Imagerie combinée SPECT et CT pour visualiser la fonctionnalité cardiaque

La scintigraphie combinée SPECT-CT peut être utilisée pour fournir simultanément des informations anatomiques et fonctionnelles sur un organe d’intérêt particulier.

La tomographie par émission de photons uniques, ou imagerie SPECT, mesure directement le rayonnement d’une espèce radioactive injectée par voie intraveineuse via une caméra gamma. Cela permet une imagerie non invasive de l’activité biologique plutôt qu’un simple instantané de l’organe.

Lorsqu’elle est combinée à la tomodensitométrie ou à la TDM, l’imagerie SPECT-TDM fournit à la fois des données métaboliques et des informations anatomiques qui peuvent être utiles pour une grande variété d’applications.

Cette vidéo illustre les principes de base de l’imagerie SPECT-CT combinée et donne un bref aperçu de la façon dont les images SPECT-CT sont acquises, reconstruites et analysées.

L’imagerie SPECT-CT utilise deux modalités d’imagerie distinctes, la SPECT et la TDM, pour combiner à la fois l’évaluation fonctionnelle et les informations anatomiques afin d’améliorer la capacité diagnostique globale.

En tomodensitométrie, plusieurs images radiographiques 2D sont collectées pour créer un modèle 3D de l’anatomie du patient ou de l’animal. Lors de l’imagerie TDM, les rayons X sont émis à partir d’une source. Au fur et à mesure que les rayons X traversent le patient, une partie des rayons X est absorbée et le reste passe à travers le patient. En général, les matériaux de haute densité, comme les os, absorbent plus de rayons X que les matériaux de faible densité comme les tissus mous.

Les rayons X non absorbés restants sont collectés par un détecteur placé de l’autre côté du patient qui détermine l’intensité des rayons X non absorbés dans les unités Hounsfield. Cela produit une image 2D appelée tranche. La source de rayons X et le détecteur sont ensuite tournés autour du patient pour acquérir une collection de coupes 2D. Les tranches sont ensuite reconstruites pour créer un modèle 3D.

Analogue à l’imagerie par tomodensitométrie, la SPECT est une technique d’imagerie nucléaire qui acquiert l’émission de rayonnement à partir d’un traceur radioactif qui est injecté dans le patient. Le traceur injecté se désintègre au fil du temps, émettant des rayons gamma qui sont imagés par une gamma-caméra pour créer une image 2D. Semblable à la tomodensitométrie, la gamma-caméra collecte des images 2D à divers endroits pour générer une tranche, qui peut être reconstruite en un modèle 3D.

Dans cette étude, nous montrons l’imagerie SPECT-CT d’une souris. Les images CT et SPECT de souris reconstruites sont superposées pour créer une image qui affiche à la fois les évaluations anatomiques et fonctionnelles, comme le montrent le SPECTRACE coloré et le scanner CT en niveaux de gris.

Maintenant que nous avons passé en revue les principes de base de l’imagerie SPECT-CT, examinons maintenant le protocole.

Tout d’abord, ouvrez le logiciel système. Ensuite, configurez la partie TDM de l’examen pour permettre au tube à rayons X de se réchauffer en sélectionnant l’option sur le logiciel. Le système commencera à chauffer le tube.

Placez la souris dans une chambre d’induction d’anesthésie et anesthésiez l’animal à l’aide d’isoflurane. Ensuite, transférez la souris sur un plan de travail équipé d’un cône nasal. Ensuite, vérifiez que la souris est inconsciente à l’aide de la technique du pincement des orteils. Injectez ensuite à la souris anesthésiée le radionucléide technétium-99m. Attendez que le radionucléide soit distribué dans la circulation sanguine et commence à se décomposer. Les scanners peuvent être lancés presque immédiatement pour les applications de cardiologie, tandis que le temps d’attente pour imager les tumeurs peut être de plusieurs heures à plusieurs jours.

Ensuite, placez la souris sur le lit de scène SPECT-CT équipé de capteurs de surveillance de l’ECG et de la respiration. Fixez le cône nasal et commencez l’écoulement de l’anesthésique. Allumez le chauffage du lit de la souris et surveillez les paramètres physiologiques de la souris à l’aide des capteurs et de la caméra interne de l’appareil.

