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m i s e a u p o i nt
Mise au point
La tomographie par émission de positons
au fluorodéoxyglucose et son intérêt
en hépato-gastroentérologie, bilan actuel et perspectives
H. Foehrenbach*, P. Maszelin*, J.F. Gaillard*
cellulaires de la glycolyse
(2). Le FDG pénètre dans la
omme dans les autres domaines de l’oncologie,
cellule au même rythme que
le glucose, mais, après
la gastroentérologie a beaucoup bénéficié
phosphorylation en FDG-6des nouvelles techniques d’imagerie, qui permettent
P, il s’accumule car il ne
actuellement une description très précise des tumeurs, peut ressortir de la cellule ni
Les émetteurs de positons
de leur structure, de leur rapport avec les tissus sains progresser dans la suite de
la chaîne métabolique. La
Les émetteurs de positons
ainsi
que
de
leur
extension
loco-régionale
ou
à
distance.
mise en évidence d’un
sont des radioéléments qui
L’ensemble de ces paramètres intervient directement accroissement important de
présentent entre autres
la glycolyse permet donc de
caractéristiques l’intérêt de
dans la définition de la stratégie thérapeutique
caractériser in vivo les
permettre le marquage de
molécules – par exemple, le et dans son optimisation pour chaque patient. Malgré lésions malignes. Cette augmentation de la glycolyse
glucose, des acides aminés ou
ces progrès importants, des questions restent encore
n’est cependant pas spécides nucléotides – directement
sans réponse, et de nouvelles méthodes d’imagerie
fique des tumeurs malignes.
impliquées dans le métabolisme des cellules. Ce mar- des tumeurs, exploitant leurs spécificités métaboliques Certaines lésions inflammatoires ou granulomateuses
quage s’effectue sans altéraet biochimiques, sont en cours d’émergence et
peuvent également comportion de leurs propriétés
ter une telle caractéristique
biochimiques, et leur injecs’attachent à représenter les tissus selon ces
mais, hormis quelques cas
tion à un patient permet de
caractéristiques afin d’individualiser les formations
de lésions malignes connues
tracer le métabolisme choisi
pour ne présenter qu’un
pour l’identification d’une
néoplasiques.
hypermétabolisme modéré,
lésion particulière. La détecvoire absent, comme le cartion du rayonnement émis par
le traceur par un appareil
cinome bronchiolo-alvéoFDG et métabolisme glucidique
d’imagerie permet de représenter cette
laire ou la tumeur carcinoïde, il existe
information sous la forme d’une image.
une différence significative de fixation
L’utilisation du glucose en oncologie est
du glucose marqué entre les lésions
justifiée par la connaissance déjà
bénignes, moins hypermétaboliques, et les
ancienne de l’augmentation importante
lésions malignes. Cette aptitude à difféde la glycolyse au sein des tumeurs
rencier les lésions bénignes et malignes
malignes (1). Cette augmentation est en
représente l’une des premières applicarapport avec celle de l’expression des
* Service de médecine nucléaire,
tions oncologiques de l’imagerie au
hôpital d’instruction des armées
transporteurs membranaires du glucose
du Val-de-Grâce, Paris.
FDG.
et avec celle de l’activité des enzymes
Fluorodéoxyglucose
(FDG) et tomographie
par émission
de positons (TEP)
C
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La tomographie par émission de positons
Elle est une technique d’imagerie scintigraphique non invasive du corps entier. Son
principe est celui de la détection en coïncidence des photons produits lors de l’annihilation du positon émis par le radioélément
avec un électron du milieu. Ce mode particulier de détection présente l’avantage
majeur de permettre la correction des phénomènes physiques qui perturbent la
construction d’une image scintigraphique :
l’atténuation des rayonnements en profondeur, la diffusion des rayonnements ainsi
que l’existence de coïncidences aléatoires
créées par deux annihilations différentes
donnant lieu à la détection simultanée de
l’un des photons émis au cours de chacune.
