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Factsheets and FAQs



Applications des techniques nucléaires en médecine


» Méthodes de diagnostic | Méthodes de traitement | Gestion de la maladie | Plans pour l'avenir

L'énergie nucléaire sauve des vies. Maîtrisée au service de la santé humaine, elle offre des techniques variées qui permettent de prévenir, de diagnostiquer et de traiter la maladie.

Les techniques nucléaires utilisées en médecine ont l'avantage irremplaçable de fournir rapidement une représentation précise des fonctions corporelles dans le temps, à la façon dont défilent les images d'un film. L'importance de cet avantage apparaît clairement lorsque l'on sait que, dans les hôpitaux des pays industrialisés, un patient sur trois bénéficie d'un type quelconque de procédure nucléaire. L'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) et l'Organisation mondiale de la santé (OMS) jouent un rôle clé dans le développement et le transfert aux Etats Membres -- et particulièrement aux pays en développement -- des techniques, de l'expérience et du savoir-faire dans le domaine nucléaire.

Méthodes de diagnostic

D'après les estimations de l'OMS, plus de la moitié des cas de cancers dans le monde se trouvent dans les pays en développement. Environ 75% de ces patients ont été jugés incurables au moment du diagnostic. Ces statistiques évoluent grâce à des techniques de diagnostic de deux types : in vivo et in vitro. Ces techniques permettent de déterminer la présence d'une maladie et le degré d'infestation du corps et elles peuvent aider à choisir le traitement le plus approprié.

Techniques in vivo

Les techniques de diagnostic in vivo sont basées sur la méthode des traceurs. Un produit radiopharmaceutique -- c'est-à-dire un radio-nucléide dont la forme chimique et la durée de vie sont soigneusement choisies -- est administré au patient afin de suivre un phénomène physiologique spécifique au moyen d'un détecteur spécial -- souvent une gamma-caméra -- placé en dehors du corps. Le radiopharmaceutique peut être conçu de façon à ne se fixer que sur certains tissus ou organes, par exemple les poumons. En permettant de diriger les rayonnements sur les endroits où ils sont nécessaires, et non au hasard, les techniques modernes accroissent les bénéfices que les applications nucléaires peuvent apporter à la santé.

On dispose de 100 à 300 radiopharmaceutiques permettant d'étudier les organes et les tissus sans les perturber. La plupart sont de nature organique et sont marqués à l'aide de radionucléides artificiels tels que l'indium 111 et le gallium 67. Les méthodes nucléaires de diagnostic exposent le patient à de faibles doses de rayonnement. Ces doses sont en outre réduites au minimum grâce à l'utilisation de radio-isotopes de période plus courte, tels que le technétium 99m, qui se stabilisent en quelques heures.

En général, le radiopharmaceutique est administré au patient par voie intraveineuse, par ingestion ou par inhalation. Un dispositif de détection spécial (gamma-caméra) permet d'observer son trajet à travers le corps où il se concentre de façon spécifique sur un tissu ou un organe donné. La gamma-caméra détecte les photons s'échappant du corps et une image plane est créée à l'aide d'un ordinateur et d'un écran vidéo. Ces images traduisent la qualité régionale d'une fonction spécifique d'un organe donné. Ce procédé s'appelle imagerie plane ou scintigraphie statique.

Lorsqu'elles se succèdent avec rapidité, ces images fournissent une représentation dynamique du comportement du radiopharmaceutique et révèlent des renseignements détaillés sur des fonctions telles que l'évacuation par l'estomac, le processus de la respiration dans les poumons ou l'activité de pompage du coeur.

Radionucléides d'usage courant

Isotope Usa ge Période*
99mTc Etud es du cæur 6 h
123I Etude s de la thyroïde 13 h
201Tl Etud es du myocarde 78 h
11C Imagerie du cerveau 20 min
111In Etud es du cerveau 67 h
67Ga Etude s des tumeurs 78 h
81mKr Etud es des poumons 13 s
13N Etudes du cæur 10 min
15O Etudes de l'oxygène 2 min
18F Epilep sie 110 min

* h = heures; min = minutes; s = secondes.

Comme une radiographie, ces procédures permettent d'obtenir une image de la totalité ou d'une partie d'un organe donné. La principale différence est qu'en médecine nucléaire l'image obtenue donne une mesure de l' activité d'une fonction physiologique ou biochimique spécifique dans le corps, alors qu'une image radiographique ne donne qu'une représentation anatomique.

