MASTER PhyMed IMAGERIE METABOLIQUE & MOLECULAIRE. GMPH308 - Physique de l imagerie médicale

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1 MASTER PhyMed GMPH308 - Physique de l imagerie médicale IMAGERIE METABOLIQUE & MOLECULAIRE Fayçal Ben Bouallègue faycal.ben-bouallegue@umontpellier.fr

2 Imagerie médicale ANATOMIQUE METABOLIQUE FONCTIONNELLE

3 Médecine Nucléaire Utilisation de marqueurs radioactifs pour tracer le devenir d un vecteur (atome, molécule, cellule) dans un but diagnostique IMAGERIE DIAGNOSTIQUE METABOLIQUE IMAGERIE DIAGNOSTIQUE FONCTIONNELLE

4 Médecine Nucléaire Utilisation de marqueurs radioactifs pour tracer le devenir d un vecteur dans un but diagnostique ou thérapeutique IMAGERIE DIAGNOSTIQUE METABOLIQUE RADIOTHERAPIE INTERNE DETECTION PER-OPERATOIRE DOSAGES RADIOIMMUNOLOGIQUES IMAGERIE DIAGNOSTIQUE FONCTIONNELLE

5 TRACEUR = marqueur + vecteur Linker Cible(s) Ligand Chélateur ISOTOPE RADIO PROTECTION PROPRIETES DIAGNOSTIC EMETTEURS DE PHOTONS PENETRANTS PEU DIFFUSES b + ou g IONISANTS PEU IRRADIANTS T courtes : sec h ISOTOPES ARTIFICIELS (RENDUS) SPECIFIQUES D UN METABOLISME MARQUAGE THERAPIE EMETTEURS DE PARTICULES IRRADIANTES PARCOURS COURTS a ou b T assez courtes : jour ISOTOPES ARTIFICIELS (RENDUS) SPECIFIQUES D UNE PATHOLOGIE MARQUAGE

6 TRACEUR = marqueur + vecteur Linker Cible(s) Ligand Chélateur Simples isotopes radioactifs Molécules Cellules Diagnostic : Thérapie : Tc HMPAO, ECD : perfusion cérébrale MIBI, TETROFOSMINE / Albumine : perfusion cœur / poumon Tl I P Er Re MIBG, Cholestérol, Octréotide, FDG : cancers (principalement) BIPHOSPHONATES : maladies des os MAG3, DTPA, DMSA : rein Anticorps monoclonaux, récepteurs mb. : infection, thérapie globules rouges : fonction cardiaque polynucléaires : infection Kr Y Ga I 68 31Ga 18 8 F

7 SCINTIGRAPHIE Le marqueur est utilisé pour rendre radioactive une molécule vectrice spécifique d un métabolisme d intérêt. La cartographie de radioactivité mesurée est appelée scintigraphie O O II II HO-P-CH2-P-OH I I O O \ / HO-Tc-OH / \ O O I I HO-P-CH2-P-OH II II O O TRACEUR RADIOACTIF

8 SCINTIGRAPHIE g (SPECT) COLLIMATEUR f 1 p J g f 2 f n Tc j p i R j i f i

9 SCINTIGRAPHIE g (SPECT) COLLIMATEUR f 1 p J g f 2 f n ANT POST Tc p j j i R i fi

10 SCINTIGRAPHIE g (SPECT) COLLIMATEUR f 1 p J g f 2 f n Tc j p i R j i f i

11 SCINTIGRAPHIE b + (PET) p j j i R i fi p J?

12 REMODELAGE OSSEUX BIPHOSPHONATE mtc 99 - BP

13 REMODELAGE OSSEUX

14 REMODELAGE OSSEUX BIPHOSPHONATE mtc 99 - BP F 18 - Na F 18 - Na

15 SCINTIGRAPHIE THYROIDIENNE mtc 99 - O 4 - Principale indication: bilan des hyperthyroïdies

16 PERFUSION MYOCARDIQUE Repos Effort

17 PERFUSION MYOCARDIQUE min max

18 PERFUSION MYOCARDIQUE Base IVA Cx Apex % max 82 max (100%) CD

19 PERFUSION MYOCARDIQUE Effort Repos Scintigraphie normale

20 PERFUSION MYOCARDIQUE Effort Repos Séquelle d infarctus

21 PERFUSION MYOCARDIQUE Effort Repos Ischémie myocardique

22 PERFUSION MYOCARDIQUE PERFUSION : QUANTIFICATION ABSOLUE VD VG Schindler et al. JACC Cardiovasc Imaging 2010 Klein et al. J Ncul Cardiol 2010 myocarde

