Tomographie par émission de positons en pneumologie

Tomographie par émission de positons
en pneumologie
P Maszelin
H Foehrenbach
F Vaylet
O de Dreuille
G Bonardel
JF Gaillard
Résumé. – La définition d’une stratégie thérapeutique en pneumologie, plus particulièrement oncologique,
nécessite un grand nombre d’informations, que l’imagerie médicale est actuellement en mesure de fournir.
Mais si la description des lésions et de leur environnement est devenue très précise, il reste des difficultés pour
la caractérisation de leur nature exacte.
La tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose est une technique scintigraphique
permettant l’étude de la glycolyse, que l’on sait très augmentée au sein des lésions malignes. Elle produit une
imagerie des caractéristiques métaboliques des tissus étudiés, et est particulièrement intéressante pour le
diagnostic de malignité des nodules et des masses pulmonaires.
Le bilan d’extension entre également dans son domaine de compétence, du fait d’une exploration régionale et
corps entier. Sa grande qualité, à tous les stades de la maladie cancéreuse, permet d’optimiser les stratégies
thérapeutiques.
Elle permet aussi de rechercher une maladie résiduelle, grâce à ses possibilités de différenciation de la fibrose
post-thérapeutique et de la tumeur viable. Elle est capable de mettre en évidence précocement une récidive.
Ces performances permettent à nouveau d’optimiser la stratégie thérapeutique.
Cette technique a une évolution actuellement très rapide, tant du point de vue technique que des traceurs.
Des progrès concernent aussi la synthèse des informations fournies par les différentes techniques d’imagerie,
grâce à la mise au point d’appareils de détection couplés. Ces systèmes associent la tomographie par émission
de positons et la tomodensitométrie, et permettent d’envisager un bilan complet, métabolique et
anatomique, de la maladie en une seule procédure d’imagerie médicale.
© 2003 Editions Scientifiques et Médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés.
Mots-clés : tomographie par émission de positons (TEP), fluorodéoxyglucose (FDG), imagerie médicale,
nodule pulmonaire, cancer bronchopulmonaire, bilan d’extension, maladie résiduelle, recalage
d’images, imagerie multimodalité.
Introduction
La plupart des cancers bronchopulmonaires (CBP) sont
diagnostiqués initialement grâce au cliché radiographique
pulmonaire (RP), mais de nombreuses lésions bénignes ont des
caractéristiques radiologiques similaires à celles des lésions
malignes. La tomodensitométrie (TDM) du thorax est la technique
la plus fréquemment utilisée pour fournir des informations
supplémentaires anatomiques et morphologiques concernant ces
lésions. Il n’est cependant pas possible avec cette technique
d’affirmer la malignité d’une lésion au stade nodulaire, la
caractérisation lésionnelle restant limitée en imagerie [7].
En conséquence, différentes procédures de biopsies, en particulier
thoracoscopie, thoracotomie ou biopsie transpariétale, sont
généralement utilisées. Dans une population non sélectionnée, la
moitié de ces lésions sont de nature bénigne, et ne nécessiteraient
pas d’ablation. L’imagerie médicale intervient à tous les stades et à
toutes les périodes de la prise en charge de la maladie cancéreuse
bronchopulmonaire : diagnostic initial, bilan d’extension
ganglionnaire locorégional et bilan d’extension à distance,
optimisation des champs de radiothérapie, évaluation de la réponse
tumorale à la thérapeutique, détection de la maladie résiduelle ou
d’une récidive éventuelle.
Parallèlement à leurs caractéristiques anatomiques, les tumeurs
malignes ont un certain nombre de caractéristiques physiologiques
et métaboliques, connues depuis un grand nombre d’années. Les
premières données, acquises initialement vers la fin des années 1970,
en tomographie par émission de positons (TEP) au 18F-2-fluoro-2-
déoxyglucose (18F-FDG ou FDG), ont établi que cette technique
permet de réaliser une imagerie in vivo des caractéristiques
physiologiques et métaboliques des tissus et des lésions.
Comme toute technique d’imagerie, la TEP au FDG a ses faux
positifs (FP), ainsi, cette imagerie fonctionnelle ne saurait se
substituer aux données histologiques dans la prise de décisions
thérapeutiques actuelles, qui ne se résument plus à une simple
Philippe Maszelin : Spécialiste des Hôpitaux des Armées.
Hervé Foehrenbach : Professeur agrégé du Val-de-Grâce.
Olivier de Dreuille : Docteur en physique radiologique et médicale.
Gérald Bonardel : Assistant des Hôpitaux des Armées.
Jean-François Gaillard : Spécialiste des Hôpitaux des Armées.
Service de médecine nucléaire, hôpital d’instruction des Armées du Val-de-Grâce, 74, boulevard de Port-
Royal, 75230 Paris cedex 05, France.
Fabien Vaylet : Spécialiste des Hôpitaux des Armées.
Service des maladies respiratoires, hôpital d’instruction des Armées Percy, 101, avenue Henri-Barbusse,
92141 Clamart, France.
Adresse de l’auteur : service de médecine nucléaire, hôpital d’instruction des Armées Sainte-Anne, boulevard
Sainte-Anne, 83800 Toulon Naval, France.
Encyclopédie Médico-Chirurgicale 32-500-D-10
32-500-D-10
Toute référence à cet article doit porter la mention : Maszelin P, Foehrenbach H, Vaylet F, de Dreuille O, Bonardel G et Gaillard JF. Tomographie par émission de positons en pneumologie. Encycl Méd Chir (Editions Scientifiques et
Médicales Elsevier SAS, Paris, tous droits réservés), Radiodiagnostic - Coeur-Poumon, 32-500-D-10, 2003, 23 p.

32-500-D-10 Tomographie par émission de positons en pneumologie Radiodiagnostic
problématique « bénin / malin ». Aussi, doit-elle être confrontée et
interprétée en fonction d’un contexte clinique et radiologique.
Depuis 15 ans environ, la littérature souligne l’intérêt fondamental
représenté par la TEP au FDG (TEP-FDG) dans la prise en charge
pratique de la maladie néoplasique, particulièrement dans les
CBP [169, 170].
La mise en oeuvre et l’apport diagnostique de la technique dans
l’imagerie de cette famille de cancers sont présentés et discutés. En
préambule, des généralités physiques, pharmacologiques et
oncologiques sont exposées.
Rappel épidémiologique
Environ 25 000 nouveaux cas de CBP sont diagnostiqués chaque
année en France : c’est le cancer le plus fréquent chez l’homme. Il
représente environ 20 000 décès par an. C’est la première cause de
décès par cancer dans la plupart des pays occidentaux : 22 % en
France. C’est un cancer de pronostic sombre, puisque le nombre de
décès annuels reste encore proche du nombre des nouveaux cas, 10
à 15 % des malades ayant une survie prolongée de 5 ans. L’incidence
du CBP ne cesse d’augmenter en France. Dans la population
masculine française, les décès par CBP devraient encore être en
augmentation au cours des prochaines années. L’incidence
commence à diminuer aux États-Unis et en Europe du Nord, grâce à
la lutte antitabac. En 7 ans, en France, on a noté une augmentation
de 30 à 40 % des cas chez les femmes ; l’incidence du cancer féminin
est en augmentation partout dans le monde.
L’étiologie est dominée par le tabac, avec un risque multiplié par
60 pour 40 cigarettes/jour, sans oublier le tabagisme passif et sans
occulter d’autres facteurs, en particulier les facteurs professionnels :
amiante, chrome, fer, arsenic, nickel, etc. L’effet cancérigène de
l’amiante est multiplié par 100 quand amiante et tabac sont
cofacteurs. La principale chance de survie chez les personnes
atteintes d’un CBP réside dans le diagnostic précoce, permettant la
résection chirurgicale complète d’une maladie localisée.
Notions générales
PHYSIOLOGIE DE LA CELLULE CANCÉREUSE
Schématiquement, il est possible de caractériser les formations
tumorales malignes grâce à certaines particularités macroscopiques
ou microscopiques. Les informations macroscopiques relèvent du
domaine de l’imagerie médicale à haute résolution : la TDM,
l’imagerie par résonance magnétique (IRM), parfois l’échographie,
qui permet une caractérisation des structures et de l’anatomie. Les
caractères microscopiques des cellules malignes sont multiples :
– génétiques, avec un développement majeur attendu dans un futur
proche ;
– antigéniques : c’est le domaine des anticorps monoclonaux ;
– métaboliques, c’est-à-dire les caractères biochimiques particuliers
des cellules cancéreuses ;
– récepteurs membranaires et intracellulaires.
Ils constituent autant de cibles pour des vecteurs moléculaires,
choisis pour leur capacité à reconnaître une structure moléculaire
particulière ou à s’intégrer dans une voie métabolique. Le marquage
par un isotope radioactif d’un tel vecteur permet un suivi in vivo
ainsi qu’une représentation de sa distribution, sous forme d’image :
ceci représente le principe de base de toutes les applications de la
TEP en cancérologie (fig 1).
MÉTABOLISME DU GLUCOSE
L’augmentation du métabolisme du glucose des cellules tumorales
malignes résulte de plusieurs facteurs. L’une des caractéristiques de
1 Traceurs émetteurs de
positons. DG : déoxyglu-cose.
ces cellules est l’augmentation de leur métabolisme énergétique, par
le fonctionnement exagéré de la glycolyse, avec une production
accrue de lactates, au détriment de la voie oxydative.
L’augmentation de la glycolyse s’accompagne par ailleurs d’une
réorientation du métabolisme cellulaire vers la synthèse d’un pool
de précurseurs phosphorylés des acides nucléiques (shunt des
pentoses), indispensables à la prolifération cellulaire.
L’augmentation de la glycolyse est également en relation avec
l’expression accrue des transporteurs membranaires spécifiques du
glucose, par activation de la transcription : augmentation de
l’expression de l’acide ribonucléique messager (ARNm). Il existe
donc une augmentation de la captation cellulaire du glucose. On a
d’abord cru [175] que ce phénomène était dû à l’hypoxie, mais il se
produit aussi dans les tumeurs bien vascularisées. L’augmentation
de la glycolyse [174] a ensuite été rapidement rattachée à une
augmentation qualitative et quantitative de l’activité des principales
enzymes [177] contrôlant cette voie métabolique : hexokinase,
phosphofructokinase et pyruvate-déshydrogénase. L’accroissement
du flux glycolytique résulte d’une programmation génétique
parfaitement ordonnée, sous la dépendance directe de la
transformation et de la progression tumorales [172]. Cette
programmation reproduit dans une version pathologique,
permanente et non régulée, les mécanismes mis en jeu lors de la
prolifération des tissus sains ; il n’y a pas de différence fondamentale
dans la nature des phénomènes entre les cellules proliférantes et les
cellules cancéreuses [159]. La corrélation de l’augmentation de la
glycolyse avec la croissance tumorale n’est pas formellement établie ;
elle n’est pas uniquement dépendante de la vitesse de croissance,
mais intervient en amont des phénomènes de prolifération qu’elle
contribue à favoriser. Il existe par ailleurs un déterminisme commun
avec la mise en cycle et la prolifération des cellules ; c’est pourquoi
les oncogènes peuvent influer sur la consommation de glucose,
indépendamment de leur effet sur le cycle cellulaire. La mauvaise
qualité du microenvironnement, sans être le facteur causal,
intervient comme pression de sélection des cellules ayant une
capacité glycolytique élevée [172]. L’augmentation du métabolisme du
glucose n’est pas spécifique des tumeurs malignes : il peut être
augmenté dans les tumeurs bénignes ou dans les pathologies
inflammatoires, comme les granulomatoses.
D’autres traceurs ont été étudiés dans l’exploration de la physiologie
de la cellule cancéreuse ; en particulier l’incorporation des acides
aminés ou la synthèse protéique avec la méthionine, la tyrosine et la
prolifération cellulaire avec la thymidine.
TRACEUR
¦ Traceur du métabolisme glucidique :
le déoxyglucose (DG)
Dans les conditions physiologiques, tout comme le glucose naturel
le DG franchit la membrane cellulaire par diffusion facilitée par les
transporteurs membranaires du glucose Glut, Glut-1 essentiellement.
Le DG intracellulaire est phosphorylé en position 6 par l’hexokinase
en déoxyglucose-6-phosphate (DG-6-P). Dans la chaîne glycolytique,
il existe une accumulation intracellulaire de DG-6-P, par faible
activité de la G-6-P-isomérase ; il s’agit d’un phénomène de blocage
enzymatique, aboutissant à l’accumulation de DG-6-P dans la cellule
cancéreuse. L’absence de groupement OH en position 2 du DG est
la condition nécessaire au blocage enzymatique. Torizuka [161]
souligne l’importance de la capacité de phosphorylation du glucose
dans les cellules de CBP, qui aboutit à des intensités de fixation
potentiellement plus élevées.
2

