Imagerie médicale : La médecine nucléaire

2년 전

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Hello les steemians ! Après de longues semaines d'absences me revoilà pour terminer cette fameuse série sur les techniques d'imageries médicales.


Il y a plus d'un mois, nous avions découvert l'échographie, la radiographie, le scanner et l'IRM :

Aujourd'hui, nous sommes partis pour découvrir la médecine nucléaire.

La Médecine Nucléaire

La médecine nucléaire est un domaine différent des autres techniques d'imageries que nous avons vu précédemment. Contraire à ces techniques, où les machines envoyées soit des ultrasons ou des rayons X, soit générée un champ magnétique. La médecine nucléaire se distingue par le fait que les rayonnements proviennent du patient lui-même. Pour se faire, on injecte au patient un radio-médicament. Cette substance va se localiser à différents endroits de l'organisme, le médicament étant radio-actif, celui-ci va se désintégrer en libérant des rayonnements ionisant que l'appareil pourra détecter.

Ça doit être une discipline très récente !

En 1934 Irène et Frédéric Joliot-Curie (Irène étant la fille de Pierre et Marie Curie) découvrent les isotopes radioactifs.
Un isotope est un noyau atomique ayant le même nombre de protons, mais un nombre différent de neutrons. Par exemple, prenons l'hydrogène qui est le premier élément de la classification périodique des éléments. Ce dernier peut se trouver sous trois formes (isotopes) différentes.

  • Protium : le noyau n'est constitué que d'un et unique proton.
  • Deutérium : le noyau est constitué d'un proton et d'un neutron.
  • Tritium : le noyau est constitué d'un proton et de deux neutrons.

Radioactif, signifie que le noyau de ces isotopes est instable donc qu'il va se désintégrer en libérant divers rayonnements.

Cette découverte est à la base de la médecine nucléaire. À peine deux ans plus tard, en 1936, le Phosphore 32 est utilisé pour traiter les leucémies. En 1941, l'iode 131 est utilisé pour traiter l'hyperthyroïdie et en 1946 les scientifiques découvrent que ce même iode 131 est très efficace pour traiter les cancers métastatiques de la thyroïde. À ce jour, ce traitement est encore la référence thérapeutique pour traiter les cancers de la thyroïde.

En 1956, la gamma caméra, permettant de détecter les rayonnements ionisants, est inventée. En 1962, les premières images sont obtenues. Ce sont des images pulmonaires utilisant des agrégats d'albumine radio-marqués. (l'albumine est une protéine que l'on trouve dans notre sang, elle a de nombreuses fonctions)

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Photo d'une gamma-caméra
Crédit : By The original uploader was Ideastoday at English Wikipedia, via Wikimedia Commons

Ce qui est intéressant de remarquer est que la médecine nucléaire est née d'abord dans un but thérapeutique plutôt que diagnostic, contrairement aux techniques que nous avons abordé précédemment. Le médecin nucléaire à un rôle thérapeutique majeur, contrairement, à son cousin radiologue. (Avec l'avènement de la radiologie interventionnelle, cette particularité tend à s'équilibrer)

Quels sont les outils à disposition de la médecine nucléaire ?

La scintigraphie est l'outil de base en médecine nucléaire. Comme dit précédemment, la scintigraphie se réalise de la sorte :

  • Les soignants injectent au patient une substance radioactive. Par exemple de l'iode 123 (qui est un isotope radioactif de l'iode.)
  • Le traceur se fixe sur ça cible. Dans notre exemple, la thyroïde est le seul organe du corps humain à capter l'iode. Donc cet iode se fixera au niveau de la thyroïde.
  • Le traceur étant radioactif, celui-ci va libérer des rayonnements ionisants qui seront captés par une gamma-caméra.
  • Après l'acquisition, un ordinateur réalisera une reconstruction afin d'obtenir des images interprétables pour l'oeil humain.

Deux autres techniques sont complémentaires à la scintigraphie, permettant d'obtenir des images plus performantes :

  • TEMP (Tomographie d'Émission MonoPhotonique)
  • TEP (Tomographie par Émission de Positrons) : dans ce cas, on injecte au patient un marqueur radioactif émettant des positons. Le positon va interagir avec un électrons ce qui libérera 2 photons gamma dans deux directions opposées à 180°.
    (Oui... c'est méga compliqué, mais si vous comprennez déjà les principes de la scintigraphie de base c'est excellent !)

