Tomographie à émission de positon

La Tomographie à Émissions de Positon (TEP) - qui est une des techniques de tomographie - est un examen d’imagerie médicale mesurant l'émission photonique après désintégration de positons produisant une image en 3 dimensions (3D). Elle permet de visualiser les activités du métabolisme, plus précisément des tissus, chez les humains. Elle diffère des technologies conventionnelles aux rayons X et par résonance magnétique nucléaire qui se limitent aux images de l'anatomie. Les changements physiologiques précèdent les changements anatomiques et, par conséquent, la tomographie par émission de positons permet de déceler à une phase plus précoce les dommages métaboliques et ainsi à aider à contrer leur progression. Les images sont obtenues par injection dans l’organisme d'une molécule radioactive marquée par des isotopes du carbone, du fluor ou de l'oxygène (émetteurs de positons).Cette technique permet de localiser, en chaque point d'un organe, une substance marquée par un radioélément administré à un sujet vivant, et de suivre dans le temps l'évolution de cette substance grâce à une caméra spéciale, une caméra TEP. Elle fournit ainsi une image quantitative du fonctionnement de l'organe étudié.

Qu’est-ce qu’une TEP ?

Une tomographie par émission de positons (TEP) est un examen d’imagerie médicale. C’est une scintigraphie faite après l’injection d’un traceur faiblement radioactif, le ^*-flurodéoxyglucoce (en abrégé ^*-FDG) dans le bras du patient par voie intraveineuse. Ce traceur est semblable au glucose (sucre) : il va se fixer au niveau des tissus cancéreux pour émettre, de façon temporaire, des rayonnements que l’on peut suivre dans l’organisme du patient grâce à une caméra spéciale, une caméra TEP. Une caméra TEP est un appareil qui a l’aspect d’un *scanner* ou d'une IRM, mais son principe de fonctionnement est différent. En particulier le principe de fonctionnement repose sur le fait que le positon émis par le produit radioactif s'annihile avec un électron, après un court parcours. Cette annihilation produit deux photons qui partent en directions opposées, ce qui rend possible le traitement tomographique. En effet, les capteurs situés tout autour du patient détectent les photons et un système informatique reconstitue des images précises de la répartition du traceur au niveau d’une partie ou de la totalité du corps, en 3 dimensions. De plus en plus souvent, les caméras TEP sont couplées à un scanner à rayons X qui permet d’améliorer la qualité des images et de mieux visualiser les organes sur lesquels sont localisées les anomalies repérées par la scintigraphie. Les examens d’imagerie médicale permettent d’obtenir des informations sur l’anatomie des organes grâce à des appareils qui utilisent des rayons X ou des ultrasons. Ces techniques donnent des renseignements qui concernent la structure des organes : leur taille, leur volume, leur localisation, voire la forme d’une éventuelle lésion. La TEP est un examen d’imagerie qui permet d’obtenir des images du fonctionnement des organes, des tissus ou des cellules, et leur activité. C’est la raison pour laquelle, on parle parfois d’examen fonctionnel. Le service dans lequel se réalise une tomographie par émission de positons est appelé service de médecine nucléaire.

Exposition aux radiations

Au cours d'une tomographie par PET-Scan (également valable pour un SPECT/DAT-Scan), nous recevons environ 150 mSv en une demi-journée. Nous serions en zone rouge dans une centrale nucléaire. Pour éviter tout symptôme d'altération sanguine qui se manifeste à partir de 500 mSv, mieux vaut se limiter à un maximum de trois examens de ce type par an (un tel examen dure en général près d'une heure).

Rôle du ^* FDG

Le ^*-FDG est un sucre semblable au glucose rendu radioactif. C’est la radioactivité de ce fluor particulier rajouté au glucose qui permet sa détection par la caméra TEP. Pour vivre, fonctionner et se reproduire, les cellules ont besoin d’énergie sous forme de glucose, sucre assimilable par l’organisme. Cette source énergétique est essentielle aux nombreuses cellules de l’organisme et elle se trouve naturellement dans le sang. Plus l’activité des cellules est importante, plus leur consommation de glucose augmente. Les cellules cancéreuses se multiplient sans cesse. Ces nombreuses multiplications nécessitent beaucoup d’énergie. Elles ont donc une consommation anormalement élevée de glucose par rapport aux cellules normales. C’est grâce à cette consommation excessive de glucose que l’on peut repérer le tissu cancéreux avec la caméra TEP. Le ^*-FDG se comporte comme le glucose, mais contrairement à celui-ci, il n’est pas une source d’énergie utilisable par la cellule cancéreuse. Il s’accumule alors dans la cellule qui devient radioactive. En devenant radioactive, elle émet des rayonnements qui peuvent être détectés par la caméra TEP. Le tissu cancéreux est ainsi repéré grâce à l’accumulation du produit radioactif sous la forme d’une image d’hyperfixation. Toutes les informations recueillies par la caméra TEP reposent sur la radioactivité repérée dans les tissus après que le ^*-FDG ait été injecté au patient. Le système informatique relié à la caméra TEP produit des coupes et des images en trois dimensions, des endroits du corps où le ^*-FDG s'est accumulé.

