DES Radiologie Imagerie fonctionnelle et hybride 6/12/2016. A. Kas Médecine Nucléaire GH Pitié-Salpêtrière Charles Foix

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1 DES Radiologie Imagerie fonctionnelle et hybride 6/12/2016 A. Kas Médecine Nucléaire GH Pitié-Salpêtrière Charles Foix

2 TEP-IRM 3T TOF Signa GE IRM 3T tunnel 70cm 60 cm Compatibilité de la chaine de détection du TEP dans un champ de 3 teslas (photomultiplicateurs au silicium) TEP-TOF : résolution spatiale la dose délivrée Atténuation par les antennes compensée par un gain en sensibilité Antennes compatibles avec la TEP Performances techniques Diamètre tunnel 60 cm Axial FOV 25 cm Sensibilité 21 cps/kbq Fenêtre de coïncidence 4,57 ns Temps de vol 380 ps Valeur NEC max 210 kcps Résolution en énergie 11% Résolution spatiale Transaxiale 10 cm: 4,5 mm Axiale 10 cm: 4,7 mm

3 EXPLORATION MULTIPARAMÉTRIQUE OPTIMALE Potentiel de l IRM + imagerie moléculaire en TEP Informations anatomiques, fonctionnelles et moléculaire en un seul examen 2 examens diagnostiques en 1 seule session Amélioration du confort du patient Amélioration de la quantification des images et de la visualisation des structures cérébrales de petites tailles: Correction d effet de volume partiel Correction de mouvements

4 EXPLORATIONS LOCALISÉE + CORPS ENTIER

5 CHALLENGE DE LA CORRECTION D ATTÉNUATION TEP-TDM : TDM donne les unités Hounsfield, donc les coefficients d atténuation TEP-IRM : Le signal IRM n est pas lié à l atténuation des tissus (densité des protons et propriétés de relaxation) Signal IRM faible et équivalent dans des structures de densité différente (os, poumon et air) Prise en compte de l atténuation des antennes et de la table Problème de troncature FOV TEP 60 cm > FOV IRM 50 cm Artefact métallique

6 PROJET TEP-IRM DE LA PITIÉ-SALPÊTRIÈRE 1 ère TEP-IRM «clinique» en France Evaluation pour l ARS de l intérêt clinique Nécessité de cibler quelques indications pour pouvoir exploiter les données après 1 ou 2 ans 1113 examens depuis octobre 2015 sur un mi-temps clinique Axe «tête et cou» : 90% des indications TEP-IRM 3T TOF Signa GE

7 RATIONNEL IRM = examen de choix dans : Etude des patho. cérébrales : tumorales, neurodégénératives et épilepsie Etude loco-régionale de nombreux cancers abdomino pelviens, ORL Mais sensibilité parfois insuffisante : neurodégénératif, gg cervicaux envahis Mais spécificité parfois insuffisante : Diagnostic de ganglions de petite taille ou étudiés après traitement Diagnostic différentiel inflammation-fibrose/tumeur Étude du péritoine (ganglions et nodules): action synergique de la TEP-IRM Augmentation spécificité par la TEP (+ balayage CE) => Choix d indications pour lesquelles : IRM = gold standard + Intérêt démontré de la TEP

8 PRINCIPALES INDICATIONS RETENUES «TÊTE ET COU» Pathologies neurodégénératives Diagnostic initial Suivi évolutif n=780 examens Bilan préchirurgical des épilepsies pharmaco-résistantes n=33 Neuro-oncologie n= 100 Diagnostic différentiel radionécrose / progression /pseudoprogression Cancers ORL et maxillo-faciaux n=110 Statut initial Adénopathie sans porte d entrée Évaluation de la réponse T et N après RCT Bilan de récidive

9 INDICATIONS RETENUES Cancers du moyen et bas rectum n=13 Statut initial Évaluation de la réponse T et N après RCT néoadjuvante Cancers du foie et des voies biliaires n=6 Diagnostic et statut initial Cancers du pancréas borderlines ou localement avancés n= 21 Statut initial Évaluation de la réponse T et N après RCT néoadjuvante Cancers du col, de l endometre et carcinose peritonéale (ovaire et sein) n=20 Statut initial Évaluation de la réponse T et N après RCT néoadjuvante Cancers de la prostate n=22 Statut initial de cancers de la prostate agressifs (critères D AMICO)

