IRM 3T ET CARTILAGE ARTICULAIRE

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1 IRM 3T ET CARTILAGE ARTICULAIRE Eric PESSIS, F BACH, R CAMPAGNA, A FEYDY, E PLUOT, F THEVENIN, A CHEVROT, JL DRAPE Centre Cardiologique du Nord, Saint Denis Université Paris V, Hopital Cochin, Radiologie B

2 IRM DU CARTILAGE A 3T Le but de cette présentation est de rapporter l apport de l IRM 3T pour l exploration du cartilage articulaire Cette exploration se fait en routine sur une IRM 3T (GE : HDx 3T) depuis Janvier 2008 au Centre Cardiologique du Nord (Saint Denis)

3 IRM 3T et cartilage articulaire Introduction Pourquoi explorer le cartilage articulaire en IRM à 3T? Cette question peut-être posée autrement. Quelles sont les limites actuelles de l exploration du cartilage articulaire par IRM? Cette question se posait en terme identique il y a environ 15 ans pour le scanner. Comme hier pour le scanner, une des limites de l exploration du cartilage articulaire est : la résolution spatiale

4 IRM 3T et cartilage articulaire Introduction Pour augmenter la résolution spatiale il faut : Augmenter la matrice Diminuer l épaisseur de coupe et le FOV

5 IRM 3T et cartilage articulaire Introduction Pour augmenter la résolution spatiale il faut : Augmenter la matrice Diminuer l épaisseur de coupe et le FOV

6 IRM 3T et cartilage articulaire Introduction Pour augmenter la résolution spatiale il faut : matrice épaisseur coupe FOV en gardant un temps d acquisition court Toutes ces modifications entraine une chute Toutes ces modifications entraine une chute importante du rapport signal sur bruit (S/B)

7 IRM 3T et cartilage articulaire Introduction Pour augmenter la résolution spatiale il faut : matrice + épaisseur coupe + FOV + S/B IRM 3T / 1,5T : multiplie par 2 le rapport signal IRM 3T / 1,5T : multiplie par 2 le rapport signal sur bruit (S/B)

8 IRM 3T et cartilage articulaire Limite physique à 3T IRM 3T / 1,5T x 2 le S/B Mais entraîne également une importante majoration de la SAR (quantité énergie RF déposée) SAR α Bo 2 L augmentation de la SAR à 3T est un important facteur limitant en pratique quotidienne.

9 IRM 3T et cartilage articulaire SAR Pour augmenter la résolution spatiale à 3T l équation n est plus la même, il faut : matrice + épaisseur coupe + FOV + S/B Il faut également la SAR

10 IRM 3T et cartilage articulaire??? Pour augmenter la résolution spatiale à 3T matrice + épaisseur coupe + FOV + S/B + la SAR =????

11 IRM 3T et cartilage articulaire Pour augmenter la résolution spatiale à 3T matrice + épaisseur coupe + FOV + S/B + la SAR = IMAGERIE PARALLELE

12 IRM 3T et imagerie parallèle Imagerie parallèle : permet de diminuer le nombre d acquisitions donc de diminuer le nombre d impulsions RF donc de diminuer la SAR

13 Imagerie parallèle C est une technique d imagerie qui combine les signaux de plusieurs éléments d antennes en réseau phasé afin de reconstruire l image Cela permet d accélèrer l acquisition et de diminuer la durée d une séquence

14 Imagerie parallèle Exploite les multiples éléments d une antenne en réseau phasé Espace K sous échantilloné Chaque élément est associé à une chaîne radiofréquence dédiée et dont les signaux pourront être traités et combinés ensemble

15 Imagerie parallèle La reconstruction de l image peut se faire de plusieurs façons : Soit on reconstruit l image globale à partir des images produites par chaque antenne (reconstruction dans le domaine image, après transformée de Fourier) : SENSE (SENSitivity Encoding), PILS (Partially Parallel Imaging with Localized Sensitivity), ASSET (Array Spatial Sensitivity Encoding Technique)

16 Imagerie parallèle Soit on reconstruit le plan de Fourier de l image à partir des signaux fréquentiels de chaque antenne (reconstruction dans le domaine fréquentiel, avant la transformée de Fourier) GRAPPA (GeneRalized Auto-calibrating Partially Parallel Acquisition)