Comment se déroule l’examen TEP ?

L’examen se déroule en deux temps. A son arrivée, le patient est installé sur un lit et doit se reposer. Le médecin ou un technicien spécialement formé injecte dans une veine du bras ou dans une perfusion mise au préalable, une dose de ^*-FDG diluée dans une solution salée. Le patient reste au repos une heure au moins. Ce temps permet au produit de bien se répartir dans l’organisme et d’être capté par les tissus cancéreux. Avant de s’installer sur le lit d’examen de la machine TEP, le patient se rend aux toilettes. Le patient doit ensuite se détendre au maximum. Il est installé au calme avec, si possible, une lumière douce. A partir de l’injection du ^*-FDG, toutes les activités qui peuvent stimuler les muscles sont à éviter. Il est ainsi déconseillé de lire, de parler ou de mâcher un chewing-gum car ces activités font travailler les muscles et donc augmentent leur consommation de glucose, ce qui risque de modifier les résultats de l’examen. Lors de l’examen, le patient est allongé sur un lit qui se déplace à l’intérieur d’un anneau détecteur. Seule une partie du corps se trouve à l’intérieur de l’appareil. De ce fait, la claustrophobie ressentie par certains patients est nettement atténuée. Cette machine est silencieuse, contrairement à une IRM. L’enregistrement des images dure de 20 à 40 minutes selon les machines et l'indication de la TEP. Au total, le patient doit prévoir de rester dans le service environ 3 à 4 heures pour l’ensemble de la procédure.

Le diagnostic

Lors du diagnostic, une TEP peut être réalisée pour tenter d’identifier la maladie à l’origine des signes ou des symptômes ressentis ou observés par le patient ou d’une anomalie décelée lors d’une radiographie ou d’une *échographie*. Elle peut aider à déterminer si une anomalie est en fait bénigne ou maligne.

Applications

Oncologie

La TEP associée avec l'injection d'un traceur (¹⁸F) le fluorodésoxyglucose (FDG, FDG-PET) est utilisée en cancérologie. Ce traceur est très proche chimiquement du glucose et va se fixer sur les tissus possèdant un métabolisme élévé. Notamment : le cœur, le cerveau et les cellules tumorales.

La TEP peut être donc utilisée pour évaluer un diagnostic et un pronostic en révélant l'état d'avancement de la maladie et son éventuelle croissance. Bien que la TEP soit un outil puissant en oncologie, son coût exorbitant (le fluorodésoxyglucose, utilisé dans 90 % des cas en oncologie, est extrêmement onéreux et sa demi-vie est courte : environ 6 heures) et l'alternative de l'IRM sont des freins à son développement de masse en milieu hospitalier.

Imagerie cérébrale

Le principe de l'utilisation de la PET en imagerie cérébrale (neurologie et neurosciences cognitives) repose sur le lien entre activité des neurones dans une région donnée et la mesure de la radioactivité. Ce lien est assez indirect puisqu'au travers de la PET on mesure l'accumulation d'un radiotraceur. Le radiotraceur le plus couramment utilisé est l'oxygène 15 dont l'accumulation est due à la réponse hémodynamique, c'est-à-dire une augmentation locale du débit sanguin cérébral qui se produit lorsqu'une région du cerveau voit son activité augmenter. L'imagerie cérébrale PET reflète donc l'apport d'énergie plutôt que l'activité cérébrale proprement dite.

L'avantage de la PET en imagerie cérébrale tient au fait qu'il est possible d'utiliser des radioligands spécifiques de certains neurorécepteurs afin d'étudier des mécanismes plus spécifiques de l'activité cérébrale. Ainsi, le radiotraceur raclopride marqué au carbone 11 permet de visualiser l'activité synaptique liée au récepteur D2 de la dopamine. Cette méthodologie fait l'objet de beaucoup de développement dans le domaine de la neuropsychiatrie.

Cardiologie

Neuropsychologie / neuroscience cognitive

Pharmacologie

Effets secondaires pour le patient et son entourage

En raison de l’activité des radionucléides injectés (même si ils ont une durée de vie courte), cet examen est contre indiqué aux femmes enceintes, aux mères allaitant, (la radioactivité se retrouvant dans le lait, il faut suspendre provisoirement l’allaitement) et les contacts avec les jeunes enfants et les femmes enceintes sont à éviter la journée suivant l’examen. Des précautions sont donc à prendre vis-à-vis du milieu familial, professionnel ou hospitalier pendant environ 12 heures, temps moyen pour que la plus grande partie de la radioactivité ait disparu.

Voir aussi

SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography)

Références

Liens externes

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