10 TEP-IRM EN PRATIQUE Objectif : examens/ jour de qualité diagnostique Préparation du patient Celle du TEP + de l IRM Précautions et contre-indications du TEP + celles de l IRM Prendre en compte la radioprotection du personnel Acquisition: the shorter, the better!!! Acquisition plus longue qu en TEPscan : 30 à 50 mn vs. 10 à 20 mn Optimisation du workflow et sélection des séquences IRM : indispensables Correction et reconstruction Correction d atténuation par IRM (Dixon) ± Atlas Interprétation 2 examens diagnostiques Double interprétation puis confrontation des 2 pour la synthèse

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12 Indications Réalisation pratique Valeur ajoutée?

13 INDICATIONS EN NEURODÉGÉNÉRATIF : TROUBLES COGNITIFS TEP 18FDG MA et démence apparentée Suspicion de démence mixte Suspicion d encéphalite autoimmune Parkinson atypique : AMS, DCB, PSP, DCLD IRM Atrophie corticale, hippocampique? Atteinte vasculaire? Atteinte tumorale? Signes d encéphalite? Signes de parkinson plus? TEP IRM au 18FDG Jeun Glycémie repos neurosensoriel 2 MBq/kg de 18FDG - délai post-injection : 30 mn Acquisition de 25 mn dont 10 à 16 mn de TEP Antennes IRM multicanaux compatibles avec la TEP IRM sans compromis, toutes les séquences sont disponibles (y compris Diffusion, Perfusion, Dixon, BOLD etc.)

14 QUALITÉ DES IMAGES Hypométabolisme dû à l atrophie Hypométabolisme non dû à l atrophie

15 CORRECTION D ATTÉNUATION Acquisition cerveau : séquence de DIXON et atlas TDM DIXON : water, In phase, fat TEP NAC Segmentation Carte d atténuation Atlas TDM 50 patients Antenne table TEP AC Pas totalement satisfaisant (segmentation à améliorer, épaisseur de la boite crânienne, variations d anatomie non prise en compte par l atlas) Test de la nouvelle séquence ZTE en cours

16 CORRECTION D ATTÉNUATION SEGMENTATION DIXON SEGMENTATION ATLAS CT

17 Homme, 53 ans. Bilan de troubles cognitifs. TEP-IRM au FDG T1 FLAIR DIFFUSION Discrète atrophie pariétale SWAN Hippocampes normaux

18 TEP-IRM FDG Hypométabolisme postérieur bilatéral Hippocampes normaux Profil métabolique évocateur de maladie d Alzheimer à début jeune. Atrophie corticale modérée pariétale. Pas d argument pour une démence d origine vasculaire MA jeune : discordance morpho-métabolique

19 Homme, 78 ans, Tableau d APP logopénique atypique. TEP-IRM au FDG Hypométabolisme en faveur d une maladie d Alzheimer DEMENCE MIXTE Intérêt TEP-IRM : -Avantage d un seul examen (patient fragile) -Synergie des informations permettant un «double-diagnostic» Leucopathie supra-tentorielle avec multiples hypersignaux confluents stade III de Fazekas et Schmidt

20 Démence Vasculaire Sous-corticale 76 ans : troubles cognitifs dans un contexte d éthylisme chronique et vasculaire MA ou démence mixte? Leucopathie sévère + état criblé NGC Hypométabolisme striatal + préfrontal D

21 INDICATIONS EN NEURO-ONCOLOGIE : TEP 18FDG ou 18FDOPA Persistance prise de contraste en IRM après traitement Récidive de gliome ou métastase versus radionécrose Transformation anaplasique Ciblage de biopsie IRM MULTIMODALE Morphologique Perfusion DIFFUSION SWAN (Profil métabolique en spectrormn) TEP IRM Délai post-injection : 60 mn (FDG) 10 mn (DOPA) Acquisition : 45 mn dont 20 mn de TEP Chélates de Gadolinium iv : 0,2 ml/kg IRM multimodale +/- spectrormn

