Semaine nationale de sensibilisation aux urgences nucléaires丨Nucléaire ? Médecine nucléaire ? Comprenez-le en quelques secondes après avoir lu cet article !

À l'hôpital, lorsque de nombreux patients reçoivent le formulaire d'examen rédigé par le médecin et voient les mots « médecine nucléaire », ils se sentent souvent étrangers et ressentent même une pointe de peur.

« Nucléaire ? Médecine nucléaire ? »

« Y aura-t-il des radiations ?

« Le test de médecine nucléaire doit être très dangereux pour moi, n'est-ce pas ? »

Ne pas paniquer! N'ayez pas peur ! Aujourd'hui, nous avons invité le Dr Hao Zhixin du département de médecine nucléaire de l'hôpital universitaire de médecine de Pékin pour révéler les secrets de la médecine nucléaire.

L'« âme » de la médecine nucléaire : le radionucléide

La médecine nucléaire est la discipline qui utilise les radionucléides pour diagnostiquer, traiter les maladies et mener des recherches médicales. Les radionucléides sont « l’âme » de la médecine nucléaire. Les nucléides dits radioactifs sont des substances qui peuvent émettre divers rayons par désintégration spontanée. Il existe trois types courants de rayons : les rayons alpha, les rayons bêta et les rayons gamma.

Les rayons α **** ont le pire pouvoir de pénétration et peuvent être bloqués par un morceau de papier A4, mais leur capacité ionisante (l'ionisation peut endommager les substances dans les cellules du corps) est la plus grande parmi les trois types de rayons. Il est particulièrement facile de se protéger contre les rayons alpha à l’extérieur du corps, mais si les rayons alpha pénètrent dans le corps, ils causeront des dommages importants aux tissus environnants.

Le pouvoir de pénétration des rayons β**** est plus fort que celui des rayons α, mais leur pouvoir ionisant est plus faible que celui des rayons α. Des plaques métalliques ordinaires ou des plaques de plexiglas d’une certaine épaisseur peuvent bloquer les rayons β. Étant donné que les rayons bêta possèdent certaines capacités pénétrantes et ionisantes, les rayons bêta internes et externes peuvent causer des dommages aux tissus humains.

Les rayons gamma ont le pouvoir de pénétration le plus fort parmi les trois types de rayons et peuvent provoquer indirectement une ionisation en interagissant avec la matière. Pour bloquer efficacement les rayons gamma, des murs en béton épais ou des plaques métalliques lourdes sont généralement nécessaires.

▲Différents rayons peuvent être protégés par différentes substances. Un morceau de papier peut bloquer les rayons alpha ; les métaux ordinaires peuvent bloquer les rayons bêta ; bloquer les rayons gamma nécessite du plomb, du béton armé, etc.

Il existe de nombreux types de radionucléides. Quels types de radionucléides peuvent donc être utilisés en médecine nucléaire pour le diagnostic et le traitement des maladies ?

En termes simples, les radionucléides qui émettent des rayons gamma (tels que le technétium 99mTc, l'iode 131I) et des rayons bêta+ (tels que le fluor 18F, le gallium 68Ga, le carbone 11C) conviennent à l'imagerie pour le diagnostic des maladies**, tandis que les radionucléides qui émettent des rayons alpha (tels que l'actinium 225Ac, le radium 223Ra) et des rayons bêta- (tels que le phosphore 32P, le strontium 89Sr, l'yttrium 90Y, l'iode 131I, le lutécium 177Lu) conviennent au traitement des maladies**. Bien entendu, la sélection des nucléides radioactifs doit également prendre en compte des facteurs tels que l’énergie du rayonnement et la demi-vie.

La « compétence unique » de la médecine nucléaire : les produits radiopharmaceutiques

Les médicaments radioactifs sont généralement constitués de nucléides radioactifs « intégrés » et de substances marquées . Les substances marquées peuvent être des composés chimiques, des composants sanguins, des peptides, des hormones et des anticorps monoclonaux, etc. Le ciblage de la substance marquée détermine l'emplacement du médicament radioactif dans le corps humain, atteignant ainsi l'objectif d'un diagnostic et d'un traitement spécifiques de la maladie.

Par exemple:

Les cellules tumorales se développent rapidement et ont besoin de beaucoup de glucose pour fournir de l’énergie. Le FDG (fluorodésoxyglucose) est un analogue du glucose. Une fois que le 18F et le FDG sont « incrustés » dans le 18****F-FDG, il peut imager les cellules tumorales dans tout le corps, diagnostiquant et stadifiant ainsi la maladie.

Les récepteurs de la somatostatine (SSTR) sont fortement exprimés à la surface des cellules tumorales neuroendocrines. L'octréotide peut se lier spécifiquement au SSTR. Le 99mTc-octréotide obtenu par marquage de l'octréotide avec du 99mTc peut permettre un diagnostic non invasif des tumeurs neuroendocrines après son entrée dans le corps humain.

