Post on 10-Sep-2018
Imagerie de Diffusion IVIM
Alain Luciani, Frederic Pigneur, Emmanuel Itti, Alain Rahmouni
CHU Henri Mondor, Université Paris Est Creteil
alain.luciani@hmn.aphp.fr
Comment je fais ?
Applications Cliniques
Antennes
IVIM DWI-MRI• Pré-requis technologiques et instrumentaux
Séquences
8
• Comment gérer les mouvements ?
– TE minimum
– Imagerie parallèle
– Asservissement respiratoire ?
Comment commencer en pratique clinique ?
Principes généraux
Comment commencer en pratique clinique ?
Principes généraux
Lee et al. Radiology 2014; Ahead of print http://dx.doi.org/10.1148/radiol.14140759
12 volontaires sains
Trois méthodes de gating
- Respiration libre
- Gating Respiratoire
- Gating Cardiaque
Etude DWI IVIM : 9 valeurs de b : 0, 30, 60, 100, 150, 200, 400,
600, et 900 sec/mm2
T
Comment commencer en pratique clinique ?
Principes généraux
Lee et al. Radiology 2014; Ahead of print http://dx.doi.org/10.1148/radiol.14140759
12 volontaires sains
Trois méthodes de gating
- Respiration libre
- Gating Respiratoire
- Gating Cardiaque
Etude DWI IVIM : 9 valeurs de b : 0, 30, 60, 100, 150, 200, 400,
600, et 900 sec/mm2
T
Comment commencer en pratique clinique ?
Principes généraux
Lee et al. Radiology 2014; Ahead of print http://dx.doi.org/10.1148/radiol.14140759
FB ET RT
Comment commencer en pratique clinique ?
Principes généraux
Lee et al. Radiology 2014; Ahead of print http://dx.doi.org/10.1148/radiol.14140759
• Respiration : Impact sur WB – imaging ?– 10 volontaires
– DWI SE EPI sequence
– TE 76, b0 , 400s/mm2
– Respiration libre
Diffusion Weighted Whole Body MRI
Comment je fais ?
Séquences
• Variation intra-individuelle ADC ± 14%
• Seuil de signification > 27%
Diffusion Weighted Whole Body MRI
Comment je fais ?
Séquences
Mêm
es p
aram
ètre
s ; N
ex=2
• Nombre de gradients de diffusion ?
Diffusion Weighted Whole Body MRI
Comment je fais ?
Séquences
22
• Choix des facteurs de diffusion b –
Détection
Chiaradia et al. JMRI
2013
Comment je fais ?
Séquences
• Principes de la diffusion
Composante perfusive
Diffusion moléculaire
Diffusion Weighted Whole Body MRI
Comment je fais ?
Séquences
• Choix des valeurs de b ?
– b 0, 500, 1000 s/mm2
– Modèle animal CCl4
Diffusion Weighted Whole Body MRI
Comment je fais ?
Séquences
• Principes de la diffusion
B =S b( )S 0( )
= exp -bD( ).F = f .exp(-b(D + D*)) + (1- f ).exp(-bD)
Diffusion moléculaire
MicrocirculationComposante
perfusive
b<100s/mm2 : composante perfusive non négligeable
b>100s/mm2: composante perfusivenégligeable
Diffusion Weighted Whole Body MRI
Comment je fais ?
Séquences
IVIM et fibrose – TAA C57/BK/6J
N=31
IRM8 Semaines
N=37
n=15
Sacrifice - Exploration anatomopathologique
N=6
IRM13-18 Semaines
IRM8 Semaines
n=5
Sacrifice - Exploration anatomopathologique
n=15
n=16
n=15
Sacrifice - Exploration anatomopathologique
• Modèle animal murin• TAA 0.03%• Eau de boisson• Adaptation poids 6 semaines
• Choix du facteur b
Koh DM et al. AJR 2007;188:1622-1635b = 50 s/mm2
b = 0 s/mm2
• T2 WI• Limite effet « perfusion »• Filtre vitesse
Diffusion Weighted Whole Body MRI
Comment je fais ?
Séquences
RÉPARTITION DES TUMEURS HÉPATIQUES
30
Pourquoi améliorer analyse DWI ?
*colon=17, pancréas=1, GIST=1, TNE=8, poumon=1, vésicule biliaire=1
Tumeur
N = 140
Nombre Taille (mm)
Total Naïf Moyenne Déviation standard
CHC 50 27 52,78 44,9
Métastase * 29 7 33,69 17,22
HNF 14 49,93 25,38
Adénome 3 34,7 28,9
Angiome 34 30,65 16,98
Kyste 10 32,3 15,43
31
D (10-3mm2/s) D* (10-3mm2/s) f (%) ADC (10-3mm2/s)
CHC Total (n=50) 1,16(+/-0,36) 62,5(+/-57) 18,3(+/-8,41) 1,39(+/-0,39)
Non traités (n=27) 1,11(+/-0,34) 66,7(+/-68) 20,13(+/-8,5) 1,36(+/-0,35)
Traités (n=23) 1,23(+/-0,37) 57,57(+/-42) 16,26(+/7,9) 1,43(+/-0,43)
Métastases Total (n=29) 1,53(+/-0,55) 55,8(+/-64) 23,89(+/-19) 1,8(+/-0,58)
Non traitées (n=7) 1,24(+/-0,29) 77,9(+/-78) 20,6(+/-13,6) 1,44(+/-0,41)
Traitées (n=22) 1,56(+/-0,54) 49,2(+/-61) 24(+/-21,2) 1,83(+/-0,5)
Tumeurs malignes (n=79) 1,30(+/-0,47) 60(+/-59) 20,4(+/-13,6) 1,54(+/-0,5)
HNF (n=14) 1,20(+/-0,27) 104(+/-76) 23,6(+/-12,2) 1,53(+/-0,29)
Adénome (n=3) 1,64(+/-0,53) 203(+/-202) 25,7(+/-19,2) 1,96(+/-0,43)
Angiome (n=34) 1,55(+/-0,41) 48,6(+/-69) 33,9(+/-18,9) 1,99(+/-0,5)
Kyste (n=10) 3,11(+/-0,36) 59,1(+/-47) 4,4(+/-6,44) 3,14(+/-0,28)
Tumeurs hépatocytaires
bénignes (n=17)
1,28(+/-0,35) 122(+/-106) 23,99(+/-13) 1,61(+/-0,35)
Exemple des Tumeurs Hépatiques
Pourquoi améliorer analyse DWI ?