Radiodiagnostic Tomographie par émission de positons en pneumologie 32-500-D-10
Parallèlement à ce blocage enzymatique, il existe d’autres
phénomènes qui vont contribuer à l’accumulation de DG-6-P dans
la cellule. En effet, on met en évidence une augmentation de la
concentration et de l’activité de l’hexokinase de type II, associée à
une activité enzymatique des mitochondries du métabolisme
glucidique [155] au niveau du tissu tumoral, ainsi qu’une
accumulation de DG-6-P par phénomène de rétrodiffusion. Il existe
aussi une diminution de l’activité de la glucose-6-phosphatase, ce
qui rend le retour du DG-6-P vers le DG négligeable [147], sauf dans
les cellules hépatiques, ce qui explique les médiocres performances
de ce traceur dans l’exploration des cancers hépatiques primitifs.
Ainsi, le DG porteur d’une charge négative ne peut diffuser à travers
la membrane cellulaire vers le milieu extracellulaire et s’accumule
dans la cellule, sans subir de dégradation supplémentaire [47], servant
de support à la visualisation du tissu tumoral en TEP (fig 2).
Le DG est un indicateur de l’activité glycolytique, ayant permis une
mesure de la consommation cérébrale du glucose chez l’animal par
autoradiographie dès 1977, grâce à un marquage au carbone 14 [149],
puis chez l’homme sur des coupes tomographiques, grâce à un
marquage au fluor 18 [127]. Dans des cellules néoplasiques, cette
accumulation de DG intracellulaire devient particulièrement
importante. En effet, il est démontré que la différence
d’accumulation tumorale du DG entre la cellule tumorale et la
cellule normale est principalement due à l’activation de Glut-1, dont
la transcription génique intervient précocement lors de la
transformation maligne, avec une augmentation de l’ARNm, 3 à
4 jours avant les transformations morphologiques [51]. L’intensité de
la fixation du DG et l’hyperexpression de Glut-1 sont corrélées à la
taille tumorale, mais il n’existe pas de corrélation statistique
significative entre la fixation du DG et une surexpression des
transporteurs [13, 107]. La captation augmentée du DG par les cellules
néoplasiques est in vivo plus ou moins corrélée à de nombreux
facteurs, touchant à la fois à la prolifération et au métabolisme des
cellules : on peut séparer ces différents facteurs en une composante
cellulaire, une composante extracellulaire et une composante
inflammatoire non tumorale.
Les facteurs cellulaires sont :
– le taux de prolifération tumorale ; ceci est mis en évidence pour
tous les types histologiques de cancers pulmonaires non à petites
cellules (CBNPC) [171] ;
– le nombre de cellules tumorales viables [71, 74] ;
– le degré d’oxygénation cellulaire [155].
Le facteur extracellulaire essentiel est le débit sanguin.
Le dernier élément intervenant dans ce domaine est le degré de
l’inflammation cellulaire.
Au sein d’une même tumeur vont donc coexister une accumulation
de DG par captation dans les cellules cancéreuses, et une
accumulation par captation dans les cellules inflammatoires non
cancéreuses. La captation augmentée du DG est de plus en
interdépendance étroite avec d’autres processus métaboliques, en
particulier le catabolisme de l’acide glutamique. Elle ne reflète pas
le type histologique de cellule cancéreuse concerné [156]. Ceci
implique que ce traceur ne peut être spécifique de la lésion
tumorale ; en effet, des lésions inflammatoires et/ou infectieuses
possèdent une activation de la glycolyse leucocytaire et
HO O HO
O
macrophagique pouvant augmenter la fixation du DG. Le DG
marqué au fluor 18 (18F-FDG) a permis la réalisation de la première
imagerie tumorale par positons dès 1982 ; les premières applications
cliniques ont concerné les gliomes cérébraux [33].
¦ Fluor 18 (18F)
Le fluor 18 est un isotope radioactif, émetteur bêta+ du fluor. Le
bêta+ ou positon est un électron chargé positivement. Le fluor 18 est
un membre de la famille des halogènes. Cet élément peut être fixé
chimiquement à une molécule organique, dont il modifie peu la
structure en raison de son encombrement réduit, quasiment
identique à celui d’un groupement hydroxyle (OH), auquel il se
substitue (fig 3).
Une fois émis par le noyau radioactif, le positon perd son énergie
cinétique lors de son parcours dans le milieu environnant, et
rencontre un électron. Le libre parcours moyen du positon dans
l’organisme est de 0,5 mm pour le fluor 18 (0,6 mm dans l’eau).
L’énergie cinétique la plus probable des positons pour le fluor 18 est
de 0,25 MeV ; l’énergie d’émission bêta+ max est de 0,635 MeV. Il se
produit alors une réaction d’annihilation dans le milieu, avec
l’émission de deux photons gamma de 511 keV dans des directions
antiparallèles. Le fluor 18 a une durée de vie courte : 110 minutes. Il
est produit dans un cyclotron par l’irradiation d’eau enrichie en
oxygène 18 [92], par un faisceau de protons de 16 MeV.
¦ Marquage du DG : le 2-fluoro-2-D-déoxyglucose
(18F-FDG)
Le fluor 18 est, selon les connaissances actuelles, le seul isotope
capable de marquer le glucose, utilisable en imagerie oncologique
de façon satisfaisante. On obtient ainsi une détermination in vivo de
la distribution du DG, en détectant l’émission radioactive du fluor
18. Le fluor 18 est utilisé pour synthétiser le 18F-FDG [154], par
substitution électrophile ou nucléophile : introduction en position 2
du fluor 18 (fig 3), selon la méthode Hamacher « classique » [63]. Cette
synthèse chimique est entièrement automatisée et dure environ
55 minutes. D’autres tentatives de marquage du glucose ont été
effectuées, en particulier à l’aide d’iode 123, émetteur gamma pur
pour l’imagerie en tomographie d’émission de simple photon
(TESP), mais ce traceur n’a pu être utilisé pour l’imagerie
oncologique, en l’absence d’accumulation stable dans les cellules
malignes.
¦ Distribution physiologique du 18F-FDG
Après son administration intraveineuse, la majeure partie du FDG
est rapidement éliminée des vaisseaux sanguins, avec une demi-vie
plasmatique de moins de 1 minute. Il diffuse dans un large volume
de l’organisme (fig 4).
Approximativement, 20 % du FDG administré sont excrétés dans les
urines dans les 2 premières heures suivant l’injection [86]. Chez le
sujet normal, le FDG se concentre fortement dans les corps
cellulaires des neurones des cortex cérébral et cérébelleux, ainsi que
des noyaux gris centraux. Il se concentre plus modérément dans le
foie et dans la rate. Sur le myocarde, la fixation est variable en
fonction de l’état métabolique du sujet. Les reins concentrent et
éliminent le traceur, qui n’est pas réabsorbé au niveau des tubules,
2 Fluorodéoxyglucose
(FDG) et métabolisme ma-lin
(cellulaire). E : énergie.
OH
OH
OH
OH
OH
HO
HO
18F
D-glucose 2-18F-2-déoxyglucose
3 18F-fluorodéoxyglucose (FDG).
3

puis il s’accumule dans les voies excrétrices et surtout dans la vessie.
Une fixation modérée est notée au niveau des muscles oculaires,
dans les glandes lacrymales, dans les glandes salivaires et au niveau
des formations lymphoïdes du nasopharynx. Une fixation
musculaire est fréquemment notée, elle dépend du degré d’activité
des muscles, en particulier en cas d’effort ou de tension musculaire
accrue pendant la période suivant l’injection. Elle concerne les
muscles masticatoires [36], laryngés, sterno-cléido-mastoïdiens et les
autres muscles cervicaux, les muscles paravertébraux thoraciques,
dorsaux : trapèzes, rhomboïdes et de façon plus générale tous les
muscles squelettiques. De façon plus inconstante, il existe une
fixation physiologique liée à l’activité normale du radiotraceur [25,
137], de topographie :
– oesophagienne ;
– cæcale : en relation avec un abondant tissu lymphoïde ;
– diaphragmatique, induite par l’hyperventilation ;
– thymique : chez les patients les plus jeunes ;
– périphérique de la peau.
Sur le squelette axial, elle est en réalité d’origine médullaire. La
fixation est faible dans les tissus graisseux. Enfin, il existe une
fixation intestinale du FDG, sans que l’on soit en mesure d’affirmer
actuellement si celle-ci est d’origine pariétale ou en relation avec le
contenu intestinal.
Il existe une variation de la distribution physiologique du FDG dans
le parenchyme pulmonaire [116], avec des variations de 41 % entre la
région postérobasale du poumon et la partie antérosupérieure. Ce
phénomène peut influer sur la détectabilité des lésions pulmonaires.
Le 18F-FDG est un radiopharmaceutique présentant un certain
nombre d’avantages pour l’oncologie, en particulier
bronchopulmonaire :
– une fixation tumorale élevée ;
– une faible activité vasculaire ;
– un bon contraste entre les zones cibles et les zones environnantes.
¦ Tolérance du radiotraceur
L’injection du 18F-FDG ne provoque pas d’effet secondaire. Le
caractère non antigénique du 18F-FDG permet d’effectuer plusieurs
examens ; son utilisation sur une période de 3 semaines chez le chien
à des doses 150 fois supérieures, et chez la souris à des doses
3 000 fois supérieures à la dose utilisée chez l’homme, n’a jamais
mis en évidence de signe de toxicité [150]. De plus, plusieurs dizaines
de milliers d’injections de 18F-FDG chez l’homme ont déjà été
réalisées dans le monde, sans qu’aucun effet secondaire n’ait jamais
été signalé [142].
¦ Autorisation de mise sur le marché (AMM) du
18F-FDG
L’Agence française de sécurité Sanitaire des produits de santé
(AFSSAPS) a accordé une AMM au 18F-FDG en 1998, complétée
début 2002, avec des indications précises en oncologie
bronchopulmonaire :
– diagnostic différentiel d’un nodule pulmonaire isolé ;
– caractérisation d’une masse pulmonaire ;
– bilan d’extension des CBP ;
– suivi thérapeutique des CBP, à l’exception de la forme
bronchioloalvéolaire ;
– récidive ;
– cas où les données bibliographiques et le contexte clinique
amènent à la décision pluridisciplinaire d’utilisation du radiotraceur.
Actuellement, il existe deux produits sur le marché français : Flucist
et Glucotept.
DÉTECTION
¦ Tomographe par émission de positons (TEP)
Toute désintégration d’un positon se caractérise par l’émission de
deux photons gamma de 511 keV, émis dans des directions
opposées. Cette propriété est intrinsèquement utilisée par le TEP
pour déterminer la projection du lieu d’annihilation, au moyen de
deux détecteurs indépendants, qui mesurent quasi simultanément
deux photons de 511 keV. Le circuit de coïncidence est basé sur deux
critères : une fenêtre temporelle, de l’ordre de 5 à 15 nanosecondes
et une fenêtre en énergie. Les détecteurs, constitués d’un scintillateur
et d’un photomultiplicateur (PM), sont répartis sur plusieurs
anneaux autour du patient, afin de mesurer les différentes
projections de l’objet. Une étape de reconstruction tomographique
fournit la distribution tridimensionnelle du traceur au sein du
patient. Des algorithmes de reconstruction itérative sont employés,
et fournissent une image de meilleure qualité que celle des
algorithmes de rétroprojection filtrée, par la réduction des artefacts
de reconstruction autour des points chauds (fig 5, 6).
4 Examen de tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG)
physiologique. Images reconstruites sans correction d’atténuation (A) et avec
correction d’atténuation (B). Coupes frontales. Quelques fixations normales du tra-ceur
: myocardique (flèche droite), rénale et vésicale (signalisation droite), colique (flè-che
droite à entaille), musculaire (flèche droite rayée), salivaire (rectangle avec flèche
vers la droite), gastrique (flèche courbée vers la gauche) et hépatique (chevron).
*A
*B
4