La correction de ces phénomènes permet
la quantification de l’activité fixée au sein
de la lésion étudiée. Cette quantification
peut être précise, en masse de glucose
consommée par unité de masse de tissu,
mais elle impose alors de lourdes
contraintes méthodologiques inutilisables
en pratique clinique. Elle est donc le plus
souvent approchée par un index semiquantitatif, le SUV (Standardized Uptake
Value) qui rapporte la fixation à l’activité
injectée et au poids du patient. Cette
approche quantitative de l’imagerie est la
plus grande spécificité de l’imagerie à positons. Par ailleurs, la résolution spatiale de
ces systèmes d’imagerie, de l’ordre de 4 à
5 mm, est meilleure que celle des caméras
scintigraphiques usuelles.
Il existe actuellement deux grandes
familles d’appareils permettant la détection des positons. La première est constituée d’appareils spécialisés dans l’imagerie à positons. Ils sont connus sous le nom
d’appareils dédiés. Ils comportent un
détecteur organisé en couronne autour du
patient et sont caractérisés par une très
forte sensibilité de détection. Leur
inconvénient est avant tout leur coût : de
8 à 15 MF. Afin de réduire le coût d’équipement ont été développées des adaptations des machines habituelles de médecine nucléaire pour leur conférer l’aptitude
à réaliser des images à l’aide d’émetteurs
de positons. Si l’objectif coût a été atteint,
ces machines, qui constituent la seconde
famille de détecteurs, restent handicapées
par une sensibilité de détection beaucoup
plus faible que celle des appareils dédiés.
Alors que la résolution de ces caméras,
dites à coïncidence, est peu différente de
celle des appareils dédiés, la qualité des
images est très inférieure en raison de leur
faible sensibilité de détection.
L’imagerie par émission de positons est
réalisée depuis plus de 20 ans. Elle est restée au sein des centres de recherche pendant de nombreuses années en raison du
coût des appareils et de la nécessité d’un
environnement complexe pour la production des traceurs. Les premières applications
ont été essentiellement neurologiques,
puis cardiologiques en raison de la taille
du champ de vue des appareils existants et
du nombre de coupes réalisables en une
acquisition. Malgré cette limitation, la première étude oncologique a été menée en
1982 sur le diagnostic des localisations
secondaires hépatiques du cancer colorectal (3).
Cancer digestif
À la différence de la pneumologie, où le
diagnostic de malignité d’une lésion
découverte au cours d’un examen d’imagerie est fondamental dans la prise en
charge des patients, cette application est
moins déterminante en gastroentérologie,
puisque le diagnostic se fait par abord
direct endoscopique. De plus, l’examen au
FDG est handicapé par un manque de spécificité quant à l’histologie ainsi que par
un défaut de repères anatomiques ne permettant pas une localisation précise de la
lésion et la définition de son extension
locale. On retient cependant la possibilité
de mettre en évidence fortuitement des
lésions digestives malignes insoupçonnées
au cours d’examen au FDG pratiqués pour
une autre indication – pneumologique, par
Act. Méd. Int. - Gastroentérologie (15) - n° 5 - mai 2001
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exemple – ; et, au cours d’un travail effectué par notre service, 3 lésions digestives
synchrones ont été ainsi trouvées pour
74 indications pulmonaires consécutives.
Toutefois, cette technique ne peut pas être
proposée en dépistage, compte tenu de la
fixation du traceur sur les lésions inflammatoires avec un taux prévisible élevé de
faux positifs dans cette indication.
Diagnostic de l’extension
La technique permet une amélioration de
la connaissance de l’extension de la maladie, avec une sensibilité comparable à celle
de la tomodensitométrie mais avec une spécificité supérieure, notamment pour la
reconnaissance de l’atteinte ganglionnaire,
car une fixation maligne peut être observée
au sein d’un ganglion en deçà du critère de
diamètre utilisé en scanner (4). De même,
une meilleure spécificité existe également
pour le diagnostic des localisations secondaires hépatiques (5) (figures 1 et 2).
Cette amélioration de la connaissance de
l’extension a pu, pour les mêmes raisons,
être rapportée pour les autres segments
digestifs, notamment pour l’œsophage,
avec des métastases mises en évidence
chez 20 % de patients en plus (6).
Au-delà de la seule modification de la
connaissance de l’extension de la maladie,
c’est surtout l’influence du résultat de
l’examen sur la conduite thérapeutique à
tenir qui importe, dans la mesure où une
stratégie inadaptée est lourde de conséquences, tant pour le patient qu’en termes
de coûts. Dans ce domaine, des taux de
30 % de modifications significatives ont
été rapportés (5).
