La médecine nucléaire est une spécialité médicale utilisant l’administration d’éléments radioactifs à des fins diagnostiques ou thérapeutiques. Elle est fondée sur la propriété qu’ont certains radioéléments ou certaines molécules marquées de se concentrer naturellement dans un organe, dont on peut ainsi étudier la physiologie et les déviations pathologiques. De plus en plus proche de l’intimité des cellules, la médecine nucléaire est la constituante principale de l’imagerie dite moléculaire.

Cette discipline s’est développée grâce, d’une part, à la possibilité de produire des radioéléments – depuis la découverte, en 1934, de la radioactivité artificielle par les physiciens français Irène et Frédéric Joliot-Curie – et, d’autre part, à la mise au point de moyens de détection appropriés permettant de suivre et d’enregistrer le cheminement d’un corps radioactif dans l’organisme humain.

TECHNIQUE

En pratique courante, les services de médecine nucléaire utilisent des radioéléments émettant des rayonnements gamma, de nature semblable aux rayons X, qui sont détectés par des appareils appelés gammacaméras ; le traitement des données ainsi recueillies permet d’obtenir des scintigraphies, documents qui représentent sur une image la répartition de la radioactivité dans l’organe examiné. Depuis 1980, des systèmes de traitement informatique permettent, par un procédé de reconstruction comparable à celui utilisé dans les scanners, d’obtenir des séries de coupes tomographiques.

La tomographie par émission de positons (T.E.P.) a longtemps été réservée à l’exploration du fonctionnement du cerveau ou du cœur à des fins de recherche. Elle repose sur la détection de particules (les positons) émises par certains radioéléments : carbone 11 (11C), oxygène 15 (15O) ou fluor 18 (18F) produits par un cyclotron. Grâce au nombre croissant de cyclotrons et au développement de détecteurs adaptés, la T.E.P. est devenue aujourd’hui un outil de diagnostic clinique. Elle sert notamment à l’exploration de certains cancers, fondée sur le suivi de glucose marqué au fluor 18.

UTILISATION DIAGNOSTIQUE

La médecine nucléaire permet d’explorer la plupart des organes. Des molécules phosphorées marquées au technétium 99m permettent d’explorer le squelette. On peut ainsi détecter d’éventuelles métastases osseuses ou établir le diagnostic de nombreuses maladies ostéo-articulaires. En cardiologie, les radioéléments qui permettent d’étudier l’irrigation et la contraction du muscle cardiaque (thallium 201, technétium 99m) sont utilisés dans le diagnostic et le suivi des maladies coronariennes (angor, infarctus, etc.). En pneumologie, le krypton 81m et le technétium 99m servent à l’étude de la ventilation et de l’irrigation du poumon, notamment pour le diagnostic de l’embolie pulmonaire. L’iode 123 et le technétium 99m sont utilisés dans le diagnostic des atteintes de la thyroïde, du cerveau, des reins, du foie, des glandes surrénales ou parathyroïdes. Les cellules du sang (globules rouges, globules blancs ou plaquettes) peuvent être marquées par un radio-isotope, de même que certaines protéines et des anticorps capables de se fixer sur des antigènes spécifiques, présents sur les cellules tumorales. Ces méthodes de diagnostic et d’investigation sont non agressives et dépourvues d’effets secondaires, l’irradiation subie par le patient étant très faible, transitoire et sans danger pour lui ou son entourage.

UTILISATION THÉRAPEUTIQUE

Des molécules marquées ou des radioéléments émetteurs de rayonnements bêta moins peuvent se fixer sur des cellules malades et entraîner leur destruction : on parle alors de radiothérapie vectorisée. L’iode 131 est ainsi utilisé dans le traitement des hyperthyroïdies et dans celui de certains cancers thyroïdiens. Les prochains progrès dans ce domaine reposent sur l’utilisation d’anticorps marqués (radio-immunothérapie) et de nouveaux radioéléments (yttrium 90, lutétium 177).