Médecine nucléaire

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La médecine nucléaire est l'ensemble des applications médicales des radiotraceurs, ou sources radioactives non scellées.
Médecine nucléaire

La médecine nucléaire est l'ensemble des applications médicales des radiotraceurs, ou sources radioactives non scellées.

Utilisation

Les différents domaines d'application sont :
-l'imagerie fonctionnelle in vivo qui consiste en l'administration d'un traceur radioactif au patient permettant sa détection externe. Ce sont les scintigraphies (émission de rayonnements gamma) ou les TEP (Tomographies d'émission de positons).
-le diagnostic biologique in vitro: c'est de la radio-immunologie
-la radiothérapie métabolique : cela regroupe les applications thérapeutiques utilisant l'administration d'un produit radioactif dont le parcours dans la matière est suffisamment faible pour déposer son énergie directement au contact du tissu cible et de le détruire. exemple : la radiothérapie des cancers thyroïdiens par iode 131. Bien qu'historiquement, ses premières contributions se firent surtout dans le domaine de l'oncologie, la médecine nucléaire permet aujourd'hui d'étudier pratiquement tous les systèmes du corps humain et trouve par ce fait des applications dans toutes les spécialités médicales, incluant la neurologie, la cardiologie, l'oncologie, l'endocrinologie, la néphrologie, la gastro-entérologie, la pneumologie, l'infectiologie, les diverses disciplines chirurgicales, etc. La médecine nucléaire se distingue de la plupart des autres techniques d'imagerie médicale en ce qu'on obtient des images physiologiques plutôt qu'anatomiques. Des molécules dont le comportement biologique est connu sont introduites dans le corps du patient de la façon appropriée au test en cours: injecté, avalé, inhalé etc. Leur comportement est alors étudié par le biais de l’imagerie par émission. Les images obtenues peuvent êtres statiques mais, contrairement à la majorité des modalités d'imageries par transmission, il est souvent possible d'obtenir des images dynamiques. On pourra ainsi, par exemple, étudier :
-la perfusion sanguine des organes (flot vasculaire) ;
-le métabolisme hépatobiliaire et la dynamique vésiculaire biliaire ;
-les fonctions de filtration et d'élimination rénale, incluant la recherche d'obstruction à la vidange rénale, par le biais, au besoin, d'un test de provocation au diurétique ;
-les fonctions de remplissage et de vidange de la vessie urinaire, incluant la recherche de reflux vésico urétéral ;
-test d'organification thyroïdienne de l'iode, par le biais d'un test d'épuration au perchlorate ;
-test de perfusion cérébrale , par le biais de la cartographie de captation et vidange tissulaire du Xenon-133 ;
-etc. Certaines techniques permettent une reconstruction dynamique (mouvement) par superposition d'images prises à des temps différents (cœur). La médecine nucléaire se prête à la quantification.

Quelques radio-isotopes utilisés en médecine nucléaire

Tc99m

Le technétium 99 métastable est le radio-isotope le plus utile en imagerie médicale nucléaire. Ses caractéristiques physiques sont presque idéales pour cette fin:
-la demi-vie de 6 heures est assez longue pour permettre de suivre les processus physiologiques d'intérêt, mais assez courte pour limiter l'irradiation inutile
-L'énergie du photon gamma, 142 keV, est idéale puisqu'assez énergétique pour traverser les tissus vivants, mais assez faible pour pouvoir être détectée commodément: elle peut être interceptée efficacement par un cristal d'iodure de sodium dont l'épaisseur typique sera de l'ordre de 10 à 15 mm
-L'abondance de photon gamma est grande, environ 98% des désintégrations. Peu de particules non pénétrantes sont émises, favorisant ainsi une plus faible déposition d'énergie dans les tissus vivants Le technétium est habituellement obtenu sous forme de pertechnétate sodique: NaTcO4. Il peut être utilisé sous cette forme pour ses propriétés anioniques. Sous cette forme, en effet, son comportement biologique mimera celui des anions Cl- ou encore I-. Ainsi, on pourra par exemple faire des recherches des diverticules de Meckel ou encore imager la glande thyroïde. Cependant, son principal usage se fera comme marqueur de molécules biologiquement actives. En liant un atome de Tc99m :
-à divers phosphates ou phosphonates, on pourra imager le métabolisme osseux
-à certains chélateurs tel le DTPA , on imagera la fonction rénale. Le même DTPA, sous forme d'aérosol sera inhalé pour cartographier la ventilation pulmonaire
-à des macro-agrégats d'albumine qui permettront d'imager la perfusion pulmonaire
-à l'acide diimino-acétique ou ses dérivés, on imagera la fonction hépato-biliaire
-à des colloïdes divers, habituellememt de soufre, pour cartographier la distribution des cellules hépatiques de Kupffer
-aux globules rouges du patient, pour rechercher des hémangiomes ou des saignements digestifs
-à certaines molécules lipophiles tel le MIBI ou le Teboroxime, pour cartographier la perfusion sanguine régionale; utile notamment pour l'évaluation de l'ischémie myocardique ou la recherche de certaines tumeurs

Tl201

Cet atome possède des propriétés chimiques similaires à celles du potassium. Absorbé par les cellules via la pompe Na-K Atpase, il se distribuera en fonction de la perfusion sanguine régionale. Longtemps utilisé, notamment pour évaluer la perfusion sanguine myocardique, il tend à être délaissé au profit des marqueurs lipophiliques technéciés. En effet, ses propriétés physiques sont moins qu'idéales: l'énergie de ses photons gamma est faible. Les images obtenues sont donc sujettes à la dégradation causée par l'atténuation et la diffusion. De plus, la dose qu'il est possible d'administrer est limitée en raison de l'abondance relativement importante de radiations non pénétrantes, auxquelles il convient de limiter l'exposition des patients.

I123

Isotope de l'iode utilisé pour étudier le métabolisme thyroïdien. Ses radiation riches en photons gamma et sa demie-vie de 13 heures en font un agent bien adapté à l'imagerie.

I131

Autre isotope de l'iode, ses radiations riches en particules beta et sa demi-vie relativement longue de 8 jours en font un agent plus propice au traitement qu'à l'imagerie. On l'utilisera pour l'ablation de nodules thyroïdiens hyperactifs, pour le traitement de certaines formes d'hyperthyroïdie, par exemple la maladie de Graves-Basedow ou la maladie de Plummer, ou pour la recherche et l'ablation de métastases de carcinomes thyroïdiens bien différenciés.

Ga67

Mime le métabolisme du fer. Utile pour imager la fonction de la moelle osseuse et pour la recherche de certaines infections, de lymphomes et de certaines tumeurs.

In111m

Le DTPA marqué à l'indium peut être injecté dans l'espace sous-arachnoïdien, par ponction lombaire, afin d'imager la production, la migration et la réabsorption du liquide céphalo-rachidien.

Caméra à scintillation

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