IRM de Diffusion et fusion d images d. en pathologie digestive : Menace sur le morpho-tep. PA Ganne, O Bruot, J Mathias, V Laurent et D Régent

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1 IRM de Diffusion et fusion d images d en pathologie digestive : Menace sur le morpho-tep! PA Ganne, O Bruot, J Mathias, V Laurent et D Régent Service de Radiologie Adultes, CHU Nancy- Brabois

2 PLAN Rappels sur l imagerie IRM de diffusion La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Applications cliniques Maladies inflammatoires intestinales Pathologie tumorale digestive et pancréatique Carcinomatose péritonéale Applications cliniques Lésions focales hépatiques Quelques perspectives Retour plan :

3 Remerciements : O bruot, V Laurent

4 Remerciements : O bruot, V Laurent

5 Remerciements : O bruot, V Laurent

6 Rappels sur l imagerie de diffusion Principes physiques Le signal obtenu est fonction du «petit b» : Plus le «b» est grand, plus on sensibilise la séquence aux phénomènes de diffusion b = (g dg) * (T δ/3) g = rapport gyromagnétique G = Amplitude du gradient d = durée d application du gradient T = temps séparant l application des deux gradients de diffusion Le coefficient de diffusion apparent (ADC) permet de quantifier le phénomène de diffusion des molécules d eau Remerciements : O bruot, V Laurent

7 Rappels sur l imagerie de diffusion Lecture des images obtenues On obtient deux images Une image b0 (pondérée T2) Une image b600 ou b1000 (pondérée T2 sensibilisée en diffusion) L image b0 est pondérée T2 La bile, le LCR et la portion œdémateuse centrale de ces métastases endocrines sont en hypersignal L image b600 pondérée T2 est sensibilisée en diffusion Les liquides circulants (LCR, +/- bile), ainsi que la zone centrale œdémateuse, sont en hyposignal A l inverse, la portion périphérique de ces lésions, cellulaire et fibreuse, limite les mouvements des molécules d eau, qui sont déphasées puis rephasées, elles apparaissent alors en hypersignal (restriction) Remerciements : O bruot, V Laurent

8 Rappels sur l imagerie de diffusion Lecture des images obtenues Le signal de l image sensibilisée en diffusion (b 600), est la résultante de deux phénomènes : 1/ La restriction à la diffusion des molécules d eau 2/ L effet T2 encore appelé rémanence T2 ou T2-shine through Il existe deux possibilités pour quantifier la part de la diffusion dans le signal de l image : 1/ Le coefficient de diffusion apparent (ADC) 2/ Le gradient de signal apparent qui correspond à la différence de signal entre l image sensibilisée en diffusion et l image en pondération T2 Le coefficient d ADC apparaît en pratique courante peu fiable en raison du manque de valeurs de références et de ses variation au sein même d un groupe de tumeurs d histologies équivalentes. Remerciements : O bruot, V Laurent L analyse d un d gradient de signal entre les différentes images obtenues nous parait finalement plus fiable

9 Rappels sur l imagerie de diffusion Par exemple FSE T2 Diffusion T1 gado Gradient positif Lecture des images obtenues Lésion tumorale maligne : Hypersignal T2 tissulaire modérément intense Signal élevé en diffusion : phénomènes de restriction FSE T2 Diffusion T1 gado FSE T2 Diffusion T1 gado Remerciements : O bruot, V Laurent Gradient négatif Gradient négatif HNF Aucun phénomène de restriction de diffusion des molécules d eau Signal iso intense en T2 comme en diffusion Angiome Pas plus en hypersignal en diffusion qu en T2 Il n existe donc pas de gradient de signal

10 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Les images pondérées en diffusion n apportent qu une information fonctionnelle. La fusion avec des images morphologiques IRM ou scanner permet une lecture des images de type «PET-Scan» La fusion d images «fonctionnelles» pondérées en diffusion avec des images morphologiques est très simple grâce au logiciel OSIRIX. Il s agit d un logiciel gratuit qui ne fonctionne que dans l univers Macintosh (Mac Os 10.5 et suivants). Il gère tout format d images dont le DICOM et remplace une veritable station de travail, en octroyant des possibilités de post traitement avancées (MPR, MIP, VR ) Il permet facilement des fusionner une série d images en diffusion avec une série d images morphologiques (T1, T2, séquences 3D ). Logiciel freeware développé par un groupe de radiologues suisses : Osman Ratib, Antoine Rosset et Joris Heuberge. Disponible sur internet, notamment sur la plateforme de téléchargement d Apple.

