Performance de l IRM Multi-Paramétrique et de l Elastographie ShearWave dans le Diagnostic du Cancer de la Prostate

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1 JFR 2013 Performance de l IRM Multi-Paramétrique et de l Elastographie ShearWave dans le Diagnostic du Cancer de la Prostate JM Correas 1+2+3, A Khairoune 1, AM Tissier 1, G Khoury 1+2, O Hélénon 1+2 1: Département de Radiologie Adulte, Hôpital Necker, Paris 2: Université Paris-Descartes 3: Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielles, Paris Tech, Institut Langevin (CNRS UMR 7587) & INSERM ERL 979

2 Conflits d intérêt: - Toshiba MS: expert & orateur - Philips US: expert & orateur, membre du conseil scientifique - SuperSonic Imagine: expert & orateur - General Electric: expert & orateur - Bracco SA: principal investigateur étude BR1-127

3 Le cancer de la prostate 2 ème cause de décès par cancer chez l homme Cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez l homme USA 2012: 790,000 cas en 2012 et 241,740 nouveaux cas => décès par cancer /an (2008, USA) Incidence en augmentation modérée, diminution modérée du taux de décès annuel et de la mortalité MAIS nette augmentation du taux de survie à 5 ans (30% en 25 ans; 98%)

4 ANATOMIE ZONALE 3 zones entourant l urètre et canaux éjaculateurs Zone périphérique: postérieure et lat. (70%) Zone centrale: cone remontant derrière l urètre proximal, de la base au veru montanum (25%) Zone de transition: 2 lobes à cheval sur l urètre, entourée de la ZP et ZC (5%) - Stroma fibro-musculaire antérieur Répartition du cancer : Glande externe: 80% des K (ZP= 70%; ZC= 10%) Glande interne: HPB+++, ZT= 20% des K S S P C P e e d C V U T T V V T U T d e P C A S

5 IRM prostatique Multi-Paramétrique Technique - Système 1.5T / 3.0T - Antenne externe 16/32 canaux ou antenne endorectale (extension) - Séquences: - EG pondérée T2 sag axiale et coronale/ axiale + cube T2 - Diffusion multi B (B>800) ET cartographie ADC ± calcul de ADC - Dynamique EG pondéré T1 injection de chélates de Gd - ± Spectroscopie

6 IRM prostatique Multi-Paramétrique Performances variables - Détection du cancer: Se Sp T2W 22-85% 50-99% DWI seul 57-93% % Spectroscopie seule 29-89% 62-95% DCE-MRI seule 52-96% 65-95% - Staging local (sujet âgé): T2W % % - mp-mri: bonne Sensibilité et Valeur Prédictive Négative surtout pour les nodules > 0.3 ml et Gleason> 6 LIMITES: coût, disponibilité, tolérance, fusion IRM-US pour biopsies / thérapie Turkbey AJR 2009 Ben Cheikh Eur Radiol 2009

7 IRM prostatique multi-paramétrique Standardisation du CR par le score de l ESUR Portalez D et al. Validation of the European Society of Urogenital Radiology scoring system for prostate cancer diagnosis on multiparametric magnetic resonance imaging in a cohort of repeat biopsy patients. Eur Urol Dec;62(6):

8 Echographie prostatique endorectale Le cancer de la ZP - Imagerie mode B: nodule hypoéchogène dans 50-80% des cas hyperéchogène/hétérogène si lésion large et isoéchogène dans 20-30% des cas - Echo-Doppler couleur: hypervasculaire mais non spécifique MAIS sensibilité limitée 40-60% (105 pat. avec corrélation IRM biopsies Se 32% Sp 88% PPV 38% NPV 85%) Une écho-doppler endorectale normale ne doit pas retarder la réalisation de biopsies prostatiques si indiquées (PSA, TR)