La puissance des ordinateurs modernes permet d'obtenir, sous des angles multiples, des images cliniques qui constituent une réplique de la coupe du corps (technique de la tomographie informatisée). La tomographie informatisée à émission monophotonique (SPECT) et la tomographie à émission de positons (PET) sont les deux techniques les plus avancées dans ce domaine.

La technique SPECT utilise une gamma-caméra rotative pour obtenir sous plusieurs angles des images de la distribution d'un radiopharmaceutique émetteur gamma classique dans un organe. Cette technique est irremplaçable pour localiser la position exacte d'une anomalie physiologique dans le corps et elle permet de produire, à l'aide d'un ordinateur, une série de coupes bidimensionnelles à partir desquelles des images tridimensionnelles peuvent être reconstruites.

La technique PET est précieuse pour la détection et la gestion du cancer. Un ou plusieurs anneaux de détecteurs stationnaires placés autour du corps du patient permettent de détecter les rayonnements gamma (511 keV) très fortement divergents produits par l'interaction de positons (émis par un radionucléide administré au préalable) avec les électrons libres se trouvant dans le corps. Ces informations sont ensuite traitées pour créer des coupes du corps similaires à celles de la méthode SPECT. La méthode PET est un excellent moyen de représenter les processus biochimiques régionaux du corps et de mettre en évidence l'origine biochimique de désordres neurologiques et de maladies mentales.

Techniques in vitro

La deuxième méthode de diagnostic, in vitro, permet d'effectuer un diagnostic clinique sans exposer le patient à des rayonnements. Ce dernier n'a d'ailleurs même pas besoin d'être présent. Un échantillon de son sang est envoyé au laboratoire et examiné au moyen de techniques nucléaires telles que le radioimmunodosage (RIA) ou le dosage immunoradiométrique (IRMA).

Ces tests donnent une mesure précise de l'exposition antérieure et du moment à l'infection en évaluant les anticorps. La technique RIA sert également à mesurer des substances telles que les hormones, les vitamines et les médicaments dans les fluides corporels, en vue de détecter des désordres nutritionnels et endocrinologiques et de déceler des infections bactériennes et parasitaires telles que la tuberculose et le paludisme. Recevant un appui dans le cadre de programmes de recherche coordonnée de l'AIEA, quelque 500 hôpitaux, universités et laboratoires, rien que dans les pays en développement, pratiquent la méthode RIA à des degrés divers. Les chiffres augmentent chaque année.

Les techniques RIA et IRMA permettent également de détecter des marqueurs de tumeurs, substances spécifiques sécrétées par de nombreuses tumeurs (mais non par toutes) et qui peuvent révéler la présence de tumeurs malignes. A l'heure actuelle, on connaît presque deux douzaines de marqueurs de tumeurs. En dépit d'une précision accrue ainsi que d'un co–t faible et d'une certaine commodité, la détection des marqueurs de tumeurs continue à être utilisée en complément d'autres procédures de diagnostic pour le dépistage du cancer au stade précoce, mais cette technique est particulièrement utile pour suivre l'évolution de la maladie et les effets du traitement.

Méthodes de traitement

Les rayonnements sont très utilisés dans le traitement de maladies telles que l'hyperthyroïdie et le cancer. Pour lutter contre la maladie ou empêcher une récidive qui pourrait survenir si des cellules cancéreuses isolées se propageaient, risquant d'entraîner un cancer secondaire, toutes les cellules malignes d'une tumeur doivent être entièrement détruites.

La radiothérapie y parvient en dirigeant sur une tumeur spécifique des rayonnements provenant le plus souvent d'une source gamma au cobalt 60 ou d'un système à TLE (transfert linéique d'énergie) élevé.

La source de rayonnements peut soit n'avoir aucun contact avec la tumeur et, dans ce cas, le traitement appliqué est une téléthérapie, soit être en contact direct avec la tumeur ou en être très proche et, dans ce cas, le traitement appliqué est une curiethérapie. Pour certains types de cancers -- tels que le cancer du col de l'utérus ou celui de la tête et du cou, la curiethérapie protège les organes et tissus délicats et sains puisque les rayonnements ne sont dirigés que sur un site précis. La curiethérapie permet non seulement de traiter mais aussi, dans certains cas, de guérir un grand nombre de patients.

