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Tenon 13-11-2003 Hôpital TENON Bases physiques de la tomographie démission de positons (TEP) Pr JN. TALBOT Service de Médecine Nucléaire et Centre TEP.

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2 Tenon Hôpital TENON Bases physiques de la tomographie démission de positons (TEP) Pr JN. TALBOT Service de Médecine Nucléaire et Centre TEP AP-HP Hôpital TenonParis

3 Tenon Hôpital TENON PLAN DE LEXPOSE u Définitions, bases physiques et biologiques u TEP au [F18]-FDG en pathologie thoracique tumorale - Nodule pulmonaire isolé - Stadification des CBNPC - Impact sur la prise en charge - Valeur pronostique - Evaluation de la réponse thérapeutique u Autres cancers broncho-pulmonaires et de la plèvre u Perspectives u Conclusion

4 Tenon Hôpital TENON Emission de positons L émissiondepositons La détection Le 18 F- FDG Positon : particule bêta positive = + Emetteur de positons : Isotope artificiel, produit dans un cyclotron, en bombardant une cible déterminée par un faisceau de protons Principaux émetteurs + demi-vies & parcours moyen dans leau Fluor-1818 F110 min.1,0 mm Carbone C 20 min.1,1 mm Azote-1313 N 10 min.1,4 mm Oxygène-1515 O 2 min.1,5 mm

5 Tenon Hôpital TENON Synthèse de lémetteur de positons L émissiondepositons La détection Le 18 F- FDG Cyclotron

6 Tenon Hôpital TENON 511 keV Emission de positons e-e- L émissiondepositons La détection Le 18 F- FDG Annihilation Annihilation

7 Tenon Hôpital TENON TOMOGRAPHIE PAR EMISSION DE POSITONS Détection en coïncidence Lignes de réponse (LdR) Circuit de coïncidence Détecteur 2 Détecteur 1 *e+*e+ e + ** e - Le 18 F- FDG L émission de positons La détection

8 Tenon Hôpital TENON Gamma caméra à cristaux épais et détection de coïncidence L émissiondepositons La détection Le 18 F- FDG

9 Tenon Hôpital TENON Gamma caméra à cristaux épais et détection de coïncidence L émissiondepositons La détection Le 18 F- FDG

10 Tenon Hôpital TENON Caméra TEP dédiée L émissiondepositons La détection Le 18 F- FDG

11 Tenon Hôpital TENON TEP-TDM Camera TEP / TDM Biograph de Siemens® adaptée pour la radiothérapie conformationnelle

12 Tenon Hôpital TENON Gemini,PMS PET CT 1 m separation for patient access Integrated Operation (CT/PET Imaging) Example: Identify active lymph node using PET – biopsy using CT. Separated Operation (Independent CT imaging)

13 Tenon Hôpital TENON Détection de coïncidence 511 keV LDR Coïncidence vraie: - les 2 sont totalement absorbés (P-P) - LDR (ligne de réponse) passe par l'objet 511 keV LDR Coïncidence fortuite: - 2 sont détectés, mais issus d'objets - LDR ne passe pas par l'objet 511 keV Fenêtre temporelle: 6-12ns

14 Tenon Hôpital TENON Coïncidences diffusées Diff. dans le patient: - Pic-Compton - LDR incorrecte 300 keV 511 keV LDR Diff. dans le cristal: - Pic-Compton - LDR correcte 300 keV Double diffusion: - Compton-Compton - LDR incorrecte 300 keV 511 keV LDR 400 keV

15 Tenon Hôpital TENON Mode 3D ou mode 2D Cristal Septa Les septa réduisent: les coïncidences fortuites ( angle solide effectif) le rayonnement diffusé Mais, temps dacquisition plus long, moins efficace TEP = technique 3D par excellence sensibilité (nombreux évènements) faibles doses acquisitions courtes Mais, temps de reconstruction élevés, diffusé, fortuits

16 Tenon Hôpital TENON Correction d'atténuation µ tissu µ air Principe: 1.Le flux des photons est atténué de façon différente selon la densité des structures traversées avant datteindre le détecteur 2.Pour corriger, il faut acquérir une cartographie des coefficients datténuation à laide dune source ( 68 Ge, 137 Cs,…) ou X (TDM) externe 3.On corrige ensuite sur ordinateur limage démission grâce à celle de transmission = e -µD N N N0N0 N0N0