Les performances des systèmes varient en fonction de la conception
du TEP et du type de scintillateur utilisé, la résolution spatiale varie
de 5 à 8mm. Ceci constitue une limite pour la détection de petits
foyers de fixation pathologiques. Les performances en taux de
comptage sont extrêmement variables d’un appareil à un autre.
Ceux-ci sont saturables, et ne fonctionnent donc de façon optimale
que dans une certaine fourchette d’activité, spécifique à chaque type
de machine. L’arrivée de nouveaux scintillateurs, l’orthosilicate de
luthétium (LSO) ou l’orthosilicate de gadolinium (GSO), permet une
augmentation importante de l’efficacité de détection, et donc la
diminution de moitié de la durée des acquisitions. Les
caractéristiques techniques de ces machines sont en évolution
constante [8, 28].
¦ Mesures de transmission et correction d’atténuation
En TEP, une proportion importante des photons de 511 keV est
atténuée au sein du patient par les tissus qu’ils traversent. Les
images obtenues en l’absence de correction du phénomène
d’atténuation sous-évaluent les fixations profondes. Une correction
doit être mise en oeuvre pour restituer une image représentative de
la distribution du radiotraceur ; une mesure de l’atténuation, sur
chaque ligne de détection, doit donc être effectuée. Pour y parvenir,
une mesure de transmission, réalisée avec une source externe,
permet de connaître la distribution des coefficients d’atténuation au
sein du patient. Plusieurs solutions le permettent ; elles utilisent soit
des sources radioactives émettrices bêta+ de germanium 68 (68Ge),
soit des sources radioactives émettrices gamma de césium 137
(137Cs), soit des rayons X (TDM). La qualité de la mesure de
l’atténuation est croissante du 68Ge aux rayons X.
La correction d’atténuation va avoir une influence sur la détection
des petits nodules pulmonaires ; en minorant les contrastes et en
limitant la résolution, les nodules pulmonaires de petite taille ne
sont pas vus par l’image de transmission, et par conséquent sur les
images en coupes corrigées de l’atténuation. Le temps de mesure
peut être réduit et compensé par des traitements informatiques
adaptés, et surtout du fait de la nature du cristal scintillateur. Les
traitements informatiques exploitent des techniques de segmentation
des structures d’atténuation différentes, à partir des images de
transmission bruitées et/ou biaisées [145, 146, 183]. La valeur correcte du
coefficient d’atténuation linéaire à 511 keV est alors affectée à
chaque structure. Ceci permet aujourd’hui, en oncologie
bronchopulmonaire, d’effectuer des acquisitions rapides
(30 minutes) du corps entier, comprenant une correction
d’atténuation par les images de transmission [28].
¦ Dosimétrie
L’intérêt de la TEP réside dans la production par le traceur émetteur
de positons d’une activité spécifique élevée, qui permet d’injecter
une faible quantité de 18F-FDG. On rappelle qu’en médecine
nucléaire, la période effective d’un radiotraceur se mesure selon la
formule :
Teff
-1 = Tphys
-1 + Tbiol
-1
où : Teff = période effective (ou demi-vie effective) du radiotraceur
dans le tissu ou l’organisme concerné ; Tphys = période physique (ou
période radioactive) ; Tbiol = période biologique (ou demi-vie
d’élimination biologique).
La Teff d’un radiotraceur est donc toujours plus courte que la Tphys,
un grand nombre de paramètres biologiques, physiologiques et
pathologiques intervenant par ailleurs dans la Tbiol du radiotraceur.
La courte Teff des émetteurs de positons est un facteur de diminution
de l’exposition du patient. A contrario, d’autres facteurs augmentent
l’exposition des patients lors de l’injection d’un émetteur de
positons : le fait qu’il s’agisse d’une émission bêta d’une part, la
haute énergie des photons gamma d’annihilation d’autre part.
L’activité de FDG injectée par voie intraveineuse est fonction du
poids du patient et du type de machine employé, en raison du
phénomène de saturation des détecteurs, variable selon les types de
machines. Chaque machine présente ainsi un domaine de
fonctionnement optimal, guidant l’activité à injecter au patient en
fonction de son poids. Le respect des bonnes pratiques en médecine
nucléaire permet de trouver un bon compromis entre l’exposition
du patient, la qualité des images et la non-saturation des détecteurs.
L’activité injectée au patient oscille, en fonction de ces différents
paramètres, entre 150 et 550 MBq. Elle est responsable d’une dose
efficace se situant entre 2,8 et 10 mSv (19 μSv/MBq chez l’adulte).
Ces valeurs sont du même ordre que celles observées pour une
scintigraphie osseuse aux diphosphonates marqués avec du
technétium 99m (99mTc) ou pour des examens TDM. On rappelle
que la dose équivalente correspondant à l’exposition à la
radioactivité naturelle, dans le Bassin parisien, est de l’ordre de
2,5 mSv par an. En termes de dose absorbée, l’organe critique est la
vessie ; en effet, la paroi vésicale d’un adulte reçoit en moyenne une
5 Tomographe par émission de positons (TEP). Modèle C-PETy, UGM - ADAC-Philips.
1
Patient en décubitus dorsal
Réaction d'annihilation du

positon au sein du patient

Détection externe
(émission) des photons

gamma de 511 keV (ligne de
réponse)

Correction d'atténuation
(mesure de transmission)
6 Tomographie par émis-sion
de positons : détection
en coïncidence. Détection
en coïncidence des photons
émis au sein d’un patient
(émission) lors de l’annihi-lation
d’un positon, correc-tion
d’atténuation. 1. An-neau
de détecteurs (scintil-lateurs
+ photomultiplica-teurs).
5

*A *B *C
7 Vers l’imagerie multimodale tomographie par émission de positons/tomodensitométrie (TEP/TDM). Diagnostic d’un nodule basal droit. Recalage multimodalité par maximi-sation
de l’information mutuelle (application mmmp, HIAVal-de-Grâce, Paris 5e).TDMen coupe transverse (A), TEP-FDG en coupe transverse (B), recalage TEP/TDM en coupe
transverse (C). Nodule TDM (carré). Nodule TEP (losange). Recalage des images du nodule TEP/TDM (octogone). Fixation myocardique physiologique (flèche droite).
dose de 160 μGy/MBq et dans une moindre mesure le coeur, qui
reçoit en moyenne une dose de 62 μGy/MBq. Le cerveau reçoit en
moyenne une dose de 28 μGy/MBq et chacun des autres organes
reçoit des doses comprises entre 12 et 21 μGy/MBq (données de
l’International Commission on Radiological Protection [ICRP],
publications 53 et 60, chez l’adulte) [79, 80].
¦ Mise en correspondance d’un volume TEP
avec un volume anatomique
La localisation anatomique précise des hyperfixations n’est souvent
pas évidente sur les images TEP, par manque de références
anatomiques, seules les structures fixant le traceur étant visualisées.
En revanche, les images obtenues avec la TDM ou l’IRM fournissent
de manière très précise la localisation des structures anatomiques.
Les deux images, TEP et TDM, ou TEP et IRM, sont
complémentaires et mises en correspondance ou fusionnées, grâce à
différentes techniques de recalage, rigide ou élastique ; elles
permettent d’exploiter au mieux l’apport de chaque type
d’imagerie [45]. De nombreux travaux sont actuellement en cours
dans ce domaine (fig 7).
Pour les explorations thoraciques et abdominales, ces méthodes sont
relativement difficiles à mettre en oeuvre, du fait des déformations
observées entre les deux séries d’images, nécessitant de recourir à
des méthodes de recalage élastique. Pour résoudre ce problème,
l’ensemble des industriels propose actuellement un autre concept :
celui des appareils mixtes TEP/TDM, qui réalisent dans la durée
d’examen ces deux acquisitions. Les avantages de ces équipements
sont nombreux. La correction d’atténuation se base sur l’examen
TDM, qui est réalisé beaucoup plus rapidement que les acquisitions
de transmission réalisées avec des sources radioactives. Par ailleurs,
la fusion des images TEP et TDM permet une excellente localisation
anatomique des foyers fixant le FDG. Cette double information est
particulièrement utile pour le balisage des lésions et l’optimisation
des balistiques de radiothérapie. Le couplage des machines TEP et
IRM est aujourd’hui limité à de rares centres de recherche, de
nombreux problèmes restant à résoudre, tout particulièrement celui
de l’interférence entre les champs magnétiques et les PM des TEP.
¦ Quantification
Le TEP détecte des photons gamma d’annihilation de haute énergie,
après correction d’un certain nombre de phénomènes physiques, qui
va aboutir à la formation d’une image, au sein de laquelle existe
une relation directe entre l’intensité du signal et l’intensité de
fixation du traceur. Cette intensité est une mesure quantitative de la
fixation, et peut être exprimée en concentration radioactive par
voxel, au moyen d’une procédure d’étalonnage de la machine. À
partir de ces images et d’un modèle mathématique, il est possible
de quantifier la consommation de glucose au sein des différentes
lésions. Qualitativement, le glucose et le DG sont identiques, mais
quantitativement, il existe une petite différence entre ces deux
molécules. Par exemple, le DG a une affinité supérieure pour les
transporteurs par rapport au glucose, mais une affinité plus faible
pour l’hexokinase. La quantification du métabolisme glucidique
tissulaire ou lésionnel en TEP-FDG nécessite de connaître la valeur
du facteur de correction existant entre la clairance du FDG et celle
du glucose : il s’agit de la lumped constant du FDG [66]. La lumped
constant est définie comme le facteur de conversion ou quotient
entre les fixations du FDG et du glucose, mesurées en millilitres par
gramme et par minute (mLg-1min-1. Elle a été calculée initialement
au niveau du cerveau, avec une valeur moyenne de 0,81 ± 0,15 [67].
Sa valeur est différente selon l’organe concerné, mais aussi selon
l’état métabolique du patient, en particulier l’insulinémie [88]. En
routine clinique, la valeur de la lumped constant est supposée égale
à 1. La quantification, spécificité de la TEP, a un intérêt clinique dans
le diagnostic différentiel entre les lésions bénignes et malignes, mais
aussi pour évaluer l’efficacité ou l’inefficacité de la thérapeutique à
différentes étapes du traitement chez le même patient [76]. Selon
certains auteurs, la quantification améliore la spécificité des examens
TEP-FDG, lorsque se pose le problème des faux positifs (FP) liés aux
processus inflammatoires intrathoraciques, et sa validation plus
complète pourrait induire un impact favorable sur le rapport
coût/efficacité de la prise en charge chirurgicale des nodules et des
masses pulmonaires. De nombreuses méthodes ont été proposées
pour parvenir à la quantification absolue des examens au FDG. Les
méthodes de référence, les plus complexes et les plus précises,
quantifient de manière absolue la consommation en glucose, en
mLg-1min-1 pour 100 g de tissu ; elles font appel à l’utilisation d’un
modèle mathématique de la cinétique du glucose. La mise en oeuvre
de ce modèle est extrêmement contraignante ; il s’agit d’une
méthode compartimentale, avec nécessité de prélèvements artériels
multiples, ce qui la rend inutilisable en pratique clinique. Plusieurs
tentatives de simplification de cette méthode de quantification
absolue ont été proposées [161].
Il est nécessaire de définir des indices de quantification plus
pratiques, simples à mettre en oeuvre du point de vue clinique et
facilement reproductibles. Plusieurs solutions ont été proposées,
avec des algorithmes plus ou moins aisés à mettre en oeuvre en
pratique. La technique la plus largement utilisée en clinique est le
standardized uptake value (SUV). Il s’obtient en normalisant la
concentration tissulaire en FDG par l’activité injectée et par le poids
du patient : masse totale ou masse maigre ou encore surface
corporelle [112, 185]. Les avantages et les limites [89] de cette méthode
sont présentés dans le paragraphe suivant (fig 8).
¦ Influence de la quantification SUV
sur les performances diagnostiques
Plusieurs études ont comparé une approche visuelle qualitative à
une estimation quantitative [61, 76, 81, 102, 132, 143] de la fixation du FDG.
Analyse visuelle et SUV obtiennent les meilleurs résultats, mais les
différences ne sont pas significatives [28]. Dans l’ensemble,
l’introduction d’un critère diagnostique quantitatif (SUV) aboutit à
6

