Introduction aux thèmes de la session - CEA-Irfu
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Journées Jeunes Chercheurs - Aussois 2003 Physique Subatomique et Interfaces Physique - Biologie - Médecine Imagerie Nucléaire : Techniques, Applications et Perspectives L.Ménard Institut de Physique Nucléaire, Orsay Groupe Modélisation Physique Interfaces Biologie, Université PARIS 7 Les Différentes Modalités d’Imagerie Biomédicale Modalité CT (rayon X) Paramètres Applications Imagerie anatomique Densité, Z contenu minéral ( X, Ultrasons, IRMa,Anatomie, ) Imagerie physiologique et métabolique Impédance acoustique US Vitesse/Atténuation Variation de fréquence Anatomie, caractéristiques structurales des tissus, débit sanguin (IRMf, Ultrasons, Imagerie radio-isotopique, Optique) IRM v RMN Radioimagerie Moléculaire Anatomie, débit sanguin, structure et dynamique desIRM) tissus, état chimique ( Imagerie radio-isotopique, Concentration 1H Relaxation T1,T2 Diffusion Déplacement chimique Concentration de radiotraceur Débit/volume sanguin, métabolisme, concentration de récepteurs, progression/suivi thérapeutique, expression génique Imagerie par Résonance Magnétique Principe : Mesure des caractéristiques (amplitude, temps de relaxation) des rayonnements électromagnétiques émis lors de la relaxation de certains noyaux placés en résonance sous l’action de champs magnétiques externes (champ statique + onde radio-fréquence) Haute résolution spatiale (<1 mm pour IRMa) Technique anatomique de référence Mesure simultanée de nombreux paramètres physiologiques ou métaboliques Sensibilité relativement faible ([c]<10-7 mole pour IRMa et [c]<10-6 mole pour IRMf) Temps d’acquisition long (compromis durée acquisition/résolution temporelle pouvant aller de plusieurs minutes à qqs heures), examen inconfortable (bruit, claustrophobie) Coût élevé Imagerie par Résonance Magnétique : Applications Recherche Organisation fonctionnelle du cerveau (études cognitives) Développements anatomiques et fonctionnels cérébraux Clinique Suivi des accidents vasculaires cérébraux (évaluation des dommages ischémiques, pronostique de revascularisation) Diagnostic cancer (cerveau, sein, prostate) Bilan d’extension local et ganglionnaire Suivi évaluation réponse thérapeutique Aide au geste chirurgical (bilan fonctionnel pré-opératoire) Activation cérébrale sous stimulation visuelle et auditive (IRM anatomique et fonctionnelle) Oxford Centre for Functional Magnetic Resonance Imaging of the Brain Bilan Glioblastome fonctionnel pré et (IRM anatomique post-opératoire avecMRI gadolinium) Functional research center, Columbia university Imagerie radio-isotopique Principe : suivi de la distribution et de la cinétique de molécules traceuses radiomarquées TEP Mesures quantitatives et très sensibles ([c]<10-12 moles) Paramètres biologiques au niveau moléculaire Nombreux traceurs disponibles et en développement (imagerie métabolique, pharmacologique et moléculaire) TEMP Possibilité de multimarquage Infrastructure légère TEP/TEMP Utilisation de rayonnements ionisants Radiochimie complexe TEP Instrumentation lourde et coûteuse Imagerie radio-isotopique : Applications Recherche Études fondamentales des maladies neurologiques (Alzheimer, Parkinson …) Lymphome avant traitement Lymphome après traitement Développements et caractérisation de nouvelles molécules diagnostiques ou thérapeutiques Organisation fonctionnelle du cerveau Clinique Diagnostic et suivi des accidents cardiovasculaires Diagnostic cancer, bilan d’extension à distance, récidive Pronostic, suivi et évaluation de la réponse thérapeutique Planification des traitements Évaluation d’un nouveau traceur Mise en évidence d’une ischémie diagnostique pour àlal’aide maladie d’Alzheimer myocardique d’un traceur 18 Evaluation de la réponse thérapeutique Bilan cognitives d’extension métastatique Etudes ( F-FDG TEP) 18 ( F-FDDNP TEP) 18F-FDG TEP) 18F- FDG TEP) de la (perfusion d’un cancer du sein (sanguine (207Tl TEMP) Imagerie Nucléaire : Perspectives Médical Chimie Instrumentation Accélération dupoint rythme deplus développement de nouveaux grâce à et l’amélioration des IRM : développement d’une grande gamme d’aimants (bas champs, très haut champs, ouverts) Mise au et validation de nouveaux traceurs, médicament agents de contraste vecteurs techniques d’imagerie pour les études in vivo sur les modèles animaux Intégration des techniques la biologie des moléculaire (imagerieetde l’expression génique) Imagerie nucléaire :de amélioration photodétecteurs cristaux scintillants Multiplication des traitements et des interventions effractives minimales guidées par l’image Couplage des techniques d’imagerie anatomique et fonctionnelle Dépistage précoce, meilleur suivi, thérapie individualisée Mise au point de systèmes de détection spécialisés moins coûteux (g-caméra miniaturisées haute-résolution pour scintimammographie, systèmes TEP dédiés cerveau ou prostate, IRM compact pour l’imagerie interventionnelle ) Optimisation des protocoles de traitement du signal (quantification plus précise) Analyse d’image et aide à la décision informatisée Cancer gastro-oesophagien (TEP-Scanner X) Medical College of Wisconsin
