QCM : Radioisotopes et gamma-caméras (48 questions)

Explication

L’imagerie anatomique décrit la structure des organes et de leur environnement, souvent avec une résolution spatiale millimétrique ou inframillimétrique. L’imagerie fonctionnelle porte sur le fonctionnement, l’imagerie moléculaire sur des processus à l’échelle moléculaire ou cellulaire, et la perfusion est une propriété fonctionnelle.

Explication

L’imagerie fonctionnelle renseigne sur des propriétés physiologiques comme l’oxygénation et la perfusion, et sa résolution est souvent moins bonne que celle de l’imagerie anatomique. L’imagerie anatomique décrit la structure, l’imagerie moléculaire cible des processus à une échelle moléculaire ou cellulaire, et l’imagerie morphologique est structurelle.

Explication

L’imagerie moléculaire visualise et quantifie des processus à l’échelle moléculaire ou cellulaire, notamment l’expression de récepteurs et l’activité enzymatique, et peut aider à étudier des cibles thérapeutiques. L’imagerie anatomique décrit les structures, tandis que l’imagerie fonctionnelle et la perfusion portent sur le fonctionnement physiologique.

Explication

Une imagerie fonctionnelle peut révéler des modifications physiologiques ou biochimiques avant que des altérations anatomiques soient visibles, même si l’image morphologique semble normale. L’idée qu’elles surviennent après les changements anatomiques inverse cette relation, et une image normale ne permet pas d’écarter une anomalie fonctionnelle.

Explication

Après avoir choisi le traceur caractéristique, on marque le vecteur biologique par un marqueur radioactif, puis le radiotraceur est administré. L’acquisition et la reconstruction interviennent plus tard dans la séquence.

Explication

La phosphorylation du FDG en FDG-6P crée une impasse métabolique, ce qui entraîne son accumulation dans les cellules. La poursuite complète du métabolisme et la sortie cellulaire ne correspondent pas à ce mécanisme; le marqueur radioactif du FDG est le fluor 18.

Explication

Un radiotraceur associe un vecteur biologique à un marqueur radioactif. La cible est distincte du vecteur, et un photon détecté n’est pas le marqueur lui-même.

Explication

Le vecteur biologique est la molécule d’intérêt qui se fixe sur une cible spécifique; le marqueur radioactif émet les rayonnements ionisants. L’émission et la détection des photons ne sont donc pas le rôle du vecteur.

Explication

Le diagnostic vise à visualiser et quantifier une fonction biologique avec des photons γ en TEMP ou des photons d’annihilation en TEP; la radiothérapie interne vectorisée vise à détruire les cellules ciblées avec des particules β⁻ ou α. Les autres associations intervertissent ou confondent ces objectifs.

Explication

Le 99mTc émet principalement à 140 keV, a une période physique de 6 heures et sert notamment aux scintigraphies osseuses. L’iode 123I et le thallium 201Tl ont d’autres énergies et périodes; l’indium 111In émet à 171 et 245 keV.

Explication

Le 99mTc est utilisé dans 90 % des examens par scintigraphie. 73 et 6 correspondent plutôt à des valeurs de période physique d’autres émetteurs, et non à la part attribuée au 99mTc.

Explication

Les émetteurs gamma permettent la scintigraphie planaire, qui produit une image 2D, ou la TEMP/SPECT, qui produit une image 3D. L’inversion des dimensions confond les deux techniques, tandis que la TEP est associée aux émetteurs bêta +.

Explication

Les émetteurs bêta + sont imagés par tomographie par émission de positons, appelée TEP en français. La TEMP et la scintigraphie planaire sont associées aux émetteurs de photons gamma, et la scintigraphie à balayage n’est pas la technique désignée ici.

Explication

La tête de détection d’Anger associe collimateur, cristal scintillateur, guide de lumière, tubes photomultiplicateurs et électronique. Le détecteur gazeux et le compteur Geiger-Müller renvoient à une autre étape historique, tandis que l’asservissement mécanique caractérise la scintigraphie à balayage.

Explication

Le collimateur filtre les photons incidents selon leur direction afin d’établir une correspondance entre le lieu d’émission et celui de détection. La conversion en lumière relève du cristal scintillateur, tandis que la mesure et le traitement du signal mobilisent d’autres composants.

Explication

Avec un collimateur à trous parallèles, la résolution spatiale diminue quand la distance augmente, alors que l’efficacité géométrique reste constante, autour de $10^{-4}$. La constance de la résolution ou la variation de l’efficacité contredit cette distinction.

Explication

Des canaux plus longs améliorent la résolution spatiale, mais réduisent l’efficacité géométrique. L’amélioration simultanée des deux paramètres inverse le compromis, tandis que les canaux courts produisent le compromis opposé.

