Pierre Maurel Cours IM 74 / 88

Transcription

1 Imagerie Nucléaire Pierre Maurel Cours IM 74 / 88

2 Imagerie nucléaire Scintigraphie Tomographie par Émission de Positons (TEP / PET) Tomographie par Émission de Simple Photon (TEMP/SPECT) Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 75 / 88

3 Imagerie nucléaire Scintigraphie Tomographie par Émission de Positons (TEP / PET) Tomographie par Émission de Simple Photon (TEMP/SPECT) Imagerie d émission : le rayonnement vient du patient après injection du traceur. (imagerie radio : imagerie de transmission, le faisceau est externe et traverse le patient) Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 75 / 88

4 Imagerie nucléaire Scintigraphie Tomographie par Émission de Positons (TEP / PET) Tomographie par Émission de Simple Photon (TEMP/SPECT) Imagerie d émission : le rayonnement vient du patient après injection du traceur. (imagerie radio : imagerie de transmission, le faisceau est externe et traverse le patient) Modalités fonctionnelles Images obtenues par une reconstruction Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 75 / 88

5 Historique Gamma Caméra en 1957 Première TEP en 1976 Première TEMP en Pierre Maurel Cours IM 76 / 88

6 Principe général Pierre Maurel Cours IM 77 / 88

7 Principe de la TEP positon/positron/antiélectron : charge +1 (électron : -1), même spin, même masse Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 78 / 88

8 Principe de la TEP positon/positron/antiélectron : charge +1 (électron : -1), même spin, même masse 1 positon + 1 électron = 2 photons gamma (réaction d annihilation) Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 78 / 88

9 Principe de la TEP positon/positron/antiélectron : charge +1 (électron : -1), même spin, même masse 1 positon + 1 électron = 2 photons gamma (réaction d annihilation) "émetteurs de positons" : on injecte un traceur faiblement radioactif à durée de vie limitée, caractérisé par un excès de charge positive Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 78 / 88

10 Principe de la TEP positon/positron/antiélectron : charge +1 (électron : -1), même spin, même masse 1 positon + 1 électron = 2 photons gamma (réaction d annihilation) "émetteurs de positons" : on injecte un traceur faiblement radioactif à durée de vie limitée, caractérisé par un excès de charge positive Il se désintègre vers un état stable transformation d un proton en un neutron émission d un neutrino et d un positon Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 78 / 88

11 Principe de la TEP positon/positron/antiélectron : charge +1 (électron : -1), même spin, même masse 1 positon + 1 électron = 2 photons gamma (réaction d annihilation) "émetteurs de positons" : on injecte un traceur faiblement radioactif à durée de vie limitée, caractérisé par un excès de charge positive Il se désintègre vers un état stable transformation d un proton en un neutron émission d un neutrino et d un positon Une fois émis, le positon parcourt qqes mm dans les tissus Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 78 / 88

12 Principe de la TEP positon/positron/antiélectron : charge +1 (électron : -1), même spin, même masse 1 positon + 1 électron = 2 photons gamma (réaction d annihilation) "émetteurs de positons" : on injecte un traceur faiblement radioactif à durée de vie limitée, caractérisé par un excès de charge positive Il se désintègre vers un état stable transformation d un proton en un neutron émission d un neutrino et d un positon Une fois émis, le positon parcourt qqes mm dans les tissus positon au repos interagit avec un électron du milieu émission de 2 photons gamma de 511 kev, émis dans des directions opposées Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 78 / 88

13 Principe de la TEP principe de base de la TEP : détecter les deux photons pour déterminer le lieu de la réaction d annihilation. Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 79 / 88

14 Principe de la TEP principe de base de la TEP : détecter les deux photons pour déterminer le lieu de la réaction d annihilation. correspond au lieu d annihilation et non à celui de l émission β+ Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 79 / 88

15 Principe de la TEP principe de base de la TEP : détecter les deux photons pour déterminer le lieu de la réaction d annihilation. correspond au lieu d annihilation et non à celui de l émission β+ La distance entre ces deux lieux est appelée libre parcours moyen du positon limite la résolution spatiale Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 79 / 88

16 Principe de la TEP principe de base de la TEP : détecter les deux photons pour déterminer le lieu de la réaction d annihilation. correspond au lieu d annihilation et non à celui de l émission β+ La distance entre ces deux lieux est appelée libre parcours moyen du positon limite la résolution spatiale libre parcours moyen du positon : 0,5 mm pour le 18 F 2,7 mm pour l 15 O Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 79 / 88

17 Principe de la TEP principe de base de la TEP : détecter les deux photons pour déterminer le lieu de la réaction d annihilation. correspond au lieu d annihilation et non à celui de l émission β+ La distance entre ces deux lieux est appelée libre parcours moyen du positon limite la résolution spatiale libre parcours moyen du positon : 0,5 mm pour le 18 F 2,7 mm pour l 15 O Isotopes utilisés en TEP : Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 79 / 88

18 Principe de la TEMP/SPECT Tomographie d Émission Mono-Photonique Émission de photons Un seul photon émis : moins précis spatialement que la TEP Plus de traceurs possibles : traceurs dont la désintégration est plus lente et qui peuvent donc être transportés et stockés beaucoup plus facilement. Isotopes utilisés en TEP : Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 80 / 88

19 Détection en TEP reconstruction tomographique (cf partie 2) Pierre Maurel Cours IM 81 / 88

20 Détection en SPECT La Gamma caméra reconstruction tomographique (cf partie 2) Pierre Maurel Cours IM 82 / 88

21 Dispositif PET Pierre Maurel SPECT Cours IM 83 / 88

22 Applications Imagerie cardiaque SPECT avec Technétium Tc 99m Patient sain Défaut de perfusion irréversible en paroi inférieure infarctus Benefit of MCE over SPECT for detection of ischaemia, Nicola Gaibazzi, 2011 Pierre Maurel Cours IM 84 / 88

23 Applications Imagerie cérébrale SPECT avec Technétium Tc 99m Syndrome de fatigue chronique Après traitement Pierre Maurel Cours IM 85 / 88

24 Applications Imagerie cérébrale fonctionnelle TEP avec F18-FDG Sujet au repos Stimulation visuelle cortex visuel primaire Stimulation intellectuelle cortex frontal Pierre Maurel Cours IM 86 / 88

25 Applications Imagerie oncologique Cancer de la langue Après 10 semaines de radiothérapie s_play_pet_static/laxmi.nuc.ucla.edu_8000/lpp/ clinpetonco/headneck.html Pierre Maurel Cours IM 87 / 88

26 Comparaison TEP/SPECT TEP : De nombreux marqueurs = de nombreuses fonctions Demi-vie réduite présence d un cyclotron Très invasif nombre très limité d examens par patient SPECT : Demi-vie des isotopes plus longues Résolution spatiale plus faible ( 7 mm) Pierre Maurel (pierre.maurel@irisa.fr) Cours IM 88 / 88