IRM multi-modale dans l exploration des tumeurs cérébrales. Y Berthezène Hôpital Neurologique Lyon UMR CNRS INSERM U1044

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Marie-Noëlle Duquette
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1 IRM multi-modale dans l exploration des tumeurs cérébrales Y Berthezène Hôpital Neurologique Lyon UMR CNRS INSERM U1044

2 Pathologie fréquente Clinique: Introduction Déficit neurologique PROGRESSIF Signes d hypertension intracrânienne Crises d épilepsie Localisations les plus fréquentes Etage sus-tentoriel Hypophyse VIII

3 Tumeurs cérébrales de l adulte Tumeurs malignes Primitives: glioblastomes Secondaires: métastases Tumeurs bénignes: Méningiomes Adénomes hypophysaires Neurinomes du VIII Gliomes de bas grade

4 Caractérisation des gliomes Les tumeurs primitives du SNC (i: 10/100000) représente 2% de l ensemble des cancers de l adulte. Les gliomes représentent 30% des tumeurs primitives du cerveau

Classification de Daumas-Duport (anapath+irm)

Absence d hyperplasies endothéliales et de prise de

grade B : Hyperplasies et/ou prise de contraste

5 Classification de Daumas-Duport (anapath+irm) Oligodendrogliomes et oligoastrocytomes de grade A : Absence d hyperplasies endothéliales et de prise de contraste Oligodendrogliomes et oligoastrocytomes de grade B : Hyperplasies et/ou prise de contraste Glioblastomes Daumas-Duport et al., Ann Pathol 2000; 20:

6 Buts de l imagerie Diagnostic positif de tumeur Localisation intra ou extra-axiale Gamme diagnostique Bilan d extension local et régional Bilan d opérabilité Degré d urgence thérapeutique Contrôle post-opératoire: résidu? Evolution à distance

7 Problèmes diagnostiques Toute lésion expansive n est pas une tumeur Abcès Cavernome Malformation artérioveineuse rompue SEP pseudotumorale Encéphalomyélite aigue disséminée

8 Tumeurs cérébrales Lésion expansive (le plus souvent) Unique ou multiple Hypercellularité tumorale dans la portion tissulaire Augmentation de l ADC dans la nécrose Augmentation du volume sanguin cérébral si haut grade Spectroscopie: augmentation de la choline et chute du NAA

9 Protocole d acquisition - T2 ou FLAIR [4-5mn] - Diffusion [1mn] - T2* ou imagerie de susceptibilité magnétique [4-5 mn] - Perfusion [1mn] - T1 avant et après injection de chélates de gadolinium (2D axial ou 3D ++) [4-5mn] - Spectroscopie proton monovoxel dans la lésion [2-3mn]

Nouvelles techniques Diffusion Perfusion Spectroscopie IRM fonctionnelle Œdème vasogénique ou cytotoxique. Cellularité Néoangiogenèse.

10 Nouvelles techniques Diffusion Perfusion Spectroscopie IRM fonctionnelle Œdème vasogénique ou cytotoxique. Cellularité Néoangiogenèse. Perméabilité capillaire Caractérisation des lésions Agressivité tumorale, orientation histologique Localisation des aires fonctionnelles Motrices Langage

11 Diffusion H O H La diffusion mesure les mouvements microscopiques de l'eau dans un tissu

12 Pondération en diffusion b = 0 b = 1000 s/mm 2 b = 4000 s/mm 2

13 Diffusion Dg précoce T2 Trace b= 1000 ADC

14 Imagerie de diffusion Distinction kyste/tissu Distinction abcès/tumeur+++ Diagnostic bénin/malin (???) pilocytic astrocytomas (1.65 +/- 0.27) ependymomas (1.10 +/- 0.11) medulloblastomas (0.66 +/- 0.15)

