L imagerie de diffusion en pathologie rénale

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1 L imagerie de diffusion en pathologie rénale I Boulay-Coletta, E sibileau, V Molinie, M Zins M Zins Fondation Hopital Paris Saint Joseph, Paris - FRANCE

2 Plan Contraintes techniques appliquées au rein Application et Limite du model mono exponentiel Rein normal Pathologie tumorale IVIM modèle bi exponentiel En Pratique Clinique

3 Contraintes techniques et rein 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 : 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 en respiration libre en gatting respiratoire mais resolution spatiale du temps d acquisition

4 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

5 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

6 Comparaison de la mesure de l ADC du rein Nle: Résultats d une méta analyse Zhang, radiology 2010

7 Patient 1 1.5T b0-b600 Patient 2 3T b

8 Comparaison de la mesure de l ADC du rein Nle: Résultats d une méta analyse Revue de 19 articles x 10 3 < ADC < 4,1x10-3 dans le cortex 1,9x 10-3 < ADC < 5,1x 10-3 dans la medullaire Zhang, radiology 2010 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

9 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 Comparaison des valeurs de l ADC publiées dans la littérature est irréalisable 3- Quelle est la valeur de l ADC du rein nle?

10 Pathologie Tumorale : IRM de diffusion la solution: Détection? La diffusion facilite la détection des lésions / séquences classiques Petite Multiples b élevé: b1000

11 Pathologie Tumorale : IRM de diffusion la solution: caractérisation? 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 1- D éviter des biospsies inutiles 2- de réduire le nombre de néphrectomies inutiles en cas de T bénigne (16-33%)

12 1,5T, Dwi gating Respiratoire, b0-800 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, vs 2, mm²/s ; p< T bénignes : 31 kystes (bénins) 3 abcés. Absence d oncocytome ou d angiomyolipome

13 Pathologie Tumorale : IRM de diffusion la solution: caractérisation? Taouli B et al. Radiology 2009 L ADC des tumeurs malignes (n=28) est significativement plus bas que les tumeurs bénignes (1, /- 0,61 vs 2, mm²/s +/- 0,87; p<0.0001) en excluant les angiomyolipomes Sur 81 T bénignes dont 6 oncocytomes et 10 AML Cut off oncocytomes vs CCR ADC =1,66x 10-3 mm²/s, Se=90%,Sp=83%, AUC=0,854 1,5 T, (b0-400),(b0-800), (b0,400,800) Acquisition en apnée, moy ADC monoexponentiel Le diagnostic de CCR, ADC < 1, 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

14 Oncocytome 3T b

15 Carcinome à cellule claire 3T b0-b T b0-b600

16 Carcinome tubulo papillaire 3T b

17 Angiomyolipome sans graisse 3T b

18 Pathologie Tumorale : IRM de diffusion la solution: caractérisation? Notohamiprodjo, Eur Radiol 26 (2010) 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.

19 Apport combinés de l IRM dynamique, T2, et de diffusion dans la caractérisation des masses rénales solides N Grenier JFR 2011 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)

20 Apport combinés de l IRM dynamique, T2, et de diffusion dans la caractérisation des masses rénales solides N Grenier JFR 2011

21 Apport combinés de l IRM dynamique, T2, et de diffusion dans la caractérisation des masses rénales solides N Grenier JFR 2011

22 Oncocytome 1,41/1,54 = 0,818 Carcinome à cellule claire 1.56/2.27 =0,687

23 Carcinome tubulo papillaire 1,3/2,47= 0,52 Angiomyolipome sans graisse Attention, cela ne s applique pas aux angiomyolipomes 1,41/0,709 = 0,56

24 Apport combinés de l IRM dynamique, T2, et de diffusion dans la caractérisation des masses rénales solides N Grenier JFR 2011

25 Pathologie Tumorale : IRM de diffusion limite du model mono exponentiel 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

26 Comparaison des modeles bi exponentiel (IVIM) et mono exponentiel: considération technique Monoexponentiel b0-800 IVIM Acquisition multib (n= 8), apnée ou Gating Respiratoire Fraction de perfusion (%) D fast (pseudo diffusion) D slop (Coefficient de diffusion)

27 Comparaison des modeles bi exponentiel et mono exponentiel: rein normal Zhang, radiology 2010;254:

28 Comparaison modele mono et bi exponentiel (IVIM) sur rein normal ADC Total m D P

29 Comparaison des modeles bi exponentiel et mono exponentiel: lesion du rein 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 Chandarama Invest radiol 2011;46,

30 IVIM: lésions du rein? Rheinheimer Eur Radiol 2012;81, Unique étude avec preuve histologique monoexpo IVIM N= 24 T solides: 22 T malignes 2 T bénignes oncocytomes 1.5T bo, 50,100,150,200, 300,400,500,600, 700, 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> Comparaison possible des differents travaux

31 Pathologie Urothéliale: Détection Tumorale? 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) B1000, respiration libre Nishiazawa; Intern Braz J Urol 2010, 36(1):18-28

32 Pathologie Tumorale : IRM de diffusion la solution: T urothéliale 1,5 T b0-600 gatting respiratoire

33 Un an plus tard B0b800, en apnée 3 T b 0-b1300

34 Tumeur de vessie

35 Pathologie Urothéliale: Classification tumorale et prédiction du grade histologique? 40 T pyéliques Akita AJR 2011; 197: 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

36 En Pratique Clinique La diffusion est utile 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

37 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