Le tissu thyroïdien et les cellules cancéreuses de la thyroïde peuvent absorber le 131****I . Étant donné que le 131 I peut émettre à la fois des rayons gamma et des rayons bêta en même temps, une fois que le 131 I pénètre dans le corps humain, il peut non seulement être utilisé pour l'imagerie de la thyroïde (cancer), mais peut également être utilisé pour traiter l'hyperthyroïdie et le cancer de la thyroïde.

▲ Les nucléides radioactifs et les substances marquées sont « intégrés » pour former des médicaments radioactifs, qui se lient spécifiquement aux cellules après avoir pénétré dans le corps humain.

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Que vérifie un examen de médecine nucléaire ?

L'examen de médecine nucléaire est une méthode d'imagerie médicale qui introduit des médicaments radioactifs dans le corps humain et utilise différents « détecteurs » pour détecter les rayons émis par les radionucléides à des fins d'imagerie.

Les examens d’imagerie conventionnels, tels que l’échographie, la tomodensitométrie, l’IRM, etc., montrent principalement les changements morphologiques des organes ou des tissus. En termes simples, il s’agit de voir où les lésions se développent, à quoi elles ressemblent, quelle est leur taille, etc.

Les examens de médecine nucléaire peuvent non seulement afficher les informations anatomiques des lésions, mais plus important encore, ils peuvent refléter les changements dans le flux sanguin, la fonction, le métabolisme et même les niveaux moléculaires des organes et des lésions, montrant ainsi les lésions au stade où il n'y a que des changements fonctionnels mais pas d'anomalies morphologiques et structurelles, permettant ainsi un diagnostic précoce de la maladie.

L’un des « détecteurs » de la médecine nucléaire : le PET/CT

Le « détecteur » de médecine nucléaire le plus connu est le PET/CT . La TEP/TDM est l’examen d’imagerie moléculaire le plus avancé actuellement disponible. Le médicament radioactif le plus couramment utilisé en TEP/TDM est le 18F-FDG, qui peut fournir des « services à guichet unique » tels que le diagnostic précoce, la stadification, l'évaluation de l'efficacité et l'évaluation du pronostic des tumeurs.

La TEP/TDM au 18F-FDG peut également être utilisée pour évaluer si le myocarde au site de l'infarctus du myocarde est viable, fournissant ainsi une base définitive pour le traitement des maladies coronariennes. De plus, l’épilepsie, la démence, les maladies infectieuses, les maladies rhumatismales et immunitaires, etc. nécessitent également l’aide du PET/CT 18F-FDG. En plus du 18F-FDG, la médecine nucléaire dispose également de médicaments radioactifs plus spécifiques utilisés dans diverses maladies, tels que le 68Ga- ou le 18F -PSMA (antigène membranaire spécifique de la prostate) pour le cancer de la prostate, le 18F-FES (analogue d'œstrogène) pour le cancer du sein à récepteurs d'œstrogènes positifs, le 68Ga-DOTATATE (analogue de la somatostatine) pour les tumeurs neuroendocrines, etc.

▲Examen PET/CT

Le deuxième « détecteur » de la médecine nucléaire : le SPECT

Un autre « détecteur » en médecine nucléaire est le SPECT . Comparé au PET/CT, le SPECT peut être considéré comme le « vétéran de la troisième génération » dans le domaine de la médecine nucléaire. Bien que la SPECT soit relativement méconnue, elle utilise une grande variété de médicaments radioactifs et comporte une large gamme d'éléments d'examen, impliquant divers organes et systèmes du corps humain.

Par exemple, l’imagerie osseuse peut être utilisée pour imager les os dans tout le corps et peut être utilisée pour diagnostiquer les métastases osseuses des tumeurs malignes à un stade précoce, ou pour détecter l’arthrose et les lésions dégénératives ; l'imagerie rénale dynamique peut évaluer la fonction rénale de manière non invasive ; l'imagerie de perfusion myocardique peut déterminer l'apport sanguin des artères coronaires au myocarde et constitue une méthode d'examen importante pour le diagnostic précoce des maladies coronariennes ; l'imagerie de perfusion pulmonaire peut refléter l'apport sanguin aux poumons et constitue une méthode courante pour le diagnostic précoce et la différenciation de l'embolie pulmonaire ; L'imagerie thyroïdienne permet de comprendre la morphologie, la taille, l'emplacement et la fonction de la glande thyroïde et d'aider à déterminer si les nodules thyroïdiens sont bénins ou malins.

▲Médicaments radioactifs courants et éléments d'examen du SPECT en médecine nucléaire

Quelle quantité de radiations un examen de médecine nucléaire émet-il ?

Les examens de médecine nucléaire impliquent des radiations, cela signifie-t-il donc que tant qu'un examen de médecine nucléaire est effectué, il causera des dommages au corps ou même provoquera un cancer ?