une diminution modérée de la sensibilité et une augmentation
variable, parfois importante, de la spécificité. Le plus souvent, ces
différences ne sont pas significatives. Pour les études consacrées au
diagnostic de malignité des nodules et masses pulmonaires, la
valeur-seuil de SUV la plus fréquemment retenue est 2,5. Dans une
étude chez 81 patients [34], il est constaté que le SUV moyen des
lésions pulmonaires malignes (5,9 ± 2,7) est significativement
différent du SUV des lésions bénignes (2,0 ± 1,7). En utilisant un
SUV de 2,5 comme valeur-seuil, la sensibilité est de 100 % et la
spécificité de 79 %. Cette étude ne met pas en évidence de
corrélation entre le diamètre lésionnel et la fixation du FDG mesurée
par SUV. Cependant, une corrélation significative est retrouvée entre
le SUV et le temps de doublement lésionnel.
Il existe des divergences plus importantes pour les autres
applications. Pour le bilan d’extension médiastinal des CBP, une
valeur-seuil optimale de 4,4 est rapportée, à l’issue d’une analyse
ROC (Receiver Operating Characteristic) [166]. Dans un contexte de
bilan de récidive, une valeur-seuil de 5 permet d’obtenir les
meilleurs chiffres de performances [81]. Le SUV a été proposé pour le
suivi de la fixation d’une lésion au cours du temps, mais un certain
délai est nécessaire pour atteindre un plateau de fixation lors d’un
examen [64] ; ce délai est de surcroît différent avant et après
chimiothérapie : 298 ± 42 minutes avant et 154 ± 31 minutes après
traitement.
La limite essentielle du SUV est représentée par la grande variabilité
de la région d’intérêt, interopérateur et parfois avec le même
opérateur en cas d’examens successifs chez le même patient, que
l’on peut contourner en pratique par la mesure du SUVmax, c’est-à-dire
la valeur du SUV dans le voxel d’intensité maximale.
Dans la même optique, différents index quantitatifs ont été testés du
point de vue des performances diagnostiques [76], certains permettant
d’obtenir une estimation de la fixation pour la totalité de la tumeur,
en s’affranchissant de la nécessité d’un tracé subjectif de région
d’intérêt [182].
MÉTHODOLOGIE DES EXAMENS TEP-FDG
Le 18F-FDG est le radiotraceur utilisé dans la majorité des cas en
TEP, en raison de son accumulation importante dans les cellules
néoplasiques. Ce sous-chapitre se propose de réaliser une revue de
détail des recommandations, parfois contraignantes pour le patient,
nécessaires à l’obtention d’une imagerie FDG de qualité optimale.
Compte tenu de la nature du radiotraceur utilisé, il est primordial
8 Quantification absolue en TEP-FDG : le Standardized
Uptake Value (SUV). La fixation, rapportée à l’activité injec-tée
et normalisée par le volume du patient (poids), est utilisa-ble
si la méthodologie est rigoureuse (calibration du tomogra-phe,
facteur d’étalonnage permettant de comparer le nombre de
coups/voxel à la concentration radioactive en Bq/mL). Cas
d’un nodule adénocarcinomateux de la périphérie du poumon
gauche (flèche droite), dont le SUV maximal (voxel compor-tant
la concentration radioactive la plus importante) est me-suré
à 6,6 (vert pâle sur l’échelle de couleur).
A. TDM en coupe transverse.
B. TEP en échelle SUV, en coupes sagittales (ligne du
haut), frontales (ligne du milieu) et transverses (ligne du
bas), échelle SUV à droite.
de réaliser un examen TEP-FDG chez un patient dont l’équilibre
glycémique est normal. L’imagerie TEP-FDG est idéalement réalisée
alors que le patient est à jeun, afin de minimiser l’inhibition
compétitive de la fixation du FDG par le glucose sérique [100]. Un
jeûne de 4 heures avant l’injection est recommandé, hormis de l’eau
pure et les médicaments indispensables tels que les antalgiques. Un
jeûne de 12 heures peut diminuer l’accumulation du FDG par le
myocarde, car il permet une absence de compétition entre le glucose
et le FDG au niveau des transporteurs membranaires, et d’améliorer
ainsi la détection des métastases médiastinales. L’examen ne doit
jamais être réalisé chez un patient diabétique non équilibré. Hormis
chez un patient diabétique, la glycémie n’est pas mesurée de
manière systématique avant l’administration du FDG. Si elle est
supérieure à 200 mg/dL, l’étude TEP est retardée jusqu’à ce que la
glycémie soit inférieure à cette valeur. L’administration d’insuline,
si elle n’est pas contre-indiquée en même temps que le FDG, doit
être évitée [160], car elle entraîne une augmentation de l’accumulation
du FDG dans le muscle squelettique ; une quantité plus faible de
FDG est alors disponible pour s’accumuler au sein des tumeurs.
L’influence de la glycémie au moment de l’injection du traceur a été
étudiée [97] ; pour les mêmes lésions, le SUV passe de (5,07 ± 1,89) à
(2,84 ± 0,97) lorsque la glycémie passe de 4,5 à 8,9 mmol/L.
Après ponction veineuse périphérique, une perfusion de sérum salé
isotonique est réalisée, afin d’hydrater les patients et d’obtenir une
bonne diurèse, permettant une optimisation des conditions de
l’examen. En cas de cathéter périphérique ou central déjà en place,
il est inutile de ponctionner les veines du patient. Un rinçage de la
tubulure ou de la chambre après injection du traceur, avec quelques
millilitres de sérum physiologique est suffisant pour éviter la
persistance d’une accumulation résiduelle de FDG au site
d’injection. La vessie, émonctoire principal du radiotraceur, est le
siège le plus souvent d’une activité importante. Cette fixation très
intense sur les images génère fréquemment des artefacts.
L’administration d’un diurétique tel que le furosémide, voire dans
certains cas un cathétérisme urinaire avec lavage vésical, peuvent
être utilisés à la demande, pour éliminer ces artefacts. Des mictions
fréquentes sont préconisées avant l’examen, afin de limiter
l’irradiation génito-urinaire ; une dernière miction est toujours
réalisée juste avant le début de l’acquisition.
Afin de limiter l’activité musculaire physiologique du traceur et
ainsi d’assurer une qualité optimale aux images réalisées, il convient
que le patient s’abstienne de tout exercice physique important la
veille de l’examen. Compte tenu de l’importance de l’activité
*A
*B
7

digestive physiologique du traceur chez de nombreux patients, on
peut proposer la prise per os, 30 minutes avant l’injection du FDG,
d’un agent musculotrope antispasmodique, qui diminue l’activité
gastrique et colique du radiotraceur. Par ailleurs, le repos musculaire
doit être complet, le patient ne devant pas parler avant l’examen, ni
lire, ni mâcher. Des anxiolytiques et des myorelaxants tels que les
benzodiazépines peuvent être prescrits, 30 minutes avant
l’administration du FDG. Enfin, le patient doit être en mesure
d’endurer un décubitus prolongé lors de l’acquisition. Un certain
nombre d’autres conditions préalables à la réalisation de l’examen,
recommandées par la Society of Nuclear Medicine (SNM) [137],
doivent d’être réunies, telles que :
– l’absence d’exploration diagnostique invasive récente, telle qu’une
biopsie moins de 1 semaine auparavant ;
– l’absence de maladie inflammatoire intercurrente connue ;
– l’absence de processus granulomateux inflammatoire local, tel
qu’un antécédent de talcage pleural.
Il est recommandé de réaliser les acquisitions TEP dans la position
bras au-dessus de la tête, afin de limiter les artefacts de
reconstruction. L’acquisition tomographique débute en moyenne 45
à 75 minutes après l’injection du FDG, et dure selon les machines de
20 à 70 minutes. On rappelle que l’activité injectée au patient oscille,
en fonction des différents paramètres détaillés dans le chapitre
concernant la dosimétrie, entre 150 et 550 MBq.
En oncologie bronchopulmonaire, l’examen TEP-FDG comporte
systématiquement une acquisition corps entier. Celle-ci s’étend
habituellement de la partie basse de l’encéphale, afin d’éviter une
saturation de l’image par la fixation physiologique intense du
cerveau, à la racine des cuisses.
Différents auteurs précisent qu’il est inutile de rechercher des
métastases cérébrales de CBP en TEP-FDG, en raison d’une trop
faible spécificité, ceci étant lié au fait qu’il existe une fixation
physiologique très intense du FDG dans le tissu cérébral. Si une
lésion est suspectée ou connue au niveau des extrémités inférieures,
l’acquisition est prolongée jusqu’aux orteils ; ce cas de figure est rare.
TEP au 18F-FDG en oncologie
bronchopulmonaire
L’imagerie TEP au 18F-FDG apporte à l’heure actuelle un grand
nombre de réponses aux questions posées dans le CBP. Elle est à
l’origine d’une littérature riche, faisant l’objet actuellement de
travaux de synthèse [12, 44, 48, 133].
DIAGNOSTIC DE MALIGNITÉ D’UN NODULE
OU D’UNE MASSE PULMONAIRE
Le bénéfice de la technique attendu dans le CBP est important, car il
permet d’éviter la résection de 20 à 40 % des nodules solitaires isolés,
de nature bénigne [103, 114].
¦ Rappel
Le nodule pulmonaire est défini comme une lésion se présentant
sous la forme d’une opacité grossièrement sphérique, d’un diamètre
compris entre 2 et 30 mm. Au-delà, le terme consacré est celui de
masse pulmonaire. Les étiologies sont multiples : tumorales
bénignes ou malignes, infectieuses, congénitales, vasculaires,
inflammatoires dans le cadre de maladies générales…
Les nodules et les masses pulmonaires solitaires sont dépistés soit à
l’occasion d’un symptôme, soit de manière fortuite sur une RP [26]
pratiquée dans le cadre de pathologies non pulmonaires, ou d’un
bilan systématique professionnel ou préopératoire. Il est à noter que,
de plus en plus souvent, un nodule pulmonaire est mis en évidence
de manière fortuite sur des coupes TDM, à l’occasion d’un examen
de dépistage (protocoles) ou d’un examen réalisé pour une autre
pathologie.
L’incidence des nodules et des masses pulmonaires solitaires est
élevée, environ 50 nouveaux cas pour 100 000 habitants et par an,
sur des données radiologiques. Ces données sont sous-évaluées, la
RP ne détectant pas 70 % des lésions de moins de 10 mm, et
seulement 30 % des nodules de 10 à 30 mm [151].
La diversité des étiologies et la crainte du CBP ont conduit à
rechercher des critères cliniques, radiologiques [54], voire statistiques,
pour éviter d’avoir recours à des gestes invasifs [21, 85]. Sur le plan
clinique, l’existence d’antécédents de néoplasie, un âge supérieur à
50 ans, un tabagisme, plaident en faveur de la malignité. Si 80 % des
nodules pulmonaires bénins mesurent moins de 20 mm, tout nodule
(ou masse) pulmonaire de plus de 35 mm apparaît comme a priori
malin. Un temps de doublement compris entre 30 et 500 jours,
comme l’existence de contours spiculés, lobulés plaident pour la
malignité [117, 158].
En l’absence de critères décisifs et devant la nécessité d’obtenir une
certitude histologique, le premier examen réalisé est généralement
l’endoscopie bronchique. Mais, le rendement des prélèvements
endobronchiques sans lésion visible en endoscopie, ce qui est le plus
souvent le cas devant une opacité de moins de 30 mm, est faible :
10 % pour la cytologie de l’aspiration bronchique, 5 % pour la
biopsie d’un éperon. L’utilisation d’un amplificateur de brillance
permet d’augmenter la rentabilité de ces gestes, avec un diagnostic
positif dans 43 % des cas avec un brossage dirigé, et dans 53 % des
cas avec une biopsie distale. Les lavages dirigés peuvent être
contributifs. La morbidité de ces techniques est faible : réaction
fébrile après un brossage ou un lavage, hémoptysies après une
biopsie distale rarement inquiétante. Le plus souvent, devant un
nodule pulmonaire périphérique, deux autres techniques sont
envisagées : la ponction transpariétale et la thoracoscopie
vidéoassistée.
Les ponctions transpariétales apportent le diagnostic avec une
spécificité de l’ordre de 90 à 95 %. La sensibilité est plus faible, de
l’ordre de 80 à 90 %. Un examen extemporané permet d’accroître la
rentabilité du geste. Les complications sont dominées par les
hémoptysies (5 à 8 %) et les pneumothorax (15 à 20 %). Les limites
de la technique sont liées à la petite taille du nodule pulmonaire
(inférieure à 15 mm), à une topographie rendant la ponction difficile
(nodule haut situé dans les lobes supérieurs) ou dangereuse (nodule
à proximité des gros vaisseaux ou de siège très central). Les contre-indications
sont les troubles de l’hémostase et l’hypertension
artérielle pulmonaire en raison des risques hémorragiques,
l’insuffisance respiratoire sévère ou par poumon unique en raison
des risques de décompensation en cas de pneumothorax.
La thoracoscopie vidéoassistée est, à la différence de ces ponctions,
un acte chirurgical sous anesthésie générale. Sa rentabilité est
élevée ; si le chirurgien retrouve le nodule, il y a quasiment 100 %
de diagnostic. Le repérage peut être facilité par l’injection de bleu
de méthylène ou par la mise en place d’un harpon, sous contrôle
TDM. La morbidité de la thoracoscopie vidéoassistée, dominée par
le risque d’un bullage prolongé ou d’une hémoptysie, est faible (1 à
5 %) et la mortalité est nulle. La limite de cette technique est liée au
non-repérage du nodule pulmonaire : la réalisation d’une
minithoracotomie permet alors l’exploration du parenchyme
pulmonaire par la main du chirurgien, et l’exérèse.
Dans certaines situations, le doute persiste, et seul un abord
chirurgical par thoracotomie permet de porter un diagnostic de
certitude.
Au terme de ces explorations, il s’avère que 30 à 40 % des nodules
opérés sont bénins [17, 109, 110]. Aussi, une technique non invasive
comme la TEP, permettant de connaître avec d’excellentes sensibilité
et spécificité la nature d’un nodule pulmonaire, peut s’avérer utile
et pourrait remettre en cause le dogme : « tout nodule pulmonaire
doit être enlevé ».
¦ Performances de la TEP-FDG
L’imagerie fonctionnelle réalisée en TEP-FDG tire profit des
différences biochimiques entre le tissu normal et néoplasique, ce qui
permet son utilisation en routine, afin de pouvoir mieux caractériser
des lésions pulmonaires (probabilité de malignité) dont la nature
reste indéterminée avec les modalités d’imagerie conventionnelle
(fig 9).
8