17 Imagerie parallèle Reconstruction dans le domaine fréquentiel, avant la transformée de Fourier ARC (Autocalibrating Reconstruction for Cartesian Imaging)

18 Imagerie parallèle L information spatiale résultant de la disposition des éléments d antenne peut être utilisée pour n effectuer qu un codage de phase partiel Ce qui accélère d autant la vitesse d acquisition Ce facteur d accélération est choisi par l utilisateur

19 Imagerie parallèle : avantages Pour un facteur d accélération de 2 On obtient une réduction du temps d acquisition : / 2 du TE des séquences avec train d échos de certains artéfacts

20 Imagerie parallèle : inconvénients 1) Réduction du rapport S/B mais à 3Ton possède une importante réserve de signal 2) Obligation d utiliser des antennes en réseau phasé chaque élément d antenne doit avoir une chaîne de réception conversion digitale séparée (canaux)

21 IRM 3T et cartilage articulaire En pratique pour augmenter la résolution spatiale à 3T on utilise des séquences et des antennes compatibles avec l imagerie parallèle Les séquences peuvent être En 2D : fast spin echo En 3D : cube, écho de gradient divers

22 Séquence 2D Fast Spin écho (FSE) Fov : 14 x 14 cm Matrice : 352 x 320 Pixel : 0,39 / 0,43 mm 2 Épaisseur : 2 / 0,8 mm Temps d acquisition Temps d acquisition (TA) : 2 mn 33

23 Séquence 2D Fast Spin écho (FSE) Fov : 14 x 14 cm Matrice : 352 x 320 Pixel : 0,39 / 0,43 mm 2 Épaisseur : 2 / 0,8 mm TA : 2 mn 12

24 Séquence 2D Fast Spin écho (FSE) Épaisseur : 2 mm

25 Arthrose fémoro tibiale en poussée 2D FSE : épaisseur 2 mm

26 Séquence 2D Fast Spin écho (FSE) Fov : 17 x 15,3 cm Matrice : 416 x 288 Pixel : 0,4 / 0,53 mm 2 Épaisseur : 2 / 1 mm Temps d acquisition Temps d acquisition (TA) : 2 mn 26

27 Séquence 2D Fast Spin écho (FSE)

28 Épaisseur : 2 mm

29 Séquence 2D Fast Spin écho (FSE) Fov : 16 x 16 cm Matrice : 416 x 320 Pixel : 0,38 / 0,5 mm Épaisseur : 2 mm TA : 2 mn 13

30 FSE 2D épaisseur : 2 mm

31 FSE 2D épaisseur : 2 mm Fov : 16 x 11 cm ; Matrice : 448 x 352 Pixel : 0,25 / 0,45 mm TA : 2 mn 40 Fov : 16 x 16 cm ; Matrice : 416 x 320 Pixel : 0,38 / 0,5 mm TA : 2 mn 13

32 Épaisseur : 2 mm Corps étranger intra articulaire Fragment ostéochondral Fov : 16 x 11 cm ; Matrice : 448 x 352 Pixel : 0,25 / 0,45 mm TA : 2 mn 40

33 Épaisseur : 2 mm Perte de substance ostéochondrale

34 Cartilage : séquence en 3D Les séquences en 3D permettent d obtenir des coupes millimétrique d utiliser le reformatage comme au scanner 2 types de séquences sont disponibles 3D écho de gradient 3D Fast Spin Echo (FSE)

35 Cartilage : 3D écho de gradient 3D écho de gradient + IDEAL (avec et sans excitation d eau) Bonne visualisation du cartilage

36 Cartilage : 3D écho de gradient Inconvénients Temps d acquisition long Séquence dédiée, inutilisable pour l exploration méniscale et ligamentaire

37 Cartilage : 3D écho de gradient Coupes millimétriques IDEAL : avec et sans excitation d eau sur 1 seule acquisition Pondération T1 Avec injection de Gadolinium : mise en évidence se synovite Possibilité de reformatage

38 Cartilage : 3D écho de gradient Coupes millimétriques Synovite

39 Cartilage : 3D écho de gradient Coupes millimétriques

40 Cartilage : 3D écho de gradient Coupes millimétriques

41 Cartilage : 3D écho de gradient 3D écho de gradient + IDEAL

42 Cartilage : 3D écho de gradient 3D écho de gradient + IDEAL

43 Cartilage : 3D écho de gradient 3D écho de gradient + IDEAL Avec excitation d eau Sans excitation d eau

44 3D écho de gradient + IDEAL Reformatage Cartilage : 3D écho de gradient Avec excitation d eau Sans excitation d eau