22 60 ans Glioblastome traité par chirurgie et RCT en 2012 Récidive traitée de 2014 à 2015 Stabilité radioclinique puis réapparition d une PC en IRM frontale droite fin 2015 Bon état général Avis de la RCP : TEP-IRM FDOPA INDICATION : radionécrose ou récidive? Déc 2012 Déc 2015

23 SWAN DIFFUSION PERFUSION Microsaignements (microbleeds) dans la zone irradiée Hypersignal (cavité) Pas d hypercellularité corticale

24 Images de FDOPA

25 Conclusion de la TEP- IRM à la FDOPA : Remaniements hémorragiques et nécrotiques frontaux D (portion superficielle de la lésion) + probables nodules tumoraux à la partie profonde. Intérêt TEP-IRM : Avantage d un seul examen : confrontation spatiale et temporelle optimale des 2 examens synergie des interprétations Augmentation de la précision diagnostique et du niveau de confiance dans le diagnostic d imagerie

26 BILANS PRÉCHIRUGICAUX DES EPILEPSIES PARTIELLES TEP 18FDG Foyer épileptogène (hypo. focal) IRM Dysplasie corticale, Sclérose mésiale, petits cavernomes, Tumeur neuroépithéliale dysembryoplasique Epilepsie Temporale T2 TEP-FDG + T1

27 BILANS PRÉCHIRUGICAUX DES EPILEPSIES PARTIELLES TEP 18FDG Foyer épileptogène (hypo. focal) IRM Dysplasie corticale, Sclérose mésiale, petits cavernomes, Tumeur neuroépithéliale dysembryoplasique T2 TEP-FDG + T1 Hypometabolisme mesiotemporal and anterior temporal ant. G identification d un HS T2 discret parahippocampique G compatible avec une dysplasie corticale focale.

28 Conclusion Acquisition simultanée de 2 examens diagnostiques Vraie multimodalité interprétée simultanément confrontation précise des info. morpho. et métaboliques précision diagnostique car meilleure visualisation des petites structures Synergie des informations : intérêt dans les cas complexes +++ augmentation du niveau de confiance dans l interprétation «double-diagnostic» Avantage pour le patient d un seul examen confort, transport et programmation facilités meilleure adhésion du patient Défis méthodologiques : correction d atténuation perfectible 28

29 Indications Réalisation pratique Valeur ajoutée?

30 CHOIX DES INDICATIONS : CELLES DE LA TEP-FDG Staging intial des cancers T4, T3 Ganglion sans porte d entrée Suspicion de récidive TEP Métabolisme, limites de la tumeur Métabolisme ganglionnnaire cervical Métastase à distance ou K synchrone IRM Limites tumorales Envahissement ganglionnaire Localisation à distance

31 Difficile car manque de guidelines et de standardisation Double objectif : étude localisée + corps entier sans compromis sur la qualité des images TEP et IRM Problème du temps d examen Au maximum : 45 min d examen Compromis entre ce qui est désirable et ce qui est suffisant Commencer les séquences pendant la fixation du traceur (1h)? Pas de réduction du temps d examen mais gain de temps pour le patient

32 Mise en place clinique : contraintes Examen simultané : Centre du FOV identique pour les deux examens 25 cm 25 cm Repérage TEP DIXON Séquences Morphologiques TEP DIXON TEP IRM morpho Acquisition des séquences IRM morphologiques + séquences pour la correction d atténuation (DIXON) L IRM nécessite des acquisitions longues!!!! La durée de l examen imposé par l IRM t

33 1) 1h avant : injection de 18FDG 40 à 60 min d acquisition + 5 d installation 2) Acquisition TEP/IRM cervico-faciale (20 mn) TEP : 1 pas centré sur la lésion IRM : Dixon (correction d atténuation) Axial T1, Axial IDEAL T2 Après injection de gadolinium +/- Perfusion 3D T1 Gd FatSat 3) Acquisition TEP/IRM corps entier (12 mn) TEP : 4 pas et 3 minutes/pas IRM : Dixon (correction d atténuation) LAVA-Flex post-contrast, Diffusion 4) IRM cervico-faciale en option (8 mn) Axial T1 IDEAL Gd, Coronal T2 IDEAL, Axial diffusion

