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Dernière modification effectuée
le 1 January 1970

Principe du PetScan

Le petScan constitue une technique d'imagerie fonctionnelle qui s'intéresse plus au fonctionnement d'un organe qu'à sa structure. Tout comme la scintigraphie, le petScan repose sur l'injection d'un traceur, le plus souvent du 2-18Fluoro-Deoxy-Glucose ou 18FDG, dont la distribution dans l'organisme sera détectée grâce à un scanner particulier : le PETSCAN.

Les isotopes utilisés sont de demi-vie très brève (de quelques minutes à quelques heures). Lors de leur désintégration radioactive, ils émettent un positon (ou encore positron en anglais) qui est l'anti particule de l'électron. Ce positon après un parcours très bref dans la matière (1 à 3 millimètres) rencontre sa particule sœur l'électron. De cette rencontre matière-antimatière, résulte une réaction d'annihilation,qui donne naissance à deux photons. Ces deux photons sont émis en direction diamétralement opposée (180°), dont l'énergie est de 511 kV.

Le schéma suivant, emprunté au site petscanonline.com explique, pour le fluor 18, la fabrication des deux photons opposés.

Autres pages sur le Pet-Scan

L'atome de Fluor 18 émet un positon qui entre en collision avec un électron, se désintègre et produit deux photons en direction opposée.

Le PETSCAN détecte les deux photons émis lors de son annihilation. Le principe du PetScan repose sur la détection simultanée (détection en coïncidence) de ces DEUX photons. Les détecteurs du PetScan sont disposés en couronne, réalisant un véritable "anneau de détecteurs" autour du patient.

Les photons émis à 180° l'un de l'autre seront donc détectés par des cristaux opposés et l'endroit précis de l'annihilation se trouve sur une ligne rejoignant ces cristaux. Grâce à l'enregistrement de ces "lignes" dans différentes directions, le système informatique du PetScan calcule où s'est produite l'annihilation, et donc l'absorption du fluor 18.

Coupe schématique montrant le principe de la détection en coïncidence des deux photons émis lors de la collision entre le positrons et l'électron. Le faisceau [1] est perpendiculaire aux deux caméras qui sont collimatées de façon opposée. Il est donc repéré par la coïncidence de détection par les cristaux. A l'inverse, le faisceau [2] ne peut être détecté en raison de la collimation. En faisant tourner les deux caméras autour du patient, on obtient des images que l'on peut reconstituer, comme un scanner.

Selon la molécule qui est marquée par le radio-élément, le traceur va se distribuer dans des organes spécifiques et étudier le métabolisme du traceur.

Les principaux radio-éléments utilisés sont le 11C, le 15O, le 13N et le 18F. Les trois premiers radio-éléments peuvent être insérés à la place du carbone, de l'oxygène ou de l'azote, composants naturels des protéines et autres substances organiques habituelles.

Le 18F peut remplacer les groupements -OH du deoxyglucose pour donner le FDG ou fluoro-deoxyglucose. Même si le métabolisme est légérement différent du sucre naturel, il reflète, dans la plupart des cas le métabolisme du glucose. Les cellules cancéreuses ont une consommation accrue de glucose. Une fois capté, le 18F-FDG est fixé au niveau de la cellule parce qu'il est transformé par des hexokinases, et ne peut être métabolisé plus avant comme le glucose. Le FDG reste ainsi captif de la cellule. (cf. H. Gauthier).

Formule chimique du 18FDG

L’intensité de la fixation au niveau des tumeurs est multifactorielle, liée à la prolifération, la viabilité cellulaire, le degré d'hypoxie et la vascularisation tumorale.

Elle peut être mesurée par l'intensité de captage du produit ou SUV : rapport de l'activité au niveau de la lésion tumorale sur l'activité totale injectée au patient, ajustée au poids ou à sa surface corporelle.

La scintigraphie est couplée à un scanner (PET/CT ou Pet-Scan) permettant de bien localiser les images d'hyperfixation métabolique (cf. travaux de Patton et al)

Photographie d'une caméra à positron moderne, contenant à la fois le scanner et les cristaux à scintillation utilisés pour détecter les photons émis par le positron.

Production du 18FDG

La solution injectable de 18FDG est un radiopharmaceutique dont la période de deux heures nécessite une production proche de son lieu d'utilisation.

Les noyaux émetteurs de positons sont déficitaires en neutrons ou excédentaires en protons. Ils sont obtenus en bombardant des noyaux voisins du fluor (oxygène néon) avec des particules légères accélérées (proton, deuton, hélium).

Cette réaction a lieu dans un cyclotron (appareil accélérateur de particules). La cible est constituée d'eau enrichie en oxygène 18, qui est isotope stable mais rare (de l'ordre de 0.1%). On obtient, après bombardement de cette cible, du 18F qui est séparé de l'eau par distillation sur une résine échangeuse d'ions. On dispose alors de peu de temps pour fixer ce fluore au glucose.

Diverses techniques peuvent être utilisées. Elles sont de plus en plus automatisées. Des contrôles de qualité sévères vérifient la pureté radionuclidique et la pureté radiochimique. Il en est de même de sa qualité pharmaceutique (pour permettre l'injection intra-veineuse à l'homme).

Du fait de la demi-vie du 18F, le FDG préparé doit être utilisé rapidement. D'où la limitation observée par la localisation des services cliniques le plus près possible des cyclotrons, avec souvent la nécessité de deux préparations quotidiennes.