Introduction aux thèmes de la session - CEA-Irfu

Imagerie Nucléaire :
Techniques, Applications et Perspectives
L.Ménard
Institut de Physique Nucléaire, Orsay
Groupe Modélisation Physique Interfaces Biologie, Université PARIS 7
Journées Jeunes Chercheurs - Aussois 2003
Physique Subatomique et Interfaces Physique - Biologie - Médecine

Les Différentes Modalités d’Imagerie Biomédicale
Modalité Paramètres Applications
CT
(rayon X) Densité, Z Anatomie, contenu minéral
US Impédance acoustique Vitesse/Atténuation
Variation de fréquence
Anatomie, caractéristiques structurales
des tissus, débit sanguin
IRM
v
RMN
Concentration 1H
Relaxation T1,T2Diffusion
Déplacement chimique
Anatomie, débit sanguin, structure et dynamique
des tissus, état chimique
Radio-
imagerie Concentration de radiotraceur Débit/volume sanguin, métabolisme,
concentration de récepteurs, progression/suivi
thérapeutique, expression génique
Imagerie anatomique
( X, Ultrasons, IRMa, )
Imagerie physiologique et métabolique
(IRMf, Ultrasons, Imagerie radio-isotopique, Optique)
Moléculaire
( Imagerie radio-isotopique, IRM)

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)
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
Haute résolution spatiale (<1 mm pour IRMa)
Technique anatomique de référence
Mesure simultanée de nombreux paramètres physiologiques ou métaboliques

Imagerie par Résonance Magnétique : Applications
Activation cérébrale
sous stimulation
visuelle et auditive
(IRM anatomique et
fonctionnelle)
Oxford Centre for Functional
Magnetic Resonance Imaging
of the Brain
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) Glioblastome
(IRM anatomique
avec gadolinium)
Bilan d’extension local et ganglionnaire
Suivi évaluation réponse thérapeutique
Bilan fonctionnel pré et
post-opératoire
Functional MRI research center,
Columbia university
Aide au geste chirurgical (bilan fonctionnel
pré-opératoire)

Imagerie radio-isotopique
Principe : suivi de la distribution et de la cinétique de molécules traceuses radiomarquées
TEP/TEMP Utilisation de rayonnements ionisants
Radiochimie complexe
TEP Instrumentation lourde et coûteuse
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