15 T1 T2 T1 gado

17 T1 gado FLAIR ADC

Gliomes, Lymphomes, médulloblastomes ) Hypersignal en

18 CAUSES MULTIPLES DE BAISSE DE CDA - AVC, Thrombophlébite, kyste épidermoïde, abcès, SEP - Tumeurs (métastases, Gliomes, Lymphomes, médulloblastomes ) Hypersignal en diffusion avec du CDA =marqueur de cellularité et non du grade Lymphome

19 IRM de perfusion

Renseigne sur: Néoangiogenèse (tumeurs malignes: élévation

20 Imagerie de perfusion Exploration de la micro circulation sanguine dans les tissus Injection de produit de contraste Renseigne sur: Néoangiogenèse (tumeurs malignes: élévation du rcbv) Perméabilité capillaire (élevée dans les lymphomes)

2 1 1 2 Recirculation Glioblastome [GBM] rcbv:

21 Recirculation Glioblastome [GBM] rcbv: néoangiogènese +++ Retour incomplet lié à la fuite de PDC

22 Glioblastome

23 Gliome de bas grade

24 Métastase

25 Perfusion malignité Glioblastome Méningiome Fuite immédiate du gadolinium liée à l absence de Barrière Hémato Encéphalique [BHE], caractéristique des tumeurs extraaxiales

26 IRM de Perfusion rcbv < 1.5 Gliome de bas grade, Gliomatose La pluparts des métastases 1.5<rCBV<3-4: Gliomes anaplasique rcbv > 4: GBM,Hémangioblastome, certaines métastases Rupture de la BHE prédominante: Lymphome

27 Gliome de bas grade

30 Oligodendrogliome

31 rcbv bas malgré rupture de la BHE Remontée au dessus de la ligne de base de l intensité du signal LYMPHOME

32 Cas particuliers

33 Distinction glioblastome/métastase anomalies péritumorales: rcbv élevé autour des glioblastomes, bas autour des métastases

34 Métastase

35 Récidive ou radionécrose? Intérêt de l IRM de perfusion Récidive: CBV augmenté Radionécrose: CBV non augmenté

36 Récidive de glioblastome

37 Radionécrose

39 Pseudoprogression

40 Pseudoprogression R Young et al Clinical Imaging, 37, 2013, 41-49

41 Quantification perméabilité capillaire

42 Lésions kystiques avec nodule mural Hémangioblastome ou astrocytome pilocytique? rcbv normal: Astrocytome Pilocytique rcbv augmenté: Hémangioblastome

43 Comment différencier les métastases durales des méningiomes? - Perfusion: rcbv plus bas (2-5) dans les métastases durales /méningiomes (8-10) J J Neurooncol 2011:103:777 - Spectroscopie: pic d alanine à 1,48 ppm dans les méningiomes; volumineux pic de lipide dans les métastases

44 Spectroscopie par Résonance Magnétique en Neurologie

45 Spectroscopie Caractérisation des tissus basée sur leur composition chimique et la concentration respective des différents composants Chaque molécule résonne à une fréquence différente

46 En pratique Spectroscopie: séquences utilisées en routine dans les centres de neuroradiologie Suppression du signal de l eau Homogénéisation du champ

47 Types d acquisition Spectroscopie monovoxel Spectroscopie multivoxel

48 De droite à gauche A TE court: (Lipides libres): 0,9 et 1,3 ppm (Lactate): 1,33 ppm NAA: 2 ppm glutamate/glutamine Cr/phosphocreatine: 3 ppm Choline: 3,2 ppm myo-inositol: 3,5 ppm

49 Signification des pics Créatine: bouge peu: référence NAA: intégrité neuronale Choline: turn-over membranaire Myo-inositol: prolifération gliale Lactate: métabolisme anaérobie (nécrose, inflammation ) Lipides: destruction de la myéline

50 Influence du temps d écho TE court (35ms): sensibilité élevée (détection d un nombre élevé de métabolites) Lipides Myoinositol Glutamates GABA TE long (136 ms ou 270 ms): meilleure quantification NAA Cr Cho Lactates Lipides Le TE nécessaire à l inversion des lactates varie selon les machines (Ex: 136 ms pour Siemens, 144 ms pour GE)

51 (Galanaud D et al.)

