Imagerie de Diffusion Organes Mobiles et Corps Entier

Alain Luciani, Frederic Pigneur, Emmanuel Itti, Alain Rahmouni

CHU Henri Mondor, Universite Paris Est Creteilalain.luciani@hmn.aphp.fr

« Tout en un »

Imagerie Fonctionnelle

Couverture anatomique

Imagerie Diffusion Corps entier – WB-DWI

Comment je fais ?

Applications Cliniques

Antennes

DWI-MRI• Pré-requis technologiques et instrumentaux

Séquences

« Anatomique »

1. Plan1. Sagittal2. Coronal3. Axial

2. Séquences1. T1 WI2. T2 avec suppression

graisse

« Fonctionnelle »

1. Imagerie Diffusion Corps entier (WB-DWI-MRI)• Gradient directions ?• What about breathing ?

2. 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

• Surface• Body Coil

Acquisitions parallèlesRésolution spatiale

Comment je fais ?

Antennes

Surface Antenne Corps

Comment je fais ?

Antennes

• Suppression graisse ?

FS STIR

Homogénéité Temps d’acquisition

Comment je fais ?

Séquences

• Respiration – Libre + multiple Nex– Gating : Ceinture (pressure sensor)• Cycle respiratoire• Fin d’expiration => Acquisition

– Trigger :

Comment je fais ?

Séquences

• 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

• Respiration : Impact sur WB-DWI ?

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

• Choix des valeurs de b ?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

Composante perfusive

Diffusion moléculaire

Diffusion Weighted Whole Body MRI

Comment je fais ?

Séquences

• Principes de la diffusion

BS b S 0

exp bD .F f .exp( b(DD*)) (1 f ).exp( bD)

Diffusion moléculaireMicrocirculation

Composante perfusive

b<100s/mm2 : composante perfusive non négligeable

b>100s/mm2: composante perfusive négligeable

Diffusion Weighted Whole Body MRI

Comment je fais ?

Séquences

• Application cliniqueDiffusion Weighted Whole Body MRI

Comment je fais ?

Séquences

• 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

• 1.5 T ou3 T ?– Temps d’acquisition

– Artefacts

Diffusion Weighted Whole Body MRI

Comment je fais ?

Séquences

1. Antennes2. Imagerie parallèle3. Gating respiratoire4. Suppression graisse5. Injection ?6. DWI imaging :

1. TR/TE2. Direction de gradients3. Epaisseur de coupe / Gap4. Choix des valeurs de b

Messages Clés

Comment je fais ?

Séquences

Temps d’acquisition : 20 – 45’1. Whole Body Scout View2. Sagittal T1 SE3. 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

• Takahara et al Radiat Med. 2004

Applications cliniques

WB-DWI-MRI et Lymphome

Applications cliniques

WB-DWI-MRI et Lymphome

• 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

• Résolution spatiale en WB-DWI =gg ou masse ?

b50 b800 ADC

Detection – Staging Ganglionnaire

Applications cliniques

WB-DWI-MRI et Lymphome

Atteinte profondeb50 b800

T2WI

Applications cliniques

WB-DWI-MRI et Lymphome

b800

b800

ADC

Atteinte profonde

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

51 y/oDLBCLInitial Staging

3T WB DWISiemens Verio®SE EPI STIR WEb 50, 400, 800s/mm2

b50

b800

ADC

Applications cliniques

WB-DWI-MRI 3T et Lymphome

b50

b800

54 y/oDLBCLInitial Staging

3T WB DWISiemens Verio®SE EPIb 50, 400, 800s/mm2

Applications cliniques

WB-DWI-MRI 3T et Lymphome

54 y/oDLBCL6 cycles CT

b50

b800

Applications cliniques

WB-DWI-MRI 3T et Lymphome

Applications corps entier

54 y/oDLBCLInitial StagingStage IV (Bone)

b50 ADC mapT2 WI

Combined WB-DCE MRI and WB-DWI-MRI in Lymphoma

3D VIBE

54 y/oDLBCLInitial StagingStage IV (Bone)

b800

b50 ADC map

Applications cliniques

Approche foncitonnelle combinée

b800

54 y/oDLBCLInitial StagingStage IV (Bone)

b50

b800

ADC

Applications cliniques

WB-DWI-MRI 3T et Lymphome

Clinical Applications

Combined WB-DCE MRI and WB-DWI-MRI in Lymphoma

54 y/oDLBCLAfter 6 cycles CT

b800

b50

ADC

Messages

• Instrumentation

• Instrumentation

• Instrumentation

1

2

3

Applications cliniques

• Pas encore définies ….• Standardisation ?• Sélectionner études cliniques adaptées….