45 Cartilage : 3D Fast Spin écho 3D FSE : ce sont des séquences qui conservent les principes habituelles du fast spin écho Elles utilisent un long train d écho : donc pas de T1 Millimétrique Pondération : rho ou T2 Pas de T1 Avec ou sans Fat sat Reformatage

46 Cartilage : 3D Fast Spin écho Séquence 3D FSE : CUBE Ce n est pas de l écho de gradient, elle conserve le contraste habituelle du FSE Le long train d écho est à l origine du flou des images (blurring) qui doit être réduit La séquence n est pas dédiée au cartilage, La séquence n est pas dédiée au cartilage, mais utilisable également pour explorer les structures méniscales et ligamentaire, et la médullaire osseuse

47 Cartilage : 3D Fast Spin écho 3D FSE : CUBE Fov : 15 cm Matrice : 256 x 224 TR : 2300 ms TE Effectif : 40 ms Bande passante : 41,7 khz Épaisseur : 0,6 mm Temps d acquisition : 4 mn 48

48 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 3 mm FSE 3D : 0,6 mm

49 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 3 mm FSE 3D : 0,6 mm

50 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 3 mm FSE 3D : 0,6 mm

51 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 3 mm FSE 3D : 0,6 mm

52 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 2 mm FSE 3D : coupe sagitalle reformatée en coronale

53 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 2 mm FSE 3D : coupe sagitalle reformatée en coronale

54 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 2 mm FSE 3D : coupe sagitalle reformatée en coronale

55 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 2 mm FSE 3D : coupe sagitalle reformatée en coronale

56 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 2 mm FSE 3D : coupe sagitalle reformatée en axiale

57 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 2 mm

58 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 2 mm

59 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 2 mm

60 2D FSE / 3D FSE CUBE FSE 2D : 2 mm FSE 3D : coupe sagitalle reformatée en coronale (0,6 mm)

61 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

62 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

63 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

64 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

65 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

66 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

67 CUBE

68 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

69 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

70 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

71 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

72 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

73 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm

74 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm

75 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm

76 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm

77 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm

78 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm

79 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm

80 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm

81 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm

82 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm

83 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm

84 Arthro TDM / 3D FSE CUBE

85 Arthro TDM / 3D FSE CUBE

86 Arthro TDM / 3D FSE CUBE

87 Arthro TDM / 3D FSE CUBE

88 2D FSE : épaisseur 3 mm

89 2D FSE : épaisseur 3 mm?

90 2D FSE : épaisseur 3 mm?

91 3D FSE CUBE : épaisseur 0,6 mm

92 3D FSE CUBE : épaisseur 0,6 mm

93 3D FSE CUBE : épaisseur 0,6 mm

94 3D FSE CUBE : épaisseur 0,6 mm

95 Arthro TDM / 3D FSE CUBE TDM : 0,6 mm FSE 3D : 0,6 mm

96 Arthro TDM / 3D FSE CUBE TDM : 0,6 mm FSE 3D : 0,6 mm

97 3D FSE CUBE : épaisseur 0,6 mm FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

98 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

99 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

100 CUBE FSE 3D : coupe sagitalle de 0,6 mm reformatée en coronale

101 2D FSE / 3D FSE CUBE Étude méniscale : peut être réalisée en 3D FSE 3D FSE n est pas une séquence dédiée au cartilage FSE 2D FSE 3D : coupe sagitalle

102 IRM 3T / 1,5 T : Cout / Efficacité Efficacité 3T > 1,5T Cotation et forfait technique d un examen : 1,5 T = 3T Prix de la machine : 3T > 1,5T Une nouvelle équation à résoudre efficacité (1,5T / 3T) = cotation (1,5 T / 3T) + prix d achat de l IRM (1,5 T /3 T) + facteur inconnu

103 Conclusion IRM 3T en constante évolution Imagerie parallèle : c est la clé pour obtenir une meilleure résolution spatiale, avec un temps d acquisition raisonnable, sans trop augmenter la SAR Antenne en réseau phasé compatible avec l imagerie parallèle : indispensable Cout / efficacité :?