La scintigraphie osseuse Dr Mojdeh TOFIGHI Service de Médecine Nucléaire Hôpital AVICENNE Assistance Publique – Hôpitaux de Paris

Les traceurs du tissu osseux Bases physiologiques Traceurs utilisés Les protocoles d’examen La scintigraphie osseuse normale Quelques éléments de sémiologie Les indications de la scintigraphie Pathologies malignes recherche de métastases osseuses (cancer ostéophile) tumeurs osseuses primitives

Pathologies bénignes atteintes traumatiques: fractures atteintes orthopédiques recherche de descellement de prothèse ossifications hétérotopiques affections rhumatologiques inflammatoires dégénératives vasculaires: ostéonécroses autres: algodystrophie, maladie de Paget …

Les particularités de l’examen pédiatrique affections tumorales bénignes: ostéome ostéoïde affections métaboliques pathologies infectieuses Les particularités de l’examen pédiatrique

Les traceurs du tissu osseux Bases physiologiques - 2 types d’os : compact (cortical) et spongieux (trabéculaire) - différences de structure: dense / lâche - mêmes composition et mécanismes synthèse et résorption - matrice os: collagène (ostéoblastes) + sels minéraux (Ca,P) → cristaux hydroxyapatite Ca10 (OH)2 (PO4)6 capables d’adsorber à leur surface différentes espèces chimiques (ions, plomb, strontium …)

Tissu osseux: en renouvellement permanent +++ Formation : ostéoblastes (sécrètent trame protéique) Résorption: ostéoclastes → tissu en remodelage permanent → Équilibre permanent d’ostéogenèse et de résorption osseuse dans l’os normal Contraintes mécaniques stimulent formation osseuse Fractures osseuses stimulent fortement l’activité ostéoblastique +++ Toute atteinte / destruction osseuse (tumeur, infection…) entraîne généralement une stimulation réactionnelle de l’activité ostéoblastique

Traceurs utilisés Initialement strontium85 (alcalinoterreux), fluor18 (+) A partir années 70, dérivés phosphatés marqués au Tc99M +++ - polyphosphates - pyrophosphate - diphosphonates +++ Actuellement Hydroxy-méthylène-diphosphonate (HMDP)+++ Fixation dans le tissu osseux: 40 à 50% Elimination urinaire +++ Clairance sanguine rapide (reste environ 3% à 3 heures)

→ traceur de l’os en formation (activité ostéoblastique) Mécanisme de fixation Adsorption diphosphonates sur la phase minérale, sur les cristaux d’hydroxyapatite en formation +++ Apport par voie sanguine: la vascularisation intervient également dans l’intensité de fixation du traceur +++ Idem pour la perméabilité capillaire (tonus sympathique) → traceur de l’os en formation (activité ostéoblastique) à moduler (vascularisation …)

Protocoles d’examen Adulte : injection IV de 550 à 900 MBq selon le poids Dose reçue (750 MBq) : 4,5 cGy pour surfaces osseuses, 2,5 paroi vésicale et 0,2 corps entier Acquisitions images à différents temps de l’examen selon l’indication clinique +++ Temps angiographique: enregistrement immédiat d’une série d’images représentant l’arrivée vasculaire du traceur au niveau de la région pathologique à explorer (dynamique) Temps tissulaire: images statiques des régions à explorer à la phase de diffusion du traceur dans les tissus, alors qu’il ne s’est pas encore fixé sur l’os de façon significative

Temps osseux: images après un délai de 2 à 4 heures post-injection corps entier toujours (balayage), plans souvent (statiques) +/- tomographie Rares cas images à 24 h (activité vésicale importante, étude du petit bassin) Importance de l’hydratation +++ durant ce délai - favorise élimination urinaire du produit : amélioration du contraste os/tissu mous - minimise l’irradiation vésicale (uriner souvent++) Ne jamais oublier de faire uriner avant l’examen ++

Types d’acquisition Angio: série dynamique de 60 images de 2 s, matrice 128x128, collimateur LEHR, photopic 140 keV, fenêtre 20%, zoom 1 Planaires: images statiques 300 à 1000 kcps selon régions, matrice 256x256, collimateur LEHR Pin-hole (hanches enfant): matrice 256x256, 600 sec (300 kcps) Balayage corps entier: précoce ou tardif vessie vidée+++ en précoce, vitesse balayage entre 15 et 30 cm/min en tardif, se situer entre 10 et 15 cm/min Tomographie: protocoles différents selon régions explorées Ex: rachis 180°, matrice 128x128, 32 pas par tête de détection (caméra double tête), 30 sec par pas

Effets du frame-rate en angio (Naddaf SY et al Effets du frame-rate en angio (Naddaf SY et al. Technical errors in planar bone scanning. JNMT 2004;32:148-153)

Exemples de nombres de coups à obtenir pour les planaires mains, pieds : 200 kcps avant-bras, jambes : 300 kcps genoux: 400 kcps fémurs, humérus : 500 – 600 kcps crâne (4 vues) : 500 kcps thorax, rachis, bassin : 500 – 1000 kcps