11 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Utilisation du Logiciel Osirix 1. Importer l examen IRM dans Osirix Lors du démarrage du logiciel, une base de données s ouvre. Insérer le CD-Rom contenant l examen IRM. Cliquer sur l icône CD-Rom pour importer les différentes séries qui s affichent automatiquement.

12 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Utilisation du Logiciel Osirix 2. Effacer les images T2 de la diffusion La séquence de diffusion contient généralement 2 groupes d images : les images pondérées T2 et les images pondérées en diffusion : il faut donc effacer de la série les images T2 Dans la séquence de diffusion, sélectionner toutes les images T2 ( click sur la première image puis «Shift click» sur la dernière) Les effacer avec le click droit (ou Ctrl click) puis effacer dans le menu déroulant.

13 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Utilisation du Logiciel Osirix 3. Sélectionner les 2 séries à fusionner Le logiciel permet de fusionner les images de diffusion avec n importe quelle série morphologique, même avec un nombre de coupes différent (fusion possible avec les série 3D) Sélectionner les deux séries à fusionner. Click sur la première et «pomme click» sur la deuxième.

14 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Utilisation du Logiciel Osirix 4. Ouvrir simultanément les 2 séries Après avoir sélectionné les 2 séries choisies, cliquer sur Entrée, le logiciel les ouvre parallèlement Axiales diffusion Axiales T2 avec saturation de la graisse

15 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Utilisation du Logiciel Osirix 5. Fusionner les 2 séries Faire un «cliquer-glisser» sur l icône de la fenêtre de la série Diffusion et le déposer sur la fenêtre de l autre série

16 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Utilisation du Logiciel Osirix 5. Fusionner les 2 séries Le logiciel propose de fusion ensembles les images des 2 séries : accepter.

17 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Utilisation du Logiciel Osirix 5. Fusionner les 2 séries Et voilà le travail!

18 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Utilisation du Logiciel Osirix 6. En cas de problème Décalage des deux images fusionnées : Décocher : Puis faire glisser les images l une sur l autre pour les recaler

19 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Utilisation du Logiciel Osirix 6. En cas de problème Décalage des images au sein de la séquence : Décocher la synchronisation des séries Recaler les séries avec l icône de défilement puis resynchroniser en position de coupe absolue

20 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Utilisation du Logiciel Osirix 7. Exporter les images fusionnées La série fusionnée obtenue est exportable sous plusieurs formats, dont le format DICOM. Fichier / Exporter / JPEG DICOM

21 La fusion des images pondérées en diffusion avec les images anatomiques : comment ça marche? Utilisation du Logiciel Osirix 7. Exporter les images fusionnées L ensemble des images fusionnées sera exporté dans la base de données, sous le nom de série que vous choisissez Vous disposez ensuite de la série fusionnée, en format DICOM, que vous pouvez graver ou copier sur support USB pour exportation éventuelle sur un système PACS

22 Applications cliniques

23 Applications cliniques : Maladies inflammatoires intestinales Cas 1 Patient de 36 ans Anémie chronique pour laquelle le bilan endoscopique par vidéocapsule a mis en évidence des ulcérations du grêle Diarrhée depuis quelques mois Forte suspicion de maladie de Crohn mais atteinte iléale sténosante ou atteinte colique??? Épaississement colique droit Adénopathies mésentériques en fosse iliaque droite Frontales T1 Gado FS

24 Applications cliniques : Maladies inflammatoires intestinales T2 Fusion Gado Diff Cas 1 Infiltration colique D Hyperintense = restriction du coefficient de diffusion Bonne corrélation avec l atteinte inflammatoire colique suspectée après contraste Ganglions mésentériques Spot très hyperintense : ganglion? Très bonne mise en évidence des ganglions inflammatoires, mêmes petits!