• Nouvelles approches
– Etudes non gaussiennes : Kurtosis
– Membranes / Barrières
Diffusion Weighted Whole Body MRI
Comment je fais ?
Séquences
• 1.5 T ou 3 T ?
– Temps d’acquisition
– Artefacts
Diffusion Weighted Whole Body MRI
Comment je fais pour étendre étude à corps entier ?
Séquences
Applications cliniques
• Pas encore définies ….
• Standardisation ?
• Sélectionner études cliniques adaptées….
« Anatomique »
1. Plan
1. Sagittal
2. Coronal
3. Axial
2. Séquences
1. T1 WI
2. T2 avec suppression graisse
« Fonctionnelle »
1. Imagerie Diffusion Corps entier (WB-DWI-MRI)
• Directions des gradients ?
• Respiration ?
1. Imagerie dynamique après injection de pdc (WB- DCE-MRI)
• Timing
• Plans de coupes
Suppression GraisseGestion artefacts de
mouvements
Pré-requis ?Impact clinique ?
Imagerie paramétrique ?
Comment je fais ?
IRM Corps entier
1. Antennes2. Imagerie parallèle3. Gating respiratoire4. Suppression graisse5. DWI imaging :
1. TR/TE2. Direction de gradients3. Epaisseur de coupe / Gap4. Choix des valeurs de b
6. Utilisation :1. Imagerie de diffusion2. Cartographie coefficient
1. ADC ?2. IVIM-derived ?
Messages Clés
Comment je fais ?
Séquences
Temps d’acquisition : 20 – 45’
1. Whole Body Scout View
2. Sagittal T1 SE
3. Coronal T2 TSE FS / STIR (2 à 3 Steps)
(HASTE / Transverse TSE - > Lung)
4. DWI : Transverse DWI : 50,400,800s/mm2; TE=76ms
5. Transverse 2D EG T1 FS / Dixon / Water excitation 5mm
Example de protocole WB-DWI
Données de la littérature : Abondante mais hétérogène ! Instrumentation et type de tumeurs
• Staging tumeur primitive : débattu -> Instrumentation– Antoch et al. JAMA 2003; 98 patients ; various Primary; Accuracy PET-CT (80%) > WB-MRI (52%)
– Yi et al. Radiology 2008; 165 patients; NSCLC; Accuracy T staging WB MRI (86%) > PET-CT (82%)
• Screening et détection tumorale– Fischer et al. Eur Radiol 2011; 21:246-255
– 68 patients staging of malignant Tumor by PET-CT (Ref Standard)
– Concomitant WB-MRI (T2 + DWI b =0 / b= 700s/mm2)
– Accuracy overall 82% reaching 91% for liver mets
• Métastases osseuses
– Mélanome : Laurent et al. Eur J Radiol 2009; Epub• Se IRM (DWI) = 82 % vs. 72% PET-CT
• Sp IRM (DWI) = 97% vs. 92% PET-CT
– Cancer Prostate : R Venkitaraman et al. J Med Imaging Rad Oncology 2009;53:530-533• 39 patients
• MRI > 99mTc
– Cancer poumon (NSCLC): Takenaka et al. J. Magn. Reson. Imaging 2009;30:298-30• 209 patients
• MRI (DWI) > 99mTc and PET-CT
…………….
• Hematologic Malignancies
Applications cliniques
• Protocol– Philips Achieva®
– Surface coil
– Free breathing
– SS SE EPI 8612/78ms
– b= 0 – 1000s/mm2
– + STIR T2 / T1
• Staging comparé avec TDM
Applications cliniques
WB-DWI-MRI et Lymphome
• Meilleure Se / TDM
– Moelle osseuse
– Atteinte extra digestive
Applications cliniques
WB-DWI-MRI et Lymphome
1.5T Henri Mondor
Surface Coils (76 elements)
• SNR
• Parallel acq; facteur 2
Gating respiratoire
• TR = Cycle respiratoire
• ADC maps
Applications cliniques
WB-DWI-MRI et Lymphome
Detection – Staging ganglionnaire
CT
ADCb800b50
PET PET/CT
• 94% des ggs détectés en WB-DWI-MRI et TEP TDM
• 89% des aires ggs positives en TEP TDM ont diffusion restreinte
Applications cliniques
WB-DWI-MRI et Lymphome
b50
b50
b800 ADC
b800 ADC
• 23 y/o patient DLBCL Mediastin
• 4 cycles de CT : Masse résiduelle 8x1cm (CRu) mais TEP TDM négatif => CR
• Pas de diffusion restreinte
Applications cliniques
WB-DWI-MRI et Lymphome