17 Tenon Hôpital TENON Correction d'atténuation ÉmissionTransmissionImage corrigée Meilleure visualisation des structures profondes

18 Tenon Hôpital TENON ÉmissionTransmissionImage corrigée Meilleure visualisation des structures profondes Aide à la localisation anatomique des foyers Correction d'atténuation

19 Tenon Hôpital TENON Effet de volume partiel J 0 = pas de nodule J 30 = nodule 7 mmJ 60 = nodule 13 mm Bilan dextension dun adénocarcinome colorectal

20 Tenon Hôpital TENON TEP couplée au scanner Lardinois et al. New Engl J Med 2003;348: Schöder et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2003;30: Meilleure cartographie des coeff. datténuation (conversion dunités Hounsfield en coeff. µ à 511 keV) Temps plus court des images de transmission Meilleure localisation anatomique des foyers

21 Tenon Hôpital TENON Spiral CT Whole-body PET (1-8 min total) (6-40 min total) Corrections: scatter attenuation Fused PET/CT PET CT PET/CT scan protocol Reconstruction: FORE + OSEM CTPET CTPET University of Pittsburgh Medical Center Courtesy of David Townsend

22 Tenon Hôpital TENON Head and neck cancer PET/CT scanner University of Pittsburgh Medical Center Courtesy of David Townsend CT: 160 mAs; 130 KV p ; pitch 1.6; 5 mm slices PET: 7 mCi FDG; 2 x 15 min; 3.4 mm slices Sagittal Transverse

23 Tenon Hôpital TENON [18-F]-FLUORO-2-DESOXYGLUCOSE Le [ 18 F]-FDG, sucre analogue du glucose L émissiondepositons La détection Le 18 F- FDG

24 Tenon Hôpital TENON Le [ 18 F]-FDG, sucre analogue du glucose L émissiondepositons La détection Le 18 F- FDG 18 F-FDG hexokinase 18 F-FDG-6-phosphate glucose-6-phosphate isomérase 18 F-FDG-6-phosphate Cancer forte consommation de glucose Warburg O. The metabolism of tumours. London, 1930

25 Tenon Hôpital TENON Biodistribution normale du [F18]-FDG Caméra TEP dédiée

26 Tenon Hôpital TENON TEP au [18F]-FDG Examen normal, visualisation tridimensionnelle

27 Tenon Hôpital TENON Précautions dexamen Grossesse, allaitement (rayonnement ionisants) Radiothérapie < 4 mois, chirurgie/chimio < 1 mois Jeûne depuis 6h Diabète (équilibré ++, glycémie prélevée avant inj. < 10 mmol/L) Hydratation ++ (pas sous forme de sérum glucosé!) Délai entre injection et images > 45 min, repos strict Eventuellement myorelaxants Réactivation thymique sous chimiothérapie Réactivation thymique sous chimiothérapie Sonde gastrique à demeure Sonde gastrique à demeure Contraction musculaire (Trapèzes) Contraction musculaire (Trapèzes)

28 Tenon Hôpital TENON [F-18] - F Na[F-18] - FDG Biodistribution pathologique du [F18]- FDG Caméra TEP dédiée

29 Tenon Hôpital TENON QUELQUES EXEMPLE DE TOMOGRAPHIE PAR EMISSION DE POSITONS AU [18F]-FDG EN PATHOLOGIE TUMORALE THORACIQUE BRONCHO-PULMONAIRE

30 Tenon Hôpital TENON Homme de 50 ans, bilan dune paralysie de la corde vocale gauche Découverte dun carcinome à grandes cellules de 8 mm du culmen sans adénopathie médiastinale et dune hypertrophie de la surrénale gauche Décision thérapeutique avant TEP-FDG : traitement chirurgical TEP-FDG : N3M1, adénopathies médiastinales bilatérales, métastase surrénalienne Médiastinoscopie : aspect normal, biopsies systématiques : métastases ganglionnaires médiastinales droites chimiothérapie Dr Mabille TEP Paris Nord TEP-TDM

31 Tenon Hôpital TENON Vue 3D Transverse Sagittale Frontale Patiente de 54 ans, tabagique Nodule isolé du poumon droit, suspect [F18]-FDG TEP sur caméra TEP dédiée Pas de captation de FDG par le nodule Histologie : granulome inflammatoire Pas de cellule maligne

