Mesures de viscosité par élastographie d IRM : évaluation en tant que nouveau marqueur de malignité dans les tumeurs hépatiques

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "Mesures de viscosité par élastographie d IRM : évaluation en tant que nouveau marqueur de malignité dans les tumeurs hépatiques"

Gabin Labrie
il y a 7 ans
Total affichages :

Mesures de viscosité par élastographie d IRM : évaluation en tant que nouveau marqueur de malignité dans les tumeurs hépatiques Philippe Garteiser, Sabrina Doblas, Jean-Luc

1 Mesures de viscosité par élastographie d IRM : évaluation en tant que nouveau marqueur de malignité dans les tumeurs hépatiques Philippe Garteiser, Sabrina Doblas, Jean-Luc Daire, Mathilde Wagner, Helena Leitão, Valérie Vilgrain, Ralph Sinkus et Bernard Van Beers IPMA, INSERM UMR773 CRB3, Clichy Service de Radiologie, Hôpital Beaujon, Clichy JFR 2011

2 Introduction

Evaluation de la viscosité comme marqueur de malignité des tumeurs hépatiques Introduction ERM: élastographie par résonance magnétique Les ondes acoustiques (a, b) permettent d induire des

3 Evaluation de la viscosité comme marqueur de malignité des tumeurs hépatiques Introduction ERM: élastographie par résonance magnétique Les ondes acoustiques (a, b) permettent d induire des contraintes mécaniques à distance Les déplacements (c) qui en résultent sont dictés par la nature du tissu traversé Possibilité de mesurer ces déplacements avec des gradients d encodage en mouvement : ERM Les paramètres mécaniques des tissus sont cartographiés à haute résolution (d) a b c d

paramètres mécaniques mesurables en ERM Introduction Paramètres d intérêt: dureté (G*), élasticité (G d ) et viscosité

4 Applications aux tumeurs hépatiques Les propriétés mécaniques des tissus sont fortement influencées par les processus biologiques: changement de structure, de composition, etc Ces changements sont susceptibles d être reflétés dans les paramètres mécaniques mesurables en ERM Introduction Paramètres d intérêt: dureté (G*), élasticité (G d ) et viscosité (G l ) Contraintes mécaniques d une cellule normale (A) et tumorale (B); Kumar & Weaver, Cancer Metastasis Rev 28 (2009)

5 Connaissances actuelles Introduction La dureté (G*, module de cisaillement) est plus élevée dans les tumeurs hépatiques malignes; Venkatesh et al., Americain Journal of Radiology; 190 (2008) G* est cependant une grandeur complexe composée d une partie réelle (G d, «ressort») et d une partie imaginaire (G l, «amortisseur») amortisseur pur; η ressort; µ G*=µ+i ωη La détermination indépendante de la viscosité et de l élasticité est susceptible de fournir une description plus complète des tumeurs

6 Méthodes

7 Matériel et méthodes Elastographie par résonance magnétique Acquisition des données (1.5T) : Résolution ERM de mm 3 onde mécanique à 50Hz reconstruction en 3D avec contraintes physiques imposées Traitement des données: Cartographies G*, G d et G l ROIs déposées en accord avec imagerie classique sur les tumeurs entières

Description du setup expérimental: Transducteur électromécanique: utilise le champ magnétique principal de l'aimant pour générer une vibration dont la forme, la fréquence et l'amplitude

8 Description du setup expérimental: Transducteur électromécanique: utilise le champ magnétique principal de l'aimant pour générer une vibration dont la forme, la fréquence et l'amplitude sont contrôlées. Le transducteur est positionné sur le flanc droit du patient au niveau du foie. Lors de l'examen, il émet l'onde acoustique de manière synchronisée avec la séquence d'imagerie.

Matériel et méthodes équation de la propagation d'une onde acoustique dans un solide: paramètres à calculer mesuré par ERM 2 2 Les paramètres Gs et Gl (et G* Gd Gl ) sont calculés sur chacun des

9 Matériel et méthodes équation de la propagation d'une onde acoustique dans un solide: paramètres à calculer mesuré par ERM 2 2 Les paramètres Gs et Gl (et G* Gd Gl ) sont calculés sur chacun des pixels imagés à partir du déplacement induit par l'onde mécanique, obtenu dans les images de phase IRM. On obtient ainsi des cartes de paramètres mécaniques aux résolutions de l'irm ("rhéometrie in vivo")