52 Interprétation Importance du contexte clinique Confrontation spectroscopie/irm morphologique Evolution de l aspect des pics à TE court et TE long Comparaison des différents pics à un pic de référence (créatine)

53 Tumeurs cérébrales Distinction tumeur/lésion pseudotumorale Abcès: aminoacides, succinate Lésion intra/extra-axiale Méningiomes: pic d alanine Caractérisation de l agressivité tumorale Distinction radionécrose/récidive tumorale

54 Normal Tumeur Une élévation très importante de la choline (> 2x la créatine ou la région controlatérale) est un signe très en faveur de tumeur cérébrale ;

55 Et en fonction du grade tumoral et du type histologique myo-inositol

56 EVALUATION DU GRADE TUMORAL Rapports Cho/Cr et Cho/NAA augmentent avec le grade tumoral Lipides et lactate plus fréquents dans les grades élevés Myo-inositol augmente dans le grade II, baisse dans les grades III et IV

57 Spectroscopie Myo inositol élevé: Gliomes grades II-III (cho modérément élevée) PNET/médulloblastome (Cho très élevée) Gliomatose cérébrale (Cho basse, Cr élevée) Lipides Absents/faibles: gliomes grade II-III Modérés: GBM/lymphome Très élévés,métabolites bas: métastases

58 Glioblastome -augmentation importante des rapports Cho/Cr et Cho/NAA - Baisse du myo-inositol - Lipides et lactate fréquents Gliome de grade II - augmentation modérée des rapports Cho/Cr et Cho/NAA - Augmentation du myo-inositol

59 Glioblastome Gliome de bas grade

60 Métastases Lipides ++ pic dominant du spectre

61 Gliomatose cérébrale Rapport Cho/Cr est < 1 Baisse du NAA Augmentation du myo-inositol

62 Abcès: présence d aminoacides, de succinate

63 Radionécrose ou récidive? Dans les 2 cas: baisse du NAA, élévation des lipides Récidive: élévation du ratio choline/créatine Radionécrose

64 Limites Importance du positionnement de la ROI Sensibilité aux artefacts Contamination par structures adjacentes Artefacts de mouvements Lésions hémorragiques Absence de spécificité

65 Conclusions Mise en œuvre simple Utilisé en routine dans certains centres Utile au diagnostic lésionnel Modifie la prise en charge thérapeutique des tumeurs cérébrales Indissociable de l IRM conventionnelle

66 IRM fonctionnelle cérébrale Etude non-invasive du fonctionnement cérébral Principe du contraste: basé sur l effet BOLD (Blood Oxygen Level Dependent contrast): le contraste IRM dépend de l oxygénation du sang Cette oxygénation varie avec la sollicitation des aires fonctionnelles Nécessite l immobilité totale

67 Contraste BOLD OxyHb DeoxyHb B 0 B 0 Diamagnétique GRE Paramagnétique Ogawa et al, MRM 14: (1990)

68 Cortex moteur Mouvements des deux mains

70 Méningiome intraventriculaire IRMf langage

l agressivité tumorale Résultats NON SPECIFIQUES+++ IRM fonctionnelle Nécessite la

71 Conclusions Diffusion, perfusion, spectroscopie: Éléments complémentaires de séméiologie radiologique Utiles au diagnostic différentiel dans les cas difficiles Caractérisation de l agressivité tumorale Résultats NON SPECIFIQUES+++ IRM fonctionnelle Nécessite la coopération du patient Intérêt pour le choix de la voie d abord et de la technique chirurgicale

72 Quantification perméabilité capillaire Zhang et al ISMRM 2009

73 Métabolisme Oxygène

74 CAS CLINIQUE

76 Sclérose en plaques

77 Sclérose en plaques IRM conventionnelle parfois limitée: présence de lésions dans la substance blanche d apparence normale SEP: Diminution du NAA (destruction neuronale) Augmentation du pic de choline d allure parfois pseudotumorale (augmentation du turn-over membranaire)

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