TEP-TDM : Approche technologique Jean-Luc RIU cadre supérieur médecine nucléaire GHU Bichat Paris

SOMMAIRE Les positons Production des positons Fluoro-déoxy-D-Glucose Principe de détection Inconvénients de la détection Composition d’un TEP Choix du cristal scintillateur Intérêt du TDM Conclusion JL RIU ICR2008

INTRODUCTION La tomographie d’émission de positons ou TEP est : Une technique d’imagerie isotopique fonctionnelle Une technique d’imagerie quantitative Une technique d’imagerie tomographique 3D Elle détecte les photons gamma γ d’annihilation en coïncidence Elle est associée tomodensitométrie ou TDM repérage anatomique la correction d’atténuation JL RIU ICR2008

LES POSITONS Émission β+ = antimatière excès de charge positive dans leur noyau. p  n + νe + e+ e+ est de masse égale à e-, mais de charge opposée. JL RIU ICR2008

LES POSITONS - 2 - E=mC² Perte de toute son énergie cinétique Réaction d’annihilation avec un e- du milieu Émission de 2 photons γ : E = 511 keV chacun. 2 Gamma de 511keV Angle 180° Même direction Sens opposé E=mC² JL RIU ICR2008

PRODUCTION DES POSITONS Cyclotron FDG-18F nucléides T Eβ+ max keV O15 2 min 1732 C11 20 min 960 F18 110 min 633 I124 4,2 jours 2135 18 8 9 F → O + e+ + νe JL RIU ICR2008

Production des positons Fluoro-déoxy-D-Glucose Principe de détection Les positons Production des positons Fluoro-déoxy-D-Glucose Principe de détection Inconvénients de la détection Composition d’un TEP Choix du cristal scintillateur Intérêt du TDM Conclusion JL RIU ICR2008

Fluoro-déoxy-D-glucose Analogue du sucre Étudie le métabolisme de sa consommation par les cellules tumorales En 1931 Otto Heinrich Warburg démontra qu'il existe une augmentation de cette glycolyse aérobie dans les tumeurs FDG-6P « piégé » dans la cellule tumorale : principe du TRAPPING METABOLIQUE JL RIU ICR2008

Principe de Détection Détection en coïncidence: 2 γ sont : issus de même interaction d’annihilation forme 1 ligne de réponse LDR « vraie » détectés au même « instant » fenêtre de coïncidence [6-12ns] JL RIU ICR2008

Inconvénients de la détection 1-Coïncidences fortuites CF sont: Construisent de fausses LDR issues d’annihilations différentes détectées dans la fenêtre de coïncidence dépendent de la fenêtre acquisition croit avec le carré de la radioactivité / FOV JL RIU ICR2008

Inconvénients de la détection - 2 2 – Phénomène de diffusion Changement de direction Perte d’énergie Fausse LDR Augmente le bruit JL RIU ICR2008

Composition du TEP Couronne de 288 blocs détecteurs 64 bâtonnets de cristaux 4 PM Blocs détecteurs = + Cartes électroniques et câblages JL RIU ICR2008

Production des positons Fluoro-déoxy-D-Glucose Principe de détection Les positons Production des positons Fluoro-déoxy-D-Glucose Principe de détection Inconvénients de la détection Composition d’un TEP Choix du cristal scintillateur Intérêt du TDM Conclusion JL RIU ICR2008

Choix du cristal scintillateur INa BGO GSO LSO Densité g/cm3 3,67 7,13 6,71 7,35 Densité en électrons 50 73 58 65 Coefficient d’atténuation à 511keV 0,38 0,90 0,67 0,80 Photofraction (%) 18 42 26 33 Constante de temps / 1ns 230 300 60 40 Rendement lumineux relatif 100 22 20 75 JL RIU ICR2008

Intérêt du TDM 1 - La Fusion d’image : analogie avec la météorologie anatomique imprécise des hyperfixations. Adénopathies latéro-aortiques ou vertébrales antérieures? Fixations digestives et urinaires physiologiques,? régions d’intense activité climatique, mais ne fournit aucun contexte géographique JL RIU ICR2008

Intérêt du TDM 1 - La Fusion d’image : analogie avec la météorologie (2) La cartographie visualiser précisément les frontières des États, Un scanner offre une étude anatomique précise dans les 3 plans de l’espace. JL RIU ICR2008

Intérêt du TDM 1 - La Fusion d’image : analogie avec la météorologie (3) Adénopathies rétro-péritonéales des chaînes lombo-aortiques. L'oeil cyclonique touchera principalement la Louisiane, et la partie est du Texas. JL RIU ICR2008

I=I0 e-µx µ= ln I x I0 Intérêt du TDM 2 – La correction d’atténuation JL RIU ICR2008

2 – La correction d’atténuation Intérêt du TDM 2 – La correction d’atténuation Échelle de HOUNSFIELD µ - µeau IH = x1000 µeau Os = +1000 Eau = 0 Air = -1000 JL RIU ICR2008

2 – La correction d’atténuation Intérêt du TDM 2 – La correction d’atténuation TDM permet obtenir une cartographie des µ connaître les organes « diminuants » l’émission Donner une valeur correctrice aux photons atténués poumon gauche, le médiastin et le cœur, le poumon droit et la paroi thoracique droite avant de "sortir" de l'organisme Paroi thoracique gauche JL RIU ICR2008

CONCLUSION intéresse à la dimension moléculaire, et métabolique de la maladie. modifier la prise en charge du cancer : stadification et efficacité thérapeutique préfigure l’imagerie médicale de demain : Nouvelles molécules et machines hybrides TEP-IRM JL RIU ICR2008

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