NUCLÉAIRE MÉDECINE

Système nerveux central

En tomographie par émission de positons, il est en particulier courant de mesurer l'utilisation cérébrale régionale du glucose à partir du fluorodésoxyglucose marqué par le fluor 18, dont l'absence de métabolisation après phosphorylation entraîne sa rétention au niveau des cellules cérébrales qui l'ont capté. Cette technique est utilisée dans le bilan préchirurgical des patients souffrant d'épilepsie partielle en délimitant la zone épileptogène où siège une diminution du métabolisme du glucose. Un traceur des plaques amyloïdes, le PIB marqué au fluor 18, pourrait, dans un avenir proche, participer au diagnostic précoce de la maladie d'Alzheimer. On peut également étudier la distribution spatiale des neurorécepteurs à partir de radiotraceurs spécifiques qui sont un outil très original dans l'exploration des fonctions physiologiques et des états pathologiques cérébraux, ainsi que des modes d'action des médicaments.

En tomoscintigraphie, la perfusion cérébrale régionale peut être quantifiée après injection de traceurs liposolubles s'accumulant proportionnellement au débit sanguin régional. Avec le traceur lipophilique HMPAO marqué au technétium 99m, la distribution initiale ne se modifie pas, et rend possible, à distance de l'injection, l'analyse des perturbations transitoires de la perfusion cérébrale lors de crise d'épilepsie. L'analyse de la perfusion cérébrale est également importante dans le cadre de l'évaluation des démences. Un traceur spécifique de la perte neuronale dopaminergique dans le striatum, le ioflupane marqué à l'iode 123, permet en outre de distinguer une démence à corps de Lewy, deuxième cause de maladie neurodégénérative après l'Alzheimer.

Système cardio-vasculaire

La simple injection intraveineuse d'un radiotraceur permet d'aborder des domaines aussi différents que ceux de la perfusion, du métabolisme et de la viabilité cellulaire myocardiques, de l'hémodynamique cardiaque et vasculaire, et de la maladie thrombo-embolique.

Perfusion, métabolisme et viabilité cellulaire myocardiques

Un radiotraceur très utilisé est le thallium 201 qui joue vis-à-vis de la cellule un rôle très voisin de celui du potassium : capté par toute cellule en activité, sa distribution au sein des organes est le reflet du débit sanguin régional et de la viabilité des cellules irriguées. Deux autres traceurs marqués au technétium 99m, le sestamibi et la tétrofosmine, sont plus facilement disponibles. Un défaut de fixation de ces traceurs traduit donc une hypoperfusion, une ischémie ou une lésion cicatricielle de l'organe. La mise en évidence des sténoses coronariennes peut être obtenue en créant une disparité dans les débits sanguins locaux, en particulier sous l'effort. La scintigraphie montre alors une hypofixation transitoire dans le territoire vasculaire de l'artère sténosée. Examen de référence dans l'appréciation de l'étendue d'un infarctus myocardique connu, la tomoscintigraphie myocardique contribue au diagnostic non invasif des sténoses coronariennes lorsque l'épreuve d'effort est douteuse et non contributive. Après la coronarographie radiologique qui montre la topographie des sténoses, elle permet de caractériser la sévérité fonctionnelle des lésions par la mesure directe de leur retentissement sur la perfusion myocardique, et va guider le choix thérapeutique.

La tomographie par émission de positons offre l'intéressante possibilité de l'analyse comparée de la perfusion et du métabolisme régional myocardiques, par injection successive d'ammoniac marqué par l'azote 13, de fluorodésoxyglucose marqué au fluor 18 et d'acides gras marqués au carbone 11. Un défaut de perfusion concordant avec un défaut d'utilisation des acides gras et un excès d'utilisation du glucose traduit une ischémie sans atteinte irréversible de la viabilité cellulaire, et précise le type de thérapeutique à envisager.

Explorations endocrinologiques

L'une des premières applications médicales des radio-isotopes utilisait l'iode 131 pour l'exploration fonctionnelle et le traitement de diverses affections de la glande thyroïde. Les modalités d'exploration de la thyroïde ont changé et les explorations endocriniennes isotopiques se sont enrichies grâce à l'avènement d'autres traceurs et grâce à l'utilisation de caméras tomoscintigraphiques couplées à des tomodensitomètres (scanners), permettant d'une part d'étendre le champ des explorations fonctionnelles aux glandes parathyroïdes, aux surrénales, aux tumeurs neuroendocrines, et d'autre part d'optimiser les données fournies par les examens scintigraphiques grâce à une localisation plus précise des foyers pathologiques.

Les glandes surrénales

Différents traceurs permettent d'explorer les glandes surrénales : le ¹³¹I-6β-iodométhyl-19-cholestérol pour la corticosurrénale, ou la métaiodobenzylguanidine (MIBG) marquée à l'iode 131 ou 123 pour la médullosurrénale.