9 Elastographie par Ondes de Cisaillement : Principes Elastographie ShearWave (SWE)/ par ondes de cisaillement (OC) => considère les tissus humains comme des solides élastiques Le module de Young E est relié au module de cisaillement µ: E = 3 µ Le module de cisaillement µ est lié à la vitesse de propagation de l OC, cs, et à la densité tissulaire ρ par: µ = ρ cs 2 En capturant et en mesurant la propagation de l OC, SWE peut estimer le module de Young: E = 3 ρ cs 2 Les étapes de l élastographie par ondes de cisaillement: - 1 ère étape: Génération de la force de radiation pour créer l OC - 2 nde étape : Imagerie Ultrarapide de la propagation de l OC - 3 ème étape : Estimation d une carte d élasticité à partir des vitesses de l OC

10 Elastographie SW: Aspect normal en SWE Elastographie SWE : - ZP: codage homogène en vert et bleu ( mou ) - ZT: avant développement de l hypertyrophie bénigne prostatique: => ZP, ZC & ZT souples, élasticité< 30 kpa avec le développement de l hypertyrophie bénigne prostatique: => ZC & ZT hétérogènes plus dures kpa Calcifications => zone dure

11 Elastographie SW: Aspect normal en SWE Elastographie SWE : - ZP: codage homogène en vert et bleu ( mou ) - ZT: avant développement de l hypertyrophie bénigne prostatique: => ZP, ZC & ZT souples, élasticité< 30 kpa Cancer de la ZT avec le développement de l hypertyrophie bénigne prostatique: => ZC & ZT hétérogènes plus dures kpa Calcifications => zone dure

12 Evaluation l IRM-MP et l Elastographie SWE dans le Diagnostic du Cancer de Prostate Population: 66 H (66 ± 8 années) + taux PSA (9,1 ± 7,3 ng/ml) - imagerie state-of-the art : - mode B harmonique composite, CDUS et élastographie ShearWave sur l AixPlorer (SuperSonic Imagine, Aix en Provence) avec la sonde endorectale SE IRM 1.5T (Signa/DiscoveryMR450, GE): T2w, diffusion avec séquence multi B et B max > 1000, séquence dynamique après inj. de chélate de Gadolinium (Dotarem, Guerbet SA, Aulnay ss Bois) - Délai maximal de 1 mois entre l imagerie et la réalisation des biopsies échoguidées - Anapath.: 12 biopsies systématiques + biopsies dirigées (2-6) => un total de 748 biopsies a été collecté et analysé

13 Evaluation l IRM-MP et l Elastographie SWE dans le Diagnostic du Cancer de Prostate 3 critères de cancer de la prostate ont été étudiés: - critère 1; PCa1: sextant cancéreux si taille du K 3 mm et Gleason 6 - critère 2; PCa2: sextant cancéreux si taille du K 3 mm et Gleason 7 - critère 3; PCa3: sextant cancéreux si taille du K 9 mm et Gleason 7 Distribution de la population de cancers détectés par biopsies: - PCa1: 99 foyers chez 32 patients (99/748-> 13%) - PCa2: 87 foyers chez 28 patients (87/748-> 11%) - PCa3: 36 foyers chez 16 patients (36/748-> 5%)

14 Evaluation l IRM-MP et l Elastographie SWE dans le Diagnostic du Cancer de Prostate 2 scénarios pour l évaluation de l IRM-mp: - IRM-mp1: l IRM-mp + si au moins une des 3 séquences est + - IRM-mp2: l IRM-mp + si au moins 2 des 3 séquences sont + Analyse statistique: - La Sensibilité (Se), Spécificité (Spe), Valeur Prédictive Négative (VPP) et Valeur Prédictive Positive (VPP), précision diagnostique (Acc) et l index de Youden ont été calculés pour chaque modalité d imagerie séparément puis combinée (IRM-mp/SWE), ainsi que pour chaque scénario IRM-mp et chaque critère de cancer - Le seuil pour l élastographie SWE a été calculé afin de maximiser l index de Youden (Spécificité+Sensibilité-1)

15 Evaluation l IRM-MP et l Elastographie SWE: Résultats

16 Cartographie du cancer à partir des différentes techniques - Les données histologiques obtenues à partir des biopsies sont représentées sur le schéma anatomique en fonction du score de Gleason : G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI G 6 G 7 G 8 G 9 Les données numériques indiquent la longueur du fragment tumoral par rapport à la longueur totale de la carotte Si plusieurs prélèvements sont effectués dans le même nodule, la somme de la longueur du cancer est donnée ainsi que la somme totale des prélèvements - Les anomalies détectées en mode B et en élastographie SWE sont représentées pour chaque sous sextant et nodules Bmode SWE