Efficace, d'emploi simple et relativement bon marché, la curiethérapie permet de sauver, en Egypte par exemple, les vies de centaines de patientes atteintes de cancer du col de l'utérus grâce à des travaux bénéficiant de l'appui de l'AIEA, de l'OMS et du Gouvernement italien.

Mise au point récemment, une autre procédure, qui fait appel à des anticorps monoclonaux radiomarqués, permet d'obtenir des résultats dans le traitement du cancer. Les anticorps monoclonaux, qui sont des protéines combattant la maladie, se fixent de préférence sur un tissu ou une cellule cancéreuse spécifique. Un radionucléide lié chimiquement à ces anticorps monoclonaux peut dispenser une forte dose de rayonnement dans une région spécifique sans toucher les tissus environnants.

Gestion de la maladie

Réduction et élimination de la douleur

La médecine nucléaire a également une autre fonction thérapeutique: la réduction de la douleur. De nombreux patients atteints d'un cancer des os ou d'un cancer qui s'est étendu aux os souffrent de douleurs intolérables. La radiothérapie peut servir de palliatif, remplaçant les antalgiques qui finissent par perdre leur efficacité.

Les médecins peuvent administrer un composé ostéotrope marqué au moyen d'un émetteur radioactif à TLE élevé. Cette technique permet de réduire rapidement l'intensité de la douleur ou de l'éliminer complètement, et elle procure un soulagement quasiment instantané au patient.

Stérilisation d'instruments médicaux

Les instruments médicaux utilisés pour le diagnostic ou le traitement d'un patient -- et tout particulièrement ceux qui traversent la barrière protectrice de la peau -- doivent être exempts de tout germe. Si un instrument médical non stérile, telle une seringue ou une aiguille hypodermique, était utilisé par inadvertance, il pourrait transmettre une infection, qui se solderait par une infection croisée ou, dans le pire des cas, un décès, ce qui irait de toute façon à l'encontre des objectifs de la médecine.

Les rayonnements gamma du cobalt 60 servent à stériliser des instruments qui ne peuvent pas l'être autrement, et cela avec des risques beaucoup plus faibles pour la santé. Quelque 150 installations situées dans 44 pays fournissent des instruments médicaux stérilisés même dans les parties les plus reculées du monde.

Dosimétrie

Pour assurer l'efficacité des procédures, il est extrêmement important que les doses appliquées soient précises et déterminées pour chaque patient par des évaluations et des calculs minutieux. Sans être une méthode de diagnostic ou de traitement, la dosimétrie joue donc aussi un rôle important dans l'application des radionucléides et dans la radiothérapie. En collaboration avec l'OMS, l'AIEA coordonne un réseau mondial de laboratoires secondaires d'étalonnage pour la dosimétrie (LSED) situés dans 51 Etats Membres en vue d'améliorer la précision de la dosimétrie, plus particulièrement en radiothérapie.

Ces laboratoires assurent le lien entre les utilisateurs de rayonnements et un réseau international de mesure qui assure l'étalonnage des dosimètres des centres de radiothérapie. Des comparaisons permettent aux LSED de vérifier la précision de leurs dosimètres étalons secondaires en vue d'unifier les mesures au niveau mondial.

Par ailleurs, le service postal de dosimétrie AIEA/OMS permet de vérifier la précision et le bon emploi des dosimètres des centres de radio-thérapie à l'aide de dosimètres thermoluminescents. Depuis 1969, environ 2000 essais intéressant plus de 700 centres de radiothérapie de 89 pays ont été effectués.

Plans pour l'avenir

L'Agence a aidé à élever le niveau des prestations médicales dans les Etats Membres en transférant les techniques nucléaires les plus récentes, tout particulièrement aux pays les moins avancés où les installations nécessaires sont soit inexistantes soit très insuffisantes. Elle organise des cours, propose des bourses et fournit une assistance et une coopération techniques afin que le personnel et le matériel disponibles soient utilisés de façon optimale.

Pour l'avenir, on s'efforcera d'introduire des techniques plus simples et des instruments spécialisés dont manquent beaucoup de laboratoires des Etats Membres de l'AIEA. Cela aidera à réduire les dépenses et à favoriser l'application de techniques nucléaires en médecine.

Alors que les techniques nucléaires deviennent plus faciles à utiliser et donc universellement applicables, fournir une technologie pratique et appropriée pour la recherche et les soins médicaux demeure pour l'AIEA un défi qui prend sans cesse des formes nouvelles.