25 Applications cliniques : Maladies inflammatoires intestinales Attention Comment expliquer l hypersignal en diffusion du colon droit? Il n y a pas d hypercellularité tumorale, donc à prioripas de restriction du coefficient d ADC En revanche, l inflammation colique se manifeste par une importante infiltration oedémateuse, qui explique l hypersignal de diffusion : effet T2 - shine through Pour ce qui est des ganglions : Leur hypersignal en diffusion n et pas spécifique et est retrouvé très fréquemment en absence de contexte tumoral ou inflammatoire Les corrélations anatomo-pathologiques manquent pour expliquer ce phénomène : effet T2 ou restriction du coeficient d ADC? Néanmoins, on observe leur hypersignal plus fréquemment en cas d infiltration inflammatoire ou tumorale et la diffusion sensibilise alors leur détection L hypersignal de diffusion d un ganglion ne peut être qu un élément présomptif de son infiltration inflammatoire ou tumorale (sans spécificité) Hypersignal diffusion marqué du colon Effet T2 Œdème inflammatoire Hypersignal diffusion du ganglion Effet T2 Pas de spécificité inflammatoire ou tumorale

26 Patient de 25 ans Maladie de Crohn ancienne Douleurs en fosse iliaque droite Applications cliniques : Maladies inflammatoires intestinales Cas 2 T1 Gado Diff Fusion Nette infiltration colique droite Bonne correspondance de l inflammation colique, comme en témoignent l hypersignal en diffusion et la valeur localisatrice des fusions Et épaississement de la dernière anse iléale Aucun hypersignal de la dernière anse : il s agit d un épaississement fibreux non inflammatoire, chronique

27 Patiente de 22 ans Maladie de Crohn connue Douleurs en fosse iliaque droite Applications cliniques : Maladies inflammatoires intestinales T2 Cas 3 T1 Gado Sténose fibreuse iléale Diffusion Fusion Infiltrat péritonéal inflammatoire non collécté remontant en avant du promontoire, respectant relativement la dernière anse

28 Applications cliniques : Maladies inflammatoires intestinales A retenir La séquence de diffusion paraît très utile dans le diagnostic positif et le bilan évolutif des maladies intestinales inflammatoires car elle permet : - d apprécier l activité inflammatoire des segments digestifs (effet T2 shine through) - de sensibiliser ainsi, par rapport aux séquences «classiques», le diagnostic de la poussée aiguë - de suivre l efficacité des traitements anti inflammatoires («work in progress») Elle paraît suffire, à elle seule, à affirmer l atteinte intestinale inflammatoire : les séquences avec injection de Gadolinium la tomodensitométrie ne deviennent plus indispensables pour le diagnostic positif de poussée aiguë de maladie de Crohn non compliquée!! La fusion avec les images morphologiques ajoute une valeur localisatrice de cette information fonctionnelle Des études en cours tendent à démontrer «l élégance» de la séquence de diffusion pour le suivi des maladies de Crohn sous traitement

29 Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Cas 1 Linite gastrique connue

30 Diff Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Effet T2-shine through de ce kyste biliaire Cas 1 Fusion Diff Fusion Infiltration tumorale diffuse de la paroi gastrique

31 Dilatation des voies biliaires Prothèse biliaire plastique en place T2 Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Cas 2 Dilatation du canal pancréatique principal Après injection (temps portal), la tumeur de la tête du pancréas est difficile à apprécier Doute sur une zone céphalique focale hypo-rehaussée

32 Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Cas 2 Diff T1 Gado + = Fusion L adénocarcinome pancréatique devient plus évident et vos correspondants plus convaincus par le diagnostic!