*A
Ses performances sont basées sur des données qualitatives, une
lésion étant retenue comme maligne si elle est constatée hyperfixante
sur les coupes tomographiques dans les trois plans de l’espace. La
quantification permet d’affiner les résultats, en utilisant un seuil de
malignité de SUV égal au bruit de fond médiastinal.
La TEP-FDG est une méthode d’imagerie complémentaire de
nombreuses procédures invasives. Son rôle est primordial, en
particulier si le patient présente un état clinique rendant la biopsie
très risquée : insuffisance respiratoire, risque opératoire
important [84]. Son intérêt pour la caractérisation des nodules et des
masses pulmonaires solitaires a été évalué dans de multiples études
monocentriques. Ces études sont hétérogènes par le nombre de
patients inclus, et leur caractère prospectif ou rétrospectif. Elles
comportent un taux très élevé de contrôles anatomopathologiques :
histologie sur pièce opératoire ou de biopsie bronchique, cytologie
sur prélèvements par ponction transbronchique ou transthoracique.
Certaines études comportent des cas confirmés par le suivi évolutif.
Ces travaux comportent un biais de recrutement systématique, ayant
pour conséquence une prévalence anormalement élevée des lésions
cancéreuses. Cette augmentation anormale de la prévalence est liée
au recrutement des seules lésions ne présentant pas les critères
d’imagerie anatomique habituels de bénignité : calcifications,
contours réguliers. De plus, les études portent sur des populations
caractérisées par un âge relativement élevé, 55 à 65 ans, qui
privilégie la malignité des lésions pulmonaires découvertes. Les
caractéristiques de performance de la méthode sont donc souvent
surestimées, et les résultats obtenus ne peuvent être acceptés au sens
large mais devraient être interprétés en fonction de l’échantillon
d’origine. Les travaux rapportent des résultats obtenus pour les
différents types histologiques de CBP. Il n’existe pas dans la
littérature de résultats individualisés pour les carcinomes à petites
cellules (CBPC). Ils ne se distinguent pas des autres CBP par un
niveau de fixation particulier. L’intérêt de la technique pour la mise
en évidence d’un cancer bronchioloalvéolaire (CBA) est limité [73],
*A *B
car il présente une fixation significativement inférieure à celle des
autres lésions. Cette tumeur a un potentiel de prolifération moindre
et une moyenne de temps de doublement plus longue que les autres
CBNPC [93]. Une petite série de tumeurs carcinoïdes pulmonaires
primitives [38] montre que six lésions sur sept ne présentent aucune
fixation ou une fixation très faible. Ces tumeurs ont une croissance
lente et présentent une activité mitotique minimale.
Compte tenu des précautions d’interprétation précisées ci-dessus, la
sensibilité et la spécificité rapportées pour le diagnostic différentiel
entre des lésions bénignes et des lésions malignes pulmonaires sont
uniformément élevées [52]. Les performances en sensibilité sont de 89
à 100 % pour les nodules, et 93 % à 100 % pour les masses (tableau I).
Les deux principales causes de faux négatifs (FN) sont d’une part la
taille des lésions, d’autre part la nature histologique des lésions, avec les
cas particuliers du CBA et des tumeurs carcinoïdes pulmonaires
primitives, comme il est détaillé ci-dessus. La faible taille de certaines
lésions expose au risque de sous-estimation de la fixation du FDG et
donc de FN, par phénomène de volume partiel, conséquence de la
résolution spatiale variable en fonction de l’appareillage utilisé (fig 10).
9 Diagnostic de malignité d’un nodule pulmonaire. Nodule du lobe supérieur droit.
Histologie sur pièce de lobectomie : carcinome épidermoïde. Nodule pulmonaire malin
(flèche droite).
A. Tomodensitométrie (TDM) en coupe transverse.
B, C, D. Tomographie par émission de positons (TEP) avec correction d’atténua-tion
en coupes transverse (B), sagittale (C) et frontale (D).
*B
*C *D
10 Effets de la correction d’atténuation sur la détection des petits nodules pulmonai-res.
Tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en cou-pes
frontales.
A. Examen non corrigé d’atténuation : aspect d’hyperactivité en surface
(meilleure visualisation des lésions peu profondes), inversion du contraste des
poumons (meilleures limites des champs pulmonaires).
B. Examen corrigé d’atténuation : minoration des contrastes, limitation de la ré-solution
(nodules de petite taille non vus par l’image de transmission), meilleure
localisation anatomique, bonne visualisation des structures profondes.
9

Tableau I. – Nodules et masses pulmonaires. Performances diagnostiques de la tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose
(TEP-FDG).
Il n’existe pas de seuil exact de détection, car la valeur absolue de
fixation intervient également, et l’on peut proposer une valeur de
référence pratique de de 1 cm, au-delà de laquelle l’évaluation
devient fiable. L’évolution du matériel permet d’envisager une
réduction de cette valeur grâce à l’amélioration des performances
physiques. Ce phénomène de volume partiel est aggravé par le
déplacement du nodule au cours de l’acquisition, en raison des
mouvements respiratoires.
Les valeurs de spécificité de 52 à 100 % sont plus dispersées, en
raison de la fixation connue du traceur sur certaines lésions
pulmonaires bénignes. En effet, certaines lésions pathologiques
d’origine infectieuse ou inflammatoire évolutives, à développement
local pulmonaire [6], ainsi que tous les processus granulomateux
chroniques, peuvent s’accompagner d’une fixation significative du
FDG, cause de FP de la technique. La sarcoïdose [14, 90], la pneumonie
tuberculeuse, les ganglions tuberculeux ou anthracosiques [5], les
mycobactérioses atypiques, l’abcès du poumon [184], de nombreuses
pneumonies bactériennes [87], la cryptococcose [184], l’histoplasmose,
l’aspergillose, l’actinomycose [75], de nombreuses mycoses
pulmonaires, les maladies inflammatoires pulmonaires (Wegener et
BOOP ou bronchioalveolar organizing obliterans pneumopathy) et
d’autres affections bronchopulmonaires peuvent être responsables
d’une accumulation importante du FDG. Cependant, la plupart des
processus inflammatoires chroniques ou indolents et la plupart des
processus infectieux aigus ne s’accompagnent pas d’accumulation
significative du FDG. C’est pour cette raison que la spécificité de la
TEP dans l’évaluation des opacités pulmonaires reste élevée.
Pour tenir compte de la bilatéralité ou de la multiplicité possible des
lésions pulmonaires, certains auteurs proposent des résultats par
lésion [60, 62, 77, 125, 132, 181] avec une sensibilité et une spécificité
globalement comparables. Certaines études expriment les résultats
en utilisant les probabilités conditionnelles, c’est-à-dire des
performances diagnostiques en termes de probabilité de malignité
après un test positif (VPP) et après un test négatif (1-VPN) [58, 144].
Pour Gupta, la VPP est de 0,88 et (1-VPN) vaut 0,047. D’autres
utilisent les rapports de vraisemblance (RV) positifs (taux des vrais
positifs / taux des faux positifs) et négatifs (taux des faux négatifs /
taux des vrais négatifs) [31, 58, 102]. Pour Lowe, RV(+) est de 9 et RV(-)
est de 0,09 pour 89 patients. Enfin, si la chirurgie est le moyen
définitif d’établir la nature histologique des lésions pulmonaires, les
biopsies endoscopiques ou transthoraciques peuvent ne pas être
contributives. Dans ce cadre particulier, deux auteurs soulignent
l’apport de la TEP-FDG [61, 130].
Technique de caractérisation tissulaire, la TEP-FDG a été comparée
à la biopsie transthoracique [30] au cours d’une étude rétrospective.
Les valeurs de la sensibilité sont respectivement de 100 % et 81 %, la
spécificité de 78 % et 100 %, l’exactitude diagnostique de 94 % et
86 %, la VPP de 93 % et 100 % et la VPN de 100 % et 64 %. Ces deux
techniques sont complémentaires [23], la biopsie apportant la nature
histologique, et le FDG apportant en plus des informations relatives
à l’extension de la maladie.
¦ Développements en cours
Le FDG a été comparé à la 11C-méthionine, traceur émetteur de
positons du métabolisme aminé [122] ; leur sensibilité est identique à
93 %, la spécificité de la méthionine est de 100 % versus 75 % pour
le FDG. Le FDG a également été comparé à la 11C-choline [65],
précurseur du principal constituant des membranes cellulaires, et
dont l’incorporation est reliée à la division cellulaire ; utilisée pour
le bilan d’extension du CBP, elle est créditée d’une sensibilité de
100 % contre 75 % au FDG, alors que la spécificité des deux traceurs
est identique. Une autre comparaison est celle du FDG et de la 18F-alpha-
méthyl-tyrosine, traceur capté mais non incorporé dans les
protéines lors de leur synthèse. Ce traceur, aux performances
comparables à celles du FDG dans le diagnostic des tumeurs
malignes, pourrait être très utile dans le dépistage des tumeurs
primitives et de leurs métastases dans les régions cardiaque et
cérébrale, compte tenu d’une physiologie du traceur différente de
celle du FDG [83]. Enfin, une étude compare la fixation du FDG à
l’activité proliférative tumorale de trois lignées cellulaires de CBNPC
Référence Type
d’étude Technique Effectif NbKc VP VN Se Sp Exact VPP VPN
Slosman, 1993 [144] P TEP 36 31 29 3 93 % 15 %
Patz, 1993 [125] P TEP 51 33 33 16 89 % 100 %
Scott, 1994 [139] R TEP 62 47 44 12 93 % 80 % 94 % 80 %
Duhaylongsod, 1995 [34] P TEP 53 34 34 15 100 % 79 % 92 %
Knight, 1996 [94] R TEP 27 15 15 7 100 % 58 % 81 % 75 % 100 %
21 17 17 3 100 % 75 % 95 % 94 % 100 %
Sazon, 1996 [135] R TEP 107 82 82 13 100 % 52 %
Bury, 1996 [17] P TEP 50 33 33 15 100 % 88 % 94 %
Gupta, 1996 [58] P TEP 61 45 93 % 88 % 92 % 95 % 82 %
Guhlmann, 1997 [55] R TEP 46 32 94 % 86 % 91 %
Lowe, 1997 [101] R TEP 197 120 115 59 96 % 77 % 90 % 89 %
Hagberg, 1997 [60] R TEP 89 60 40 7
Dewan, 1997 [31] P TEP 30 20 95 % 80 % 90 % 89 %
Lowe, 1998 [102] P TEP 89 60 55 26 98 % 69 % 89 %
Graeber, 1999 [53] R TEP 96 66 97 % 89 % 92 %
Halter, 2000 [62] P TEP 35 26 22 5 96 % 55 %
Pitman, 2001 [130] R/P TEP 40 26 23 13 96 % 81 % 88 % 93 %
Hain, 2001 [61] P TEP 63 47 47 11 100 % 69 % 92 % 90 % 100 %
Hung, 2001 [78] P TEP 26 20 19 3 95 % 50 % 86 % 75 % 85 %
total 1179 814
Exact : exactitude ; NbKc : effectif de patients porteurs de cancer ; P : étude prospective ; R : étude rétrospective ; Se : sensibilité ; Sp : spécificité ; VPN : valeur prédictive négative ; VPP : valeur prédictive positive.
10

