La scintigraphie est une technique d’exploration du corps humain qui permet de diagnostiquer des maladies.
Elle est utilisée au niveau du cœur pour étudier la perfusion du myocarde, c'est-à-dire le flux sanguin arrivant dans le muscle cardiaque. C'est une des méthodes de choix pour explorer la maladie coronaire. En effet lorsque qu'une artère coronaire se bouche partiellement cela peut entrainer une souffrance (ischémie) et si elle s'obstrue totalement, une nécrose (infarctus). La scintigraphie permet de manière dite non invasive de mettre en évidence les zones ischémiques pendant un effort ou les zones nécrosées après un infarctus par exemple. On peut également avoir une information sur le fonctionnement du muscle, le volume du cœur et sa capacité à se contracter (fraction d'éjection).
Au niveau du poumon, on peut l’utiliser afin de diagnostiquer une embolie pulmonaire. De la même manière que pour la scintigraphie cardiaque, les substances radioactives ne pourront pas se fixer dans la zone pulmonaire atteinte par l’embolie pulmonaire car elle est obstruée par un caillot de sang.
Au niveau de l’os, la scintigraphie permet de mettre en évidence les zones malades par la visualisation de l'augmentation du métabolisme ostéoblastique (ou du renouvellement osseux augmenté en d'autres termes). Elle permet de diagnostiquer des maladies comme les fractures, les pathologies du sportif (fissures, périostite), l'algodystrophie, les maladies inflammatoires du squelette, les tumeurs osseuses primitives ou secondaires, les infections.
Au niveau du cerveau, la scintigraphie peut refléter la perfusion du cerveau. Or dans certaines maladies dégénératives (Maladie d'Alzheimer, maladie à corps de Lewy, démences fronto-temporales...) ou épileptiques, les anomalies de perfusion intéressent des zones précises du cerveau, ce qui permet d'orienter le diagnostic. On observe également des troubles de la perfusion cérébrale dans certaines maladies infectieuses, telles que la neuroborréliose et l'encéphalite herpétique. De nouveaux traceurs ciblés sur des récepteurs spécifiques permettent également de faire des images de la répartition des récepteurs de neurotransmetteurs essentiels, comme par exemple ceux de la dopamine avec le DaTSCAN(TM), qui peut-être utilisé dans la maladie de Parkinson par exemple.
La scintigraphie est aussi utilisée pour diagnostiquer les maladies thyroïdiennes. Elle est demandée si l’on suspecte une hyperthyroïdie, voire éventuellement un hypofonctionnement ou une augmentation de volume de la thyroïde (goître) ou encore pour le contrôle d’une opération chirurgicale.
On peut également explorer les reins, le foie, les vaisseaux lymphatiques, les glandes surrénales, détecter certaines tumeurs bien particulières... Tout dépend du traceur que l'on utilise.
On utilise une gamma caméra à scintillation pour acquérir les images. La caméra possède une collimation spatiale composée d'un collimateur à trous parallèles, permettant la sélection des photons
La collimation est essentielle pour déterminer l'origine des photons, puisqu'une focalisation optique est impossible pour des photons énergétiques. En ne conservant que les photons parallèles à l'axe, on réalise une projection de la source d'émission (l’organe ou les cellules d’intérêt) sur le détecteur de la caméra (la caméra). Ensuite, une collimation énergétique évalue l'énergie des photons
La quantité de matière radioactive pouvant être injectée au patient est faible et la sensibilité des collimateurs courants est faible (10 − 4 soit un photon sur 10 000 émis). On ne dispose donc que de très peu de photons pour construire l'image. Il est donc essentiel de mesurer chacun avec le plus grand soin, en le localisant et en estimant son énergie correctement. On utilise pour cela des dispositifs d'amplification de lumière extrêmement sensibles, les photomultiplicateurs ou Channeltrons. Ces dispositifs agissent comme des amplificateurs et sont relativement volumineux. On ne peut donc pas en mettre autant que de pixels requis dans l'image finale. Cependant, puisqu'il est possible de faire de l'interpolation entre les photomultiplicateurs pour déterminer la position précise de scintillation. La résolution spatiale n'est donc pas limitée que par le nombre de dispositifs détecteurs, mais aussi par le nombre de photons de scintillation et l'extension de la surface sur laquelle ils sont détectés. En effet, le principe de positionnement utilise le calcul du «centre de masse», et permet d'obtenir une résolution spatiale inférieure à la dimension des photomultiplicateurs. Le positionnement étant déterminé statistiquement, le nombre de photons observés va limiter la précision de l'estimation.