Médecine nucléaire

La médecine nucléaire utilise des isotopes radioactifs, soit pour produire des images du fonctionnement des organes, soit pour traiter des lésions, généralement cancéreuses.

La médecine nucléaire traditionnelle, bien connue par la scintigraphie, produit aujourd’hui des images tridimensionnelles précises grâce au SPECT. Elle est principalement utilisée pour le diagnostic d’affections ostéo-articulaires, cardiaques, pulmonaires ou endocriniennes. 

La méthode d’imagerie la plus récente en médecine nucléaire est la Tomographie d'émission de positons (TEP), plus communément appelée le PET scan. Elle permet de fournir des informations très détaillées, principalement dans des affections cancéreuses et inflammatoires.

L'Hôpital Erasme a développé une compétence particulière dans l’utilisation de la TEP pour les affections neurologiques telles que les tumeurs cérébrales, l’épilepsie et les démences.

A l'Hôpital Erasme, cette technique est utilisée pour la prise en charge de nombreux patients et pour des projets de recherche. 

Le cyclotron est un accélérateur à particules circulaire. Le cyclotron de l'Hôpital Erasme est utilisé pour la production de radioisotopes émetteurs de positons. Cette machine accélère de manière circulaire (cyclotron) des particules ionisées (H-) atteignant de fortes énergies (5 à 30 MeV) nécessaires aux réactions nucléaires. Il permet de produire, par ces réactions nucléaires, les isotopes émetteurs de positons de courte ½ vie (2 à 109 min) nécessaires à la synthèse des traceurs injectés.

Informations techniques
Le cyclotron de l'Hôpital Erasme est un "cyclone 30", de 30 MeV (protons), (500µA max.).

C'est le premier produit du genre de la Société IBA (Société wallonne implantée à Louvain-la-Neuve).

Un cyclotron permet d'accélèrer des particules ionisées afin d'atteindre des énergies cinétiques élevées nécessaires pour réaliser une réaction nucléaire par bombardement d'une cible adéquate. La vitesse à atteindre est variable suivant la réaction désirée. Elle correspond à une énergie de 5 à 30 millions d'électrons volt (MeV, 1 eV = l'énergie d'un e- accéléré par une différence de potentiel de 1 volt).

On peut diviser notre cyclotron en trois parties :

• Production des H- dans une source externe et injection au centre des cavités d'accélération;
• Accélération des H-, dans une cavité sous-vides, par l'utilisation d'un champs électrique de haute fréquence. Un champ magnétique créé par un électro-aimant guide la trajectoire du faisceau d'H- (force une trajectoire circulaire). La particule accélérée en spirale, augmente sa vitesse en effectuant plusieurs centaines de tours atteignant petit à petit l'énergie nécessaire à la réaction nucléaire;
• Extraction des particules H- accélérées, par un "stripper", sorte de fourchette possédant une feuille de carbone au travers de laquelle l'ion H- perd 2 électrons (e-), et devient donc un H+. En changeant de charge, il inverse son sens de rotation dans le champs magnétique. La trajectoire globale est calculée pour que la particule atteigne la cible disposée à la périphérie du cyclotron.

Cette technique d'imagerie médicale allie deux techniques d'imagerie : le scanner à rayons X (CT scan) et le PET scan.

Pour effectuer un examen TEP, on injecte une faible quantité d’un produit radioactif au patient. Ce traceur radioactif a une très courte demi-vie, il émet un rayonnement qui permet de détecter sa présence, en quantité infimes, dans les différentes régions de l'organisme.

La fixation du traceur dans les tissus dépend de l’activité cellulaire ; la TEP est une méthode extrêmement sensible pour détecter la présence de tissu cancéreux dans l’ensemble du corps, ou pour révéler des anomalies de fonctionnement d’un organe aussi complexe que le cerveau. 

La caméra TEP est constituée de capteurs très sensibles au rayonnement radioactif, elle est couplée à une caméra qui produit une image anatomique, il s’agit soit d’un scanner à rayons X, soit d’une résonance magnétique (IRM).

Plusieurs traceurs différents peuvent être utilisés en TEP, le choix du traceur dépend de la fonction cellulaire que l’on veut analyser et de l’organe à étudier. Les radiotraceurs utilisés en TEP sont produits dans un cyclotron.