L’imagerie de diffusion en pathologie rénale - sfrnet.org · J Magn Reson Imaging 2000;11...
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I Boulay-Coletta, E sibileau, V Molinie, M Zins
M Zins
Fondation Hopital Paris Saint Joseph, Paris - FRANCE
L’imagerie de diffusion
en pathologie rénale
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Contraintes techniques appliquées au rein
Application et Limite du model mono exponentiel Rein normal
Pathologie tumorale
IVIM modèle bi exponentiel
En Pratique Clinique…
Plan
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Le rein est un organe abdominal anisotropique:
la diffusion prédomine dans une direction celle des tubules de la medullaire
FUKUDA J Magn Reson Imaging 2000;11 :156-160
Contraintes techniques et rein
Les gradients de diffusion doivent être appliqués
dans les trois directions de l’espace
Le rein est un organe mobile:
Acquisition 2D axiale
en apnee >>> rapide mais resolution spatiale
en respiration libre
en gatting respiratoire mais du temps d’acquisition
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Facteurs physiologiques intervenants dans la mesure du coéfficient apparent de diffusion:
1- Flux vasculaire
>>> le rein est un organe fortement vascularisé, avec une fraction vasculaire estimée à 25-40% (5% cerveau)
2- Dilatation intra tubulaire
3- Réabsorption d’eau
4- Flux intratubulaire
Sigmund Radiology 2012;June; 263 (3):758-69
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Variations de la mesure de l’ADC du rein
normal:
la valeur de l’ADC est plus élevée dans le cortex/ médullaire: 1. Le flux sanguin est plus important dans le cortex
2. L’orientation radiaire des tubules dans la medullaire réduit
les mouvements d’eau libre dans la medullaire
l’état d’hydratation
l’age,
attribué à la glomérulosclérose avec chute du flux sanguin et du débit de filtration glomérulaire
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Comparaison de la mesure de l’ADC du rein Nle:
Résultats d’une méta analyse Zhang, radiology 2010
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1.5T b0-b600
3T b0-1000-2000
Patient 1
Patient 2
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Revue de 19 articles 1990-2008 2 x 10 –3 < ADC < 4,1x10-3 dans le cortex
1,9x 10-3 < ADC < 5,1x 10-3 dans la medullaire
Hypothèse: les résultats sont dépendants de la valeur du b
Réalisation d’une étude de simulation de la variabilité de la mesure de l’ADC en fonction de la valeur du b à partir de 3 volontaires sains afin de prédire les résultats des articles de la littérature.
Réalisation de courbes selon un model mono-exponentiel avec 16 valeurs de b par pallier de 50 jusqu’à 750 sec/mm
Comparaison de la mesure de l’ADC du rein Nle:
Résultats d’une méta analyse
Zhang, radiology 2010
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Comparaison de la mesure de l’ADC du rein Nle:
Résultats d’une méta analyse Zhang, radiology 2010
Limites: 1- ADC varie en fonction du b utilisé +++
2- Comparaison des valeurs de l’ADC publiées
dans la littérature est irréalisable
3- Quelle est la valeur de l’ADC du rein nle ?
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La diffusion facilite la détection des lésions /
séquences classiques
Petite
Multiples
b élevé: b1000
Pathologie Tumorale :
IRM de diffusion la solution: Détection ?
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Le challenge difficile :
Distinguer une T bénigne / d’une T maligne
les oncocytomes/ Cancer chromophobes- CCC avec cicatrice
centrale à rehaussement tardif
Angiomyolipome pauvre en graisse/ CCC
Pathologie Tumorale :
IRM de diffusion la solution: caractérisation ?
1- D’éviter des biospsies inutiles
2- de réduire le nombre de néphrectomies inutiles en cas de T bénigne (16-33%)
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Pathologie Tumorale :
IRM de diffusion la solution: caractérisation?
Sandrasegaran K et al. AJR 2009
•Les tumeurs malignes (n=25) ont un
ADC significativement plus bas que
les tumeurs bénignes (n=34)
1,88.10-3 vs 2,72.10-3 mm²/s ;
p<0.0001
1,5T, Dwi gating Respiratoire, b0-800
T bénignes : 31 kystes (bénins)
3 abcés.
Absence d’oncocytome
ou d’angiomyolipome …
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Pathologie Tumorale :
IRM de diffusion la solution: caractérisation?
L’ADC des tumeurs malignes
(n=28) est significativement plus
bas que les tumeurs bénignes
(1,41.10-3 +/- 0,61 vs 2,23.10-3
mm²/s +/- 0,87; p<0.0001) en
excluant les angiomyolipomes
•Sur 81 T bénignes dont 6
oncocytomes et 10 AML
Taouli B et al. Radiology 2009
1,5 T, (b0-400),(b0-800), (b0,400,800)
Acquisition en apnée,
moy ADC monoexponentiel Le diagnostic de CCR,
ADC < 1,92 10-3 mm²/s
AUC= 0,856, Se=86%; sp= 80%
En ajoutant les séquences injectées
la Se=86% mais la sp augmente à 96%
En excluant l’angiomyolipome
•Cut off oncocytomes vs CCR
ADC =1,66x 10-3 mm²/s ,
Se=90%,Sp=83%, AUC=0,854
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Oncocytome
3T b0-1000-1500
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Carcinome à cellule claire
1.5T b0-b600
3T b0-b1000-2000
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Carcinome tubulo
papillaire 3T b1000-2000
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Angiomyolipome sans graisse
3T b1000-2000
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Pathologie Tumorale :
IRM de diffusion la solution: caractérisation?
• Entre chaque type histologique il existe un recouvrement des valeurs dADC
• les valeurs de l’ADC sont differentes d’une étude à l’autre.