10 Recrutement Matériel et méthodes Inclusion des patients n = 92 Examen ERM n = 88 patients sous traitement n = 4 histologie n = 75 lésions kystiques n = 2 problèmes techniques à l'acquisition n = 11 cohorte étudiée n = 72 absence de preuve diagnostique n = 3

11 Détails de la cohorte total: 27 hommes (âge moyen: 59 ans, intervalle 20 à 78 ans) et 45 femmes (âge moyen: 46 ans, intervalle 20 à 70 ans) 37 lésions bénignes (8 hémangiomes, 23 lésions d'hyperplasies nodulaires focales, 6 adénomes hépatocellulaires) 35 lésions malignes (8 métastases, 23 carcinomes hépatocellulaires, 3 cholangiocarcinomes, un sarcome) Patients avec lésions multiples: seules les valeurs de la lésion la plus large sont considérées. Diagnostic tumoral obtenu selon des critères reconnus gold standard.

12 Résultats

13 Aspect global des cartes: exemple sur une tumeur maligne (CHC) et bénigne (HNF) Résultats

14 Analyse par malignité: comparaison des valeurs Résultats bénin malin G* et G l sont plus élevées dans les tumeurs malignes (n = 35) que dans les bénignes (n = 37). G* : 3.38 ± 0.26 vs ± 0.15 kpa, p < 0.01 ** G l : 2.25 ± 0.26 versus 1.05 ± 0.13 kpa, p < ***

15 Sensibilité (%) Evaluation de la viscosité comme marqueur de malignité des tumeurs hépatiques Analyse par malignité: comparaison des courbes ROC Résultats L'élasticité ne permet pas de distinguer les tumeurs bénignes ou malignes. (AUC = 0.62, p > 0.05) La dureté (AUC = 0.71, p < 0.001, 69 % sens., 70 % spécif.) et la viscosité (AUC = 0.73, p < 0.001, 49 % sens., 88 % spécif.) sont de bons marqueurs de la malignité 100% - spécificité

16 Analyse par malignité: récapitulatif des données Résultats analyse ROC AUROC valeur p analyse de l'index de Youden seuil (kpa) sensibilitéspécificité (%) (%) comparaison des valeurs p des courbes ROC Dureté Elasticité Viscosité Dureté N.A Elasticité N.A. N.A Viscosité < N.A. N.A. N.A. L'élasticité telle que mesurée ici n'est pas un marqueur utile. En accord avec la littérature, la dureté est un paramètre prédisant le caractère bénin / malin des lésions de manière robuste. La viscosité s'avère comme un meilleur marqueur que la dureté.

17 Analyses par types de tumeurs Résultats ANOVA : n.s. ANOVA : p<0.01 ANOVA : p<0.01 Les tumeurs ne peuvent pas être différenciées basé sur leur élasticité Gl et G* diffèrent entre types de tumeur En particulier, les CHC ont une viscosité plus élevée que les hémangiomes, les HNF et les adénomes hémangiomes HNF adénomes métastases CHC cholangio. sarcomes N dureté (moyenne ± déviation standard, kpa) élasticité (moyenne ± déviation standard, kpa)) Viscosité(moyenne ± déviation standard, kpa) 2.31 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±

18 Conclusions, perspectives

19 Conclusions Conclusion Bon accord en dureté avec la littérature (à un facteur d échelle près) Intérêt d analyser la dureté de manière complexe La viscosité est un biomarqueur pertinent de la malignité Plusieurs effets distincts de la malignité ayant des effets opposés sur l élasticité?

20 Perspectives Conclusion Régulations cellulaires des cellules tumorales, intérêt de la caractérisation in vivo du microenvironnement mécanique Intérêt d ajouter la mesure de viscosité à celle du coefficient de diffusion pour un biomarqueur de malignité à hautes performances Questions ouvertes: Lien entre viscosité et vascularisation? Rôle de la perfusion dans les propriétés mécaniques?

21 Remerciements Remerciements Pr. Valérie Vilgrain, Pr. Bernard Van Beers, Dr. Ralph Sinkus L équipe U773: Sabrina Doblas, Mathilde Wagner (positionnement des ROIs), Jean-Luc Daire (acquisition IRM), Lauriane Jugé, Simon Chatelin, Simon Lambert Helena Leitão (Hôpital universitaire de Coimbra) Le service de radiologie de l hôpital Beaujon

Documents pareils

Pierre OLIVIER - Médecine Nucléaire

Diplôme Universitaire Corrélations anatomo-physio-pathologiques en imagerie thoracique 25 mai 2011 Imagerie TEP et pathologie tumorale bronchique Pierre OLIVIER - Médecine Nucléaire Détection en coincidence