L’heure est enfin arrivée. Après une longue attente de 364 jours, le deuxième webinaire de la commission de médecine nucléaire intitulé «HOT OR NOT» a débuté face à un vaste public en ligne. Pas moins de 170 participants s’étaient inscrits à l’avance pour faire quelques pas avec nous dans l’univers de la médecine nucléaire et de la radioprotection, sans doute motivés également par la perspective de découvrir un aspect totalement différent, «extraterrestre», de la radioprotection et de jeter un œil dans les sphères célestes.
Le programme riche en contenus était axé sur trois grands thèmes. Le premier était celui du laboratoire chaud et de ses différentes facettes. Ensuite, nous nous sommes penchés sur un sujet qu’il nous a enfin été possible de traiter après une longue attente : la TEP TDM du corps entier du point de vue du médecin et du technicien en radiologie médicale, les expériences avec le PSMA F18 et l’influence sur le processus thérapeutique. Pour finir, nous avons abordé un melting pot de thèmes relatifs à la médecine nucléaire, certes plutôt exotiques, mais qui gagnent en importance depuis quelques années, comme la scintigraphie de l’estomac et la TEMP-TDM pour des questions orthopédiques spécifiques.
Nous avons tous, d’une manière ou d’une autre, une idée claire d’où vient notre élixir de vie de médecine nucléaire, l’accompagnant idéal aux propriétés idéales, et d’où il est produit. Le choix des sites de production est limité. Quatre sont en Europe. La substance mère Mo-68 est générée par bombardement neutronique d’U-235 dans un réacteur nucléaire, en plus de toute une série d’autres isotopes qui doivent ensuite être extraits au cours du processus de nettoyage. Commence alors pour nous aussi, utilisateurs finaux, le stress de la désintégration – qu’il soit dû aux retards de livraison ou aux problèmes de production. Nous sommes nombreux à nous souvenir de la crise des générateurs survenue il y a quelques années, liée à de longs trajets de livraison ou à la tentative d’atteindre le rendement d’élution maximal des générateurs. Ce que l’on sait moins est le fait que la majeure partie du Mo-68 produit (85 %) provient d’U-235 enrichi, à haute énergie, de qualité militaire. La transition vers l’U-235 à basse énergie est déjà en cours, mais pose dans le même temps des difficultés d’approvisionnement pour les thérapies à l’I-131, car l’I-131 est encore principalement obtenu à partir d’U-235 à haute énergie. Les grandes centrales comme celle de Petten, aux Pays-Bas, produisent jusqu’à 3000 générateurs par jour. Le transport jusqu’aux cliniques concernées se fait par avion et/ou par voie terrestre. Le générateur, y compris l’emballage de transport, reste recyclable à 95 %.
Les traceurs de TEP sont proposés sur le marché par différents industriels. La plus grande installation de Suisse avec les plus modernes procédés de fabrication certifiés GMP garantit de couvrir le besoin en traceurs de TEP de la Suisse. On y produit du F-18, mais aussi de l’O-15, du N-13, du C-1 ainsi que du Ga-68 et du Rb-82. La fixation des radionucléides sur les traceurs correspondants est entièrement automatisée, y compris le transvasement. Pour réduire le stress de la désintégration, les contrôles de qualité nécessaires, plutôt longs pour certains, sont effectués pendant le transport vers les hôpitaux concernés. La production de F-18 peut atteindre 700 GBq par jour. Le passage d’une production de Ga-68 par générateur à une production par cyclotron n’est certes pas encore achevé, mais est tout à fait concevable dans un proche avenir, ce qui améliorerait considérablement la disponibilité du Ga-68.