de types histologiques différents. Cette activité proliférative est
déterminée par la fixation de la thymidine tritiée. Dans tous les cas,
l’activité du FDG suit en parallèle celle de la thymidine, et montre
de façon très significative la corrélation qui existe entre la fixation
du FDG et la prolifération cellulaire tumorale [120].
¦ Conduite à tenir
L’existence d’une hyperfixation permettant de prévoir le caractère
pathologique et la malignité probable, en raison de la haute
sensibilité de la technique, doit conduire, en l’absence de contexte
inflammatoire ou infectieux, à un abord diagnostique invasif, voire
à l’exérèse.
L’absence de fixation permettant d’éliminer une pathologie maligne
si le nodule mesure plus de 10 mm dans son plus petit diamètre et
qu’il n’est pas kystique, en raison de la forte spécificité de la
technique, permet d’envisager l’abstention de tout geste invasif et
de mettre en oeuvre seulement une surveillance, afin de ne pas
laisser évoluer un FN de la technique [132].
La TEP au FDG permet d’envisager une forte réduction du nombre
de biopsies ou de thoracotomies [58], et de diminuer tant la morbidité
que le coût de la prise en charge de ces patients [29].
BILAN D’EXTENSION D’UN CANCER
BRONCHOPULMONAIRE AVÉRÉ
¦ Rappels
Dans le cas d’un CBP démontré, le bilan d’extension, tant
ganglionnaire que métastatique, est déterminant pour juger de
l’opérabilité, en récusant les patients pour lesquels la chirurgie
n’amène pas de bénéfice particulier [24]. Parce que le médiastin est le
site le plus commun des métastases de CBP, le bilan d’extension
exige une évaluation précise des ganglions médiastinaux. La
démonstration d’adénopathies hilaires homolatérales ne contre-indique
pas la chirurgie, si ces ganglions peuvent être réséqués avec
la tumeur primitive [119]. Au contraire, la mise en évidence de
métastases ganglionnaires médiastinales extensives, de métastases
ganglionnaires médiastinales hétérolatérales et de métastases à
distance : pleurales, ganglionnaires, osseuses, etc, doit suggérer
l’abstention chirurgicale, compte tenu de la morbidité opératoire et
du pronostic vital défavorable. Le risque de mortalité chirurgicale
étant élevé chez ces patients, l’alternative thérapeutique proposée
est la chimioradiothérapie.
Pour le CBNPC, le bilan d’extension est déterminant pour le
pronostic du patient. La survie à 5 ans est de 8 % avec un
envahissement ganglionnaire médiastinal, et de 50 % environ en
l’absence de prolifération médiastinale. En ce qui concerne le bilan
d’extension ganglionnaire locorégional, les techniques
habituellement utilisées n’identifient pas certaines localisations
ganglionnaires, en raison d’un manque de sensibilité d’une part et
de leur manque de spécificité d’autre part [10]. En effet, une
augmentation de la taille ganglionnaire n’est pas synonyme
d’envahissement par des cellules malignes. La TDM est à la fois peu
sensible et peu spécifique pour l’étude de la malignité éventuelle
des adénopathies médiastinales. Le bilan d’extension médiastinal du
CBNPC utilisant la TDM et l’IRM présente une sensibilité de 52 %
et 48 % respectivement, ainsi qu’une spécificité de 69 % et 64 %
respectivement [176]. La faible exactitude diagnostique de l’imagerie
anatomique n’est pas surprenante, car le critère majeur employé
pour le diagnostic de la maladie médiastinale est la taille des
adénopathies. Le bilan d’extension ganglionnaire médiastinal est
réalisé de façon très fiable par les techniques invasives, telles que la
médiastinoscopie chirurgicale.
En ce qui concerne l’extension métastatique à distance, la recherche
de métastases est effectuée par un certain nombre d’examens
spécifiques d’organe, tels que la TDM ou l’IRM cérébrale,
l’échographie voire la TDM abdominale, la scintigraphie osseuse, la
biopsie ostéomédullaire.
De nouvelles stratégies diagnostiques, plus précoces et
thérapeutiques sont nécessaires pour améliorer le taux de survie des
patients atteints de CBP, mais aussi pour avoir un meilleur bilan
d’extension précoce, et une meilleure reconnaissance du type
histologique des tumeurs.
Rappel histologique
Au terme du bilan, chaque cas peut être classé en stade
TNM/pTNM des tumeurs malignes de la classification de l’Union
internationale contre le cancer ou International Union Against
Cancer (UICC) révisée en 1998 [22, 69]. La logique qui préside à la
classification actuelle est double : d’une part, scinder les tumeurs
qui sont a priori résécables chirurgicalement de celles qui ne le sont
pas, d’autre part, individualiser des groupes homogènes de malades
selon leur pronostic. Cette classification est fondamentale, car le
traitement des CBNPC dépend essentiellement du stade auquel le
patient est pris en charge. La classification du CBP par la World
Health Organization (WHO) [180] est largement acceptée [50]. Il faut
essentiellement opposer le CBPC (ou small-cell lung cancer) et le
CBNPC (ou non-small-cell lung cancer), regroupant les autres
cancers bronchiques : carcinomes épidermoïdes, glandulaires, à
grandes cellules, autres. Ces deux catégories de CBP diffèrent
fondamentalement, et sont donc abordées comme des processus
tumoraux malins distincts l’un de l’autre.
Le CBPC, caractérisé par un développement particulièrement rapide,
est très lymphophile et a presque toujours une extension systémique
d’emblée lors de son diagnostic. La chirurgie, rarement pratiquée,
ne permet qu’exceptionnellement d’obtenir une guérison. La
chimiothérapie, associée ou non à la radiothérapie, est presque
toujours employée. Le CBPC représente 15 % des CBP.
Les CBNPC ne sont en règle curables que par la chirurgie, les autres
thérapeutiques n’étant le plus souvent que palliatives ; toutefois, les
progrès de la chimiothérapie et la mise au point de combinaisons de
radiothérapie, chimiothérapie et chirurgie, permettent, dans un
nombre croissant de cas, d’envisager dans un esprit curatif le
traitement de ces malades et d’obtenir, lorsque la guérison ne peut
être espérée, un effet palliatif significatif, tant sur la durée que sur la
qualité de vie des patients.
La classification histologique de l’Organisation mondiale de la santé
(OMS) (1981) des CBP primitifs distingue dans le cadre des CBNPC :
– le carcinome épidermoïde ou squamous cell carcinoma (SCC). Il en
existe des formes plus ou moins différenciées. Il touche surtout les
grosses bronches et représente 60 % des cas ; il se développe aussi
dans les zones cicatricielles ;
– l’adénocarcinome ou carcinome glandulaire (adenocarcinoma). Il
en existe également des formes plus ou moins différenciées. La
plupart sont de topographie périphérique à l’origine, le plus souvent
peu facilement accessibles à l’endoscopie bronchique. Les données
épidémiologiques récentes montrent une augmentation très
significative de leur fréquence, 20 % des cas environ. Le CBA ou
bronchiolo alveolar carcinoma (BAC) fait partie du cadre des
adénocarcinomes ; il s’agit d’une forme bien différenciée, évoluant
de proche en proche par voie bronchique. Il se présente sous forme
soit de nodule périphérique solitaire, soit d’une maladie multifocale,
soit d’une pneumonie rapidement progressive ;
– le carcinome à grandes cellules ou large cell carcinoma, ex-indifférencié,
est le type le moins fréquent de CBNPC (5 % des cas) ;
– les autres types de CBP représentent moins de 5 % des cas :
carcinomes combinés, tumeurs carcinoïdes, carcinomes des glandes
bronchiques : cylindromes et carcinomes mucoépidermoïdes.
C’est donc sur les données endoscopiques et histologiques, ainsi que
sur le bilan d’extension, que repose la décision thérapeutique, d’où
l’importance du bilan initial. Il faut souligner que si le diagnostic
des formes typiques de ces tumeurs est en règle aisé, le diagnostic
d’adénocarcinome primitif est difficile à porter, car l’aspect
histologique de ces tumeurs est souvent superposable avec celui des
adénocarcinomes métastatiques d’origine variée. Par ailleurs, les
tumeurs peu différenciées peuvent poser le problème du diagnostic
différentiel entre un carcinome épidermoïde ou glandulaire et un
hématosarcome, et surtout un CBPC. Les techniques
11