>>>> utilisation de b differents >>> limite du model monoexponentiel
L’ADC doit toujours être utlisé en complément des autres séquences, il peut
améliorer la spécificite de caractérisation de la lésion.
Notohamiprodjo, Eur Radiol 26 (2010)337-347
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Rapport
ADC tumeur/ADC rein nle
Epidémiologie des tumeurs :
–25 carcinomes à cellules
claires (dont un sur greffon)
–6 carcinomes tubulo-papillaires
–8 carcinomes à cellules
chromophobes
–1 lymphome du manteau
–6 oncocytomes (5 patients)
Apport combinés de l’IRM dynamique, T2, et de
diffusion dans la caractérisation des masses
rénales solides N Grenier JFR 2011
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Apport combinés de l’IRM dynamique, T2, et de
diffusion dans la caractérisation des masses
rénales solides N Grenier JFR 2011
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Apport combinés de l’IRM dynamique, T2, et de
diffusion dans la caractérisation des masses
rénales solides N Grenier JFR 2011
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1,41/1,54 =
0,818
Oncocytome
Carcinome à cellule claire
1.56/2.27 =0,687
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1,3/2,47= 0,52
Attention, cela ne s’applique pas aux angiomyolipomes 1,41/0,709 = 0,56
Carcinome tubulo
papillaire
Angiomyolipome
sans graisse
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Apport combinés de l’IRM dynamique, T2, et de
diffusion dans la caractérisation des masses
rénales solides N Grenier JFR 2011
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Variations des valeurs d’ADC d’une étude à l’autre pour le même type histologique >> étude réalisée à des b differents
Bcp de supperpositions de valeur d’ADC entre les T solides bénignes et malignes parmi les études
Angiomyolipome ont un ADC bas / T papillaire
Interêt du rapport ADC T/ADC nle
Pathologie Tumorale : IRM de diffusion
limite du model mono exponentiel
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Monoexponentiel b0- 800
IVIM Acquisition multib (n= 8), apnée ou Gating
Respiratoire
Comparaison des modeles bi exponentiel
(IVIM) et mono exponentiel:
considération technique
Fraction de perfusion (%)
D fast (pseudo diffusion)
D slop (Coefficient de diffusion)
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Comparaison des modeles bi exponentiel et
mono exponentiel: rein normal
Zhang, radiology 2010;254:783-792
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Comparaison modele mono et bi
exponentiel (IVIM) sur rein normal
ADC Total m
D P
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Comparaison des modeles bi exponentiel et
mono exponentiel: lesion du rein
Chandarama Invest radiol 2011;46, 285-291
• 31 masses: 15 IV +/ 16 IV –
• 8 b (0-800) en apnée, 1.5 T
• bonne corrélation pour
les lésions IV+
D bas et P élevée p < 0,05
comparativement aux lésions IV -
interêt chez les patients insuffisants rénaux ou allergiques au gadolinium
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IVIM: lésions du rein ?
Rheinheimer Eur Radiol
2012;81, 310- 316
N= 24 T solides:
•22 T malignes
•2 T bénignes
oncocytomes
1.5T bo, 50,100,150,200, 300,400,500,600, 700,800
Unique étude avec preuve histologique
1- D est le meilleur paramètre pour différencier le tissu tumoral du tissu sain…
2- Forte corrélation entre l’ADC et D mais pas de difference significative
d’analyse sur les Courbes ROC
3- f fraction de perfusion est un paramètre prometeur pour pour l’étude
des sous groupes de CCR (grade de Furhman) mais p> 0.05
4- Comparaison possible des differents travaux
monoexpo IVIM
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N= 17 patients, 9 T pyélique et 7 T urétérale
MRI conventionnelle Se= 76,5% (13/17) VPP=100%
DWI Se=94,1% (16/17 CIS), VPP=100%
Taille > 8mm
ADC moy= 1,125 x 10-3 mm/s (+/- 0,238x 10-3)
Pathologie Urothéliale: Détection Tumorale ?
Nishiazawa; Intern Braz J Urol 2010, 36(1):18-28
B1000, respiration libre
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Pathologie Tumorale :
IRM de diffusion la solution: T urothéliale
1,5 T b0-600 gatting respiratoire
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Un an plus tard…
B0b800, en apnée
3 T b 0-b1300
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Tumeur de vessie
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Pathologie Urothéliale: Classification tumorale et
prédiction du grade histologique ?
Akita AJR 2011; 197:1130-1138 • 40 T pyéliques
•Détection: 98% T2 et DWI, 95% T2 et T1IV, 88% T2
• Classification:
T > T3, envahissement parenchyme renal
ou de la graisse du sinus, la précision diagnostique est :
70% T2+ dwi et T2 et T1 IV+, 58% T2
>>> T2 et la DIW suffisent >> I rénale
• T3a envahissement microscopique/ T3b envahissement
macroscopique, l’adjonction de la diffusion au T2
augmente la précision diagnostique à 93% contre 70% T2 seul
•ADC moy des lésions de haut grade est significativement plus
bas que celle de bas grade
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Lésion urothéliale: détectecion, staging tumorale pré
chirurgicale et dans le suivi
>>> (Insuffisance rénale) +++
Staging tumoral à distance (T urothéliale/ rénale)
détection des métastases ganglionnaires,
hépatiques,
péritonéales
En Pratique Clinique… La diffusion est utile
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En Pratique Clinique… la diffusion
Facilite la détection des petites lésions rénales à b élevé/ séquences classiques IRM
En complément des séquences clasiques, la diffusion aide à améliorer la précision diagnostique de l’ irm dans la caractérisation tissulaire rénale (attention à l’ADC bas de l’angiomyolipome)
Intérêt du rapport ADC lésion/ ADC rein normal
IVIM, plus d’ études sont nécessaires