TEP-TDM du corps entier
Après quelques tentatives infructueuses par le passé, nous avons cette fois-ci été en mesure de présenter un TEP-TDM : le TEP-TDM du corps entier Siemens Quadra doté d’un champ de vue de TEP d’une longueur de scan totale de 106 cm et d’un temps de vol de 223 ps. Ces caractéristiques permettent l’acquisition de tous les organes pertinents dans un même champ de vision avec une très haute résolution. Naturellement, le lancement d’un appareil comme celui-ci va de pair avec le développement des détecteurs de TEP – ici pour le balayage numérique derrière un cristal de TEP plus sensible –, une meilleure mesure du temps de vol et un traitement plus rapide des données. Cet ensemble d’améliorations rend possible la réduction du temps de pose, pour un examen à quatre à six minutes. Dans le même temps, une réduction considérable des doses est possible, ce qui est particulièrement intéressant pour les groupes de patients critiques (enfants, patients non coopérants, etc.). Cela permet de «jouer» avec les paramètres tels que le temps de pose et la dose appliquée pour les adapter aux principaux points d’examen. Le grand champ de vue et la sensibilité accrue permettent principalement des études multi-traceurs, par exemple l’acquisition simultanée du cerveau et du cœur ou la radiopharmacocinétique d’un ou plusieurs traceurs de TEP sur 60 minutes. L’un des exemples du grand potentiel du système est la représentation graphique de la radiosynoviorthèse de l’articulation du genou. Seulement 185 MBq y-90 sont injectés dans l’articulation du genou. Les images de contrôle peuvent désormais être prises dans un TEP en seulement dix minutes avec une excellente qualité d’image, bien que la désintégration des positrons du Y-90 soit de seulement 1 à 2 quanta pour 1 million de désintégrations.
Les examens des poumons et du diaphragme, susceptibles d’être altérés par la respiration, peuvent être réalisés sans matériel supplémentaire et sans artéfacts, car il suffit au patient de retenir son souffle dix secondes. Dans l’ensemble, il s’agit donc pour les médecins d’un beau nouveau jouet possédant un grand potentiel de développement. Le Biograph Vision Quadra est composé de quatre anneaux de détecteurs adjacents, si bien qu’au moins quatre fois plus de données sont générées qu’avec le modèle Biograph Vision. Chaque examen génère maintenant, sans temps de vol sur l’axe z, un volume de données d’environ 24 Go. Pour éviter de bloquer le système de scan, cet énorme volume de données doit être géré et traité dans des serveurs externes, ce qui prend beaucoup de temps. D’autres problèmes liés au système se manifestent en périphérie du flux d’examens. Les contrôles de qualité se font la nuit de façon entièrement automatique. Ils durent environ quatre heures – une heure par anneau de détecteurs.
La durée de prise en charge des patients ne peut pas, en raison de la radiopharmacocinétique des traceurs, être réduite sous peine de mettre en péril la sécurité diagnostique – ce qui signifie que pour que ce système haut de gamme soit rentable, les prises en charge pour un tel système highend doivent être décuplées tout en respectant les règles de radioprotection. Pour les techniciens en radiologie médicale, cela implique une hausse considérable du nombre de patients d’environ 30 % par jour, ce qui place le département devant de grands défis logistiques. Le système est éclairé de l’intérieur, de sorte que les patients atteints de claustrophobie tolèrent mieux l’examen – un avantage qui peut toutefois être perdu étant donné que la durée de l’examen est adaptée à l’afflux de patients.
La radioprotection dans l’univers
Vous rappelez-vous ce que vous faisiez ou où vous étiez le 21.7.1969 ? Moi, je m’en souviens comme si c’était hier. Je passais, avec mes parents, une partie de mes vacances d’été chez mes grands-parents, en Italie. Ce soir-là, nous étions assis tous ensemble dans la grande cuisine de ma grand-mère pour regarder, fascinés, la télévision : un vieil appareil encombrant à tube cathodique, au design classique en bois, et bien évidemment, l’image était en noir et blanc. On y voyait en direct les images pixelisées d’une personne à peine reconnaissable qui descendait lentement une échelle – un barreau après l’autre, avec calme, contrôle et la conscience de vivre un moment particulier – et la formation d’un petit nuage de poussière au moment de son impact avec le sol.