34 INFORMATION EXTRAITES Anatomique CE/local Fusion T2,T1,Diff Axial, Coro Fonctionnel Simultané SUV/ADC SUV/perf Métabolisme choline/hypoxie 3

35 Artéfacts métalliques moins gênants qu en TDM Excellent contraste des tissus mous Complémentarité du TEP et de l IRM favorisée par un recalage optimal et la fusion des images Délimitation tumorale sur une anatomie complexe (palais mou, ptérygoides, contact vasculaire, base du crâne, franchissement de la ligne médiane) Intérêt dans les cas complexes : récidives après chirurgie et RT Bilan d extension initial carcinome épidermoïde bord libre langue gauche IRM T1 Gd TEP-IRM TDM

36 CE du palais dur. Staging initial. Doute sur atteinte du palais mou à l IRM. Pas d hypermétabolisme en TEP. Conclusion TEP-IRM : palais mou non envahi Confirmation histologique

37 Stadification T : TEP-IRM/ histologie Population : 84 patients (45 hommes, 60±5 ans) 48 CE, 12 CAK, 7 sarcomes, 16 autres cavité orale > oropharynx > glandes salivaires > sinus > pharyngolarynx 46 bilan initiaux, 22 récidives, 12 éval. thérapeutiques, 3 CUP 37 exérèses chirurgicales, 41 curages ganglionnaires 94% de T staging correct stade T PET/MR Histo. T0 2(5%) 2(5%) T1 5(14%) 4(11%) T2 8(22%) 9(24%) T3 0 1(3%) T4 22(59%) 21(58%) Schaarschmidt 2015 EJNM : stadification T N=12 bilans initiaux : 75% TEP/MR vs 59% en TEP/CT injecté (NS) N=13 récidives : 72% TEP/MR vs72% en TEP/CT injecté

38 T1 TEP FDG T1 Gd TEP IRM CE gingivo-mand D (SUV 13,9) Gg IB droit (SUV 4,4) et IIB gauche (SUV=1,8) Conclusion TEP-IRM : N0 T1 Gd TEP/IRM Stadification N : TEP-IRM versus histologie N= 31, performance = 83%, VPN = 91%, VPP = 75% Schaarschmidt 2015 EJNM : N staging N=34 : 71% en TEP/MR vs 77% en TEP/CT injecté (NS)

39 Comparaison TEP-IRM vs TEPscan injecté TEP-IRM = modalité de choix pour les récidives et K de la cavité orale (moins d artéfacts qu en scanner) Potentiel de l IRM paramétrique (diff, perf) associée à l imagerie TEP pour l étude combinée du microenvironnement tumoral et du statut métabolique tumoral

40 MIP TEP TEP Lava-Flex T1G FatSat TEP-IRM Limites en IRM : visualisation du parenchyme pulmonaire

41 MR-based AC (Dixon sequence) Methodological issue : artefacts due to air/bone interfaces and dental implants lack of signal from bone combined reading of PET images with and without AC is needed pseudo CT-based atlas method not suitable because of misregistrations between atlas and AC MR scan Perspectives : ZTE sequence to improve bone segmentation Dixon MR sequence Pseudo-CT based atlas ZTE MR sequence

42 Acquisition longue, complexe mais faisable en clinique Complémentarité de l IRM et du TEP dans la délimitation tumorale et la caractérisation ganglionnaire confrontation précise des info. morpho. et métaboliques précision Lava-Flex T1G diagnostique FatSat car meilleure visualisation des petites structures TEP-IRM Intérêt de la double expertise médecin nucléaire et radiologue Intérêt du bilan d extension à distance Confort pour le patient : 2 examens diagnostiques en une seule session

43 Questions en suspens et challenge : Amélioration nécessaire de la correction de l atténuation - structures osseuses mal prises en compte - sous-estimation des SUV en TEP à proximité des structures osseuses Lava-Flex T1G FatSat TEP-IRM Compromis étude CE/localisée : 2 tasks TEP pour garder la simultanéité d acquisition; temps IRM divisé par 2 pour chaque tache Eviter les informations redondantes : travail d optimisation indispensable