Scintigraphie Osseuse PDF

BEYNE Alexia HADDAD Fatima B66 10h – 11h UE3 – Intitulé de l’UE – Pr. Cochet 14/10/24 La scintigraphie osseuse Plan I. Structure de l’os.........................................................

BEYNE Alexia HADDAD Fatima B66 10h – 11h UE3 – Intitulé de l’UE – Pr. Cochet 14/10/24 La scintigraphie osseuse Plan I. Structure de l’os................................................................................................................ 2 1. Composition du tissu osseux...................................................................................... 2 2. Ostéoformation........................................................................................................... 2 3. Résorption osseuse..................................................................................................... 2 II. Remodelage osseux....................................................................................................... 2 A. L’hydroxyapatite............................................................................................................ 3 B. Les traceurs.................................................................................................................... 3 C. Mécanismes de fixation des traceurs osseux.................................................................. 4 D. Exemple d’injection de biphosphonates chez un patient............................................... 5 III. Scintigraphie du squelette........................................................................................... 6 A. Pratique clinique............................................................................................................. 6 B. Scintigraphie osseuse normale....................................................................................... 6 C. Autres techniques d’imagerie osseuses.......................................................................... 7 IV. Observations................................................................................................................. 8 A. Ex d’indication de scintigraphie osseuse....................................................................... 8 B. Bilan d’extension............................................................................................................ 9 1. Super scan.................................................................................................................. 9 2. Autre aspect de super scan......................................................................................... 9 3. Situation piégeuse.................................................................................................... 10 C. Indication classique de scintigraphie osseuse.............................................................. 10 1. Les douleurs de hanche chez l’enfant,..................................................................... 10 2. Chute d’une personne âgée sur les fesses................................................................. 11 3. Fracture de fatigue chez le sportif............................................................................ 11 4. Lombalgie dans un contexte fébrile......................................................................... 12  1 I. Structure de l’os A. Le tissu osseux 1. Composition du tissu osseux L’os est composé d’une matrice de tissu conjonctif, on l’on retrouve un dépôt de sels minéraux qui va donner l’aspect rigide de l’os. Il existe deux types d’os : ⮚ Os compact : ostéones + canaux de Havers ⮚ Os trabéculaire/spongieux : travées en réseaux irréguliers. L’architecture est différente mais ils possèdent la même composition. Ce tissu osseux est en perpétuelle renouvellement, c’est un phénomène très dynamique, l’os n’est pas figé et c’est un tissu qui est très vascularisé. Cet os est donc formé d’une matrice protéique constitué majoritairement par du collagène avec des dépôts de sels minéraux cristallins mais il possède également différentes cellules : ⮚ Ostéoblastes ⮚ Ostéocytes ⮚ Ostéoclastes 2. Ostéoformation Les ostéoblastes sécrètent le collagène et produisent la matrice protéique (tissu ostéoïde) qui est initialement non minéralisée puis progressivement vont se déposer des cristaux d’hydroxyapatite au contact de cette matrice protéique qui va se minéraliser. C’est ce que l’on appelle le front de minéralisation. Les ostéoblastes vont se retrouver piégés dans le tissu osteoïde qui va se transformer en tissu osseux, ils deviennent alors des ostéocytes et continuent d’assurer les phénomènes de minéralisation et de production du tissu osseux. 