Effet nombre de coups sur une vue planaire postérieure du bassin A: 1OO kcps, B: 250 kcps, C: 350 kcps, D: 500 kcps Naddaf SY et al. Technical errors in planar bone scanning. JNMT 2004;32:148-153

Importance du bon positionnement sur lit examen +++ - confortable pour le patient ++(permet éviter bougé), sécurité ++, parfois contention - positionné le plus symétrique possible ++ - incidences statiques +/- calquées sur radio selon régions explorées Imager au plus près ++ (diminution rapide résolution à distance) Ne pas oublier d’ôter ceinture, bracelet, collier, objet métallique dans les poches (chemise, pantalon…), mouchoir Problèmes des contaminations urinaires : refaire clichés après nettoyage, retrait sous-vêtements …

La scintigraphie osseuse normale Symétrie G/D ++ Répartition relativement uniforme du traceur : à moduler selon les pièces osseuses et les articulations régions soumises contraintes: augmentation fixation zones portantes: sacro-iliaques zones attaches musculaires: articulations scapulo-humérales taille et masse pièces osseuses importance atténuation des photons gamma (épaisseur tissu traversé entre l’os et le détecteur)

Effet de la distance patient détecteur sur la résolution A: au contact, B: à 10 cm, C: à 20 cm, D: à 30 cm Naddaf SY et al. Technical errors in planar bone scanning. JNMT 2004;32:148-153

Variations liées au patient: - âge, activité physique, travail manuel, post-partum etc… Variantes scintigraphiques sans signification pathologique fixation voûte crânienne (symétrie) fixation cervicale antérieure (lordose, calcifications cartilage thyroïde) sternum: angle de Louis, articulations sterno-claviculaires pointes omoplates, insertions musculaires grand dentelé humérus: insertion deltoïde sacro-iliaques++ genoux: rotules

Éléments de sémiologie Visualisation voies urinaires ++ - symétrie - petites rétentions pyélo-calicielles/ foyer costal: obliques+++ - problème contaminations urinaires - diverticules vésicaux Éléments de sémiologie modification métabolique os → modification fixation traceur accentuation activité ostéoblastique : hyperfixation ++ diminution (activité ostéoclastique augmentée): hypofixation la plupart du temps: hyperfixations hypofixations: nécrose, séquelles radiothérapie, métastases lytiques pures hyperfixation localisée: foyer (méta, fracture) ou diffuse (affection métabolique…)

Grande sensibilité de détection des anomalies (caractère fonctionnel) mais médiocre spécificité ++ → à interpréter en fonction du contexte clinique selon différents critères: intensité fixation, homogénéité, topographie, nombre et forme des foyers, cinétique et vascularisation… confrontation à l’imagerie morphologique ++ renseignements extra osseux: voies urinaires fixations extra osseuses possibles: calcifications tissus mous, hématomes, nécroses tissulaires (infarctus, rhabdomyolyse), métastases viscérales …

Scintigraphie osseuse normale adulte

Scintigraphie osseuse de l’enfant

Fixation tissulaire extra osseuse pôle inf rein droit: cancer du rein

Métastases hépatiques multiples d’un cancer du colon

Grandes indications Pathologie tumorale maligne Recherche de métastases osseuses des cancers ostéophiles prostate, sein, poumon, rein, thyroïde bilan extension initial++ non systématique pour certains: ex prostate seuil PSA ou selon points d’appel clinique (douleurs) systématique pour d’autres: intérêt scinti référence dans une population souvent âgée (mauvaise spécificité scinti) cancers à envahissement locorégional direct : ORL, colorectal, bronchique périphérique : intérêt de visualiser atteinte osseuse difficile à imager par radios standards (côtes, sternum…) suivi évolutif++ en fonction signes cliniques, radiologiques (image suspecte) ou biologiques (élévation marqueurs tumoraux sériques), réponse au traitement++

-aide au diagnostic: guide pour une biopsie-éxérèse (cas d’un primitif inconnu, suivi évolutif…) élément pronostique: exemple des atteintes rachidiennes susceptibles d’entraîner des complications neurologiques Rôle pronostic propre à la topographie des lésions -certains cancers ne donnent classiquement pas de réaction ostéoblastique marquée au niveau de leurs localisations osseuses: ex type myélome Sémiologie scintigraphique: tableau typique de dissémination: lésions multiples, distribuées aléatoirement, squelette axial++, métaphyses proximales humérus et fémurs, parfois hypofixations associées méta solitaire: foyer unique, squelette axial (rachis++), gril costal, ceinture pelvienne, sternum

- parfois hypofixation isolée ou mixte 2 aspects pièges: - superscan (« trop belle image »): métas confluentes, hyperfixation diffuse squelette axial, relative hypofixation squelette appendiculaire, absence de visualisation reins, vessie, tissus mous effacés - phénomène de flare up (« embrasement » thérapeutique) : aggravation tableau scintigraphique sous l’effet traitement, généralement n’existe plus après 6 mois arrêt chimio

Dissémination métastatique osseuse

dissémination métastatique (superscan)

