VARIABILITE DE L ARBORESCENCE VEINEUSE CEREBRALE. Sidy Fall

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Géraldine Crépeau
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1 VARIABILITE DE L ARBORESCENCE VEINEUSE CEREBRALE Sidy Fall

Débit (ml/mn) Techniques d exploration de la vascularisation veineuse en IRM IRM VASCULAIRE Angiographie par RM (angio-irm) Fonctionnelle: quantification 2D ciné PC ou 3D ciné PC

2 Débit (ml/mn) Techniques d exploration de la vascularisation veineuse en IRM IRM VASCULAIRE Angiographie par RM (angio-irm) Fonctionnelle: quantification 2D ciné PC ou 3D ciné PC Temps de vol «time of flight»: TOF Angiographie par contraste de Phase: PCA ces acquisitions peuvent être réalisées en 2D ou en 3D Temps (% cycle cardiaque)

3 Rappel sur le phénomène de la RMN Excitation Relaxation TR f t = 1 2π + F ω e iωt dω F(ω) = 1 2π + f t e iωt dt TR: temps de répétition Espace-image (domaine fréquentiel) Espace-k (domaine temporel)

4 Angiographie par TOF (temps de vol) TR = 8 x T1 Principes: saturation TR = 2 x T1 1- Saturation des spins dans le volume 2- Augmentation du signal due à l apport des spins entrant dans le volume 3- Suppression du signal des spin saturés: Contraste : Différence de magnétisation entre spins mobiles et stationnaires Saturation: TR=0,3xT Temps (ms) Avantages En 2D: acquisition rapide, adaptée aux flux lents, meilleur contraste En 3D: acquisition d un volume, meilleur S/B et résolution spatiale flux Spins non saturés Spins saturés (mobiles) vaisseau Limites Flux turbulents Coupe (spins stationnaires) Artéfacts de saturation des spins entrant dans le volume (flux lents et grandes distances à parcourir, coupes épaisses) Artéfacts des spins à T1 courts (graisses), difficiles à saturer s ils sont contenus dans le volume d étude En 2D, coupes relativement épaisses (limite la résolution), géométrie restreinte

5 Angiographie par TOF (temps de vol) 2D TOF: Suppression du veineux (ou artériel) coupe coupe Pré-saturation

Cette phase est ensuite annulée par le deuxième lobe des gradients 2-Phase spins stationnaire 3- Les spins en mouvement sont déphasés par le 1

6 Angiographie par contraste de phase T Principes: différence de phase A 1-Gradient bipolaire Temps 1- Gradient bipolaire 2- Les spins stationnaire sont déphasés par le 1 er lobe des gradients. Cette phase est ensuite annulée par le deuxième lobe des gradients 2-Phase spins stationnaire 3- Les spins en mouvement sont déphasés par le 1 er lobe des gradients. A la fin du 2 ème lobe, ces spins en mouvement acquièrent une phase résiduelle proportionnelle à leurs vitesses: Φ = αvта 4- Seul reste des spins mobiles 3-Phase des spins mobiles: Φ = αvта Angio arterielle Angio veineuse

7 Cartographie dynamique des flux Principes T A 1-Gradient bipolaire Temps 2-Phase spins stationnaire 3-Phase spins Avantages mobiles: Φ = αvта Pas de phénomène de saturation Quantitative: sens et vitesse du flux sanguin Limites Flux turbulents Tracé des contours Q ml/cycle = V x S TE très court pour éviter des déphasages intravoxels Perte de signal

05 cm/s Grosses veines: ~ 10 cm/s Jugulaires: ~ 30 50 cm/s Objectifs Extraction du réseau

8 Morphologie: système veineux cortical Sinus sagittal supérieur Sinus sagittal inférieur Sinus droit Sinus transverse Dessins d après Sobotta. Vitesse de circulation Veinules: ~ 0.05 cm/s Grosses veines: ~ 10 cm/s Jugulaires: ~ cm/s Objectifs Extraction du réseau veineux Calcul de sections et de longueurs sur des segments du réseau veineux Calcul de flux

Matériel et Méthodes Population 16 Volontaires sains (30 ± 7 ans, 9/6 F/M), 2 séries incomplètes, 1 série non traitée (récente) Paramètres de la séquence IRM 3 Tesla (Philips Achieva dstream TM )

9 Matériel et Méthodes Population 16 Volontaires sains (30 ± 7 ans, 9/6 F/M), 2 séries incomplètes, 1 série non traitée (récente) Paramètres de la séquence IRM 3 Tesla (Philips Achieva dstream TM ) Séquence: 3D PCA TE/TR = 8/12 ms α = 10 Champ de vue = 23 x 23 cm 2 Taille des voxels à l acquisition: 1.5 mm (154x154) Taille des voxels à la reconstruction: 0.71 mm (320x320) Nombre de coupes = 215 coupes sagittales Epaisseur de coupe 1.5 mm; Gap = 0.75 Temps d acquisition = 3 min environ