23 PERFUSION MYOCARDIQUE blood myocardium Schindler et al. JACC Cardiovasc Imaging 2010

24 INNERVATION MYOCARDIQUE MIBG - I 123

25 CONTRACTION CARDIAQUE Tomo-ventriculographie isotopique Marquage des GR ( 99m Tc) Acquisition planaire Synchronisation ECG Volume activité FE VG = 72% VG Cycle cardiaque

26 CONTRACTION CARDIAQUE Tomo-ventriculographie isotopique Marquage des GR ( 99m Tc) Acquisition tomographique Synchronisation ECG

27 CONTRACTION CARDIAQUE SEGMENTATION

28 CONTRACTION CARDIAQUE CINETIQUE GLOBALE

29 VENTILATION & PERFUSION PULMONAIRES

30 VENTILATION & PERFUSION PULMONAIRES PERF 99m Tc Albumine VENT 99m Tc - Aérosol

31 SCINTIGRAPHIES RENALES m99tc-dmsa Cicatrice d infection urinaire Fonctions relatives

32 SCINTIGRAPHIES RENALES Syndrome de jonction D G m99tc-dtpa Néphrogramme

33 SCINTIGRAPHIES CEREBRALES

34 SCINTIGRAPHIES CEREBRALES

35 SCINTIGRAPHIES CEREBRALES 123 I - DatScan

36 CANCERS 123 I MIBG OCTREOTIDE - In 111

37 CANCERS 18 F FDG 18 FDG : analogue du glucose marqué au 18 F

38 CANCERS 18 F FDG : Poumon 18 FDG : analogue du glucose marqué au 18 F Murmann et al. J Thorac Dis 2014

39 CANCERS 18 F FDG : Poumon Hellwig et al. J Nucl Med 2007 Purandare et al. Indian J Radiol Imaging 2015 Groheux et al. Diagn Interv Imaging 2016

40 CANCERS 18 F FDG : Poumon Kremer et al. Ann Nucl Med 2016 Wanet et al. Strahlenther Onkol 2017

41 CANCERS 18 F FDG : Lymphome El-Galay et al. Semin Nucl Med 2018

42 CANCERS 18 F FDG : Lymphome TEP initiale TEP intérim : réponse métabolique partielle Van Heertum et al. Drug Des Devel Ther 2017 Cheson et al. Blood 2016 TEP intérim : réponse métabolique complète

43 INFECTIONS 18 F FDG : Endocardite Bonfiglioli et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2013

44 INFECTIONS 18 F FDG : Endocardite

45 INFECTIONS 18 F FDG : Endocardite

46 INFLAMMATION 18 F FDG : Vascularite Besson et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2011

47 INFLAMMATION 18 F FDG : Sarcoïdose Promteangtrong et al. Hell J Nucl Med 2014

48 RADIOTHEAPIE METABOLIQUE Néoplasies thyroïdiennes I Hyperthyroïdies I

49 RADIOTHEAPIE METABOLIQUE Antalgie de métastases osseuses e - Ionisations sur quelques mm Sm 89 38Sr +BP

50 RADIOTHEAPIE METABOLIQUE Tumeurs neuro-endocrines

51 RADIOTHEAPIE METABOLIQUE Tumeurs neuro-endocrines

52 RADIOTHEAPIE METABOLIQUE Tumeurs neuro-endocrines

53 RADIOTHEAPIE METABOLIQUE Approche théranostique 111 In-octreotide (Octreoscan ) 177 Lu-Dotatate (Lutathera )

54 RADIOTHEAPIE METABOLIQUE

55 Probability RADIOTHEAPIE METABOLIQUE Survie sans progression StrosbergJ et al. N EnglJ Med Lu-Dotatate Median PFS: Not reached Octreotide LAR 60 mg Median PFS: 8.4 months

56 RADIOTHEAPIE METABOLIQUE DOSIMETRIE

57 RADIOTHEAPIE INTERNE SELECTIVE Tumeurs hépatiques e- e- e- e-

58 RADIOTHEAPIE INTERNE SELECTIVE Tumeurs hépatiques

59 RADIOTHEAPIE INTERNE SELECTIVE

60 RADIOTHEAPIE INTERNE SELECTIVE Workup étude dosimétrique g g g g

61 RADIOTHEAPIE INTERNE SELECTIVE 1. TEP FDG 2. Workup 3. TEP 90 Y 4. TEP FDG

62 CONCLUSION Imagerie fonctionnelle et métabolique : physiologique, non invasive et peu irradiante couvrant toutes les spécialités médicales rôle essentiel dans le diagnostic et le traitement impliquant des équipes multidisciplinaires paramédicaux, techniciens, médecins, pharmaciens, physiciens, chimistes, informaticiens En fort développement : Recherche : radio-traceurs, protocoles, caméras Économique : 200 centres, 550 médecins en France + 5% de patients pris en charge / an

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