MASTER PhyMed. GMPH308 - Physique de l imagerie médicale. Fayçal Ben Bouallègue

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1 MASTER PhyMed GMPH308 - Physique de l imagerie médicale Fayçal Ben Bouallègue faybenb@hotmail.com

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 METABOLIQUE VECTORISEE DETECTION PER-OPERATOIRE DOSAGES RADIOIMMUNOLOGIQUES IMAGERIE DIAGNOSTIQUE FONCTIONNELLE

5 MARQUEURS RADIOACTIFS ISOTOPE RADIO PROTECTION PROPRIETES DIAGNOSTIC IN VIVO ou DETECTION EMETTEURS DE PHOTONS PENETRANTS PEU DIFFUSES b + ou g PEU IRRADIANTS T courtes : sec h ISOTOPES ARTIFICIELS (RENDUS) SPECIFIQUES D UN METABOLISME MARQUAGE IONISANTS

6 MARQUEURS RADIOACTIFS ISOTOPE RADIO PROTECTION PROPRIETES DIAGNOSTIC IN VIVO ou DETECTION EMETTEURS DE PHOTONS PENETRANTS PEU DIFFUSES b + ou g IONISANTS PEU IRRADIANTS T courtes : sec h ISOTOPES ARTIFICIELS (RENDUS) SPECIFIQUES D UN METABOLISME MARQUAGE DIAGNOSTIC IN VITRO (RIA) COMPTAGE X ou g d E faible AFFINITE POUR LE CORPS A DOSER I C,

7 MARQUEURS RADIOACTIFS ISOTOPE RADIO PROTECTION PROPRIETES DIAGNOSTIC IN VIVO ou DETECTION EMETTEURS DE PHOTONS PENETRANTS PEU DIFFUSES b + ou g IONISANTS PEU IRRADIANTS T courtes : sec h ISOTOPES ARTIFICIELS (RENDUS) SPECIFIQUES D UN METABOLISME MARQUAGE DIAGNOSTIC IN VITRO (RIA) COMPTAGE X ou g d E faible AFFINITE POUR LE CORPS A DOSER I C, THERAPIE EMETTEURS DE PARTICULES IRRADIANTES PARCOURS COURTS a ou b T assez courtes : jour ISOTOPES ARTIFICIELS (RENDUS) SPECIFIQUES D UNE PATHOLOGIE MARQUAGE

8 VECTEURS Simples isotopes radioactifs Diagnostic : 32 Thérapie : 15P Molécules Tc HMPAO, ECD : perfusion cérébrale MIBI, TETROFOSMINE / Albumine : perfusion cœur / poumon MIBG, Cholestérol, Octréotide, FDG : cancers (principalement) BIPHOSPHONATES : maladies des os MAG3, DTPA, DMSA : rein Anticorps monoclonaux, récepteurs mb. : infection, thérapie Cellules globules rouges : fonction cardiaque polynucléaires : infection Tl I Er Re Kr Y 67 31Ga I Ga F

9 MARQUAGE DE VECTEURS marqueur non métallique, halogènes (F, I), O, N, P, C : Liaison directe sur C, pour toute taille de vecteur. Addition électrophile, échange d halogènes. Marqueurs b + : Marqueurs g : C 11 6 F I marqueur métallique : Les liaisons simples C-Métal sont instables dans l eau Groupe complexant avec plusieurs donneurs d e - Exemple : Tétradentate : 18 8 Seulement pour de grosses molécules vectrices. H H N N O Tc O N N H H

10 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

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

12 SCINTIGRAPHIE b + (PET) p j j i Ri fi f i p J? 18 8 O g 18 9 F g

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

15 NODULES THYROIDIENS mtc 99 - O 4 - cancers froid Principale indication: bilan des hyperthyroïdies

16 PERFUSION MYOCARDIQUE CATION LIPOPHILE - mtc 99 ou Tl 201

17 INNERVATION MYOCARDIQUE MIBG - I 123

18 CONTRACTION CARDIAQUE HEMATIE - mtc 99

19 CONTRACTION CARDIAQUE VTD FE VTS TFS HEMATIE - mtc 99

20 VENTILATION ET PERFUSION PULMONAIRES PERF m99tc - Aérosol VENT m99tc - Albumine

21 SCINTIGRAPHIES RENALES m99tc-dmsa Pyélonéphrite aigue Cicatrice sur IU à répétition Syndrome de jonction

22 SCINTIGRAPHIES RENALES m99tc-dtpa

23 SCINTIGRAPHIES CEREBRALES Alzheimer normal m99tc-ecd 201 Tl 18F-DG 18F-DOPA

24 CANCERS ANT POST OCTREOTIDE - In 111

25 CANCERS ANT POST OCTREOTIDE - In I MIBG

26 CANCERS 18 F DG

27 CANCERS 18 F DG

28 CANCERS 18 F DG

29 CANCERS 18 F DG

30 CANCERS 18 F DG

31 INFECTIONS 18 F DG M99 Tc BP

32 INFLAMMATION

33 DETECTION PEROPERATOIRE

34 Cancers thyroïdiens, hyperthyroïdie, Métastases osseuses, Lymphomes, tumeurs cérébrales, Synoviorthèses

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

36 RADIOTHEAPIE METABOLIQUE Néoplasies thyroïdiennes I Hyperthyroïdies I

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38 DOSAGES RADIOIMMUNOLOGIQUES Liaison Récepteur-Ligand* : spécifique Sensibilité < picomole % des dosages : Hormones (ACTH et cortisol, rénine et aldostérone, gastrine, PTH, ostéocalcine) Vitamines (D), peptides, marqueurs tumoraux

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40 RAYONNEMENTS IONISANTS H - H + Photon X ou g - - O Énergie moyenne d une ionisation de l eau H : 32 ev - e - et H réducteurs O OH oxydant H

41 Procédé Dose efficace (msv) Nb. radio thorax Expo n Irradiation naturelle moyenne en France : 2,4 msv / an 1-6 msv / an Ramsar (IRAN) : 250 msv/an Vol Paris-NY : 0,05 msv, MIBG OCTREOSCAN ,4 ans European Commission. Radiation protection 118: Referral guidelines for imaging.office for Official Publication of the EC; 2001.

42 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 centres + 5% de patients pris en charge / an en moyenne Usage civil des technologies nucléaires