10 Post-traitement des données Mimics Console IRM

11 Traitement des données Segmentation Squelettisation Maillage Mesures

12 Réseau étudié Sinus sagittal supérieur Sinus sagittal inférieur Sinus droit Sinus transverse Dessins d après Sobotta. Objectifs Extraction du réseau veineux Calcul de sections et de longueurs sur des segments du réseau veineux Calcul de flux

Section (mm 2 ) Sinus Post-central 25 20 Gauche Droite 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

13 Section (mm 2 ) Sinus Post-central Gauche Droite Sujets Section (mm 2 ) Gauche Droite Moyenne Ecart type Variabilité % (Std/M) 41 59

Section (mm 2 ) Sinus sagittal supérieur 100 90 80 70 Position 1 Position 3 Position 5 P1 P3 60 50 40 30 P5 20 10 0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10

14 Section (mm 2 ) Sinus sagittal supérieur Position 1 Position 3 Position 5 P1 P P S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 Sujets Section (mm 2 ) Position 1 Position 3 Position 5 Moyenne , Ecart type ,91 Variabilité % (Std/M)

Section (mm 2 ) Sinus droit 30 25 20 15 10 5 0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13

15 Section (mm 2 ) Sinus droit S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 Sujets Section (mm 2 ) Sinus droit Moyenne Ecart type 3.99 Variabilité % (Std/M) 19

Section (mm 2 ) Sinus transverses 140 120 Gauche Droite 100 80 60 40 20 0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 Sujets 1.0 0.8 Indice d'asymétrie 0.

16 Section (mm 2 ) Sinus transverses Gauche Droite S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 Sujets Indice d'asymétrie 0.6 Section (mm 2 ) Gauche Droite Moyenne Ecart type Variabilité % (Std/M) Sujets IA = S gauche Sd roite S gauche + S droite

Longueur (mm) Longueur (mm) Longueur Sinus sagittal superieur 350 300 250 200 150 100 50 0 S1 S2 S3

55 Variabilité % (Std/M) 8 Sujets Sinus droit 140 120 100 80 60 40 20 0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9

17 Longueur (mm) Longueur (mm) Longueur Sinus sagittal superieur S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 Longueur (mm) Sinus sagittal supérieur Moyenne Ecart type Variabilité % (Std/M) 8 Sujets Sinus droit S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 Sujets Longueur (mm) Sinus droit Moyenne Ecart type Variabilité % (Std/M) 10

18 Variations anatomiques Variabilité: - interindividuelle - hémisphérique Conséquences: flux préférentiels de drainage, phénomènes de compensation

19 Perspectives 1- Différences anatomiques observées correspondent-elle à des différences mécaniques? Sinus sagittal supérieur Sinus droit R S. Sag. sup. R S. Trans. gauche R S. droit R S. Trans. droit Sinus transverses η viscosité du sang L Longueur R = 8 η L π r 4 Hypothèses: Régime laminaire, conservation de la masse C = P V 0 2- Quantifier les flux dans les vaisseaux Existe-t-il des flux préférentiels de drainage?

Débit (ml/mn) Cartographie des flux: 2D Population: 17 volontaires; 23 Patients

contraste de phase α = 25 TE/TR = 11-17/29-43 ms 4 Sss Fig.

sagittal supérieur Vji D Vji G Ts D Ts G Av : artère vertébrale Epi D Epi G Vji :

20 Débit (ml/mn) Cartographie des flux: 2D Population: 17 volontaires; 23 Patients suspects de thrombophlébite Acquisition vasculaire (Venc = 80 cm/sec) représentant 1/32 temps du cycle cardiaque Sr 3 Paramètres de la séquence 1 Sss IRM 3 Tesla (GE) Séquence cinétique de contraste de phase α = 25 TE/TR = 11-17/29-43 ms 4 Sss Fig.B : 1 Aci : carotide interne Tb : tronc basilaire Sr : sinus droit Sss : sinus sagittal supérieur Vji D Vji G Ts D Ts G Av : artère vertébrale Epi D Epi G Vji : jugulaire interne Ts : sinus transverse Epi : épidurale Positions des coupes en fonction des vaisseaux d intérêt. Champ de vue = 140 x 140 mm 2 Matrice: 256x128) Vitesse encodage = 80 cm/sec Temps des acquisitions: 5 min environ Sinus sagittal supérieur Temps (% cycle cardiaque)

21 Cartographie des flux: 3D GT Flow

22 Cartographie des flux: 3D GT Flow

23 Merci

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