La scintigraphie au ¹³¹I noriodocholesterol peut être réalisée dans des conditions basales (sans freinage corticotrope exogène) ou avec freinage de l'axe corticotrope par des corticotropes exogènes.

La scintigraphie au ¹³¹I noriodocholesterol dans des conditions basales peut être réalisée dans plusieurs contextes cliniques

En cas de syndrome de Cushing (sécrétion cortisolique non freinable par la dexamethasone). En cas d'hypercorticisme ACTH dépendant, la scintigraphie mettra en évidence une fixation bilatérale des surrénales qui traduira leur hyperplasie bilatérale. En cas d'hypercorticisme indépendant, d'origine surrénalienne, la scintigraphie révélera une fixation bilatérale en cas d'hyperplasie, et une fixation unilatérale du côté de l'adénome surrénalien en cas d'adénome surrénalien de Cushing. Celui-ci, hyperfonctionnel, fixera en effet le traceur, alors que la surrénale controlatérale sera mise au repos par la baisse du taux d'ACTH.

En cas d'hyperandrogénie, la scintigraphie montrera une fixation du traceur au niveau des deux surrénales et parfois une lésion extrasurrénalienne à l'origine de la sécrétion d'androgène.

En cas d'incidentalome (c'est-à-dire de découverte fortuite d'une tumeur surrénalienne), la scintigraphie permet de répondre à deux questions : La tumeur est-elle hyperfonctionnelle (adénome cortisolique infraclinique) ? La surrénale porteuse de la tumeur fixe alors le traceur et éteint la fixation du traceur au niveau de la surrénale controlatérale. La tumeur est elle maligne ? Dans ce cas, qu'il s'agisse de corticosurrénalome malin ou de tumeur non corticosurrénalienne (métastase, phéochromocytome) elle ne fixe pas le traceur alors que la surrénale controlatérale le fixe.

La scintigraphie avec freinage de l'axe corticotrope par la Dexamethasone

En cas d'hyperaldostéronisme la scintigraphie avec freinage permettra de préciser si l'hyperfonctionnement corticosurrénalien est freinable et s'il est unilatéral ou bilatéral.

Dans le cas de l'adénome de Conn la scintigraphie mettra en évidence une fixation unilatérale, homolatérale au nodule surrénalien mis en évidence à l'examen morphologique. Dans le cas de l'hyperplasie bilatérale idiopathique, on observera une fixation bilatérale plus ou moins symétrique.

En cas d'hyperandrogénie : la scintigraphie permet de préciser si l'hyperandrogénie est d'origine surrénalienne non freinable, uni ou bilatérale. Elle peut, en outre, identifier son origine extra surrénalienne.

La scintigraphie réalisée après injection de MIBG marquée à l'iode radioactif permet l'identification d'une tumeur du système sympathique, phéochromocytome pour les tumeurs à localisation surrénalienne ou paragangliome pour les tumeurs à localisation extra surrénalienne, chez des patients présentant de façon variable des anomalies cliniques et hormonales.

Tube digestif

La sensibilité de détection et la possibilité d'observation sur de longues durées confèrent à la scintigraphie des avantages certains dans l'étude des anomalies de la motricité œsophagienne et gastrique. Le traceur est administré par voie orale sous forme de sulfocolloïdes marqués au technétium 99m. Une prise de vues séquentielles numérisées permet de suivre et de quantifier le transit œsophagien. Cet examen apparaît utile dans la recherche de troubles moteurs intermittents, dans le diagnostic de la maladie des spasmes diffus, dans la surveillance du traitement de l'achalasie, et dans la recherche et la quantification d'un reflux gastro-œsophagien. La vidange gastrique s'étudie à partir d'aliments liquides ou solides marqués, et peut être quantifiée par le temps au bout duquel la radioactivité gastrique a diminué de moitié.

Le difficile problème de la localisation spatiale d'un saignement digestif peut être également abordé par scintigraphie. Le traceur, constitué par des sulfocolloïdes ou des globules rouges marqués par le technétium 99m, est injecté par voie intraveineuse. Cette méthode peut détecter de faibles saignements, mais les échecs sont nombreux car les saignements digestifs sont fréquemment intermittents et peuvent être absents au moment de l'examen.

Rein et voies urinaires

L 'imagerie scintigraphique du rein et des voies urinaires apporte des informations fonctionnelles qui s'intègrent dans la stratégie générale du diagnostic des affections de ces organes. Citons en particulier la mesure de la fonction séparée relative de chaque rein, la détection et la surveillance de reflux vésico-urétéral, la surveillance d'un transplant rénal.