d’immunohistochimie facilitent aujourd’hui la différenciation entre
ces tumeurs, en montrant la fixation d’anticorps spécifiques ; il existe
néanmoins des situations où cela reste difficile.
Classification pronostique TNM
La classification du cancer du poumon par l’extension anatomique
de la tumeur primitive (T), des ganglions lymphatiques régionaux
(N) et des métastases à distance (M), est reconnue et utilisée dans le
monde entier dans la prise en charge du CBP ; elle constitue une
analyse sténographique de l’étendue de toute tumeur maligne [69].
La classification TNM inclut les données fournies par l’évaluation
clinique, chirurgicale et histologique. Elle sous-classe en général la
maladie, par comparaison avec la classification définitive, obtenue
après chirurgie et histologie (pTNM). La nomenclature
topographique de l’international classification of diseases for oncology
(ICD-O) [180] employée dans la classification pronostique, concernant
les tumeurs du poumon (ICD-O-C34), s’applique uniquement aux
carcinomes (tableau II).
Les ganglions lymphatiques régionaux sont les ganglions
intrathoraciques, scaléniques et sus-claviculaires. Les catégories pT,
pN et pM correspondent aux catégories T, N, M. Le curage
ganglionnaire hilaire ou médiastinal doit porter sur six ganglions ou
plus, pour la catégorie pN. Le taux de survie est fortement corrélé à
la stadification de la maladie (tableau III).
Par exemple, le taux de survie à 5 ans chez les patients de stade I est
de 60 à 80 % ; dans le stade II de 25 à 50 % ; dans le stade IIIA de
10 à 40 % ; dans le stade IIIB inférieur à 5 % et dans le stade IV
inférieur à 5 %. Des études autopsiques ont mis en évidence qu’il
existe des métastases de CBP dans chaque appareil. Les sites les plus
fréquents de maladie métastatique de CBNPC sont l’os, le foie, les
glandes surrénales et le cerveau.
Rôle de l’imagerie médicale
La RP a une grande valeur d’orientation. Une RP normale indique a
priori que le CBP est peu probable. La présence d’un nodule
pulmonaire et d’anomalie(s) médiastinale(s) et hilaire(s) suggérant
des adénopathies, est assez évocatrice de malignité. La TDM
thoracique, complément naturel de la RP de face et de profil, permet
de déterminer des critères fondamentaux en imagerie : la taille de la
tumeur et ses rapports. La TDM est capable de détecter des lésions
de plus petite taille, non soupçonnées par la seule RP ; par ailleurs,
la TDM est capable de caractériser certaines lésions comme bénignes
ou malignes. L’injection de produit de contraste permet de préciser
la densité et le caractère vasculaire éventuel de la tumeur, ainsi que
la cinétique de prise de contraste. L’extension locale de la tumeur
intrathoracique et ses connexions éventuelles avec la paroi
thoracique, les vertèbres ou les organes médiastinaux peuvent aussi
être renseignées par la TDM, et s’avérer déterminantes pour
l’appréciation du stade T de la classification TNM.
Dans le cadre du bilan d’extension, la TDM, l’échographie ou l’IRM
abdominales détectent les métastases hépatiques ainsi que les
métastases surrénaliennes ; la TDM ou l’IRM cérébrales complètent
le bilan d’extension, ainsi que d’autres examens plus précis, en
fonction des signes d’appel cliniques.
Chaque ganglion lymphatique mesurant plus de 1 cm dans son plus
petit diamètre est considéré comme pathologique par l’imagerie
médicale.
Ces anomalies nécessitent d’être confirmées microscopiquement
avant de les prendre en compte dans le protocole de prise en charge
des patients, car même de grosses adénomégalies médiastinales
controlatérales peuvent être uniquement hyperplasiques. L’imagerie
morphologique apporte donc dans l’ensemble un complément
d’informations, mais pas des arguments formels pour un classement
cTNM. D’autres techniques d’imagerie peuvent être proposées pour
compléter, telle que l’échographie transoesophagienne pour
l’exploration du médiastin, permettant d’étudier le médiastin
postérieur, en particulier à gauche.
Tableau II. – Classification clinique TNM (Union internationale
contre le cancer [UICC], 1998).
Tumeur primitive (T)
TX - la tumeur primitive ne peut être évaluée
- ou la tumeur est prouvée par l’existence de cellules malignes dans l’expec-toration
ou un liquide de lavage bronchique, mais ne peut être visualisée
par l’imagerie ou une bronchoscopie
T0 pas de tumeur primitive décelable
Tis cancer in situ
T1 T £ 3 cm dans sa plus grande dimension entourée par le parenchyme
pulmonaire ou la plèvre viscérale, sans signe bronchoscopique d’envahisse-ment
au-delà de la bronche lobaire (n’atteignant pas la bronche souche)
T2 tumeur avec l’un des critères de taille ou d’extension suivants :
- T > 3 cm dans sa plus grande dimension
- envahissement de la bronche souche, tout en restant à 2 cm ou plus de la
carène
- envahissement de la plèvre viscérale
- association avec une atélectasie ou une pneumopathie obstructive qui
s’étend à la région hilaire mais n’atteint pas tout le poumon
T3 - tumeur de toute taille avec extension directe à l’une des structures suivan-tes
: paroi thoracique (incluant tumeur de l’apex), diaphragme, plèvre
médiastinale, péricarde pariétal
- ou tumeur de la bronche souche située à moins de 2 cm de la carène mais
ne l’atteignant pas
- ou association à une atélectasie ou une pneumopathie obstructive attei-gnant
la totalité du poumon
T4 - tumeur de toute taille envahissant l’une des structures suivantes :
médiastin, coeur, gros vaisseaux, trachée, oesophage, corps vertébral, carène
- ou plusieurs lésions tumorales dans le même lobe
- ou tumeur avec pleurésie maligne
Atteinte ganglionnaire locorégionale (N)
NX les adénopathies régionales ne peuvent être évaluées
N0 pas d’adénopathie régionale métastatique
N1 adénopathies régionales métastatiques, homolatérales péribronchiques et/ou
homolatérales hilaires, y compris une extension directe à partir de la tumeur
primitive
N2 adénopathie(s) régionale(s) médiastinale(s) homolatérale(s) et/ou sous-carénaire(
s) métastatique(s)
N3 adénopathie(s) régionale(s) médiastinale(s) controlatérale(s), hilaire(s)
controlatérale(s), scalénique(s) homolatérale(s) ou controlatérale(s) ou sus-claviculaire(
s) métastatique(s)
Atteinte métastatique à distance (M)
MX les métastases à distance ne peuvent être évaluées
M0 pas de métastase à distance
M1 métastases à distance, incluant des lésions tumorales nodulaires dans des
lobes différents, homolatéraux ou controlatéraux
Tableau III. – Stadification des carcinomes pulmonaires en fonction
de la classification TNM (Union internationale contre le cancer
[UICC]/TNM, 1997).
Stade Classification TNM
carcinome occulte TX N 0 M 0
0 C is (carcinome in situ) N 0 M 0
IA T 1 N 0 M 0
I B T 2 N 0 M 0
II A T 1 N 1 M 0
II B T 2 N 1 M 0
T 3 N 0 M 0
III A T 1 N 2 M 0
T 2 N 2 M 0
T 3 N 1, N 2 M 0
III B T 4 tout N M 0
tout T N 3 M 0
IV tout T tout N M 1
12

11 Bilan d’extension ganglionnaire médiastinal. Cas d’un carcinome épidermoïde. Tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en coupes frontales,
avec correction d’atténuation. Tumeur pulmonaire (flèche droite). Adénopathies tumorales malignes médiastinales bilatérales (chevron). Troisier (flèche courbée vers la gauche).
*A *B *C
12 Bilan d’extension ganglionnaire. Cas d’un carcinome épidermoïde du lobe moyen. Tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en coupes trans-verses
(A), frontales (B) et sagittales (C), avec correction d’atténuation. Tumeur pulmonaire (flèche droite). Adénopathies tumorales malignes médiastinales homolatérales (che-vron),
cervicales (signalisation droite) et abdominales (flèche droite à entaille).
Compte tenu de l’importance stratégique et pronostique de
l’existence ou non d’un envahissement ganglionnaire médiastinal,
une meilleure analyse est indispensable et repose jusqu’à présent
sur les données histologiques, nécessitant un abord invasif.
Prélèvements histologiques
Suspecté par la clinique, orienté par l’examen radiologique, le
diagnostic de CBP est le plus souvent affirmé par la fibroscopie
bronchique à visée biopsique. Des biopsies étagées des éperons et
de la carène permettent grâce à cette technique de réaliser un bilan
d’extension endobronchique. Les limites de la technique sont
représentées par la topographie périphérique des tumeurs
primitives, non accessibles endoscopiquement. Des lésions
périphériques de plus de 2 cm de diamètre peuvent être atteintes
par des brossages, des cathéters ou des pinces à biopsie, et un
fragment tissulaire est ainsi obtenu. Il faut ajouter le lavage
bronchoalvéolaire des territoires où siège une opacité tumorale.
La fibroscopie bronchique est également utile dans le bilan
d’extension du CBP, permettant de réaliser des biopsies
transbronchiques : aiguille à ponction de Wang. Lorsque la
fibroscopie bronchique ne permet pas le diagnostic, des
prélèvements doivent être obtenus par une autre voie : biopsie
ganglionnaire sous-carénaire, biopsie ganglionnaire sus-claviculaire,
médiastinoscopie par voie haute sus-sternale, médiastinotomie
antérieure gauche, ponction pulmonaire transthoracique après
repérage en TDM.
La médiastinoscopie par voie haute sus-sternale est la méthode la
plus précise pour le bilan d’extension des ganglions lymphatiques
médiastinaux antérosupérieurs et moyens, jusqu’au péricarde et la
région sous-carinaire ; c’est une méthode invasive, chirurgicale,
réalisée sous anesthésie générale et intubation trachéale. Sa mortalité
est proche de zéro, mais la morbidité de ce geste est certaine. Elle ne
permet pas d’explorer les lésions médiastinales postérieures, ni les
lésions médiastinales inférieures. Les ganglions lymphatiques
médiastinaux antérieurs sont explorés soit par médiastinoscopie
élargie, soit par médiastinostomie antérieure, soit par thoracoscopie
vidéoassistée. La thoracoscopie vidéoassistée est également utilisée
pour explorer la corticalité pulmonaire et la paroi thoracique, ainsi
que pour évaluer la maladie pleurale et explorer les tumeurs du
médiastin, voire pour réséquer des nodules pulmonaires
périphériques ; cette technique est réalisée en milieu chirurgical.
Comme pour la médiastinoscopie, il s’agit d’une méthode invasive
avec une morbidité certaine. La thoracotomie est employée pour le
diagnostic et le bilan d’extension de la maladie chez moins de 5 %
des patients, en raison de son caractère invasif. Dans ce cas,
l’envahissement non suspecté d’autres structures anatomiques est
fréquemment retrouvé, et modifie ainsi le bilan d’extension de la
maladie.
¦ Bilan d’extension médiastinal
Dans cette indication, la TEP-FDG, rappelons-le non invasive et
anodine, remplace favorablement la médiastinoscopie ou la chirurgie
thoracique vidéoassistée à titre diagnostique [20, 139]. De nombreuses
études montrent que les ganglions médiastinaux de nature maligne
sont détectés avec précision par la TEP-FDG, avec une exactitude
diagnostique supérieure à la TDM (fig 11, 12).
Contrairement aux données issues du diagnostic de malignité, les
études de la littérature sont constituées de séries homogènes de CBP
avérés, candidats au traitement chirurgical, donc avec une extension
ganglionnaire inférieure ou égale à N2. La limite majeure des études
comparant les performances de la TEP et de la TDM du thorax
réside dans le contrôle histologique de l’extension ganglionnaire
médiastinale. Dans les premières études, le contrôle était partiel,
voire orienté par les constatations de l’imagerie, introduisant un
13