En fait, en plus des radiations provenant des examens radiologiques dans les services de radiologie et de médecine nucléaire des hôpitaux, les radiations sont présentes partout dans nos vies . La nourriture que nous mangeons tous les jours, les maisons qui nous entourent, le ciel, la terre, les montagnes, les rivières et les plantes contiennent tous une certaine quantité de rayonnement. Les radiations à faible dose et à court terme ne suffisent pas à affecter la santé physique, mais les radiations à forte dose qui peuvent endommager le corps humain sont rarement rencontrées dans notre vie quotidienne.

Les nucléides radioactifs utilisés dans les examens de médecine nucléaire se désintègrent très rapidement (tels que 99mTc, 18F, 68Ga, etc.). La dose de rayonnement reçue lors d’un examen TEP au 18F-FDG en médecine nucléaire est à peu près équivalente à celle d’un examen TDM thoracique. La dose de rayonnement générée par la plupart des examens de médecine nucléaire est même inférieure à celle d’un examen tomodensitométrique thoracique. Il n’est pas nécessaire de regarder les examens de médecine nucléaire avec des « lunettes teintées » . Tous les examens de médecine nucléaire effectués par les patients dans le but de diagnostiquer et de traiter des maladies sont sûrs.

▲Les radiations sont omniprésentes dans la vie

L’atout majeur de la médecine nucléaire : le traitement de précision

La thérapie par médecine nucléaire est le processus consistant à introduire des médicaments radioactifs thérapeutiques dans le corps humain et à utiliser les rayons bêta ou alpha émis par les nucléides radioactifs pour détruire et tuer très précisément les cellules malades ou tumorales.

Le traitement par médecine nucléaire présente de grands avantages dans le traitement des maladies thyroïdiennes, des métastases osseuses multiples, etc. L'iode est l'une des matières premières permettant à la glande thyroïde de synthétiser les hormones thyroïdiennes, afin que les cellules thyroïdiennes puissent absorber l'131I. L'131I peut être utilisé non seulement pour traiter l'hyperthyroïdie causée par la maladie de Graves, le goitre multinodulaire toxique et l'adénome toxique de la thyroïde, mais également pour traiter le cancer différencié de la thyroïde . Sa fonction principale est d’éliminer le tissu thyroïdien résiduel et les lésions métastatiques cachées après la chirurgie. La portée moyenne des rayons β émis par l'131I dans le corps n'est que de 1 mm, et l'énergie des rayons β est presque entièrement confinée à la lésion, de sorte qu'elle a peu d'effet sur les tissus et organes normaux environnants.

▲131I traitement de l'hyperthyroïdie causée par la maladie de Graves

Outre l’utilisation de l’131I pour les maladies thyroïdiennes, il existe de nombreux autres projets de traitement en médecine nucléaire dans la pratique clinique.

Le métabolisme du tissu osseux au niveau du site de métastase osseuse tumorale est très actif et il peut absorber davantage de médicaments radioactifs (tels que 89SrCl2, 223RaCl2, etc.) utilisés pour traiter les métastases osseuses, atteignant ainsi l'objectif de contrôler la progression de la maladie et de soulager la douleur osseuse.

Le phéochromocytome et le neuroblastome peuvent absorber de manière très sélective le 131I-MIBG, de sorte que le 131I-MIBG peut être utilisé pour traiter les patients inopérables ou présentant une récidive et des métastases après une intervention chirurgicale.

L’utilisation de l’applicateur 32P pour traiter l’hémangiome capillaire et les chéloïdes est également l’un des traitements traditionnels de médecine nucléaire. En implantant des particules radioactives dans le tissu tumoral sous guidage chirurgical ou par imagerie, elles peuvent tuer la tumeur en continu et ainsi la réduire.

Ces dernières années, le 177Lu-PSMA a également obtenu de très bons effets thérapeutiques chez les patients atteints d'un cancer de la prostate avancé, et le 177Lu-DOTATATE a également obtenu de très bons effets thérapeutiques chez les patients atteints de tumeurs neuroendocrines avancées.

La médecine nucléaire utilise des médicaments radioactifs pour refléter l’état moléculaire, métabolique et fonctionnel des lésions. Il peut non seulement fournir des informations sur les changements dans les informations moléculaires des lésions grâce à l’imagerie, mais également utiliser les radiations pour tuer avec précision les tumeurs.

Le « nucléaire » joue un rôle de plus en plus important dans les domaines de l’énergie, de la médecine, de la science et de la technologie, de l’industrie et de l’agriculture. Nous devrions considérer le « nucléaire » avec une attitude scientifique afin que le « nucléaire » puisse mieux nous servir.

▌Le thème de vulgarisation scientifique de cet article provient du numéro spécial « Diagnostic et traitement nucléaires et transformation clinique » du « Journal of Peking Union Medical College » dans le numéro 4, 2023

Rédacteurs : Liu Yang et Zhao Na

Relecture : Li Na, Li Yule, Dong Zhe, Li Huiwen

Producteur : Wu Wenming

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