La médecine nucléaire observe le fonctionnement des organes et peut aussi les traiter
Publié par : Marie Rousseau — Rédactrice spécialisée en matériel médical & paramédical
La médecine nucléaire utilise de faibles quantités de substances radioactives pour observer le fonctionnement d’un organe, repérer une anomalie biologique ou délivrer un traitement ciblé. Elle ne remplace pas le scanner, l’IRM ou l’échographie. Elle apporte une information différente, utile pour diagnostiquer une maladie, en évaluer l’étendue ou suivre la réponse à un traitement.
Observer une fonction biologique plutôt qu’une simple forme
La médecine nucléaire repose sur les radiopharmaceutiques. Ces produits associent un radionucléide, c’est-à-dire un élément qui émet des rayonnements, à un vecteur capable de se concentrer dans un organe, un tissu ou certaines cellules. Le produit agit alors comme un traceur. Sa répartition renseigne sur une fonction biologique précise, comme la perfusion du muscle cardiaque, le métabolisme osseux, l’activité de la thyroïde ou le fonctionnement des reins.
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Cette approche est dite fonctionnelle ou moléculaire. Une radiographie, un scanner ou une IRM montrent principalement l’anatomie, notamment la taille, la densité, la structure et la localisation d’une lésion. La médecine nucléaire renseigne sur l’activité des cellules. Une anomalie de fonctionnement peut donc apparaître avant qu’une modification de forme soit clairement visible sur une imagerie anatomique.
Du traceur à l’image interprétable
Après son administration, le radiopharmaceutique se distribue dans l’organisme et se fixe plus ou moins sur sa cible. Les rayonnements émis sont détectés à l’extérieur du corps par un équipement spécialisé. Une gamma-caméra capte les photons gamma lors d’une scintigraphie ou d’une TEMP. Une caméra TEP détecte les photons produits après l’émission de positons. Des algorithmes reconstruisent ensuite des images en deux ou trois dimensions, parfois dynamiques et quantitatives.
La répartition du traceur compte autant que la présence d’un point anormal. Le dessin de fixation peut révéler un défaut de perfusion, une asymétrie, une zone de ralentissement ou une accumulation diffuse. Le médecin nucléaire analyse donc une cartographie de l’activité, son intensité, ses contours et son évolution dans le temps, plutôt que de rechercher uniquement une tache isolée.
Scintigraphie, TEMP et TEP : des examens qui ne répondent pas à la même question
Le choix de l’examen dépend de l’organe étudié, de la maladie suspectée et de la question posée par le médecin prescripteur. Le traceur peut être administré par injection intraveineuse, ingestion ou inhalation. Un délai est souvent nécessaire entre l’administration et les images, car le produit doit atteindre sa cible. Sa durée varie selon le radiopharmaceutique et l’exploration demandée.
La scintigraphie et la TEMP
La scintigraphie produit des images planes ou dynamiques à l’aide d’une gamma-caméra. Elle permet notamment d’explorer les os, la thyroïde, les reins, les poumons ou le cœur. Une scintigraphie dynamique suit le passage du traceur au fil des minutes, par exemple pour étudier l’élimination rénale ou la vidange gastrique.
La TEMP, aussi appelée SPECT ou tomographie par émission monophotonique, produit des images en trois dimensions. La gamma-caméra tourne autour du patient sur 180 ou 360 degrés, selon le protocole, puis reconstruit des coupes de l’organe. Elle peut être associée à un scanner. Le système SPECT/TDM superpose alors l’activité fonctionnelle et les repères anatomiques.
La TEP, une imagerie moléculaire en coupes
La TEP, ou PET-scan, repose sur des traceurs émetteurs de positons. Après un parcours d’environ 1 millimètre, le positon rencontre un électron. Leur annihilation produit deux photons gamma de 511 keV, détectés en coïncidence. La technique fournit une imagerie en trois dimensions utile pour caractériser une activité métabolique ou l’expression de certaines cibles moléculaires.
La TEP est souvent couplée à un scanner, sous la forme d’un PET-CT, ou, dans certains cas, à une IRM, sous la forme d’un PET-MR. Cette association localise plus précisément une zone de fixation et aide à l’interpréter dans son contexte anatomique.
Quelle place face au scanner, à l’IRM et à l’échographie ?
Ces techniques répondent à des questions complémentaires. Une image anatomique précise la structure d’une lésion, tandis qu’une image nucléaire indique si cette lésion est active, perfusée ou porteuse d’une cible donnée. Le choix dépend de l’organe, des symptômes et de l’objectif du bilan.