Tableau IV. – Performances de la tomogaphie par émission de positons (TEP) par patient dans le bilan d’extension locorégional, lorsque le
contrôle ganglionnaire médiastinal est indiqué comme complet.
Référence Type d’étude Technique Effectif Se Sp Exact VPP VPN
biais de vérification. Dans les études plus récentes, le curage
médiastinal est indiqué comme complet, avec le plus souvent une
référence à une cartographie ganglionnaire médiastinale, comme
celle de l’American Thoracic Society ou celle de Naruke ; le nombre
de relais ganglionnaires prélevés est variable selon les études. Une
difficulté particulière pour la comparaison des études est représentée
par la comptabilisation différente des structures explorées : par
ganglion, par groupe ganglionnaire, par médiastin ou même demi-médiastin.
Le contrôle ganglionnaire est effectué chirurgicalement
ou par médiastinoscopie, habituellement réalisée par voie cervicale,
mais pouvant être complétée par un geste antérieur gauche pour
exploration des chaînes sous-aortiques et médiastinales antérieures
gauches. Cependant, ce dernier geste peut ne pas être réalisé en cas
de tumeur droite sans point d’appel ganglionnaire médiastinal
gauche. Une telle restriction est de nouveau à l’origine d’un biais de
vérification, mais celui-ci est de moindre sévérité, dans la mesure où
des relais ganglionnaires sont considérés négatifs sans contrôle mais
avec un très faible risque d’extension.
Un aspect particulier du diagnostic de l’extension ganglionnaire
médiastinale est celui de la localisation au sein des chaînes des
foyers observés. Dans ce cadre, la possibilité d’une exploitation
coordonnée des informations d’imagerie, quel que soit le mode de
visualisation des images, apparaît comme très importante, en
particulier pour la distinction entre un stade N1 et un stade N2.
L’apport pratique de la réalisation d’images de fusion TDM et FDG
après recalage par maximisation de l’information mutuelle a été
étudié. Il apparaît, pour 56 patients, qu’en TDM on obtient 28 stades
N corrects sur 56, la TEP seule arrive à 37, et l’association TEP/TDM
aboutit à 40 stades N corrects [166]. Dans une autre étude, réalisée
chez 84 patients N1 en TDM, une sensibilité de 100 % pour les
adénopathies médiastinales et seulement 71 % pour les adénopathies
hilaires est rapportée, plusieurs de ces adénopathies hilaires ne
peuvent être individualisées de la lésion primitive ; cependant, ce
défaut de sensibilité ne compromet pas la décision opératoire pour
les patients N1 [42]. La sensibilité moyenne de la TEP-FDG pour la
maladie ganglionnaire médiastinale est proche de celle rapportée par
la médiastinoscopie [42]. Par ailleurs, toutes les études concluent qu’il
y a un avantage statistiquement significatif de la TEP-FDG sur la
TDM en termes d’exactitude diagnostique, dans le bilan d’extension
médiastinal. Le tableau IV présente les résultats des travaux
existants sans biais évident, comportant un contrôle ganglionnaire
médiastinal, indiqué comme complet.
On note que les performances de la TEP-FDG sont supérieures à
celles de la TDM, méthode de référence actuellement, tant en
sensibilité, respectivement 71 à 93 % et 20 à 79 %, qu’en spécificité,
respectivement 85 à 100 % et 63 à 98 %. Les performances de la
technique se maintiennent pour les ganglions de moins de 1 cm [56],
ce qui représente un apport important, dans la mesure où ces
ganglions sont reconnus à tort comme bénins en TDM. Ces travaux
rappellent les limites indépassables du FDG que sont, d’une part,
l’impossibilité de détecter des micrométastases au sein de ganglions
normaux : minimal N2 de découverte chirurgicale et d’autre part, la
présence d’une fixation significative du FDG au sein des ganglions
où siège une inflammation granulomateuse, avec au premier plan la
sarcoïdose et l’anthracose (fig 13).
La valeur prédictive négative est importante : 87 à 97 %. De ce fait,
l’absence d’hyperfixation médiastinale du FDG, quelle que soit la
taille des ganglions en TDM, permet d’éviter une médiastinoscopie
préopératoire et de proposer d’emblée une chirurgie curatrice. La
conséquence de cette attitude, proposée par de nombreux auteurs,
est la réduction importante du nombre de médiastinoscopies
préopératoires, et donc du coût de prise en charge. En revanche, le
risque de FP inflammatoire impose une vérification histologique
préopératoire, afin de ne pas méconnaître une telle origine et de ne
pas soustraire par erreur le patient à un traitement curatif [59].
Bury, 1997 [18] P
TEP
66
89 % 87 % 88 % 89 % 87 %
TDM 79 % 71 % 75 % 75 % 76 %
Guhlmann, 1997 [55] R
TEP
32
80 % 100 % 87 %
TDM 50 % 75 % 59 %
Vansteenkiste, 1998 [164] P
TEP
68
93 % 95 % 94 % 93 % 95 %
TDM 75 % 63 % 68 % 58 % 78 %
Albes, 1999 [3] P
TEP
27
78 % 85 %
TDM 72 % 86 %
Magnani, 1999 [106] P
TEP
28
67 % 84 % 79 % 67 % 89 %
TDM 66 % 79 % 75 % 60 % 83 %
TEP + TDM 78 % 95 % 89 % 88 % 90 %
Marom, 1999 [134] P
TEP
79
92 % 93 %
TDM 25 % 98 %
Saunders, 1999 [134] P
TEP
84
71 % 97 % 92 % 86 % 93 %
TDM 20 % 90 % 77 % 30 % 84 %
Farrell, 2000 [42] R TEP 84 82 % 86 % 47 % 97 %
Pieterman, 2000 [128] P
TEP
102
91 % 86 % 87 % 74 % 95 %
TDM 75 % 66 % 69 %
Liewald, 2000 [99] R TEP 80 92 % 76 %
Poncelet, 2001 [131] P
TEP
64
67 % 85 % 82 % 43 % 94 %
TDM 55 % 68 % 66 % 23 % 90 %
Total 714
TDM : tomodensitométrie ; P : étude prospective ; R : étude rétrospective ; Se : sensibilité ; Sp : spécificité ; exact : exactitude ; VPP : valeur prédictive positive ; VPN : valeur prédictive négative.
14

Ces études monocentriques incluent des populations relativement
faibles de patients, mais les différences entre l’exactitude
diagnostique de la TEP et de la TDM sont toujours statistiquement
significatives ; la plupart ont été réalisées en aveugle. Il s’agit
d’études prospectives, avec comparaison à la TDM et contrôle
histologique. Selon les études, on constate de minimes variations
dans les critères de taille des ganglions retenus comme
pathologiques par la TDM. Il existe également quelques variations,
selon les études, dans la rigueur de la sélection de l’échantillon de
ganglions chez les patients, la description du nombre de sites
ganglionnaires répertoriés n’étant pas toujours identique. Une
méthode d’échantillonnage plus fiable des ganglions est
présentée [153] ; les auteurs réalisent un examen TEP-FDG, ainsi
qu’une TDM avec injection, chez 47 patients suspects ou au
diagnostic récent de CBNPC. Les deux examens sont interprétés
séparément, et la topographie des aires ganglionnaires est définie
13 Granulomatose. Bilan d’extension ganglionnaire d’un
adénocarcinome du lobe inférieur droit, chez un patient pré-sentant
par ailleurs des adénopathies médiastinales anthra-cosiques,
bénignes. Tomographie par émission de positons
au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en coupes frontales avec
correction d’atténuation. Tumeur pulmonaire (flèche
droite). Adénopathies médiastinales granulomateuses bila-térales
(chevron), fixant le FDG.
A
B
C
14 Bilan d’extension d’un cancer bronchopulmonaire
non à petites cellukles (CBNPC). Tomographie par émission
de positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en coupes
transverses (A), sagittales (B) et frontales (C), avec correc-tion
d’atténuation. Tumeur pulmonaire (flèche droite). Adé-nopathies
tumorales malignes hilaires et médiastinales bila-térales
(chevron). Métastases surrénaliennes (signalisation
droite), péritonéales (flèche droite rayée) et osseuses (flèche
droite à entaille).
selon la classification de l’American Thoracic Society ;
l’échantillonnage ainsi réalisé comporte 599 ganglions dans 191 aires
ganglionnaires : trachéobronchiques et médiastinales homo- et
controlatérales, puis il est pratiqué une thoracotomie ou une
médiastinoscopie, afin de corréler les conclusions de l’imagerie.
D’autres auteurs ont proposé des résultats de performances de la
TEP par groupes ganglionnaires [9, 53, 56, 164].
¦ Bilan d’extension à distance
Performances diagnostiques
Plusieurs études s’intéressent aux données fournies par la TEP-FDG
dans l’évaluation de la maladie métastatique à distance (fig 14).
Dans une étude prospective sur 109 patients, comparant l’exactitude
de la TEP corps entier à celle de l’imagerie conventionnelle [18], la
sensibilité de la TEP-FDG pour la détection des métastases à
15

Tableau V. – Performances de la tomographie par émission de positons (TEP) dans le bilan d’extension à distance des cancers
bronchopulmonaires.
Référence Effectif Sites Technique Se Sp Exact VPP VPN
Bury, 1997 [18] 109 tous TEP 100 % 94 % 96 % 90 % 100 %
*A
distance est de 100 %, avec une spécificité de 94 % et une exactitude
diagnostique de 96 %. Dans ces études, 10 % au moins des patients
présentent des métastases à distance qui ne sont pas décelées par la
TDM ou par d’autres examens d’imagerie, tels que la scintigraphie
osseuse ; autrement dit, l’importance de l’extension métastatique à
distance est réévaluée chez 10 % au moins des patients ayant
bénéficié initialement d’une TDM. L’addition des données de la
TEP-FDG et du bilan d’imagerie conventionnelle a un effet sur
l’opérabilité des patients [98]. Une maladie métastatique non
suspectée identifiée en TEP aboutit à une augmentation du stade
TNM dans 14 % [138] à 20 % des cas [178]. Par ailleurs, de nombreux FP
en TDM, tels que les nodules surrénaliens bénins ou les hyperplasies
surrénaliennes, sont interprétés de façon exacte, comme négatifs en
TEP.
L’évaluation de la précision de la technique pour la détermination
de l’extension à distance est sujette à caution, dans la mesure où il
n’existe aucune méthode de référence pour objectiver le statut
métastatique réel. Les chiffres de performances qui ont pu être
proposés reposent sur la confrontation des différentes méthodes
d’imagerie utilisables, mais sont à prendre avec toutes les réserves
possibles, compte tenu de l’impossibilité qu’il y a à connaître
l’extension réelle et donc à déterminer le nombre exact de FN
(tableau V).
Dans une étude chez 99 patients, la TEP-FDG identifie précocement
sur le corps entier des métastases non suspectées auparavant, chez
11 patients [163]. L’influence de la TEP-FDG sur la connaissance de
l’extension est corrélée au stade retenu avant sa réalisation. En effet,
plus celui-ci est élevé avant sa réalisation, plus la probabilité de mise
en évidence d’une localisation distante augmente. Ainsi, par
exemple pour 167 patients, trois localisations distantes sont
découvertes par la TEP pour 39 stades I (7,7 %), cinq pour 28 stades
*B
*C
II (18 %), et 24 pour 100 stades III (24 %) [105]. Certains sites
métastatiques du CBP ont été plus spécifiquement étudiés dans la
littérature, compte tenu de leur fréquence.
Métastases surrénaliennes
Bien que certaines études aient noté qu’un peu plus de 60 % des
patients présentant un CBNPC développeront aussi des métastases
surrénaliennes durant l’évolution de la maladie [37], une masse
surrénalienne au moment de la présentation initiale de la maladie
est le plus vraisemblablement bénigne. L’extension à la glande
surrénale est fréquemment à l’origine de difficultés diagnostiques
en imagerie médicale (fig 15).
L’introduction de la TEP-FDG permet de résoudre nombre de ces
problèmes, en éliminant la malignité de certaines masses
surrénaliennes découvertes fortuitement au cours du bilan
d’extension TDM, et en mettant en évidence celle de petites lésions
non suspectes en TDM [18, 128]. Il est démontré que l’imagerie TEP-FDG
est capable de distinguer l’hyperplasie surrénalienne bénigne
de la maladie métastatique surrénalienne. Dans une étude
prospective chez 20 patients [11], la TEP met en évidence une
différence significative dans le métabolisme tissulaire entre une
hyperplasie surrénalienne bénigne d’une part, et une glande
surrénale métastatique d’autre part. Une autre étude conclut de
façon similaire chez 15 patients présentant des surrénales
hyperplasiques en TDM ; il n’existe pas de différence significative
entre la taille des glandes surrénales du groupe bénin et la taille du
groupe malin [111]. Une étude prospective sur 33 glandes surrénales
hyperplasiques chez 27 patients présentant un CBNPC montre que
23 sont métastatiques [40] ; la TEP a une sensibilité de 100 % et une
spécificité de 80 % dans cette étude, réalisée sur des lésions
Bury, 1998(1) [15] 110 os
TEP 90 % 98 % 96 % 90 % 98 %
SO 90 % 61 % 66 % 35 % 96 %
Marom, 1999 [108] 100 os
TEP 92 % 99 % 98 % 92 % 99 %
SO 50 % 98 % 87 % 50 % 92 %
Pieterman, 2000 [128] 102 tous TEP 82 % 93 %
Erasmus, 2000 [39] 25 plèvre TEP 95 % 67 % 92 % 95 % 67 %
Kutlu, 2001(2) [96] 20 tous TEP 81 % 92 % 86 % 93 % 80 %
Total 466
SO : scintigraphie osseuse au HMDP ; Se : sensibilité ; Sp : spécificité ; exact : exactitude ; VPP : valeur prédictive positive ; VPN : valeur prédictive négative.
(1) sur 37 résultats TEP et SO discordants, le fluorodéoxyglucose (FDG) est exact 35 fois (34 VN et 1 VP).
(2) étude consacrée à la caractérisation en TEP-FDG d’anomalies trouvées en tomodensitométrie (29 lésions).
15 Bilan d’extension surrénalien. Cancer bronchopulmonaire non à petites cellules (CBNPC) parahilaire droit. Aspect tomodensitométrique (TDM) suspect de malignité de la
surrénale droite.TDMen coupe transverse (A). Tomographie par émission de positons au fluorodéoxyglucose (TEP-FDG) en coupes transverses (B) et frontales (C) avec correction
d’atténuation. Tumeur pulmonaire (flèche droite). Métastase surrénalienne droite (chevron) fixant le FDG.
16

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