32 Tenon Hôpital TENON Nodule solitaire du poumon chez un patient de 55 ans, tabagique TDM : nodule de 23 mm de grand axe avec deux adénopathies satellites [F18]-FDG TEP sur caméra TEP dédiée Captation très intense de FDG par le nodule et des 2 ganglions satellites Classé T2N1 par la TEP Histologie : carcinome épidermoïde Stade histologique : T2N1

33 Tenon Hôpital TENON Vue 3D Transverse Sagittale Frontale Patient de 50 ans, non tabagique Nodule solitaire du poumon chez un TDM : nodule bénin, probable hamartochondrome. [F18]-FDG TEP en caméra TEP Distribution physiologique. Pas de captation de FDG par le nodule = bénin Histologie : Hamartochondrome

34 Tenon Hôpital TENON [F18]-FDG TEP = absence de captation FAUX NEGATIF : adénocarcinome avec composante bronchioloalvéolaire

35 Tenon Hôpital TENON Extension ganglionnaire : N

36 Tenon Hôpital TENON Extension ganglionnaire : N

37 Tenon Hôpital TENON Volumineux foyer intense TDM : N0 N2 Petit foyer dintensité modérée TDM : N1 N2 Volumineux foyer dintensité modérée TDM : N2 N2 Petits foyers dintensité modérée TDM : N0 N0 Extension ganglionnaire : N

38 Tenon Hôpital TENON Carcinome épidermoïde du LID, Métastase pulmonaire controlatérale prouvée histologiquement Extension métastatique pulmonaire Extension métastatique pulmonaire - Même difficultés diagnostiques que pour la caractérisation tumorale TEP sans CA CBP Extension métastatique : M

39 Tenon Hôpital TENON Extension pleurale (Gupta, Chest 2002) 35 pts avec CBP et une suspicion dextension pleurale (épanchement pleural ou épaississement pleural) Gold standard : histologie, suivi sans traitement pour 3 pts TEP-FDG : Se = 89%Sp = 94%Ex = 91% Cancer pulmonaire non à petites cellules TEP-FDG : envahissement pleural confirmé en per-opératoire Extension métastatique : M

40 Tenon Hôpital TENON TDMTEP-FDG Homme de 55 ans, Carcinome à grande cellules LSG Métastase surrénalienne prouvée histologiquement Extension métastatique : M

41 Tenon Hôpital TENON Homme, 47 ans, carcinome à grandes cellules LSD TDM: adénopathies médiastinales, surrénale gauche suspecte FDG-TEP: extension métastatique ganglionnaire médiastinale bilatérale, jugulocarotidienne gauche et surrénalienne gauche Emission Fusion émission/transmission

42 Tenon Hôpital TENON TEP-FDG : pas de fixation des HNF et des angiomes - TEP-FDG : pas de fixation des HNF et des angiomes (Marom, Radiology 1999) 100 pts avec un CBP, 6 avec des métastases hépatiques TEP-FDG : Exactitude = 100% Kinkel et al, Radiology 2002) (Kinkel et al, Radiology 2002) Méta analyse dans les cancers colorectaux, gastriques et oesophagiens de la détection des métastases hépatiques par la TEP-FDG, US, TDM et IRM Pour une Spécificté 85% : Se = 55% US vs 42% TDM vs 76% IRM vs 90% TEP Extension hépatique Extension hépatique Extension métastatique : M

43 Tenon Hôpital TENON Extension métastatique : M Scintigraphie du squelette Diphosphonates-99mTechnétium TEP au [F-18]-FDG

44 Tenon Hôpital TENON Bilan dextension dun CPC. TEP-FDG : fixation au niveau de lextension médiastinale et de latteinte ganglionnaire cervicale connues, découverte dune atteinte sternale confirmée histologiquement

45 Tenon Hôpital TENON Récidive dun carcinome à petites cellules du poumon TDM : masse résiduelle stable depuis 12 mois et petit nodule infra centimétrique dapparition récente tous deux FDG + Récidive au niveau de la masse gauche confirmée à lhistologie

46 Tenon Hôpital TENON Même patient. Le nodule de lapex droit est mieux visualisé sur les images non corrigées de latténuation


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