Ensuite, glissez le lit de la souris à l’intérieur du collimateur. Ensuite, acquérez une seule image axiale de la souris comme référence pour déterminer le placement de l’animal tel qu’il réside pendant le balayage SPECT. À l’aide de cette image de référence, définissez une région d’intérêt pour un balayage SPECT pilote. Ce balayage pilote aidera l’utilisateur à définir les paramètres du balayage SPECT expérimental, y compris le nombre d’images collectées, le temps par image, le mode de balayage ou la trajectoire de rotation du détecteur, et le mode pas à pas pour une meilleure précision de l’image ou une vitesse d’imagerie accrue.

Ensuite, définissez les paramètres de la tomodensitométrie tels que le courant et la tension du tube, l’angle de rotation, la vitesse de numérisation et le nombre d’images prises à chaque angle de rotation. Enfin, commencez l’acquisition des données en appuyant sur le bouton de démarrage de l’acquisition. La durée de l’analyse dépend des paramètres de l’analyse, mais elle dure généralement de 30 à 60 minutes.

Une fois le balayage terminé, retirez le lit du collimateur et retirez la souris du lit. Surveillez la souris jusqu’à ce qu’elle soit consciente et qu’elle puisse se déplacer normalement. Les images SPECT et CT recueillies peuvent désormais être reconstruites individuellement et combinées ultérieurement à l’aide d’un logiciel intégré.

Passons maintenant en revue les résultats de l’imagerie SPECT-CT.

Cette figure montre un balayage SPECT-CT combiné représentatif obtenu à l’aide d’un traceur de base de technétium-99m chez une souris. La scintigraphie combinée TEMP-TDM affiche les données SPECT dans les tons de jaune à orange dans la figure superposée aux données de TDM affichées dans les tons de gris.

Dans les données SPECT, le degré d’activité physiologique est démontré par l’intensité de la couleur. Ainsi, les zones jaunes montrent une plus grande activité que les zones orange.

Voyons maintenant comment les techniques de médecine nucléaire sont utilisées pour obtenir des données d’imagerie plus précises afin d’améliorer le diagnostic médical.

Dans le dépistage du cancer, un traceur radioactif est utilisé pour cibler sélectivement un récepteur de surface cellulaire spécifique présent dans les tumeurs. L’absorption du traceur radioactif dans une image SPECT-CT indique la présence d’une tumeur.

La TEP-IRM intégrée est une autre technique d’imagerie hybride utilisée pour diagnostiquer les maladies et surveiller le traitement, car elle fournit à la fois un contraste élevé des tissus mous et des informations métaboliques. Les régions à contraste élevé indiquent l’absorption du traceur radiomarqué et peuvent suggérer des métastases dans le dépistage du cancer. Ces images fusionnées de TEP et d’IRM montrent plusieurs métastases pulmonaires hypermétaboliques et une métastase dans la voie d’écoulement ventriculaire droite du cœur.

Pour mesurer l’efficacité des nouvelles stratégies de traitement de l’infarctus du myocarde, il est nécessaire d’évaluer le stade aigu ainsi que l’évolution à long terme. Des agents de contraste intraveineux sont administrés pour l’imagerie séquentielle TEP-IRM du cœur de souris. La procédure d’IRM dure généralement 30 minutes et la TEP dure 45 minutes. Ceci est important pour l’évaluation de nouvelles thérapies, car l’évolution temporelle peut ne pas être connue. Les zones améliorées sur l’IRM représentent des tissus non viables et correspondent à des zones d’absorption réduite de FDG qui suggèrent des blocages coronariens potentiels ou un infarctus.

Vous venez de regarder l’introduction de JoVE à la tomographie assistée par ordinateur et à l’imagerie par tomodensitométrie par émission monophotonique. Vous devez maintenant savoir comment configurer les paramètres SPECT et CT, effectuer le balayage combiné et analyser l’image. Vous devez également savoir comment l’imagerie nucléaire est utilisée dans les applications biomédicales. Merci d’avoir regardé !