Depuis ce jour, le thème de l’espace et de sa colonisation ne m’a plus jamais vraiment quitté, comme beaucoup de ceux qui «y étaient». Quand, dans les années 80, la navette spatiale américaine a été construite et que des vols vers les stations spatiales ont régulièrement eu lieu, beaucoup se sont demandé pourquoi nous en restions là. Qu’en était-il d’une découverte plus poussée de nos voisins immédiats, comme Stanley Kubrick l’imaginait dans 2001, l’Odyssée de l’espace, d’une station orbitale entre la Terre et la Lune où les humains pourraient vivre et travailler en permanence et qui servirait de base pour explorer l’espace ? Pourquoi ne sommes-nous pas encore en route vers Mars dans un vaisseau spatial privé, ne serait-ce que pour voir si la pyramide existe vraiment ? Notre conférencier David Hunn a pu éclaircir certains aspects de ces questions fréquemment posées dans sa présentation sur la radioprotection à bord de l’ISS. Le rayonnement mesurable qui se produit dans l’espace se compose d’une part du rayonnement cosmique galactique, constitué de protons à haute énergie et d’ions lourds, et d’autre part du rayonnement généré par notre soleil, fait de protons et d’électrons formés dans la couronne solaire et au moyen d’éruptions solaires dans notre système planétaire.
Heureusement pour nous tous, grâce à sa magnétosphère, la Terre est entourée d’une ceinture de rayonnement qui nous protège très efficacement du rayonnement cosmique. D’une étendue maximum de 25 000 km, la ceinture de rayonnement a pour fonction de capter les protons, les électrons et les ions lourds. Les stations spatiales existantes – Skylab, l’ISS et MIR – se sont toujours trouvées dans le tiers inférieur de la ceinture de rayonnement. Les astronautes ou cosmonautes qui s’y rendaient étaient soumis à une dose de rayonnement d’environ 0,6 mSv par jour (0,0025 mSv/d sur Terre). Pour un séjour de cinq à sept mois, cela équivaut à une exposition aux rayonnements entre 90 et 120 mSv. Concrètement, cela signifie que dans les stations orbitales, une dosimétrie des personnes et des espaces doit être réalisée. Par conséquent, ces astronautes font partie, comme nous, des personnes professionnellement exposées aux rayonnements.
Le plomb pourrait, comme sur Terre, être utilisé comme matériau de radioprotection pour l’enveloppe extérieure de l’ISS aussi, mais son transport, en raison de son poids élevé et des coûts associés, sortirait du cadre prévu pour le fonctionnement d’une station spatiale géostationnaire. On utilise par conséquent du polyéthylène, qui pèse peu et protège relativement bien contre les particules de rayonnement à basse énergie. L’équipage est prévenu quelques minutes avant la survenue d’éruptions solaires et se rend dans une zone protégée de la station. Protéger parfaitement tout le monde est toutefois impossible. Alors, pour combattre les modifications génétiques causées par des doses de rayonnement accrues, ils prennent des médicaments qui favorisent la régénération après l’exposition aux rayonnements, ainsi que des compléments alimentaires, en particulier des vitamines A et C, de l’acide ascorbique et des antioxydants, dont la fonction est de neutraliser les radicaux libres présents dans le corps en raison des rayonnements et de contrer la radiolyse de l’eau.
