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Le
Principe. Supposons qu'un
atome se désintègre à un instant donné, quelque part dans le corps d'un
patient, et émet un positon. Celui-ci rencontre très vite un électron des
atomes environnants. Le couple particule-anti-particule s'annihile et donne
naissance à deux photons gamma émis simuiltanément en sens opposé.
Les deux photons traversent le corps en ligne droite et viennent frapper deux
des détecteurs disposés en couronne autour du patient. Mais l'événement
n'est comptabilisé que si l'arrivée des photons est simultanée ou presque: on
parle de " détection en coïncidence". Sinon, les deux photons
détectés pourraient provenir de désintégrations indépendantes, qui se
seraient produites en des endroits et instants distincts. La paire de
détecteurs frappés détermine la droite sur laquelle est situé le point
d'émission. Plusieurs désintégrations provenant du même site donnent des
droites différentes; leur intersection correspond donc à la région
émettrice. Les données enregistrées transmises vers un ordinateur, subissent
un traitement informatique afin de visualiser les régions émettrices de
positons. Des algorithmes de correction sont nécessaires pour tenir compte de
la diffusion ou de l'absorption des rayons gamma par les tissus. La caméra à positons. Les détecteurs gamma sont disposés en une série
de couronnes, formant un cylindre (de l'ordre de 80 cms de diamètre et 15 cms
de long) autour de l'organe exploré. Une telle caméra à positons comporte
aujourd'hui plusieurs dizaines de milliers de détecteurs gamma individuels.
Schématiquement, chacun de ces élèments est constitué de matériau
scintillateur ( en général du Germanate de Bismuth BGO) qui émet de la
lumière visible lorsqu'il émet un rayon gamma, et d'un tube
photomultiplicateur qui amplifie le signal.
 Les images. La résolution des images obtenues en TEP atteint près de 4 mm.
L'enregistrement d'une image, constituée de coupes de 2 mm d'épaisseur, dure
entre 1 à 2 minutes lorsque le traceur est l'oxygène 15. Pendant ce laps de
temps, la tâche cérébrale assignée au patient doit être maintenue afin que
la grandeur physique visualisée ( le débit sanguin local par exemple) soit
stable. 
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Les isotopes utilisés
en T.E.P. Ce sont
principalement le carbone 11, l'azote 13, l'oxygène 15 ou le fluor 18.Il s'agit
de noyaux se désintégrant par radioactivité béta+, de courte période (123
secondes pour l'oxygène 15, 110 minutes pour le fluor 18). On les intègre à
des molécules biologiques (eau, sucre, acides aminés, médicaments, etc..)
dont on veut suivre le cheminement et la répartition dans l'organisme.
L'imagerie cérébrale utilise surtout l'oxygène 15, intégré aux molécules
d'eau. Le patient reçoit, juste avant la TEP, une injection intra-veineuse
d'eau marquée. Ce traceur diffuse dans le sang et parvient jusqu'au cerveau. En
localisant les désintégrations des noyaux d'oxygène 15, le TEP permet de
repérer les zones du cerveau ou le débit sanguin s'est accru suite à une
activation sensorielle, motrice ou cognitive. D'autres traçeurs sont également
employés, par exemple un analogue du glucose marqué au fluor 18 qui permet
d'accéder à la consommation locale de glucose. La fabrication des isotopes. Les noyaux émetteurs B+ n'existant pas dans la
nature, les isotopes nécessaires à la TEP¨doivent être créés
artificiellement. A cette fin, on envoie un faisceau de protons ou de
Deutérons, accélérés par un cyclotron, frapper une cible adéquate. Parmi
les produits des collisions figurent les isotopes recherchés. Etant donnée la
courte période des isotopes, leur utilisation doit être rapide. Aussi le
cyclotron et le laboratoire de radiochimie doivent-ils être à proximité de
l'appareillage de TEP. Inconvénients. La lourdeur de ces infrastructures expliquent que
les équipements de TEP soient chers et peu nombreux (2,3 millions d' euros).
Autre inconvénient : la faible résolution temporelle, de l'ordre de la minute
et le délai d'environ 15 minutes entre deux injections. Par ailleurs, le
rayonnement gamma émis pourrait potentiellement constituer un danger pour
l'organisme, mais les doses sont trés faibles.Au cours d'une séance TEP, qui
représente 6 à 12 injections, le rayonnement subi par le patient équivaut à
celui reçu pendant un an par la radio-activité naturelle. Avantages. Une bonne résolution des images dans l'espace (4mm).
La relative simplicité des expériences, du point de vue du sujet.
La nature directement tri-dimentionnelle des images.
Une excellente sensibilité.
C'est aussi la seule technique pour laquelle l'origine physiologique du signal
est parfaitement connue (par exemple débit sanguin avec l'oxygène 15).
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