De nombreux radiopharmaceutiques sont disponibles pour ces explorations. Certains, comme le DTPA marqué au technétium 99m, sont éliminés du rein uniquement par filtration glomérulaire. D'autres, comme l'hippuran marqué à l'iode 123 ou le nouveau traceur MAG marqué au technétium 99m, subissent une filtration glomérulaire et une sécrétion tubulaire. Enfin, le DMSA marqué au technétium 99m se fixe sur les cellules des tubes rénaux. La recherche d'un reflux vésico-urétéral s'effectue après remplissage de la vessie par n'importe quel traceur marqué au technétium 99m.

Système osseux

Contrairement à l'image radiologique qui traduit le contenu minéral osseux, l'image scintigraphique montre l'ostéogenèse. Les radiopharmaceutiques à tropisme osseux sont des composés phosphatés marqués par le technétium 99m, le plus utilisé étant le diphosphonate.

La scintigraphie osseuse est extrêmement sensible pour mettre en évidence des foyers de renouvellement osseux accéléré ou diminué. Mais ces images ne sont pas spécifiques d'un processus pathologique donné. Les indications cliniques concernent la recherche et la surveillance de métastases osseuses, l'exploration des traumatismes osseux sans signes radiologiques, les troubles de la vascularisation osseuse (nécrose de la tête fémorale, infarctus, algodystrophie), les foyers d'infection, la pathologie articulaire, les troubles du métabolisme et la surveillance des néo-formations osseuses.

Détection des tumeurs cancéreuses

L' avènement de la tomographie par émission de positons (TEP) a modifié ces dernières années la prise en charge d'un grand nombre de cancers à plusieurs niveaux : la stadification initiale de la tumeur, c'est-à-dire le bilan d'extension de la tumeur avant la mise en place de tout traitement, l'évaluation de la réponse thérapeutique en fin de traitement, mais aussi, dès les premières cures de chimiothérapie, l'évaluation de l'efficacité des traitements néoadjuvants, c'est-à-dire des traitements mis en place avant une chirurgie à visée curative, et enfin la recherche de récidive au cours du suivi.

Pour cela on injecte une molécule vectrice sur laquelle a été greffé un émetteur de positons. Le couplage de cette technique d'imagerie à la tomodensitométrie (scanner) permet par ailleurs la localisation anatomique des tumeurs avec une plus grande précision.

Actuellement, le traceur le plus utilisé est le fluorodésoxyglucose (¹⁸FDG) témoin d'un métabolisme amplifié des cellules tumorales. Il est constitué d'une molécule de glucose sur laquelle un groupement OH a été remplacé par du fluor 18 (¹⁸F) émetteur de positons.

Le recours au glucose comme molécule vectrice repose sur le fait que les cellules cancéreuses ont un métabolisme cellulaire augmenté et, de ce fait, utilisent plus de glucose, phénomène qui est facilité par une expression accrue des récepteurs du glucose au niveau de ces cellules.

L'examen consiste donc actuellement en une injection de ¹⁸FDG chez un patient à jeun depuis six heures, installé au calme. Le passage sous la caméra a lieu une heure environ après l'injection du traceur, temps nécessaire pour que ce dernier se fixe sur les cibles tumorales potentielles.

Mais d'autres pathologies, en particulier infectieuses ou inflammatoires, sont susceptibles d'être à l'origine d'une fixation du traceur. De nombreuses précautions sont donc prises avant la réalisation de l'examen, avec en particulier une analyse approfondie des pathologies intercurrentes.

À côté du ¹⁸FDG, de nombreux traceurs sont actuellement à l'étude, et émergent progressivement. Les amino-acides radiomarqués, comme la tyrosine ou la méthionine : cette dernière, marquée au carbone ¹¹C, permet l'évaluation de la consommation tissulaire en acides aminés. Du fait de son implication dans la synthèse protéique, elle est considérée comme un indicateur plus sensible que le ¹⁸FDG pour le dénombrement des cellules en phase de prolifération.

Parmi les nucléosides marqués, la ¹⁸F – fluorothymidine est le radiotraceur le plus prometteur, car elle entre directement dans la voie de synthèse de l'ADN et permet une mesure directe de la prolifération cellulaire.

Le fluoromisonidazole (¹⁸FMISO) est capable de s'accumuler dans les tissus hypoxiques de manière inversement proportionnelle à l'oxygénation des tissus et de délimiter ainsi in vivo les régions hypoxiques susceptibles de présenter une radiorésistance. Une optimisation de la prise en charge du traitement par radiothérapie de ces régions hypoxiques est alors envisageable, par adjonction de molécules radiosensibilisantes ou par un meilleur ciblage tumoral en vue d'une augmentation de la dose d'irradiation délivrée.

Citons enfin la ¹⁸F Dopa qui permet une exploration des tumeurs neuroendocrines avec une grande spécificité.