovarien métachronique d’un cancer squameux du pou-
mon droit, visible sur la coupe sagittale TEP, qui collapse tout le poumon droit
(coupe coronaire TEP).
PET, CT and fusion transverse sections showing a right ovarian mass with a high intensity
and patchy FDG uptake. Pathology of the right annexial mass with highest FDG uptake
revealed a metachromic ovarian carcinoma from a squamous right lung cancer that can
be seen on the sagittal PET section and that collapses the entire right lung.
La TEP/TDM permet d’évaluer très
précocement la réponse d’une masse
tumorale à la thérapie, puisqu’en l’ab-
sence d’évolution appréciable du
volume, elle détecte toute diminu-
tion significative de la captation de
FDG dans la tumeur. En fin de traite-
ment, elle permet d’évaluer la persis-
tance du tissu tumoral dans la masse
fibreuse résiduelle ou, pendant le
suivi, de détecter les récidives loca-
les, puisqu’elle met en évidence l’ac-
cumulation pathologique de FDG,
malgré la distorsion tissulaire induite
par la thérapie [6,7, 8].
Adénopathies
ÖPresque tous les processus proli-
fératifs abdominaux et pelviens se