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P2 UE BIOPS - Imagerie > Medecine Nucleaire > Flashcards

Medecine Nucleaire Flashcards

1
Q

Imagerie morphologique et imagerie fonctionnelle

A

Morphologique: étude de l’anatomie: TDM et IRM

Fonctionnelle: processus biochimiques et physiologiques: TEMP (=SPECT), TEP

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2
Q

Limite de stabilité nucléaire

A

N>Z (ou N=Z si faible Z)

279 noyaux stables, Z<84

~ 1 200 instables
65 naturels

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3
Q

Transformations radioactives

A

β- : trop de neutrons, n devient p

β+ et CE : trop de protons, p devient n

Radioactivité α : trop de protons et neutrons.

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4
Q

Particule α

A

Noyau d’Helium
Ionisant +++++
Pénétration: faible : quelques cm dans l’air
Protection : couche superficielle de la peau

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5
Q

Particule β

A

Électron / positon
Ionisant +++
Pénétration: faible : quelques m dans l’air
Protection : feuille d’aluminium, quelques mm de plexiglas

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6
Q

Particule γ

A

Photon
Ionisant +
Pénétration: très grand : quelques centaines de m dans l’air
Protection : métal densité élevé (Pb, W); béton

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7
Q

Un bon marqueur pour l’imagerie (diagnostique)

A

Minimum de rayons non pénétrants: β-, α, γ faible énergie, RX, électrons Auger

Maximum d’émission pénétrante monoénergetique (RX, γ)

  • Monoénergétique: pas de rayonnements parasites
  • Pénétrante: doit pouvoir émerger
  • Adapté aux détecteurs

Période du radionucléide adapté:

  • trop long: ❗️ radioprotection, activité spécifique faible
  • trop court: problème de logistique

Distribution:

  • Rapide
  • Ciblée et stable
  • Excrétion rapide

Le moins de dose possible, meilleure information (# thérapie: + de dose dans le plus petit volume)

+ Pureté radionucléidique, pureté radiochimique, pureté chimique

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8
Q

Un bon marqueur pour la thérapie

A

Le plus de dose dans un très petit volume

  • Émetteur α ou β pur (pas de γ parasites)
  • Énergie élevée (>1 MeV)
  • Période longue (5-20 jours)
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9
Q

Méthodes de production des marqueurs

A
  • Cyclotrons et accélérateurs linéaires: bombardement d’une cible choisie par des particules chargées
  • Réacteurs nucléaires:
  • Activation neutronique: radionucléides artificiels par bombardement neutronique de cibles choisies
  • Produits de fission: revalorisation des déchets d’origine nucléaire

• Générateurs de radionucléides: Rn. parent issu d’un cyclotron ➡️ générateur ➡️ extraction de Rn. Fils

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10
Q

Générateur de Rn

A

Système contenant un radionucléide parent déterminé et servant à la production d’un radionucléide de filiation (obtenu par élution: ex. 99Mo-99mTc, rinçage de la colonne par aspiration d’un flacon ou autre) et utilisé dans un médicament radiopharmaceutique.

Parent: période beaucoup plus grande que le fils: plusieurs séparations et extractions possibles

Stérilisés, blindés, en partie automatisés

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11
Q

Radionucléide: 67 Ga (Gallium)
Mode de production
Mode de désintégration
Période

A

67 Ga
Cyclotron
CE
Période: 78 heures

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12
Q

Radionucléide: 111 In (Indium)
Mode de production
Mode de désintégration
Période

A

111 In
Cyclotron
CE
2.8 jours

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13
Q

Radionucléide: 123 I (Iode)
Mode de production
Mode de désintégration
Période

A

123 I
Cyclotron
CE
13.2 heures

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14
Q

Radionucléide: 125 I
Mode de production
Mode de désintégration
Période

A

125 I
Activation neutronique
CE
60.2 jours (le plus)

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15
Q

Radionucléide: 131 I
Mode de production
Mode de désintégration
Période

A

131 I
Produit de fission
β-
8 jours

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16
Q

Radionucléide: 99m Tc (Technétium)
Mode de production
Mode de désintégration
Période

A

99m Tc
Produit de générateur (de 99 Mo (Molybdenum))
Tl
6 heures

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17
Q

Radionucléide: 201 Tl (Thallium)
Mode de production
Mode de désintégration
Période

A

201 Tl
Cyclotron
CE
73.1 heures

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18
Q

Produit 99m Tc est un bon candidat ?