Cas particulier de l’opérabilité
des métastases hépatiques
Avec le développement de la chirurgie des
localisations secondaires hépatiques, la
détermination de l’absence d’autre lésion
associée devient importante pour la validation d’une indication chirurgicale d’envergure. De nouveau, l’imagerie par émis-
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Figure 1. Bilan d’extension initial d’une néoplasie sigmoïdienne.
– Flèche : fixation sur la lésion connue ;
– Flèche creuse : localisation secondaire hépatique ;
– Tête de flèche : fixation colique physiologique.
Figure 2. Contrôle de l’extension à une phase tardive. Diagnostic de malignité d’une lésion nodulaire, non spécifique en tomodensitométrie, du
lobe pulmonaire supérieur droit dans un contexte
de localisation secondaire hépatique découverte à
distance du traitement d’une tumeur colique.
– Flèche : localisation hépatique ;
– Flèche creuse : fixation sur le nodule pulmonaire
connu indiquant son caractère malin ;
– Tête de flèche : accumulation urétérale de traceur, sans signification maligne car correspondant à l’élimination physiologique du traceur.
Figure 3. Diagnostic de récidive de cancer
colique.
Élévation progressive du CA 19.9 à distance
d’une tumeur colique avec extension ganglionnaire locale traitée par chirurgie et chimiothérapie. Recherche négative de récidive par endoscopie et tomodensitométrie, sans signal d’appel
local ou loco-régional. Flèche : fixation ganglionnaire rétropéritonéale lombo-aortique indiquant le site de la récidive.
sion de positons bénéficie ici de sa sensibilité de détection et de sa spécificité pour
la détection des différentes localisations
possibles de la maladie. De nouveau, l’impact de la technique sur les options chirurgicales a été évalué avec jusqu’à 47 %
de modifications (7).
au FDG peut résoudre nombre de ces problèmes en raison de sa spécificité et permet la distinction entre lésion évolutive et
formation résiduelle. Dans ce cadre, des
valeurs de sensibilité et de spécificité de
plus de 90 % ont été rapportées (9).
Comme dans les applications précédentes,
c’est l’influence sur la conduite à tenir qui
s’avère déterminante. Dans la série précédemment citée, pour les 48 malades,
21 gestes chirurgicaux inutiles ont pu être
évités (8).
le FDG-6-P en FDG. Celui-ci n’est alors
plus retenu dans la cellule et ressort donc
librement. Cette caractéristique est à l’origine de la fixation modérée du parenchyme hépatique normal. Certains carcinomes hépatocellulaires conservent cette
particularité, n’accumulent donc pas le traceur et ne sont donc pas reconnus par une
hyperfixation. Cependant, l’acquisition de
données dynamiques au cours du temps
permet le calcul de paramètres discriminants pour le diagnostic de ces lésions
(11). La limite à l’utilisation de ce type
d’acquisition dynamique est la complexité
de sa réalisation en pratique clinique.
Les autres néoplasies hépatiques, comme
le cholangiocarcinome (figure 4), ne présentent pas, quant à elles, cette particularité métabolique et pourront donc être
reconnues comme malignes par l’hyperfixation habituelle.
L’étude des néoplasies pancréatiques exocrines montre un aspect particulier qui est
celui du diagnostic différentiel entre adénocarcinome pancréatique et pancréatite
Diagnostic de récidive
Deux contextes existent pour le diagnostic de récidive. Dans celui de l’élévation
des marqueurs observée au cours du suivi
de la maladie après traitement initial
(figure 3), de très bons résultats ont été
obtenus en imagerie à positons en raison,
encore, de la grande sensibilité de détection de la méthode. À titre d’exemple, pour
48 patients dans ce cadre en 1996 étaient
détectés 97 % de 69 sites tumoraux, alors
que la tomodensitométrie n’en mettait en
évidence que moins de 50 %, avec 7 faux
positifs (8). L’autre contexte est celui de la
mise en évidence de formations tissulaires
indéterminées en tomodensitométrie avec
ou sans élévation des marqueurs. La TEP
Cancer hépatique
et pancréatique exocrine
Le diagnostic du carcinome hépatocellulaire représente une limite de l’exploration
au FDG, car il existe, selon les travaux
effectués dans ce domaine, de 30 à 50 %
de faux négatifs (10). Cela est en relation
avec une particularité des cellules hépatiques qui est d’exprimer une enzyme, la
glucose 6 phosphatase, qui déphosphoryle
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Figure 4. Cholangiocarcinome.