Ces substances font l’objet de débats animés dans l’imagerie médicale à forte dose et leur efficacité fait malheureusement l’objet de très peu d’études révélatrices, mais elles semblent tout à fait acceptables pour la NASA. Le plus grand problème posé par les longs séjours des astronautes et pour la sécurité de la station spatiale semble être le phénomène de «space brain» : les personnes qui en sont atteintes souffrent d’une perte de l’orientation, d’un temps de réaction ralenti et de processus d’apprentissage réduits. Des conditions qui peuvent être problématiques dans les situations de crise. Dans l’espace lointain, en dehors de la ceinture de rayonnement de la Terre, l’exposition aux rayonnements serait 250 fois plus élevée, ce qui correspondrait à une dose d’environ 22,5 à 30 Sv. Cela est dû au fait que la protection contre le rayonnement de particules à haute énergie ne peut être que partielle. Un autre problème réside dans l’interaction des particules à haute énergie avec le matériau du vaisseau et dans le rayonnement à basse énergie qui en résulte, qui augmenterait l’exposition aux rayonnements du personnel, mais altérerait aussi des aspects liés à la survie, tels que l’eau, l’air et l’approvisionnement alimentaire. Le grand défi des prochaines décennies ne sera pas seulement le développement de nouveaux moteurs spatiaux plus rapides, mais avant tout la protection efficace des astronautes contre l’immense rayonnement cosmique.
Scintigraphie de l’estomac
Avec environ 20 % de la population touchée, les problèmes de tractus gastro-intestinal sont relativement répandus dans les sociétés industrielles modernes. Dans le même temps, ils s’accompagnent de symptômes non spécifiques tels que nausées, douleurs ou ballonnements pendant l’ingestion d’aliments, qui ne sont pas toujours de nature organique mais peuvent aussi être déclenchés par des interactions psychologiques telles que les troubles anxieux. Les examens classiques tels que l’endoscopie, la TDM ou l’échographie ne révèlent pas souvent de résultat formel du fait que ces examens sont réalisés sur les patients à jeun. Dans ce cas, la scintigraphie de l’estomac peut livrer des informations de diagnostic intéressantes. L’examen se fait après un repas test (protéines, toast, confiture, liquide) et représente les conditions quasi réelles du tractus gastro-intestinal après l’ingestion de nourriture (test de stress).
L’accent est mis sur la question de la gastroparésie, qui peut également être causée par une opération, la maladie de Parkinson ou le diabète de type II. Les examens durent jusqu’à quatre heures et permettent d’interpréter les mouvements de la paroi gastrique à différents intervalles de temps ainsi qu’à la moitié du temps de transfert gastrique, ce qui est une indication pertinente pour l’interprétation des résultats.
Comme pour la scintigraphie de l’estomac, les spécialistes voient en la TEMP-TDM 4D des articulations, en particulier du genou avec Tc99m-HD, une alternative aux examens classiques. Elle se situe clairement en concurrence avec l’IRM et la TDM, mais peut aussi livrer des informations supplémentaires sur l’activité osseuse autour de l’implant. Comme pour les examens classiques, une TDM multipositions est effectuée au-dessus de la tête de fémur, l’articulation du genou et l’articulation talo-crurale pour déterminer les axes mécaniques et anatomiques de la jambe, le positionnement des implants ainsi que l’activité des ostéoblastes et des ostéoclastes. La seconde priorité est de se pencher sur la corrélation des processus pathologiques avec l’axe de la jambe, de sorte à ajuster l’axe de la jambe si nécessaire.
Au nom de toute la commission de médecine nucléaire, je remercie chaleureusement l’ensemble des intervenants : Prof. Dr A. Rominger (Hôpital universitaire de Berne), R. Shepis (Hôpital universitaire de Berne), Dr méd. H. Rathke (Hôpital universitaire de Berne), D. M. Streit (PSI), Dr M. Wuillemin (b.e.imaging), Dr sc. nat. A. Johayem (Hôpital universitaire de Zurich), D. Hunn (BZG), Prof. Dr méd. M. Fox (Klinik Arlesheim), Dr méd. D. Mathis (Hôpital cantonal de Bâle-Campagne).
Cet article a été initialement publié dans l’ASTRM actuel, numéro 1/2022. Auteur: Ennio Müller