Explication

Le scintillateur transforme l’énergie élevée du photon gamma en plusieurs photons de plus faible énergie, dans le domaine visible, auxquels les photomultiplicateurs sont sensibles. La conversion directe en signal électrique confond son rôle avec celui des photomultiplicateurs; l’inversion décrit le processus à l’envers; l’infrarouge ne correspond pas au domaine indiqué.

Explication

Le guide de lumière fait l’interface entre le cristal et les photomultiplicateurs en assurant une transition progressive des indices de réfraction, ce qui évite la réflexion totale. La multiplication des électrons relève du photomultiplicateur; favoriser la réflexion totale inverse le rôle du guide; la sélection énergétique n’est pas sa fonction.

Explication

Dans la logique d’Anger, la somme des signaux des photomultiplicateurs détermine l’énergie, tandis que leur calcul barycentrique localise l’interaction. Intervertir ces opérations confond leurs fonctions; un seul tube ne remplace pas le calcul barycentrique pour déterminer la position.

Explication

La résolution spatiale est la distance minimale entre deux sources ponctuelles encore vues séparément; elle se mesure par la largeur à mi-hauteur de la fonction de dispersion ponctuelle ou linéaire. La largeur énergétique concerne la résolution en énergie; l’aire n’est pas la mesure indiquée; la définition donnée porte sur des sources ponctuelles.

Explication

La résolution spatiale résulte de la combinaison de la résolution intrinsèque du module et de la résolution géométrique du collimateur. Les ordres de grandeur fournis indiquent que la contribution du collimateur est généralement la plus limitante; retenir la seule résolution intrinsèque ou la seule contribution du collimateur omet une composante, et le cristal seul ne décrit pas cette combinaison.

Explication

La résolution en énergie exprime la capacité de sélectionner les photons selon leur énergie et se mesure par la largeur à mi-hauteur $\Delta E$ de la réponse en énergie pour l’énergie d’émission $E$. La fonction de dispersion et la distance entre sources concernent la résolution spatiale; un nombre de photons détectés ne mesure pas cette largeur.

Explication

L’efficacité de détection est le rapport entre les photons primaires détectés dans la fenêtre spectrométrique et tous les photons émis par la source sur $4\pi$ stéradians. Restreindre le dénominateur aux photons dirigés vers le détecteur ne respecte pas la définition; inclure les photons diffusés dans le numérateur change le comptage des primaires; inverser le rapport donne son inverse.

Explication

La linéarité géométrique mesure la capacité à restituer une image sans distorsion en comparant les positions détectées aux positions attendues. L’uniformité concerne l’homogénéité de l’image, la résolution spatiale la séparation de détails proches et le taux de comptage la détection des photons par seconde.

Explication

L’uniformité de réponse est l’aptitude à produire une image homogène sous un flux homogène; elle comprend les uniformités intégrale et différentielle. La linéarité porte sur les distorsions, le taux de comptage sur les photons détectés par seconde et la fonction de transfert sur les fréquences spatiales et le contraste.

Explication

Le taux de comptage désigne la capacité à détecter de nombreux photons par seconde tout en conservant la proportionnalité entre photons émis et détectés. L’uniformité traite de l’homogénéité, la linéarité des positions et la fonction de transfert de modulation du contraste selon la fréquence spatiale.

Explication

Lors d’un empilement, les impulsions superposées peuvent fausser l’énergie mesurée et entraîner le rejet de l’événement hors de la fenêtre énergétique. La prolongation de la période morte relève d’un modèle de temps mort paralysable, tandis que la correction géométrique et la mesure du contraste ne décrivent pas cet effet.

Explication

La haute tension dirige les électrons vers l’anode et les trous vers la cathode après la création des paires dans le semi-conducteur. L’option inversant les électrodes échange les destinations; les options envoyant les deux types de charges vers la même électrode ignorent leur collecte opposée.

Explication

La faible énergie nécessaire à la création d’une paire dans le CZT multiplie environ par vingt le nombre de charges créées et améliore la résolution en énergie. La résolution spatiale dépend notamment de la taille des électrodes, tandis que l’atténuation est une autre propriété du matériau et que la sous-estimation est liée au mauvais transport des charges.

Explication

Le détecteur monolithique pixellisé en CdZnTe présente une résolution en énergie inférieure à 3 % FWHM à 140 keV; sa résolution spatiale intrinsèque dans XY est déterminée par la taille de l’électrode, d’environ un millimètre. La valeur de 5,5 % et les pixels de 2,5 mm décrivent un autre système, tandis que la profondeur d’interaction peut être déterminée mais ne fixe pas la résolution XY.

Explication

Le mauvais transport des porteurs de charge dans le CZT entraîne une sous-estimation de l’énergie des photons incidents. Une surestimation ou une augmentation de l’énergie inverse le sens du biais; une erreur de position concerne une grandeur différente.

