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tomographie par émission de positons

Cet article est extrait de l'ouvrage « Larousse Médical ».

Technique d'imagerie médicale fondée sur la détection, par un appareillage approprié, des rayonnements associés aux positons (particules élémentaires légères de même masse que l'électron, mais de charge électrique positive) émis par une substance radioactive introduite dans l'organisme, et permettant d'obtenir des images en coupe (tomographies) des organes. En anglais, Positron Emission Tomography (PET).

Principe et historique

La tomographie par émission de positons (T.E.P.) est un examen de médecine nucléaire qui consiste à mesurer la concentration d'un élément radioactif (un émetteur de positon) dans chaque volume élémentaire (dit voxel) de l'organisme. En intégrant cet émetteur de positon dans une molécule présentant des propriétés biochimiques spécifiques, il est possible de visualiser la répartition de cette molécule dans l'organisme, à l'aide d'un détecteur spécifique couplé à un ordinateur, et d'effectuer des coupes dites tomographiques, à partir desquelles l'ordinateur reconstruit une représentation en trois dimensions. De plus, le couplage de la T.E.P. et d’un scanner au sein d’un même appareil fournit des images plus précises tant d’un point de vue anatomique que de la mesure de la concentration radioactive.

Les premiers émetteurs de positons utilisés ont été des isotopes d'atomes constituant les molécules organiques (carbone 11, azote 13 ou oxygène 15) ; ils ont permis de marquer des molécules sans en modifier les propriétés biologiques. Cette technique est donc particulièrement bien adaptée à l'observation de phénomènes physiologiques tels que le débit ou le volume sanguins, la répartition de l'eau ou de l'oxygène dans les tissus, la synthèse des protéines, etc.

Toutefois, ces trois émetteurs de positons sont très instables et doivent être utilisés dans les minutes qui suivent leur production. La T.E.P. a ainsi longtemps été l'exclusivité de la recherche fondamentale : l'appareil nécessaire à la production de ces radioéléments (cyclotron) et celui permettant leur détection dans l'organisme, tous deux très coûteux, doivent être à proximité l'un de l'autre. La production de radioéléments plus stables, en particulier le fluor 18, a permis depuis une dizaine d’années d’étendre cette technique aux applications cliniques.

Indications et contre-indications

Toutes les régions de France sont maintenant dotées de cyclotrons médicaux et de tomographes T.E.P. pour l'exploration clinique des tumeurs malignes par le 18FDG (fluorodéoxyglucose). En effet, cet analogue du glucose a la propriété de s’accumuler dans de nombreux types de cellules cancéreuses. Les indications les plus courantes sont le nodule isolé pulmonaire, le cancer colique dans sa forme récidivante, le lymphome, le mélanome et les cancers de l'oropharynx. Elles s'étendent maintenant aux cancers du sein, de l'ovaire, du testicule et à certains cancers de la thyroïde. De nouveaux composés marqués au fluor 18 font également l’objet d’études pour tenter de mettre en évidence des types de cellules qui n’accumulent pas ou très peu le glucose (tyrosine, thymidine, choline, dopamine en particulier).

Le recours à la T.E.P. est justifié dans de nombreuses situations. Elle peut servir à établir un diagnostic en faisant, dans beaucoup de cas, la distinction entre tumeur bénigne et cancéreuse. Mais elle est encore plus intéressante pour juger de l’étendue de l’atteinte tumorale en révélant la présence ou non de métastases ou encore l’extension à des ganglions lymphatiques. Elle permet d’établir un pronostic d’évolution, et de vérifier l’efficacité du traitement, en particulier d’optimiser l’usage de la chimiothérapie ou de mieux cibler la radiothérapie sur les seules zones actives des tumeurs.

La T.E.P. réalisée avec des émetteurs de très courte période continue à être utilisée dans les centres de recherche pour des études fines de la physiologie du cœur, des os, des reins et des poumons, et surtout du cerveau. De très grandes avancées dans la connaissance des neurotransmetteurs et des mécanismes d'activation des zones du cortex cérébral ont été rendues possibles uniquement par cette technique.

La grossesse est l'unique contre-indication de ce type d'examen. Le diabète peut gêner l'interprétation de la tomographie au 18FDG, sauf s'il est correctement équilibré.

Déroulement

Pour les examens au fluor 18, une heure environ après l'administration par voie intraveineuse du traceur radioactif, le patient est allongé sur un plan coulissant placé dans l'anneau cylindrique d'un appareil qui enregistre les rayonnements radioactifs émis et permet également la réalisation d'un scanner couplé. Avec les appareils récents, un examen neurologique, cardiaque ou par balayage du corps entier dure de 10 à 30 minutes.

Perspectives

À côté de son importance dans de nombreux domaines de recherche fondamentale, la T.E.P. constitue un puissant moyen d'investigation clinique en cancérologie, mais aussi en cardiologie (recherche de tissu myocardique encore viable après un infarctus, identification des patients porteurs de plaques athéromateuses à risques), en neurologie (épilepsie, maladie de Parkinson) et en neuropsychiatrie (démence sénile, maladie d'Alzheimer).

À côté du fluor 18, d’autres émetteurs de positons commencent à être disponibles (brome 76, gallium 68, cuivre 64, iode 124) ouvrant la voie de cette technique à de nouvelles pathologies.

Voir : fluorodéoxyglucose, positon.