A

Produit de générateur

  • disponible facilement (transport facile)
  • séparation facile, rendement de séparation élevé, peu d’impuretés
  • Parents (99 Mo) avec période raisonnable (67 heures)

Émission γ optimale:

  • 140 keV: maximum de sensibilité γ caméras
  • peu de rayonnement parasite

Période courte (6h)

  • suffisamment longue pour imagerie
  • suffisamment courte pour radioprotection

Propriétés dosimetriques:

  • dose / photon émis est faible
  • dose patient faible

Chimie versatile:
- marquage possible sur de nombreuses molécules

Coût modéré

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19
Q

Isotopes en TEP

A 
11 C
13 N
15 O
❗️ 18 F, T=110min, Emax= 0.64 MeV
68 Ga 
82 Rb
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20
Q

Principe TEP-FDG

A

18 F- FDG (analogue du glucose par du 18F)
M reste piégé dans la cellule: accumulation et intensité radioactive de + en + intense

Fixation physiologique: cerveau, cœur, reins, vessie, foie

Fixation pathologique: cellule tumorales

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21
Q

TEP/TDM au 18 FDG

A

Caractérisation des tumeurs primitives

Bilan d’extension pré-thérapeutique

Confirmation de récidives ou leurs nombres

Évaluation de la réponse tumorale aux thérapies

22
Q

Éléments d’une γ- caméra

A

Collimateur (sélection, compromis RS- sensibilité), Cristal NaI(Tl), guide de lumière, tubes photomultiplicateurs, blindage

Calculateur de positionnement + discriminateur en énergie (pour événements mal positionnés): station d’acquisition + station de traitement et de reconstruction

23
Q

Types de collimateurs (3 types)

A

➡️ Nb de canaux, hauteur des canaux, diamètres des canaux, épaisseur des septas

Collimateur parallèle: imagerie de projection

Collimateur convergent: ↗️ de sensibilité; cerveau

Collimateur à sténopé: agrandissement; thyroïde

24
Q

Cristal scintillateur

A

Convertir énergie des photons γ en photons lumineux (moins énergétique) et pouvant être comptés par photomultiplicateur

Majorité des γ caméras commerciales équipées de cristaux NaI(Tl)

Taille standard: diamètre 30-50cm; épaisseur 9-16 mm
➡️ compromis efficacité de détection - RS

25
Q

Pourquoi de NaI(Tl) [cristal]

A

Avantages:

  • Peu coûteux
  • Rendement lumineux élevé
  • Bonne transparence à sa propre lumière
  • Emission lumineuse proche de réponse lumineuse des photodetecteurs

Inconvénients:

  • Phénomène de scintillation plutôt lent
  • Cristal hygroscopique
  • Sensibilité variations T
  • Sensibilité chocs
26
Q

Guide de lumière

A

Plexiglas,
Interposé entre cristal et PM pour ↗️ collecte des photons de scintillation

Couplage cristal-PM sans trop de perte ( indices de réfraction)
Uniformité de détection
Dégrade RS intrinsèque

27
Q

PM

A

Convertir photons lumineux en électrons (photocathode)

Multiplier le nb d’électrons et collecter un signal électrique (dynodes)

Signal électrique recueilli par l’anode

Amplitude du signal est inversement proportionnelle à la distance entre le PM et la scintillation

Caméras actuelles : Convertisseurs Analogique Numérique au bout

28
Q

Discrimateur d’énergie

A

Fenêtre spectrométrique est fixée à l’aide d’un analyseur de signaux multicanaux

Supprimer les photos diffusés qui contribuent à la dégradation de la qualité d’image (effets compton)

29
Q

Def. Résolution spatiale

A

La plus petite distance permettant de discerner deux sources ponctuelles

Largeur à mi-hauteur (LMH) de la réponse impulsionnelle

Résolution spatiale intrinsèque (Ri) : capacité du détecteur, sans collimateur, à pouvoir séparer deux sources ponctuelles rapprochées

Résolution spatiale géométrique (Rc) : spécifique du collimateur

Résolution spatiale du système (Rs) : racinecarré(Ri^2 + Rc^2)

30
Q

Résolution spatiale intrinsèque

A

Limite de résolution que peut atteindre le détecteur et l’électronique

Limitée par 2 facteurs:

  • Diffusions multiples
  • Fluctuations statistiques dans la distribution des photons lumineux

➡️ épaisseur du cristal et énergie des photons incidents

Ri cristaux NaI: 3mm

31
Q

Résolution du collimateur (parallèles)

A

DISTANCE: Si la source s’éloigne, RS se dégrade rapidement (au carré)

ÉPAISSEUR DES CANAUX: peu épais = meilleure sensibilité

LARGEUR DES CANAUX: Plus ils sont larges, meilleure est la sensibilité

Toute amélioration de la RS se fait au détriment de la sensibilité ➡️ compromis

32
Q

Ce dont dépend l’efficacité de la détection (et la sensibilité) γcam

A

Efficacité de détection du système:

  • Efficacité intrinsèque du détecteur
  • Efficacité géométrique du collimateur

➡️ Efficacité intrinsèque:

  • caractéristique intrinsèques du détecteur
  • largeur de la fenêtre spectrométrique
  • taux de comptage (dû aux temps mort du détecteur)
33
Q