Notez également, qu'il existe des machines hybrides mélangeant le scanner voir l'IRM avec scintigraphie. (Le futur est en route !)

Quels organes peut-on étudier avec la médecine nucléaire ?

Quasiment tous, mais il faut comprendre que la médecine nucléaire permet de réaliser des examens très spécifiques (à opposer à sensible), c'est-à-dire qu'il ne faut pas se dire :
"Bon, je ne sais pas ce qu'a mon patient, je l'envoie en médecine nucléaire et on verra ce que les images montreront...".
En règle générale, il ne faut jamais faire ça en médecine, mais encore moins en médecine nucléaire. Les examens possibles sont très nombreux, on peut analyser le myocarde, les noyaux gris centraux, les reins, la vidange gastrique, les métastases osseuses, ... Cependant ces examens n'auront une valeur qu'en regard de l'ensemble du dossier du patient.

Quels sont les isotopes que l'on peut utiliser en médecine nucléaire ?

Un tableau vaut mieux qu'un long discours :
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Crédit : Wikipédia

Le fluor 18 est très utilisé car il est intégré à du glucose formant ainsi du Flurodésoxyglucose. Le glucose est utilisé comme source d'énergie par nos cellules. Lorsque l'on injecte cette molécule, elle va être captée par les cellules les plus "voraces" en énergie ainsi, on pourra détecter des métastases par exemple.
Le Technitium 99m est l'isotope radioactif le plus utilisé en médecine nucléaire, sa demie vie est de 6 heures et il est utilisé dans de nombreuses applications.

Quels sont les dangers de la médecine nucléaire, car injecter un produit radioactif ça fait froid dans le dos !

Dans un prochain article, nous discuterons des dangers de la radioactivité et des examens irradiants.
Malgré le fait que l'on injecte un produit radioactif à un patient, les risques sont très faibles, car les doses injectées sont minime. Cependant, la radioactivité induite par le radio-médicament va persister quelques minutes à quelques jours, c'est pourquoi il est conseillé de ne pas rentrer en contact avec des enfants ou des femmes enceintes après un examen de médecine nucléaire.

En médecine, un concept n'est à jamais perdre de vue : la balance bénéfice-risque. Lorsqu'un médecin prescrit un examen, celui-ci doit toujours être justifié et avoir un bénéfice escompté supérieur au risque encourut.

Pour vous rassurer (ou vous paniquer...), les rayonnement ionisant sont partout, vous êtes plus radioactif que de l'eau de mer et si vous vivez en Bretagne vous êtes exposé à des rayonnement ionisant beaucoup plus important que lors de la réalisation d'une scintigraphie thyroïdienne. Si vous souhaitez savoir à quelles doses de rayonnements ionisants vous êtes exposé, voilà un petit questionnaire : http://andra.fr/mini-sites/laradioactivite/jeu_5/

Pour terminer, on regarde quelques images ?

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TEP-Scanner. Réalisation d'un TEP et d'un scanner en même temps. Les images sur fond blanc proviennent du TEP, celles sur fond noir proviennent du scanner et celles avec du rouge en superposition sont tirée du mélange des deux acquisitions.
Crédit : By Mco44, from Wikimedia Commons

1920px-Scintigraphie_osseuse.jpeg
Scintigraphie osseuse, notez la lésion au niveau de l'orbite droite
Créddit : By No machine-readable author provided. Raziel~commonswiki assumed (based on copyright claims), via Wikimedia Commons

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Image de perfusion du myocardique (muscle cardiaque). Ici, le traceur ira se fixer préférentiellement au niveau du coeur. L'examen est réalisé au repos et à l'effort, permettant ainsi de visualiser la perfusion en sang du myocarde.
Crédit : Wikipédia

Sources :

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Globalement enrichissant dans l'ensemble, cet article nous a permis de comprendre un peu mieux l'importance du nucléaire dans le domaine médicale ! Upvoté à 100% !