3. Résorption osseuse Les ostéoclastes sont responsables de ce phénomène de résorption. En effet ils vont creuser des encoches à la surface du tissu osseux qui va entrainer une résorption ostéoclastique de la substance protéique et de la substance minérale. On peut aussi parler d’une résorption du tissu conjonctif essentiellement composé de collagène et des cristaux d’hydroxyapatite qui sont venus s’y accrocher. → Dans un tissu osseux il y’a un équilibre entre le phénomène d’ostéoformation et de résorption qui peut être rompu par une situation pathologique. II. Remodelage osseux Ce phénomène de résorption et d’ostéoformation sont des processus liés dans le temps et dans l’espace qui permettent donc le remodelage osseux. En effet au fur et à mesure qu’on a une ostéoformation on aura alors en réponse une résorption du tissu osseux. C’est cela qu’on va observer en scintigraphie osseuse à l’aide de radiopharmaceutiques qui vont nous donner une information sur l’intensité de ce remodelage osseux. 2 La résorption ostéoclastique précède la position ostéoblastique. C’est à dire qu’il y a un foyer de résorption occupé par des ostéoclastes creusant une cavité dans le tissu osseux sous l’effet de contraintes mécaniques, d’activation endocriniennes... Au fur et à mesure que cette cavité est formée elle va être comblé par du tissu ostéoïde qui est sécrété par les ostéoblastes et ensuite minéralisé. → Il y a un couplage entre l’activité ostéoblastique qui va commander l’ostéoformation et l’activité ostéoclastique qui elle commande la résorption = ce sont les unités osseuses de remodelage A. L’hydroxyapatite ⮚ Cristaux de formule Ca (PO4)6(OH)2 Dans ces cristaux on a des atomes de calcium, des groupements phosphates et hydroxyle. Au moment de la formation de ces cristaux il peut y avoir un échange de certains ions certaines parties de ces cristaux. Par exemple le calcium, au moment de la formation peut être remplacer par le Tc, le plomb, le radium, etc... Si on a une surcharge en plomb, il va prendre la place du calcium dans les cristaux et sera piégé dans l’os et libérer progressivement lords de la résorption. En effet les effets peuvent être très prolongées et donc maintenir cette surcharge en plomb. Également il peut avoir un remplacement des groupements hydroxyles OH par des fluors ou alors des groupements phosphates par des dérivés phosphatés qui sont intéressants pour le diagnostic. Ces cristaux représentent une surface d’échange très importante : 200m2/g. Ceci est intéressant si on arrive à trouver des traceurs adaptés qui vont se fixer sur ces cristaux et nous donne une intensité du remodelage osseux. B. Les traceurs ⮚ Les pyrophosphates Concernant ces traceurs on a tout d’abord utilisé les pyrophosphates (deux éléments phosphates reliés par un atome d’oxygène) pour la scintigraphie osseuse mais on s’est rendu compte que ces pyrophosphates étaient détruits/hydrolyser par certaines enzymes avant même de pouvoir se fixer sur l’os en formation. Ainsi des dérivés phosphatiques ont été développés.  3 ⮚ Les biphosphonates Ce sont des analogues du pyrophosphate mais pour lesquelles ont à remplacer la liaison phosphore-oxygène-phosphore par une liaison phosphore-carbone-phosphore beaucoup plus solide. Ces traceurs vont s’associer avec le calcium pour participer à la formation de cristaux d’hydroxyapatite et vont se retrouver piégés dans le tissu osseux minéralisé. Ils peuvent être utilisés en thérapie mais aussi pour le diagnostic en scintigraphie osseuse. En effet on va associer ces biphosphonates avec du 99m Tc-MDP qui est instable et va émettre un photon gamma avec une période de 6h et une énergie de 140 Kev ce qui est bien adapté pour l’imagerie scintigraphique. C. Mécanismes de fixation des traceurs osseux Avant l’injection du traceur l’os doit être bien vascularisé avec un certain débit sanguin sinon il ne pourra pas arriver jusqu’au tissu osseux. Les traceurs sont injectés par voie veineuse/capillaire, ils diffusent à travers les capillaires et se retrouvent dans le liquide interstitiel et se fixent sur l’os au moment de la minéralisation de la matrice osseuse. Ainsi il faut que ces trois conditions ci-dessous soient remplies pour les traceurs : ✔ Avoir un débit sanguin qui soit maintenu au niveau de l’os dans dex conditions physiologiques ✔ Ils doivent pouvoir passer la membrane capillaire afin de se retrouver dans le LEC/ liquide interstitiel ✔ Ils puissent se fixer sur l’os qui va dépendre de l’activité ostéoblastique qui va produire la matrice osseuse mais également la minéralisation de cette matrice osseuse.  