17 Cas 1: 61 ans, TR: absence d induration focale, dysurie, volume 50 ml : patient adressé pour biopsie échoguidée 1er dosage du PSA 9 ng/ml, IRM non faite => antibiotique non pris, antiaggrégants plaquettaire => procédure interrompue, appel à l urologue G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI

18 Cas 1: 61 ans, TR: absence d induration focale, dysurie, volume 50 ml : patient adressé pour biopsie échoguidée => bilan US (mode B + SWE) immédiatement avant biopsie 10 jours plus tard G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI PZ

19 Cas 1: 61 ans, TR: absence d induration focale, dysurie, volume 50 ml : patient adressé pour biopsie échoguidée => bilan US (mode B + SWE) immédiatement avant biopsie 10 jours plus tard => cartographie des lésions Discordance mode B - SWE G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI PZ

20 Cas 1: 61 ans, TR: absence d induration focale, dysurie, volume 50 ml : patient adressé pour biopsie échoguidée => cartographie des lésions avec corrélation anatomo-pathologique (les biopsies ne sont réalisées que sur le lobe gauche) G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI 10/10 16/17 10/16 15/16

21 Cas 2: 70 ans, TR normal, volume 80 ml : PSA 8,1 ng/ml => 2 micro-foyers 1 mm G7 base droite et apex => surveillance active : PSA 11 ng/ml => cartographie du cancer en US (mode B et SWE) G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI PZ 12mm TZ 15mm

22 Cas 2: 70 ans, TR normal, volume 80 ml : PSA 11 ng/ml => SWE: lésion Dte 1/3 moyen paramédiane + latérale très dure (> 90 kpa) G 6 G 7 G 8 Bmode SWE PZ 24mm TZ 15mm

23 Cas 2: 70 ans, TR normal, volume 80 ml : PSA 11 ng/ml => SWE: lésion Dte 1/3 moyen paramédiane + latérale très dure (> 90 kpa) => IRM? G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI PZ 24mm TZ 15mm

24 Cas 2: 70 ans, TR normal, volume 80 ml : PSA 11 ng/ml => SWE: lésion Dte 1/3 moyen paramédiane + latérale très dure (> 90 kpa) => IRM: Base droite nodule T2 + / Diffusion - / DCE Base et partie moyenne gauche T2 - / Diffusion - / DCE + G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI PZ PZ 24mm 24mm TZ 15mm

25 Cas 2: 70 ans, TR normal, volume 80 ml : PSA 11 ng/ml => SWE: lésion Dte 1/3 moyen paramédiane + latérale très dure (> 90 kpa) => IRM: Base droite nodule T2 + / Diffusion - / DCE Base et partie moyenne gauche T2 - / Diffusion - / DCE + Corrélation de l imagerie à la biopsie G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI PZ 24mm TZ 15mm

26 Cas 3: 74 ans, TR normal, volume 30 ml : résection trans-urétrale, moins de 5% de copeaux Gleason 6, PSA 3 ng/ml => surveillance active PSA 6,1 ng/ml => cartographie du cancer en IRM: nodule de l apex droit latéral T2 - / Diffusion + / DCE ZP hétérogène de façon diffuse en T2

27 Cas 3: 74 ans, TR normal, volume 30 ml : résection trans-urétrale, moins de 5% de copeaux Gleason 6, PSA 3 ng/ml => surveillance active PSA 6,1 ng/ml => cartographie du cancer en IRM: nodule de l apex droit latéral T2 - / Diffusion + / DCE ZP hétérogène de façon diffuse en T2

28 Cas 3: 74 ans, TR normal, volume 30 ml PSA 6,1 ng/ml => cartographie du cancer en IRM: nodule de l apex droit latéral T2 - / Diffusion + / DCE ZP hétérogène de façon diffuse en T2 => Cartographie US mode B et Doppler couleur G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI PZ