Explication

Le mode dynamique échantillonne une séquence d’images dans le temps, ce qui permet de construire des courbes activité-temps. Le mode statique comptabilise le total de l’examen, la tomographie produit des projections sous différents angles et le mode multi-isotopique implique plusieurs radiopharmaceutiques.

Explication

En mode planaire, une seule projection 2D est directement interprétée et ne renseigne pas sur la profondeur des sources. La reconstruction 3D à partir de plusieurs angles caractérise le mode tomographique, tandis que la séquence temporelle relève du mode dynamique et que plusieurs radiopharmaceutiques relèvent du mode multi-isotopique.

Explication

Le mode multi-isotopique consiste à injecter au moins deux radiopharmaceutiques différents et présente un risque de contamination croisée entre fenêtres énergétiques. Les angles de vue caractérisent la tomographie, l’échantillonnage dans le temps le mode dynamique et la projection unique le mode planaire.

Explication

La TEP détecte les photons gamma de 511 keV produits lors de l’annihilation d’un positon avec un électron du milieu. L’émission primaire du positon n’est pas le phénomène qui produit ces photons, et la valeur de 140 keV ne correspond pas aux photons d’annihilation.

Explication

Une désintégration β⁺ transforme un proton en neutron et émet un positon ainsi qu’un neutrino ; l’annihilation produit deux photons de 511 keV à environ 180° l’un de l’autre. La transformation inverse, l’absence du neutrino et des photons émis dans la même direction correspondent à des confusions distinctes.

Explication

Les systèmes TEP analogiques utilisent une fenêtre de coïncidences comme collimation électronique, en remplacement de la collimation physique. La reconstruction à partir de projections concerne la formation d’images tomographiques, et les courbes activité-temps relèvent des acquisitions dynamiques.

Explication

La TEP temps de vol exploite la différence entre les temps d’arrivée des deux événements en coïncidence pour localiser l’annihilation le long de la ligne de réponse. Cette mesure ne détermine pas à elle seule l’énergie exacte, une position perpendiculaire à cette ligne ni l’identité chimique du radiopharmaceutique.

Explication

Le premier imageur hybride TEP/CT a été réalisé en 1998, et ce type d’imageur est aujourd’hui favorisé en routine clinique. 2014 concerne l’installation de la TEP/IRM en France, tandis que les périodes plus récentes renvoient aux imageurs numériques et à la TEP corps entier.

Explication

La TEP/IRM améliore le contraste des tissus mous, est moins irradiante que la TEP/CT et permet des examens complémentaires pendant la même séance. Attribuer le meilleur contraste à la TEP/CT confond les avantages des deux modalités; reporter les compléments à une autre séance méconnaît la possibilité offerte par la TEP/IRM.

Explication

En TEP/IRM, les SiPM remplacent les PMT à cause de l’interaction du champ magnétique avec les détecteurs TEP; le signal d’un SiPM résulte du cumul des signaux de milliers de photodiodes à avalanche en mode Geiger. Maintenir les PMT ignore cette contrainte, et attribuer le signal à une seule photodiode oublie le cumul des cellules.

Explication

En TEP/CT numérique, la diminution des temps morts augmente la sensibilité et améliore le rapport contraste-sur-bruit. La résolution spatiale relève d’un autre mécanisme, tandis qu’inverser le sens de l’évolution de la sensibilité ou du rapport contraste-sur-bruit contredit cette chaîne d’effets.

Explication

La TEP/CT numérique améliore la résolution spatiale grâce à l’utilisation de cristaux plus petits et de SiPM. La diminution des temps morts contribue plutôt à augmenter la sensibilité et à améliorer le rapport contraste-sur-bruit; les PMT et les cristaux plus grands ne correspondent pas aux composants associés à ce gain.

Explication

Une coïncidence vraie associe deux singles issus de la même annihilation et n’ayant pas diffusé. Une coïncidence diffusée implique une diffusion, une coïncidence fortuite des annihilations distinctes, et une ligne de réponse relie les détecteurs.

Explication

Une coïncidence fortuite réunit des singles qui ne proviennent pas de la même annihilation, qu’ils aient diffusé ou non. La coïncidence vraie et la coïncidence diffusée exigent une annihilation commune; la ligne de réponse joint les détecteurs.

Explication

Une coïncidence diffusée associe deux singles de la même annihilation dont l’un ou les deux ont subi une ou plusieurs diffusions. Une coïncidence vraie n’implique pas de diffusion, tandis qu’une coïncidence fortuite relie des singles d’annihilations différentes; la ligne de réponse est une ligne géométrique.

Explication

En TEP 3D, l’absence de septa accroît la sensibilité et le nombre de LOR possibles, mais augmente aussi les proportions de coïncidences diffusées et fortuites ainsi que le temps mort. La baisse des LOR ou des événements parasites inverse ces effets; l’arrêt des photons à angle élevé caractérise les septa de la TEP 2D.