Médecine nucléaire - Définition

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Introduction

Un examen de médecine nucléaire "corps entier"

La médecine nucléaire est l'ensemble des applications médicales des radiotraceurs, ou sources radioactives non scellées.

Utilisation

Les différents domaines d'application sont :

  • l'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions....) in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine...) qui consiste en l'administration d'un traceur radioactif au patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant...) permettant sa détection externe. Ce sont les scintigraphies (émission de rayonnements gamma) ou les TEP (La tonne d'équivalent pétrole (symbole tep) est une unité d'énergie d'un point de vue...) (Tomographies d'émission de positons).
  • le diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, diágnosi, à partir de...) biologique in vitro : c'est de la radio-immunologie
  • la radiothérapie (La radiothérapie est une méthode de traitement locorégional des cancers, utilisant...) métabolique : cela regroupe les applications thérapeutiques utilisant l'administration d'un produit radioactif dont le parcours dans la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) est suffisamment faible pour déposer son énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) directement au contact du tissu cible et de le détruire. exemple : la radiothérapie des cancers thyroïdiens par iode (L'iode est un élément chimique de la famille des halogènes, de symbole I et de...) 131.

Bien qu'historiquement, ses premières contributions se firent surtout dans le domaine de l'oncologie, la médecine nucléaire (La médecine nucléaire est l'ensemble des applications médicales des radiotraceurs,...) permet aujourd'hui d'étudier pratiquement tous les systèmes du corps humain (Le corps humain est la structure physique d'une personne.) et trouve par ce fait des applications dans toutes les spécialités médicales (Voici la liste des spécialités médicales qui peuvent être faites à l'UCL...), incluant la neurologie (La neurologie est la discipline médicale clinique qui étudie l'ensemble des maladies du...), la cardiologie (La cardiologie est la spécialité médicale qui étudie le cœur et ses...), l'oncologie, l'endocrinologie (L'endocrinologie est la science qui étudie les hormones. Son nom signifie : la science...), la néphrologie (La néphrologie est la spécialité médicale visant à prévenir,...), la gastro-entérologie (La gastro-entérologie est la spécialité médicale qui étudie le tube...), la pneumologie (En médecine, la pneumologie est la branche qui s'occupe de maladies des poumons et du tractus...), l'infectiologie, les diverses disciplines chirurgicales, etc.

La médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...) nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) se distingue de la plupart des autres techniques d'imagerie médicale (L'imagerie médicale regroupe les moyens d'acquisition et de restitution d'images à partir...) en ce qu'on obtient des images physiologiques plutôt qu'anatomiques. Des molécules dont le comportement biologique est connu sont introduites dans le corps du patient de la façon appropriée au test en cours: injecté, avalé, inhalé etc. Leur comportement est alors étudié par le biais de l’imagerie par émission. Les images obtenues peuvent êtres statiques mais, contrairement à la majorité des modalités d'imageries par transmission, il est souvent possible d'obtenir des images dynamiques. On pourra ainsi, par exemple, étudier :

  • la perfusion (La perfusion (du latin perfundere) est le processus physiologique qui permet d'alimenter un organe...) sanguine des organes (flot vasculaire) ;
  • le métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques...) hépatobiliaire et la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) vésiculaire biliaire ;
  • les fonctions de filtration (La filtration est un procédé de séparation permettant de séparer les...) et d'élimination rénale, incluant la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) d'obstruction à la vidange rénale, par le biais, au besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...), d'un test de provocation au diurétique ;
  • les fonctions de remplissage et de vidange de la vessie (La vessie est l'organe du système urinaire dont la fonction est de recevoir l'urine terminale...) urinaire, incluant la recherche de reflux vésico-urétéral ;
  • test d'organification thyroïdienne de l'iode, par le biais d'un test d'épuration au perchlorate ;
  • test de perfusion cérébrale , par le biais de la cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le...) de captation et vidange tissulaire du Xenon-133 ;
  • etc.

Certaines techniques permettent une reconstruction dynamique (mouvement) par superposition (En mécanique quantique, le principe de superposition stipule qu'un même état quantique peut...) d'images prises à des temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) différents (cœur). La médecine nucléaire se prête à la quantification.

Quelques radioisotopes utilisés en médecine nucléaire

99mTc

Le technétium 99m (Le technétium 99m, noté 99mTc, est un isomère nucléaire de l'isotope du...) est le radioisotope (Les radioisotopes, radionucléides ou radioéléments, contraction de...) le plus utile en imagerie médicale nucléaire. Ses caractéristiques physiques sont presque idéales pour cette fin:

  • la demi-vie (La demi-vie est le temps mis par une substance (médicament, noyau radioactif, ou autres) pour...) de 6 heures (L'heure est une unité de mesure  :) est assez longue pour permettre de suivre les processus physiologiques d'intérêt, mais assez courte pour limiter l'irradiation (En physique nucléaire, l'irradiation désigne l'action d'exposer (volontairement ou...) inutile
  • L'énergie du photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction...) gamma, 140 keV (Document médecine Nucléaire), est idéale puisqu'assez énergétique pour traverser les tissus vivants, mais assez faible pour pouvoir être détectée commodément: elle peut être interceptée efficacement par un cristal (Cristal est un terme usuel pour désigner un solide aux formes régulières, bien que...) d'iodure de sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un...) dont l'épaisseur typique sera de l'ordre de 10 à 15 mm
  • L'abondance de photon (En physique des particules, le photon (souvent symbolisé par la lettre γ — gamma)...) gamma est grande, environ 98% des désintégrations. Peu de particules non pénétrantes sont émises, limitant la dose d'énergie reçue par les tissus vivants

Le technétium (Le technétium est l'élément chimique de symbole Tc et de numéro atomique 43. Il...) est habituellement obtenu sous forme de pertechnétate sodique: NaTcO4. Il peut être utilisé sous cette forme pour ses propriétés anioniques. Sous cette forme, en effet, son comportement biologique mimera celui des anions Cl- ou encore I-. Ainsi, on pourra par exemple faire des recherches des diverticules de Meckel ou encore imager la glande thyroïde (La thyroïde ou glande thyroïde est la plus volumineuse des glandes endocrines...).

Cependant, son principal usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) se fera comme marqueur de molécules biologiquement actives. En liant (Un liant est un produit liquide qui agglomère des particules solides sous forme de poudre....) un atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que...) de 99mTc :

  • à divers phosphates ou phosphonates, on pourra imager le métabolisme osseux
  • à certains chélateurs tel le DTPA , on imagera la fonction rénale. Le même DTPA, sous forme d'aérosol (Un aérosol est un ensemble de particules, solides ou liquides, d'une substance chimique...) sera inhalé pour cartographier la ventilation pulmonaire (Les pulmonaires sont des plantes de la famille des Boraginacées appartenant au genre...)
  • à des macro-agrégats d'albumine qui permettront d'imager la perfusion pulmonaire
  • à l'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions...) diimino-acétique ou ses dérivés, on imagera la fonction hépato-biliaire
  • à des colloïdes divers, habituellement de soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de...), pour cartographier la distribution des cellules hépatiques de Kupffer
  • aux globules rouges du patient, pour rechercher des hémangiomes ou des saignements digestifs
  • à certaines molécules lipophiles tel le MIBI ou le Teboroxime, pour cartographier la perfusion sanguine régionale; utile notamment pour l'évaluation de l'ischémie myocardique ou la recherche de certaines tumeurs

201Tl

Cet isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique...) du thallium (Le thallium est un élément chimique de symbole Tl et de numéro atomique 81.) possède des propriétés chimiques similaires à celles du potassium (Le potassium est un élément chimique, de symbole K (latin : kalium, de...). Absorbé par les cellules via la pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) Na-K Atpase, il se distribuera en fonction de la perfusion sanguine régionale. Longtemps utilisé, notamment pour évaluer la perfusion sanguine myocardique, il tend à être délaissé au profit des marqueurs lipophiliques technétiés.

En effet, ses propriétés physiques sont moins qu'idéales: l'énergie de ses photons gamma est faible. Les images obtenues sont donc sujettes à la dégradation causée par l'atténuation (Perte d'intensité et amplitude d'un signal...) et la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de...). De plus, la dose qu'il est possible d'administrer est limitée en raison de l'abondance relativement importante de radiations non pénétrantes, auxquelles il convient de limiter l'exposition des patients.

123I

Isotope de l'iode utilisé pour étudier le métabolisme thyroïdien. Ses radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se...) riches en photons gamma et sa demie-vie de 13 heures en font un agent bien adapté à l'imagerie.

131I

Autre isotope de l'iode, ses radiations riches en particules beta (Le genre Beta appartient à la famille des Chénopodiacées, tribu des Cyclolobae.) et sa demi-vie relativement longue de 8,02 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) en font un élément plus propice au traitement qu'à l'imagerie. On l'utilisera pour l'ablation de nodules thyroïdiens hyperactifs, pour le traitement de certaines formes d'hyperthyroïdie (L'hyperthyroïdie (appelé aussi dans les cas très prononcés - graves et rares -...), par exemple la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal...) de Graves-Basedow ou la maladie de Plummer, ou pour la recherche et l'ablation de métastases de carcinomes thyroïdiens bien différenciés (papillaires ou vésiculaires).

67Ga

Mime le métabolisme du fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le...). Utile pour imager la fonction de la moelle osseuse (La moelle osseuse est tissu situé au centre des os. Il y en a deux formes: la moelle jaune...) et pour la recherche de certaines infections, de lymphomes et de certaines tumeurs.

111mIn

Le DTPA marqué à l'indium (L'indium est un élément chimique, de symbole In et de numéro atomique 49. C'est un...) peut être injecté dans l'espace sous-arachnoïdien, par ponction lombaire, afin d'imager la production, la migration et la réabsorption du liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) céphalo-rachidien.

On peut aussi retrouver le DTPA à l'indium ou au technétium joint aux globules blancs (in vitro) du patient dans un cas de recherche d'infection (plus efficace que le gallium).

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