Ohh la la ce que ça fait plaisir de te relire! :D

Très bel article que tu nous as fait là, je suis ravie! Et pour une fois, quand on parle de radioactivité, j'y comprend à peu près ce que l'on raconte! J'avais fait un stage (malheureusement trop bref) en curiethérapie et j'avais trouvé ça hyper intéressant de voir, justement, la médecine nucléaire utilisé dans un but thérapeutique...

Entouka, merci de ce beau partage!

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Merci @Lamouthe, ça fait très plaisir de revoir tes commentaires !
Ah oui j'avais oublié la curiethérapie, je viens de me renseigner et c'est 1901 que la première application dans le domaine médicale à eu lieu. Incroyable de se dire qu'à peine la radioactivité découverte, la médecine s'emparée déjà de cette science !

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Oui, comme tu le dis! Et je ne me doutais pas que les premières utilisations médicales remontaient à si loin!!!

@whentone de retour :D ça me fait vraiment plaisir ! j'espère que tu as fait un bon stage,, Et comme d'habitude article trés instructif !

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Merci @Fancybrothers ! Oui c'était un stage très intéressant, je ne pense pas devenir Hépato-Gastro-Entérologue cependant, mais j'ai découvert une spécialité très vaste et très importante sur laquelle je ne m'étais jamais attardé.
Merci beaucoup pour ton commentaire, à très bientôt !

Coucou @whentone,
Cela fait super plaisir de te relire. Tes articles étaient déjà vraiment géniaux mais là... du pur plaisir.
A bientôt.
Christel

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Hello @Corsica !
Merci beaucoup pour ce commentaire ! Ça me fait méga plaisir !
A bientôt :) !

Yeah ! Content de te revoir, encore un superbe article ! J'espère que ton stage s'est bien passé :)

Pour vous rassurer (ou vous paniquer...), les rayonnement ionisant sont partout, vous êtes plus radioactif que de l'eau de mer et si vous vivez en Bretagne vous êtes exposé à des rayonnement ionisant beaucoup plus important que lors de la réalisation d'une scintigraphie thyroïdienne

Il y a une raison particulière pour avoir choisi la Bretagne ? ^^
Edit : Oups, j'avais pas lu le lien ^^

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Merci @Robotics101 ! Oui, c'était super !
Le sol Breton est composé de roche comportant des éléments radioactifs en proportion plus grande que le sols d'autres régions.

Superbe article et je suis content de voir que tu es de retour! J'espere que tu as passe de bonnes vacances!

Une remarque:

TEP (Tomographie par Émission de Positrons) : dans ce cas, on injecte au patient un marqueur radioactif émettant des positons. Le positon va interagir avec un électrons ce qui libérera 2 photons gamma dans deux directions opposées à 180°.

En fait, cela est du au fait que le positron est de l'antimatiere et il va donc s'annihiler avec l'electron le plus proche une fois produit. Cela va donner deux jolis rayons gamma opposes. Si tu prends un detecteur circulaire, il suffit alors de detecter la coincidence. Super facile et clean :)

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Merci @Lemouth ! :) Oui, ça fait du bien de souffler un peu !
D'accord, je n'avais pas osé en parler car j'avais peur de terroriser les non initiés et surtout parce que je ne comprends pas suffisamment le procédé physique. Pourquoi y a-t-il une libération de deux photons lorsque le positron et l'électron s'annihilent ? Est-ce leur masse qui se transforme en énergie ?

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Au niveau subatomique, ce qui est conserve est l'energie. C'est la regle de base,

Ensuite, tu as trois contributions a l'energie totale: la masse, l'energie cinetique et l'energie potentielle. Dans le cas qui nous interesse ici, l'energie de masse de la paire electron-positron est entierement convertie en energie cinetique separee entre les deux photons. La theorie de l'electrodynamique quantique permet de montrer que ce processus est le seul qui peut se produire lorsque de l'annihilation (pour les noyaux mis en jeu).

Sinon, il ne faut pas avoir peur. On est tous radioactif d'ailleurs. Il suffit de regarder le potassium de nos os par exemple. Ce qui fait peur, c'est les bombes et tout ca, mais ce n'est pas ce dont on parle. :)

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J'avais tout compris avant que tu ne passes pas là :D @lemouth.

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Mais mais mais!!!! Mais qu'est-ce que tu n'as pas compris exactement?