1°)Le nucléaire dans l'imagerie médicale

Les techniques de scintigraphie nucléaire reposent sur l'utilisation d'un traceur radioactif qui émet des rayonnements détectables par les appareils de mesure. Ces molécules radiopharmaceutiques sont choisies pour se fixer préférentiellement sur certaines cellules selon le type de diagnostic voulu. Un traitement informatique des données permet ensuite de reconstituer l'origine spatiale de ces rayonnements et de déduire les régions du corps où le traceur s'est concentré. L'image obtenue est le plus souvent une projection mais on peut obtenir une coupe ou une reconstruction tridimensionnelle de la répartition du traceur.

 

Tomographies nucléaires
 

-Tomographie d'émission monophotonique (TEMP ou SPECT) : elle utilise l'émission de photons gamma par une molécule marquée par un isotope radioactif injecté dans l'organisme.

-Tomographie à émission de positon (TEP ou PET) : elle utilise le plus souvent du sucre (un analogue du glucose) marqué par un corps radioactif émettant des positons, et permet alors de voir les cellules à fort métabolisme (ex : cellules cancéreuses, infection, etc.).

La TEP permet en général d'obtenir des images de meilleure qualité que la TEMP. Toutefois, le nombre et la disponibilité des radiopharmaceutiques utilisables en TEMP ainsi que le coût modéré des gamma caméras compensent ce défaut.


 

a) Tomographie par émission de positons

La tomographie par émission de positons (TEP) est une méthode d'imagerie médicale pratiquée par les spécialistes en médecine nucléaire qui permet de mesurer en trois dimensions l'activité métabolique d'un organe grâce aux émissions produites par les positons (ou positrons) issus de la désintégration d'un produit radioactif injecté au préalable.
La TEP repose sur le principe général de la scintigraphie qui consiste à injecter un traceur dont on connaît le comportement et les propriétés biologiques pour obtenir une image du fonctionnement d'un organe. Ce traceur est marqué par un atome radioactif (carbone, fluor, azote, oxygène...) qui émet des positons dont l'annihilation produit elle-même deux photons. La détection de la trajectoire de ces photons par le collimateur de la caméra TEP permet de localiser le lieu de leur émission et donc la concentration du traceur en chaque point de l'organe. C'est cette information quantitative que l'on représente sous la forme d'une image faisant apparaître en couleurs les zones de forte concentration du traceur.
Ainsi la TEP permet de visualiser les activités du métabolisme des cellules : on parle d'imagerie fonctionnelle par opposition aux techniques d'imagerie dite structurelle comme celles basées sur les rayons X (radiologie ) qui réalisent des images de l'anatomie. Par conséquent, la tomographie par émission de positons est un outil diagnostique qui permet de déceler certaines pathologies qui se traduisent par une altération de la physiologie normale comme les cancers.


b) Scintigraphie


La scintigraphie est une méthode d'imagerie médicale qui procède par l'administration, dans l'organisme, d'isotopes radioactifs afin de produire une image médicale par la détection des rayonnements émis par ces isotopes après captation par les organes à examiner.
La scintigraphie est une imagerie fonctionnelle, c'est-à-dire du fonctionnement.
La scintigraphie est une imagerie d'émission par opposition à l'imagerie conventionnelle radiologique qui est une imagerie de transmission.
On injecte au patient un traceur : c'est l'association d'une molécule vectrice et d'un marqueur radioactif :

• La molécule vectrice est choisie pour se localiser de façon sélective sur une structure particulière de l'organisme (un organe, un secteur liquidien, une lésion).
• Dans cette molécule, on remplace un atome normal par son isotope radioactif. Ce marqueur radioactif permet de suivre la position de la molécule dans l'organisme, car il émet un rayonnement gamma qu'on peut visualiser à l'aide d'une gamma-caméra (c'est une caméra à scintillation qui donne les scintigraphies).

Ce traceur est un médicament, appelé radiopharmaceutique, pourtant il n'a pas d'effet sur l'organisme étant donné les doses massiques extrêmement faibles utilisées. Il émet un rayonnement à la fois adapté à sa détection et de très faible toxicité sur le plan biologique et radiotoxicologique. Ce n'est pas dangereux pour le patient, et l'irradiation n'est pas plus importante qu'une simple radiographie du thorax ou de l'abdomen.

c)Quelques radioisotopes utilisée en medecine nucléaire

Le technétium 99m est le radioisotope le plus utilisé en imagerie médicale nucléaire. Ses caractéristiques physiques sont idéales pour cette fin :

• Sa radioactivité est assez puissante pour être détectée et assez faible pour éviter tout effet sur la santé
• L'énergie du photon gamma, 140 keV, est idéale puisqu'il est assez énergétique pour traverser les tissus vivants, mais assez faible pour pouvoir être détectée à l'aide d'un appareil rentable

d) Sécurité radiologiques

La demande augmente alors que les réacteurs vieillissent. En 2007 et 2008, suite à des pannes ou révisions des réacteurs canadien et néerlandais, le monde a manqué d'isotopes médicaux durant quelques semaines.
La sécurité doit être assurée, de l'amont à l'aval, en tenant compte des rejets éventuels via les urines ou excréments, et en amont via la production ; en 2009, alors que la plupart des réacteurs produisant les radioisotopes utilisés par la médecine nucléaire ont plus de 40 ans, l'ASN a rappelé les risques en amont d'une production mal sécurisée de radioisotopes « « Le risque de pénurie de radioéléments à usage médical ne doit pas conduire à faire l'impasse sur la sûreté des réacteurs qui les produisent » . L'Agence invite à ne pas de prolonger l'exploitation des réacteurs dangereusement anciens mais à initier une nouvelle approche internationale concertée; l'ASN invite les autorités médicales à « optimiser » l'utilisation du technétium 99m, et à trouver des méthodes alternatives pour le produire, par exemple avec un accélérateur, ainsi qu'à étudier le recours à d'autres méthodes d'imagerie médicale ; construire un modèle économique robuste de production de ces radioéléments. En effet, le modèle actuel n'intègre pas le coût complet de fabrication des radioéléments et notamment le coût de fabrication du molybdène produit dans des réacteurs de recherche publics.