4 On injecte le traceur par voie veineuse, il se retrouve dans le plasma et diffuse dans tout le LEC (pas seulement osseux mais aussi non osseux) et aussi dans le liquide interstitiel. Cette diffusion marche dans les deux sens donc la molécule va pouvoir sortir du plasma mais aussi y retourner. Une partie va être éliminée par voie urinaire et une partie va rester dans le LEC osseux et ce traceur va avoir la possibilité de s’intégrer dans les cristaux d’hydroxyapatite dans le tissu minéralisé. En effet 50% du traceur va se fixer dans les cristaux d’hydroxyapatite et va y rester assez longtemps jusqu’à la résorption ostéoclastique. Ce phénomène (diffusion+fixation) prend plusieurs heures. Ainsi lorsqu’on injecte ce traceur au patient on va réaliser des images au moins 2 à 4 heures après l’injection où au moins 50% du traceur se sera fixé sur l’os et le reste qui aura diffusé dans le plasma ou LEC sera éliminé au bout de 4h part voie urinaire. On peut également faire des images tout de suite après l’injection où l’on va voir l'arrivée initiale du traceur qui va nous permettre d’évaluer la vascularisation des tissus osseux et le volume extracellulaire (plus il est augmenté plus la proportion de traceur qui va diffuser sera importante) C’est intéressant car dans certaines maladies notamment les maladies inflammatoires comme l’odeoeme, il y’aura une augmentation du tissu interstitiel. D. Exemple d’injection de biphosphonates chez un patient Patient à qui on a injecté les biphosphonates et on réalise une image au niveau des main. Il positionne ses mains sur une gamma caméra avec 1 ou 2 détecteurs (grosse boîte de 40-50 cm de côté) et on réalise des acquisitions en scintigraphies en 3 temps : ⮚ Phase vasculaire : tout de suite après l’injection : on voit l’arrivé du traceur au niveau vasculaire, cela va nous donner une information sur la vascularisation. En effet sur cette acquisition on voit qu’il n’y a pas d’asymétrie au niveau des mains. ⮚ Phase tissulaire (5-10min après injection) : la plus grosse partie du traceur a diffusé dans le LEC à travers les capillaires ⮚ 3-4 heures après injection : on voit le traceur (50% du traceur) qui s’est fixé sur l’os en cours de minéralisation On demande au patient de bien s’hydrater avant l’injection. En effet on recommande 1,5-2L pour faciliter l’élimination des 50% du traceur qui ne se fixe pas sur l’os. 5 III. Scintigraphie du squelette A. Pratique clinique En pratique clinique la scintigraphie osseuse est intéressante dans toutes les situations ou l’étude du remodelage osseux est un apport par rapport aux autres techniques d’imagerie : radio ou IRM, soit parce qu’on ne va pas pouvoir faire de diagnostiques uniquement avec l’IRM, la radio ou le scanner, soit parce qu’on doit avoir image corps entier, ce qui est plus facile en scintigraphie avec un balayage ou les détecteurs passent au-dessus ou en dessous du patient. Les contre-indications sont la grossesse et les patients très agités soit qui peuvent être très algiques, dans ce cas il faut essayer de leur donner des antalgiques soit pour les enfants ou parce qu’ils n’ont pas toute leur fonction cognitive. Examen qui peut donc être difficile car assez long, entre 30 et 45min d’acquisition scintigraphique, donc seulement le temps sout les détecteurs pour obtenir une image, par rapport à un scanner fait en quelque minutes. En pratique le patient vient dans un service de médecine nucléaire ou on lui administre par voie veineuse des biphosphonates marqués au technétium. On peut ensuite faire une acquisition précoce (optionnel) : phase vasculaire et tissulaire avec des images planaire ou tomographique (surtout quand on recherche une pathologie inflammatoire). Puis on réalise une image tardive, toujours faite, pour voir le traceur fixé sur le tissu osseux, entre 2h et 4h après l’injection pour laisser le temps au traceur de bien se fixer et au 50% de traceur qui ne se fixe pas d’être éliminé par voie rénale. On fait généralement un balayage corps entier en incidence antérieur et postérieur qu’on va compléter par des acquisition statiques planaire ou tomographique-scintigraphique éventuellement couplée au scanner en fonction de la situation. Il y a des artefacts, des sites d’accumulation extra osseuse du traceur : 2 artefacts → Voies urinaires = reins, vessie, uretères → Point d’injections, souvent au niveau d’une veine des avants bras, traceur qui reste sur place, c’est une extravasation B. Scintigraphie osseuse normale Balayage scintigraphique marqué au technétium : image tardive 6 On retrouve une fixation homogène sur tout le squelette axial et appendiculaire Au niveau extra osseux on voit les reins et la vessie = partie du traceur éliminé On a donc une scintigraphie osseuse normale adulte. Chez l’enfant on distingue une hyperfixation du traceur au niveau des cartilages de croissance