29 Cas 3: 74 ans, TR normal, volume 30 ml PSA 6,1 ng/ml => cartographie du cancer en IRM: nodule de l apex droit latéral T2 - / Diffusion + / DCE ZP hétérogène de façon diffuse en T2 => Cartographie US mode B et Doppler couleur G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI PZ

30 Cas 3: 74 ans, TR normal, volume 30 ml PSA 6,1 ng/ml => cartographie du cancer en IRM: nodule de l apex droit latéral T2 - / Diffusion + / DCE ZP hétérogène de façon diffuse en T2 => Cartographie US mode B et Doppler couleur => Cartographie en mode SWE G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI Balayage du lobe gauche pour détecter d autres lésions isoéchogènes => SWE négatif => Biopsies syst nég. PZ

31 Cas 3: 74 ans, TR normal, volume 30 ml PSA 6,1 ng/ml => cartographie du cancer en IRM: nodule de l apex droit latéral T2 - / Diffusion + / DCE ZP hétérogène de façon diffuse en T2 => Cartographie US mode B et Doppler couleur => Cartographie en mode SWE: détection à gauche => en SWE: nodule mou => Biopsies ciblées (2) : négatives G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI Balayage du lobe gauche pour détecter d autres lésions isoéchogènes => SWE négatif => Biopsies syst nég. PZ

32 Cas 3: 74 ans, TR normal, volume 30 ml : résection trans-urétrale avec moins de 5% de copeaux G6, PSA 3 ng/ml => surveillance active PSA 6,1 ng/ml => cartographie du cancer en US (mode B): 1 seul nodule biopsie négative => cartographie du cancer en SWE: détection à droite G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI Balayage du lobe droit à titre systématique PZ

33 Cas 3: 74 ans, TR normal, volume 30 ml : résection trans-urétrale avec moins de 5% de copeaux G6, PSA 3 ng/ml => surveillance active PSA 6,1 ng/m => cartographie du cancer en US (mode B): pas de lésion vérifiée => cartographie du cancer en SWE: 1 nodule dur de la ZP du 1/3 moyen droit découvert par le balayage systématique Balayage du lobe droit à titre systématique => SWE positif G 6 G 7 G 8 Bmode SWE MRI Caractérisation du nodule PZ

34 Cas 3: 74 ans, TR normal, volume 30 ml : résection trans-urétrale avec moins de 5% de copeaux G6, PSA 3 ng/ml => surveillance active PSA 6,1 ng/m => cartographie du cancer en US (mode B): pas de lésion vérifiée => cartographie du cancer en SWE: 1 nodule dur de la ZP du 1/3 moyen droit découvert par le balayage systématique Balayage du lobe droit à titre systématique => SWE positif G 6 G 7 G 8 Bmode SWE Caractérisation du nodule PZ

35 Cas 3: 74 ans, TR normal, volume 30 ml : résection trans-urétrale avec moins de 5% de copeaux G6, PSA 3 ng/ml => surveillance active PSA 6,1 ng/m => cartographie du cancer en US (mode B): pas de lésion vérifiée => cartographie du cancer en SWE: 1 nodule dur de la ZP du 1/3 moyen droit découvert par le balayage SWE systématique Biopsie +: 36/52 mm Gleason 7 => mise en évidence sur les biopsies systématiques d un autre foyer G Gleason 6 G 6 G 7 G 8 Bmode SWE PZ 36/52 10/20

36 Conclusion Performances limitées de l échographie endorectale conventionnelle de la prostate => place pour de nouvelles modalités Élastographie SW: nouvelle technique d imagerie permettant d étudier un nouveau paramètre de caractérisation tissulaire: l élasticité du tissu prostatique Élastographie SW: forte valeur prédictive négative (>95%) => amélioration des performances de l échographie mode B => détection et caractérisation du cancer => guidage des biopsies ciblées vers les zones dures

37 Conclusion L élastographie SW peut détecter de plus petits foyers carcinomateux avec un Gleason 6 => complément de l IRM? L élastographie SW: - Bonne corrélation entre élasticité et score de Gleason - Absence de corrélation entre taille et élasticité