Hyperfixation diffuse et hétérogène intéressant la
totalité du lobe gauche du foie avec extension vers
le lobe droit et présence de nodules hyperfixants
au sein de ce dernier. Ces hyperfixations signent
la malignité de la lésion.
chronique. Dans cette application, des
chiffres de sensibilité et de spécificité
supérieurs à 90 % ont été rapportés (12).
Cependant, il ne faut pas méconnaître la
fixation du FDG sur les lésions inflammatoires et donc la possibilité de localisation du traceur au sein d’un foyer d’inflammation aiguë pouvant compliquer un
processus chronique. Le contexte clinique
est donc déterminant dans l’interprétation
des résultats. La technique garde par
ailleurs tout son intérêt pour le bilan d’extension de ces affections.
Évaluation
de la réponse thérapeutique
Cette application fait l’objet de travaux
multiples à l’heure actuelle. En effet,
lorsque existent de multiples localisations
indiquant un traitement général, le seul
mode actuel de détermination de la
réponse tumorale à la chimiothérapie est
la reconnaissance d’une réduction du
volume ou du nombre des lésions en imagerie radiologique. La réduction du
volume tumoral fait suite à la mort des
cellules constituant la tumeur et à leur élimination. Ce processus est donc nécessairement plus tardif que l’altération du
métabolisme énergétique de la cellule
tumorale qui va conduire à sa mort. C’est
la dimension quantitative de la TEP qui
trouve ici tout son intérêt, puisque l’intensité de la fixation observée est directement reliée à la quantité de glucose
consommée par la cellule (13). De ce fait,
la réduction de l’intensité de la fixation
après une chimiothérapie précise l’altération de la glycolyse au sein de la lésion
sous l’effet du traitement. Au maximum,
la disparition complète de la fixation
indique la stérilisation de la lésion, à la
sensibilité de détection près, puisque la
persistance de quelques éléments cellulaires viables ne pourra pas être formellement écartée en raison de la résolution
de la technique (figure 5). Il doit être noté
que cette constatation métabolique est
faite indépendamment de la persistance
éventuelle d’une masse résiduelle sur les
images radiologiques, masse qui correspond alors, si elle existe, à une formation
cicatricielle.
À l’inverse, une réponse partielle obtenue
d’après les indications de l’imagerie radiologique peut être trompeuse, car cette technique peut être induite en erreur par le phénomène de sélection clonale. Dans ce
contexte, la chimiothérapie aboutit à l’élimination des cellules qui y sont sensibles. Toutefois, il peut coexister au sein
de la même lésion un contingent cellulaire
résistant qui sera alors sélectionné. La destruction des cellules sensibles aboutit à
leur élimination et il y a donc une réduction du volume de la tumeur qui fait croire
à une réponse globale. Ce phénomène est
à l’origine de rechutes très précoces.
L’intérêt du FDG est donc de mettre en évidence la persistance d’une fixation élevée
au sein de la lésion de volume réduit. Cette
fixation permet d’affirmer la présence
d’un clone de cellules résistantes au sein
de la tumeur.
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Figure 5. Évaluation de la réponse thérapeutique.
Lignes du haut : recherche de récidive d’une
néoplasie colique en raison d’une élévation de
l’ACE ; TDM non contributive ; mise en évidence
en TEP d’adénopathies du médiastin (flèche) et
du hile pulmonaire droit (tête de flèche).
Ligne du bas : régression de la fixation médiastinale et hilaire après 6 mois de chimiothérapie
LV5FU2 ; régression complète des fixations
médiastino-hilaires et normalisation de l’ACE.
L’influence de la chimiothérapie sur le
métabolisme tumoral peut être précoce et
transitoire. Cela impose de respecter un
délai d’environ 3 semaines après la fin de
la dernière cure pour effectuer le contrôle
afin de ne pas évaluer la réponse par excès.