ou cartilages de conjugaison. C’est une situation physiologique car en cours de croissance il y a une hyperactivité ostéoblastique, un remodelage osseux très important à ces niveaux. C’est toujours bilatéral et symétrique car il n’y a pas une jambe qui pousse plus vite qu’une autre. Cette hyperactivité des cartilages de croissance peut perdurer jusqu’à 20 ans même si elle sera beaucoup moins importante. C. Autres techniques d’imagerie osseuses Radiographie standard basé sur les rayons X et basé sur les différences de densité entre l’os et les tissus mous. L’os étant beaucoup plus dense que les tissus mous, il va y avoir plus de photons X qui vont disparaitre, par effet photoélectrique. Ce qui fait que sur la radiographie, image en 2 dimensions, l’os va apparaitre très blanc. L’os compact sera très blanc et l’os trabéculaire plus gris car l’os compact est plus dense que le trabéculaire. C’est une imagerie de transmission = interaction entre rayon X, émis à l’extérieur du patient, et le patient (alors qu'en scintigraphie le signal vient du patient). On voit bien ce qu’il se passe au niveau de l’os compact (fracture). 99% de l’imagerie osseuse est la radiographie. Mais elle ne répond pas à toutes les questions. Ex : fracture peut ne pas être vue s'il n'y a pas de déplacement des deux berges. Scanner X ou tomodensitométrie qui se base aussi sur les différences de densités. On va faire un fenêtrage osseux c’est à dire mettre le fenêtrage sur les densités les plus élevés qui correspondes à l’os pour différencier os compact/trabéculaire etc... Ce type d’imagerie permet d’avoir des images en 3 dimensions mais aussi de voir les tissus mous beaucoup mieux que sur la radiographie. IRM beaucoup utilisé pour l’exploration osseuse mais il n’y a pas de signal qui provient de l’os compact, il apparait toujours sous forme d’un liserai noir. L’IRM est donc intéressant pour regarder ce qu'il se passe au niveau de l’os trabéculaire. Ex : s’il y a un œdème et si on utilise en plus un produit de contraste (molécule qui passe la membrane des capillaires et diffuse dans liquide interstitielle) on aura une augmentation du contraste car il y aura plus de produit de contraste dans cette zone œdémateuse. 7 IV. Observations A. Ex d’indication de scintigraphie osseuse Patient de 44 ans qui s’est fait une fracture de la première phalange du 4eme doigt de la main gauche. Fracture qui sera traitée par immobilisation. Quelques mois plus tard il se plains de symptômes qui touche tout le membre supérieur, de douleur qui diffuse, d’impotence, il a du mal a utilisé son bras et une tuméfaction/œdème diffus de la main, du bras... → On va donc faire d’abord une phase vasculaire : Injection au niveau d’une veine du pied pour pas qu’il y ait d’asymétrie de l’arrivé du traceur au niveau des mains (si on injecte dans bras gauche le produit arrive plus vite dans main gauche) Traceur arrive dans les premières secondes et on voie une asymétrie : traceur arrive plus vite dans main gauche. Il y a donc une hypervascularisation de la main gauche par rapport à la main droite. → En phase tissulaire, 5min après injection ou le traceur commence à diffuser dans le  liquide interstitiel on retrouve cette asymétrie. Il y a une augmentation du liquide interstitiel dans toute la main gauche. → Enfin dans la phase osseuse on voit une hyperfixation dans toutes les pièces osseuses de la main et du poignet notamment avec une petite hyperfixation de la première phalange du 4eme doigt qui correspond à la fracture en cours de résorption. Cette hyperactivité ostéoblastique/augmentation du remodelage osseux, surtout au niveau des surfaces articulaire, s’appelle une algodystrophie. => syndrome douloureux vasomoteurs et trophiques d’origine sympathique suite à un traumatisme, une affection cardiaque ou neurologique avec un œdème et une irritation des nerfs qui explique l’hypervascularisation l’augmentation du liquide interstitiel et du remodelage osseux. C’est une pathologie bégnine sans syndrome inflammatoire biologique. 