Référence officielle sur la radioprotection en médecine nucléaire | Découvrez le cadre de l’ASNR pour l’utilisation des radionucléides non scellés à des fins diagnostiques ou thérapeutiques.
| Technique | Information principale | Exemples d’utilisation | Point d’attention |
|---|---|---|---|
| Scintigraphie | Fonction et distribution d’un traceur | Os, thyroïde, reins, poumons | Image souvent plane, selon l’examen |
| TEMP / SPECT | Information fonctionnelle en trois dimensions | Perfusion myocardique, exploration osseuse | Peut être associée à un scanner |
| TEP / PET-scan | Métabolisme et cibles moléculaires | Cancers, neurologie, suivi thérapeutique | Nécessite un traceur adapté à la question clinique |
| Scanner | Anatomie, densité et localisation | Poumons, os, bilan d’extension | N’évalue pas directement l’activité cellulaire |
| IRM | Tissus mous et caractéristiques structurelles | Cerveau, moelle, articulations | Complète l’imagerie fonctionnelle |
| Échographie | Structures et flux accessibles aux ultrasons | Abdomen, thyroïde, vaisseaux | Dépend de la zone explorée |
Des indications allant du cancer aux maladies cardiaques
En oncologie, la médecine nucléaire aide à détecter certaines lésions, à rechercher des métastases, à évaluer l’extension d’un cancer et à suivre l’efficacité d’un traitement. La scintigraphie osseuse peut révéler une modification du métabolisme osseux. La TEP contribue à caractériser l’activité de certaines tumeurs et à orienter la stratégie thérapeutique.
En cardiologie, la scintigraphie myocardique étudie la perfusion du muscle cardiaque. En pneumologie, les explorations de ventilation et de perfusion participent au diagnostic d’une embolie pulmonaire. En endocrinologie, la scintigraphie thyroïdienne explore le fonctionnement de la glande et certaines hyperthyroïdies.
La spécialité intervient aussi en néphrologie pour quantifier une fonction rénale, en neurologie pour explorer certaines maladies neurodégénératives ou certains syndromes parkinsoniens, et en gastro-entérologie pour étudier la vidange gastrique ou le transit biliaire. Elle peut également contribuer à la recherche de foyers infectieux ostéo-articulaires. Selon la situation, le médecin nucléaire travaille avec le cancérologue, le radiologue et le spécialiste de l’organe concerné.
Quand le radiopharmaceutique devient un traitement ciblé
La médecine nucléaire ne se limite pas au diagnostic. En radiothérapie métabolique ou en radiothérapie interne vectorisée, un radiopharmaceutique cible des cellules malades et leur délivre des rayonnements à visée thérapeutique. L’iode radioactif est un exemple historique de traitement utilisé dans certaines maladies de la thyroïde et certains cancers thyroïdiens.
L’approche dite théranostique relie le diagnostic au traitement. Une première imagerie vérifie qu’une cible est présente sur les cellules concernées. Un radiopharmaceutique thérapeutique dirigé vers cette même cible peut ensuite être proposé. Cette méthode adapte la prise en charge aux caractéristiques biologiques de la maladie et du patient.
Ces traitements peuvent inclure la radioembolisation hépatique dans certaines indications. Ils exigent une sélection médicale rigoureuse et un protocole spécifique. Les doses, les précautions d’isolement éventuelles et la surveillance diffèrent de ceux d’un simple examen d’imagerie. Le médecin nucléaire évalue l’indication et coordonne le suivi avec les autres spécialistes concernés.
Déroulement, sécurité et précautions à signaler
Un examen se déroule dans un service de médecine nucléaire, avec un médecin nucléaire, des manipulateurs en électroradiologie et, selon l’organisation du service, un physicien médical. Après l’accueil, l’équipe vérifie les informations utiles au protocole, administre le traceur, puis organise l’attente et l’acquisition des images. La prise d’images est indolore. L’inconfort éventuel vient surtout de l’injection, lorsqu’elle est nécessaire, ou de l’immobilité demandée pendant l’examen.
Les examens diagnostiques utilisent de faibles quantités de radiopharmaceutiques et une exposition limitée. La radioprotection repose sur le choix d’un produit et d’une activité adaptés, ainsi que sur des consignes personnalisées après l’examen. Elles peuvent notamment concerner l’hydratation ou les contacts rapprochés dans certains cas. Les effets indésirables sont généralement limités en imagerie, mais ils doivent être distingués de ceux des traitements radiopharmaceutiques, qui nécessitent un suivi spécifique.
Il faut signaler une grossesse, un allaitement, une insuffisance rénale, un traitement en cours ou toute situation particulière avant le rendez-vous. Les consignes de préparation, comme le jeûne, la prise de médicaments, le délai d’attente ou la reprise des activités, varient selon l’examen. Le compte rendu est interprété par le médecin nucléaire, puis transmis au médecin prescripteur. Celui-ci l’intègre au reste du bilan et à la décision de soins.
