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La tomographie d'émission par positons
La tomographie d'émission par positons ou positrons (TEP) est une nouvelle approche technologique innovatrice. Cette méthode est connue depuis plus de vingt ans et s'est développée de façon importante au cours des dernières années. Initialement utilisée à des fins de recherche, surtout en neurologie, elle s'est imposée progressivement en oncologie, cardiologie, neurologie et psychiatrie. On la retrouve aujourd'hui dans de nombreuses autres sphères d'activités cliniques. Cette présentation nous permet de mieux connaître les principes de base de la tomographie d'émission par positrons, allant de la production des atomes radioactifs jusqu'aux applications cliniques de cette technologie. Les produits radiopharmaceutiques utilisés en TEP identifient des processus métaboliques physiologiques ou physiopathologiques qui précèdent les modifications morphologiques. Principes généraux Les atomes émetteurs de positrons ont un poids atomique plus faible. Leur taille ne modifie ainsi que très rarement la configuration des molécules dans lesquelles ils sont ajoutés. Le tomographe d'émission par positrons ressemble extérieurement au tomographe utilisé en tomodensitométrie axiale (TACO ou CT-SCAN), mais son fonctionnement est fort différent. Pour mesurer la distribution des molécules émettrices de positrons administrés au patient, l'appareil n'émet pas de rayons X. Il sert à mesurer simultanément (en coïncidence), les photons de 511 keV produits par l'émission de positrons. Les détecteurs utilisés par le tomographe pour capter les signaux de 511 keV permettent d'obtenir des images avec une résolution de 4 à 6 mm. Il est possible, par exemple, de mesurer le flot sanguin dans une région bien spécifique du coeur (en ml/min/100 g de tissu) ou encore de mesurer la consommation en glucose d'une région du cerveau ou même d'une tumeur (en mmol/min/g de tissu). La connaissance précise du métabolisme de diverses molécules est d'une grande utilité en recherche comme en clinique. Pour illustrer l'utilité de la TEP, nous nous limiterons au domaine du cancer - peut-être le plus répandu et le plus connu -, quitte à présenter brièvement, à la toute fin, quelques exemples d'utilisation de la TEP dans d'autres sphères d'activité. La TEP et le cancer En oncologie, la molécule la plus fréquemment utilisée en TEP est le 18-fluoro-déoxyglucose (18-FDG). Les travaux de M. Warburg, en 1925, ont permis de mieux connaître le métabolisme du glucose particulier aux cellules tumorales. Les cellules néoplasiques ont une activité glycolytique élevée et une forte excrétion d'acide lactique, même lorsqu'elles sont saturées en oxygène. Elles se distinguent ainsi des cellules normales, qui ne produisent de l'acide lactique qu'en état d'hypoxie relative. Puisque les cellules malignes consomment beaucoup de glucose, un analogue du glucose - le 18-FDG - est utilisé pour leur détection. À titre d'exemple, l'accumulation de 18-FDG dans les tumeurs du poumon reflète le degré de prolifération cellulaire néoplasique. La TEP peut servir à distinguer les nodules pulmonaires malins des nodules bénins, et elle peut aider à déterminer s'il y a atteinte ganglionnaire ou s'il y a des métastases à distance. Enfin, selon la situation clinique, elle peut servir dans le suivi des patients. Conditions d'examen La glycémie du patient doit être normale, et le 18-FDG être administré dans une veine de l'avant-bras. L'accumulation tumorale de FDG progresse durant les 4 heures suivant son injection, mais en raison de la courte demi-vie du fluor-18 (118 min), les études sont réalisées entre 50 et 90 minutes après l'injection du FDG. La sensibilité de cette technique est de l'ordre de 90 à 95 %, et la spécificité est de l'ordre de 85 à 90 %. L'utilisation du FDG permet de mieux orienter les patients présentant une lésion pulmonaire : si la lésion a une activité métabolique qui laisse supposer un processus bénin en TEP (SUV inférieur à 2,0), ce patient devra être suivi avec radiographies périodiques pendant deux ans afin de s'assurer de la stabilité de cette lésion. Le terme SUV est une abréviation pour "standardized uptake value". Ce paramètre permet d'évaluer la quantité de radioactivité accumulée dans le nodule. Au contraire, si la lésion est suspecte de malignité, un diagnostic pathologique rapide est nécessaire (cytologie ou biopsie par bronchoscopie, biopsie trans-thoracique en tomodensitométrie, thoracoscopie diagnostique, ponction pleurale ou thoracotomie), car un cancer devient hautement probable. Certains processus inflammatoires actifs peuvent cependant être trompeurs - même en TEP - et doivent être analysés avec grand soin. Par ailleurs, il faut se rappeler que les processus cicatriciels, fibrotiques ou inactifs ne concentrent pas le FDG, ce qui explique la spécificité supérieure de la TEP comparativement à celle de la tomodensitométrie. Évaluation de l'atteinte ganglionnaire Une étude multicentriques démontre que le CT est sensible à 52 % et spécifique à 69 % pour distinguer les adénopathies malignes et bénignes, alors que la résonance magnétique est sensible à 48 % et spécifique à 64 %. La tomographie d'émission par positrons permet de détecter des lésions métaboliquement actives de petit volume (souvent inférieures à 1 cm), avec une sensibilité et une spécificité de l'ordre de 85 à 90 %. Évaluation des métastases à distance La performance du FDG a été comparée avec celle de la scintigraphie osseuse. Cette dernière présentait une sensibilité de 90 %, une spécificité de 61 %, une valeur prédictive positive de 35 % et négative de 96 %. L'exactitude était calculée à 66 %. Avec le FDG, les résultats correspondants étaient de 90 %, 98 %, 90 % et 98 % pour une exactitude de 96 %. L'évaluation avec le FDG est donc plus sensible, mais surtout plus spécifique que celle réalisée avec la scintigraphie osseuse. Suivi après traitement Les lésions ayant une activité élevée avant traitement ont une meilleure réponse à la radiothérapie que celles présentant une moindre rétention du FDG. La diminution de l'accumulation de 18-fluoro-déoxyglucose au sein des lésions est en relation avec la réponse au traitement. Il y a aussi un plus grand nombre de récidives chez les patients présentant des lésions accumulant fortement le FDG après traitement que chez ceux présentant des lésions ayant une faible activité résiduelle. Pour ce qui est de la réponse après chimiothérapie, l'étude au FDG est plus performante que les modalités d'investigation conventionnelles pour prédire l'amélioration de l'état des patients après la chimiothérapie d'induction. En résumé, la tomographie d'émission par positrons est une modalité d'imagerie diagnostique qui permet de mesurer directement la biochimie tissulaire. Son rôle est maintenant bien établi pour caractériser et évaluer l'étendue des atteintes physiopathologiques - en particulier d'un cancer - lors du diagnostic initial, et de détecter les récidives en présence de symptômes ou de signes cliniques. |
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