Périostite os longs membres inférieurs: syndrome de Pierre-Marie (syndrome paranéoplasique)

Tumeurs malignes primitives de l’os Ostéosarcome: enfant, adolescent (75%), la plus fréquente, Extrémité supérieure humérus, tibia, inférieure fémur Intérêt scinti: bilan d’extension osseuse (rare au diagnostic, suivi évolutif++) Sarcome d’Ewing: même population, Recherche localisations métastatiques sur reste du squelette

Pathologies bénignes Traumatologie - fractures - augmentation importante activité ostéoblastique ++ - véritables fractures évidentes à la radio: pas de scinti, sauf localisations difficiles (côtes, carpe, tarse, métacarpiens et métatarsiens) - indications courantes scinti: - fractures fatigue - périostites (sportif) - fractures par insuffisance osseuse sujet âgé

Fracture fatigue: - sportif (marche à pied) - douleurs mécaniques, œdème, retard voire absence signes radiologiques - scinti: diagnostic très précoce - acquisition 3 phases: perfusion plus précoce, hyperactivité tissulaire et osseuse focale - localisations diverses: pelvis, fémur, tibia, péroné, calcanéum et autres os tarse Périostite: - tibia +++ - sportif, hyperfixation moins intense, linéaire, postérieure, périostée

fractures par insuffisance osseuse sujet âgé - survient généralement en dehors de tout traumatisme franc - résistance osseuse diminuée: ostéoporose - 3 grand sites: tassement vertébral, extrémité sup. fémur, radius - TV: hyperfixation linéaire en plateau très caractéristique scinti permet de dater images radios ++ autres: fractures de côtes, sacrum (hyperfixation classique en H), ailes iliaques, branches ischio pubiennes et ilio pubiennes extrémité sup. fémur: fractures cervicales et trochantériennes, scinti: hyperfixation intense, linéaire ou fusiforme

Tassement vertébral en L2 et fracture du bassin

Autres localisations : plateaux tibiaux, diaphyse tibiale, astragale, calcanéum, métatarsiens +++ Fracture 4ème métatarsien

Fracture bicalcanéenne

Atteintes orthopédiques Descellement prothèse - hanches++, genoux - normalement absence fixation col et tête fémorale - pose récente (>12 mois), fixation cotyle, trochanter - douleur, impotence → scinti: hyperfixation péri prothétique en cas de descellement, mais aussi de micro fractures, infection - spécificité médiocre: à compléter scinti gallium, PN marqués - genoux: idem, voire pire Ossifications hétérotopiques - trauma, AVC, immobilisation prolongée… - ostéomes: raideur, limitations articulaires - intérêt pronostique: date de la chirurgie (opérer à froid ++)

Descellement PTH droite (pose il y a 3 ans)

PTH droite infectée

Infection prothèse genou droit

Affections rhumatologiques Inflammatoires: Arthrites inflammatoires Polyarthrite rhumatoïde: bilan atteinte articulaire Spondylarthropathies : sujets plus jeunes, HLA B27, atteinte axiale, sacro-iliaques, enthésopathies (insertion ligamentaires genoux, pieds, chevilles) arthrites périphériques Dégénératives: Arthrose très fréquente: rachis, hanches, genoux, sterno-claviculaires …

Polyarthrite rhumatoïde

Sacro-iliite

Vasculaires Ostéonécroses: - mort os - tête fémorale: douleur dans un contexte particulier (corticoïdes, alcool, drépanocytose…) - souvent bilatérale, hypofixation très précoce, hyperfixation la plupart du temps++ (intérêt tomo) - concurrence IRM+++ - autres localisations: condyles fémoraux, plateaux tibiaux, astragale, calcanéum …

Hypofixation tête fémorale gauche

Hyperfixation : nécrose tête fémorale gauche

Algodystrophie Très demandée++ Post-traumatique ou chirurgie, AVC, Diabète, médicament,… Acquisition 3 phases +++ Injection à distance du site douloureux Forme chaude: hyperactivité aux 3 temps de l’examen, diffuse, péri articulaire Forme froide enfant surtout +++ trompeuse Possibilité d’atteinte des articulations sus et sous jacente Forme partielle parfois trompeuse également Suivi évolutif+++

Algo main gauche

Algo genou droit

Maladie de PAGET - remodelage osseux anarchique, structure os anormale - maladie pluri focale, parfois uni focale - bilan extension +++(imagerie corps entier) - efficacité traitement ++

Affections métaboliques Ostéome ostéoide Pathologie tumorale bénigne Sujet jeune Nidus→ foyer hyperactif intense très ponctuel+++ Localisation diverses: rachis (intérêt de tomographie)… Affections métaboliques Hyperfixations diffuses: superscan Os longs, péri articulaires, voûte crânienne, maxillaires, jonctions chondro-costales, sternum Reins atténués, faible bruit de fond tissulaire Causes: ostéomalacie, hyperparathyroïdie, ostéodystrophie rénale

Ostéome ostéoide

Ostéome ostéoide

Hyperparathyroïdie