À l’inverse, lors de l’étude de l’efficacité
d’une radiothérapie, il sera nécessaire de
respecter un délai plus long de 3 à 4 mois
avant d’effectuer le contrôle en raison de
l’inflammation radique à l’origine d’une
hyperfixation du traceur. Dans ce cas, la
réponse sera sous-estimée, car la fixation
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inflammatoire ne peut être différenciée
d’une vraie lésion maligne résiduelle.
Compte tenu de l’importance de la
connaissance précoce de l’efficacité d’une
chimiothérapie, cette application est
appelée à croître en importance. Elle arrive
également aux limites de l’utilisation du
FDG, qui peut faire sous-estimer la
réponse en raison d’une fixation résiduelle
dans le site tumoral après chimiothérapie.
Cette fixation n’est alors due qu’à l’activité des macrophages assurant la détersion
du foyer tumoral après la destruction des
cellules malignes. Un tel écueil peut être
évité par l’utilisation d’autres traceurs,
comme la fluorothymidine, dont l’accumulation cellulaire est directement en relation avec l’activité mitotique tumorale. Ce
traceur annonce le futur de la tomographie
par émission de positons, technique très
polyvalente apte à réaliser des images au
moyen de nombreux traceurs qui peuvent
être sélectionnés en fonction de leurs propriétés métaboliques et de la fonction que
l’on veut représenter.
autres pays occidentaux, avec actuellement une autorisation de mise sur le
marché du traceur, depuis janvier 1999,
dans différentes indications dont la
recherche des récidives des cancers
colorectaux. Cependant, elle ne fait toujours pas l’objet d’une prise en charge
financière en France, ce qui limite sa
mise en œuvre ainsi que l’implantation
de nouveaux équipements exigée par le
Conclusion
La tomographie par émission de positons
au fluorodéoxyglucose est une technique
d’imagerie métabolique qui permet, de
façon qualitative, de caractériser des
lésions tissulaires ne pouvant être précisées par les techniques radiologiques, de
détecter précocement des récidives suspectées sur la seule élévation des marqueurs tumoraux. Son aptitude à la quantification de la fixation du traceur permet
également de suivre précisément l’action
d’une chimiothérapie sur les cellules
tumorales par l’intermédiaire de leur
métabolisme glucidique, dont l’altération
sous l’effet du traitement est bien plus précoce que la réduction du volume tumoral
habituellement utilisée.
Cette technique est en cours d’émergence dans notre pays, à la suite des
Act. Méd. Int. - Gastroentérologie (15) - n° 5 - mai 2001
Résumé
Résumé
volume d’indications potentielles. Il doit
être rappelé qu’il n’existe que 3 appareils dédiés en service dans des structures hospitalières en France pour 18 en
Belgique et près d’une centaine en Allemagne, pour ne citer que ces deux pays.
La mise au niveau européen de notre
équipement s’avère donc actuellement
le chantier majeur de la médecine
nucléaire française.
Résumé
Résumé
Résumé
La tomographie par émission de positons (TEP) est une technique d’imagerie
biochimique. L’utilisation du fluorodéoxyglucose (FDG) fournit des images de
la distribution corps entier de la glycolyse. Cette approche est justifiée par la
connaissance de l’accroissement très important de la consommation de glucose par les lésions malignes. Ce nouveau mode de représentation de la maladie néoplasique a été crédité d’une sensibilité comparable à celle des techniques d’imagerie radiologiques pour la détection des tumeurs. C’est surtout
sa spécificité, supérieure à celle des modalités conventionnelles, qui justifie
son émergence actuelle. La TEP au FDG permet une meilleure connaissance
de l’extension de la maladie et de différencier les lésions récidivantes de formations cicatricielles. Son aptitude à l’estimation quantitative de la fixation du
traceur, directement corrélée au nombre de cellules viables dans la lésion, est
particulièrement utile pour l’évaluation précoce de la réponse des tumeurs aux
thérapeutiques mises en œuvre, notamment la chimiothérapie.
Actuellement, la principale limite de la technique est son manque de disponibilité face à la fréquence des affections concernées et au nombre d’indications potentielles. Cependant, il a pu être établi dans plusieurs pays que l’amélioration de la connaissance de la maladie néoplasique permise par la TEP
conduit, par l’intermédiaire de l’optimisation des traitements, à de substantielles économies à l’échelle des stratégies de prise en charge des cancers. De
tels arguments ne peuvent que contribuer au développement continu de la
méthode.
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