33 T2 Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Cas 3 T1 Gado Tardives Exploration d une masse pancréatique

34 Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Diff Cas 3 Fusion T2 FS Fusion T1 Gado FS Précision des limites tumorales par rapport au parenchyme pancréatique (tumeur endocrine)

35 Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Cas 4 Jeune patient, ATCD de maladie de Hodgkin Complément d exploration d une masse de l hypochondre G découverte en échographie Intolérance aux PCI

36 Fiesta Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Cas 4 T1 Gado FS

37 Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Diff Cas 4 Fusion Masse lymphomateuse bien visible Et visualisation de plusieurs ganglions possiblement lymphomateux (pas de spécificité) Fusion CT-diffusion

38 Exploration d un cancer du rectum Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Cas 5 Épaississement circonférentiel du rectum Plusieurs nodules suspects Hypersignal diffusion du péritoine pelvien

39 Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Cas 5 Plusieurs nodules suspects : carcinomatose Hypersignal diffusion du péritoine pariétal : inhabituel Carcinomatose péritonéale diffuse

40 Bilan d opérabilité d une masse pelvienne gauche (Sarcome) Applications cliniques : Pathologie tumorale digestive Cas 6 Confirmation du caractère tumoral de l ovaire D

41 Surveillance d un carcinome vésiculaire et d une tumeur de Grawitz Applications cliniques : Carcinomatose péritonéale Cas 1 Diff Diff Détection de 2 nodules de carcinomatose : pas de chirurgie!

42 T1 Gado Applications cliniques : Carcinomatose péritonéale Cas 2 Fusion Métastase hépatique T1 Gado Adénocarcinome de la petite courbure gastrique Fusion Détection de petits nodules de carcinomatose difficilement visibles sans diffusion!

43 ADK Colique métastatique Applications cliniques : Carcinomatose péritonéale 2D Fiesta Diff Fusion CT Cas 3 Petites métastases Nodule de carcinose «Omental Cake»

44 Cholangiocarcinome vésiculaire Applications cliniques : Carcinomatose péritonéale Cas 4 2D Fiesta T1 Gado FS Diff Fusion Nodule rétractile de carcinose

45 Applications cliniques : Carcinomatose péritonéale Cas 4 2D Fiesta T1 Gado FS Diff Fusion 3 autres nodules de carcinomatose, réellement plus visibles après fusion!

46 Virtual PET MRI : Applications cliniques Lésions focales hépatiques Veuillez consulter le poster électronique suivant, réalisé par l équipe du CHU Nancy-Brabois

47 Quelques perspectives Maladies intestinales chroniques inflammatoires (MICI) L IRM et en particulier la séquence de diffusion paraît être un bon examen pour juger de l activité inflammatoire de l atteinte grêle ou colique Examen non irradiant particulièrement indiqué pour le suivi sous traitement des jeunes patients atteints de maladie de Crohn La fusion aux images morphologiques est un «plus» en terme de localisation de l atteinte et de présentation didactique de l information fonctionnelle aux cliniciens

48 Quelques perspectives Pathologie tumorale digestive et pancréatique Pour les petites lésions et en particulier en cancérologie pancréatique, la diffusion sensibilise la détection des adénocarcinomes et précise l extension tumorale péri vasculaire L hypersignal diffusion des ganglions n est pas, selon notre expérience, spécifique de leur atteinte tumorale ou inflammatoire En revanche, l excellente sensibilté de la diffusion et la précision de la fusion des images permet de détecter d éventuels adénopathies et de les signaler au chirurgien (notamment pour les ganglions mésorectaux)

49 Quelques perspectives Carcinomatose péritonéale La diffusion et la fusion aux séquences morphologiques nous paraît être l examen de choix pour la détection des petits nodules de carcinomatose

50 Quelques remarques Le logiciel OSIRIX permet de fusionner une séquence d IRM de diffusion avec une série de coupes tomodensitométriques, et ainsi de fournir une information de type PET scan, d autant plus que la diffusion est possible en acquisition «corps entier» Il reste à comparer entre elles ces 2 techniques, en pathologie tumorale et inflammatoire Les études à grande échelle sur la diffusion avec corrélation anatomopathologique manquent encore pour préciser la spécificité de cette technique en pathologie tumorale et inflammatoire

51 Quelques perspectives Pour plus de renseignement sur la diffusion en pathologie hépatique, vous pouvez efficacement vous porter sur les posters électroniques de Valérie LAURENT et de Olivier BRUOT (disponibles JFR 2008 )