Modes d’acquisition γ caméra

A 
[Mode histogramme et Mode liste ➡️ enregistrement des données]
Mode statique 
Mode corps entier 
Mode dynamique
Acquisition synchronisée sur ECG 
Reconstruction tomographique
34
Q

Mode histogramme caméra a scintillation

A

Nb de coups dans les pixels

Stockage: coordonnées (x;y) , information temporelle (t)

Créer famille d’images a posteriori en fct des infos d’avant

Inconvénient: taille des données

35
Q

Mode liste

A

Liste avec adresse X

Adresse Y et compteur temps

36
Q

Mode statique

A

Mode planaire, phénomène qui n’évolue plus dans le temps
Acquisition: Pendant un temps donné + nb de coups fixés

Taille de matrice en général 256x256

Possibilité P fenêtres en énergie

Exemple: • Scintigraphie thyroïdienne
• Scintigraphie pulmonaire

37
Q

Mode corps entier

A

Détecteur balaie le patient longitudinalement (ou le lit du patient bouge)

Vitesse de balayage détermine: temps d’acquisition + densité de coups

1024x256; 2048x512

Ex: Scintigraphie osseuse

38
Q

Mode dynamique

A

Phénomène qui évolue dans le temps
Acquisition d’une série d’images statiques séquentielles dans le temps

➡️ Cinétique de fixation et/ou clairance d’un traceur dans un organe (choix de la fréquence)
64x64, 128x128

Ex: Scintigraphie rénale

39
Q

Acquisition synchronisée sur l’ECG

A

Intervalle R-R (~1sec), est divisé en 8, 16 ou 32 segments.
Matrice > 64x64

Ex: imagerie planaire synchronisée a l’ECG

40
Q

Reconstruction tomographique

A

2D -> 3D

Infos sur la profondeur
Gain de contraste

41
Q

Innovations technologiques

A

Ri, Résolution en énergie, linéairité géométrique, uniformité de détection, taux de comptage maximal

Détecteurs solides: cristal scintillateur -> Semi-conducteur
- ↗️ Résolutions Re et Rs
Re: double-isotopes
Rs: imagerie/ comptage des petits organes

γ-caméra cardiaque

42
Q

Déroulement examen TEP-FDG

A

Réduire fixation physiologique du traceur:

  • délai entre injection et images
  • à jeun depuis min. 6h
  • oklm
  • pré-médication myorelaxante

45-90 min. après injection
3-5 MBq/kg

Acquisition: 1 a 5min

Reconstruction tomographique

43
Q

Mécanisme détection TEP

A 
Source β+ : 2 photons a 180° 
Coïncidence (fenêtre de coïncidence 5-12ns): +/- validé 
- coïncidence vraie (true): utile 
- coïncidence diffusée (Scatter)
- Coïncidence fortuite (Random)

Localisation: «traçage de ligne à chaque vis à vis»: Ligne de réponse - LDR

Reconstruction tomographique pour déterminer objet à partir de ses projections

44
Q

Principaux scintillateurs utilisés TEP

A

LSO

LYSO

45
Q

Performance des scintillateurs TEP

A

Sensibilité: densité, coefficient d’atténuation, photofraction

Re, Rs: réponse lumineuse/ NaI(Tl)

Tx de comptage: constante de décroissance

46
Q

Résolution spatiale TEP

A

Facteurs dégradant:
- ↗️ En fonction du diamètre de l’anneau (a cause de l’angle de décalage)Rparcours

  • ↗️ impact de la profondeur d’interaction des photons avec cristaux scintillateur (peut en traverser 2 ➡️ problème choix du bon cristal en vis à vis)
47
Q

Efficacité de détection (et sensibilité) TEP

A

Relation entre coïncidences vraies détectées et activité de la source de positions

Dépend:
- Caractéristiques intrinsèque du détecteur

  • Géométrie du TEP
48
Q

TEP 3D VS TEP 2D

A

Sensibilité TEP 3D, 5-7x > TEP 2D
Fraction de diffusé x2-3
TEP 3D: sensibilité axiale pas uniforme (chevauchement des pas)
Temps mort + imptt.
TEP 3D: algorithme de reconstruction spécifique et bcp de données

49
Q

Performances typiques Tomographie

A

TEMP:

  • Rs tomographique: 10-15mm
  • Sensibilité: 150 cps/MBq

TEP:

  • Rs: 5mm
  • Sensibilité: 7000 cps/MBq
50
Q

TEP 2D

A

En vis à vis avec septas

↘️ : coïncidences fortuites, rayonnements diffusés

Temps d’acquisition plus long

51
Q

Innovations technologiques TEP

A

Temps de vol: calcul de la distance par rapport aux détecteurs

  • meilleure qualité, pour patients épais, temps d’acquisition + court, possibilité de diminuer activité injectée

P2 UE BIOPS - Imagerie (14 decks)

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