8 B. Bilan d’extension Bilan d’extension de cancers ostréophiles c’est à dire de cancers qui ont tendance à donner des métastases osseuses : cancer de la prostate / seins / poumons / reins. On fait des bilans d’extension avec un scanner et une scintigraphie osseuse chez des patients ayant des cancers de la prostate à haut risque avec un taux de PSA élevé. Chez ce patient on voit des zones hyperfixantes au niveau du rachis et de l’os iliaque gauche qui correspondent à des métastases osseuses. On a un envahissement du tissu osseux par des cellules cancéreuses qui va provoquer une réaction ostéoblastique. On retrouve 2 types métastases osseuses :  ⮚ Ostéo-condensantes = provoquent une condensation de l’os autour des cellules cancéreuse et qui vont donner une réaction ostéoblastique avec un remodelage osseux très important qu’on va voir sur la scintigraphie ⮚ Ostéolytique = provoquent une destruction osseuse qu’on peut voir sur la radiographie et qui va ensuite induire une augmentation du remodelage osseux qu’on pourra voir sur la scintigraphie sauf si on est dans une phase initiale ou la réaction ostéoblastique est retardée. On les voit un peu moins bien que les ostéo-condensantes. En cas de métastases osseuses, l’augmentation du remodelage osseux précède les anomalies morphologiques. On pourra donc détecter les métastases plus précocement avec la scintigraphie que sur la radiographie. 1. Super scan Cas extrême d’un envahissement métastatique Envahissement métastatique qui devient diffus dans tout le squelette. Il touche essentiellement le squelette axial pas tellement le squelette appendiculaire/les membres car les métastases osseuses sont enfaite médullaire donc elle se logent dans la moelle osseuse et augmentent puis détruisent l’os environnant, sachant que la moelle osseuse se trouve surtout dans le squelette axial chez l’adulte. Chez les enfants on en retrouve un peu partout, on peut donc retrouver des métastases au niveau des pieds/ mains comme les neuroblastomes. 2. Autre aspect de super scan Envahissement tellement diffus qu’il devient homogène ce qui est donc piégeur : on peut le prendre pour une scintigraphie normale. Or on peut le différencier car ça concerne surtout le squelette axial et on ne voit pas les reins alors que normalement on peut les voir. L’intensité de fixation est tellement forte au niveau du squelette qu’il n’y a quasiment plus d’élimination au niveau des reins. 9  3. Situation piégeuse Image statique centrée sur le bassin d’un bilan d’extension d’un cancer du rein. On ne voit pas d’hyperfixation juste la vessie et la fixation au niveau des articulations sacro iliaques qui sont normales. Or on voit une hypofixation du côté droit du bassin qui correspond sur l’IRM à une volumineuse métastase osseuse très lytique et qui n’entraine pas encore de réaction ostéoblastique ou de remodelage. Il est donc utile de coupler la scintigraphie avec une imagerie morphologique. C. Indication classique de scintigraphie osseuse 1. Les douleurs de hanche chez l’enfant, 2 causes principales : → Rhume de hanche = synovite aigue, inflammation du liquide synoviale bénin d’origine virale qui ne va pas induire une anomalie au niveau de l’os → Ostéochondrite = ischémie de l’os, interruption de la vascularisation au niveau de la tête fémorale/épiphyse fémorale, qui entraine la destruction de l’os, des douleurs et une boiterie. Elle nécessite un traitement orthopédique voire une chirurgie. 10 On ne voit rien sur la radiographie car on n’aura pas d’anomalie morphologique. Par contre avec une scintigraphie, on voit que l’épiphyse fémorale droite fixe normalement le traceur alors qu'une partie de la tête fémorale ne fixe pas le traceur il y a une hypofixation ce qui est le reflet de l’interruption de la vascularisation et donc d’une ostéochondrite. Si c’était un rhume de hanche la scintigraphie serait normale.  2. Chute d’une personne âgée sur les fesses Radiographie et scanner normaux or avec la scintigraphie on voit une hyperfixation très intense au niveau du sacrum. On appelle ça une fracture en H, qu’on retrouve souvent chez les patients ostéoporotiques, avec un trait horizontal et deux verticaux. On ne la voit pas à la radio car il n’y a pas de déplacement des berges mais elle est visible en scintigraphie car quand il y a une fracture il y a un processus de reconstruction avec une augmentation du remodelage osseux. 3. Fracture de fatigue chez le sportif Sportif qui se met à avoir des douleurs intenses au pied sans traumatisme. On ne voit rien sur la radio mais a la scintigraphie, hyperfixation au niveau d’un métatarse qui est en rapport avec une fracture/fissure de fatigue par hyper sollicitation qui souvent sont non déplacés. 11 4. Lombalgie dans un contexte fébrile. On retrouve une hyperfixation au niveau d’une articulation entre deux vertèbres lombaires. Sur l’IRM ça correspond à une destruction du plateau vertébrale inferieur de la vertèbre supérieur et du plateau vertébrale supérieur de la vertèbre inferieure autour d’un disque ce qui correspond à une spondylodiscite. => infection d’un disque intervertébrale qui va provoquer des lombalgies dans un contexte fébrile (avec de la fièvre). Radiographies normales au début mais à l’IRM on observe une augmentation du signal en T2 du fait de l’œdème et en scintigraphie une augmentation du remodelage osseux. 12