Apport de l IRM de diffusion en pathologie gynécologique

Apport de l IRM de diffusion en pathologie gynécologique A.COUPTEAU, E.RAIMOND, C.LAFONT, O.GRAESSLIN, C.MARCUS, C.HOEFFEL CHU Reims

INTRODUCTION Les dernières avancées techniques ont permis une large application de l IRM de diffusion en pathologie abdominopelvienne Les séquences de diffusion peuvent être inclues en routine car elles ne nécessitent pas d injection de produit de contraste et augmentent peu le temps d examen.

INTRODUCTION Les études récentes : Diminution de l ADC dans les cancers du col et de l endomètre (1) Différenciation lésion bénigne vs maligne pour la pathologie endométriale et myométriale (2) Aide à la détermination de l extension péritonéale (3) Eventuel marqueur prédictif de la réponse tumorale au traitement (1) et de la récidive après traitement

INTRODUCTION Les erreurs peuvent être évitées en comparant imagerie de diffusion et imagerie anatomique Une meilleure familiarité avec l ADC devrait pouvoir fournir de nouvelles informations chez les patientes connues ou suspectes de cancer gynécologique

Principes de l imagerie de diffusion (1) Evaluation de la diminution de l amplitude du signal due aux mouvements microscopiques de l eau dans les tissus (aléatoires et +/- intenses en fonction du milieu) : la diffusion moléculaire. Existe sur toutes les séquences d IRM mais trop faible pour être détectée. Il faut donc amplifier les hétérogénéités du champ magnétique B0 par introduction d un gradient G constant appelé gradient de diffusion.

Principes de l imagerie de diffusion (2) Protons immobiles : déphasage de G1 compensé par G2 : pas d atténuation de signal. (flèche blanche = signal élevé). Protons mobiles : déphasage + rapide lors de G1, non compensé par G2 : atténuation du signal (flèche grise). + mouvements rapides + signal diminue : déphasage > des protons, encore moins compensé par G2. (flèche noire). D après Kastler B. et al. Comprendre l IRM manuel d auto-apprentissage. 2006

Principes de l imagerie de diffusion (3) Atténuation du signal : SA = e (bd) b, constante, facteur d atténuation ( 0 à 3000 s /mm² ). La pondération en diffusion d une séquence dépend de la valeur de b. D est le coefficient de diffusion Une séquence de diffusion consiste en l application successive de 3 séquences EPI-SE comportant des gradients de diffusion (selon les 3 axes). Une diminution de la diffusion dans la direction gradient diffuseur entraîne un hypersignal sur l image produite à partir de cet axe de diffusion.

Protocoles Pas de préparation ± distension par gel d échographie Antenne corps en réseau phasé ou cardiaque Sagittal T2 Axial T2 strict coupes de 4 mm sur le pelvis et Axial T2 de 3 mm perpendiculaires à la tumeur Coronal T2 Axiales diffusion Single Shot EPI ± Axiales T1 FS Gado

Protocoles Diffusion antenne phased array 16 canaux ou 32 canaux Axiale 2D en respiration libre b0 b500 b1000 ou b0 b1000 b1800 sec/mm² Fat sat TR/ TE : 3900/ 80 FOV 250 mm 300 mm Epaisseur coupe 4 mm Nb excitations : 9 Temps acquisition 4 mn17

Interprétation des images Les zones de faible diffusion (tumorales) apparaissent en hypersignal (noir si mode inversé) Hypersignaux physiologiques (corps entier) : Elevés : rate, moëlle épinière et nerfs, tube digestif, ganglions, ovaires, moelle osseuse jeune. Modérés : foie, reins, pancréas, surrénales, endomètre. Hypersignaux non tumoraux dans le pelvis: Utérus : endomètre normal, myomes cellulaires, nécrobiose de fibromes utérins post-embolisation Certaines lésions kystiques : abcès, kystes dermoïdes, kystes mucineux (forte viscosité).

Interprétation des images Dans le pelvis, l endomètre et l endocol ont les signaux les plus élevés en diffusion La zone jonctionnelle et l exocol ont les signaux les plus bas Certaines structures normales (ovaires et endomètre) conservent un signal élevé pour de hautes valeurs de b, probablement en raison de leur TR long et de leur ADC bas (4).

Hypersignaux physiologiques endomètre normal (DWIBS)

Hypersignaux physiologiques : ganglions inguinaux normaux bilatéraux (DWIBS) Axial DWIBS Coronal DWIBS

Hypersignaux physiologiques : ganglions inguinaux normaux Axial b500

Hypersignaux physiologiques : vaisseaux et racines nerveuses (DWIBS)

Hypersignaux physiologiques En augmentant la valeur de b, on supprime le signal des tissus normaux comme les vaisseaux, les muscles et la moëlle et les nerfs (4). Exemple des racines nerveuses sacrées à b0, b1000 et b1800 b0 b1000 b1800

Hypersignaux physiologiques : endocol, vaisseaux, racines nerveuses Axial T2 Notez l extinction de l ensemble des hypersignaux physiologiques avec le b élevé Notez l hyposignal franc physiologique du stroma fibreux cervical et de la zone de jonction (qui aidera à la détermination de l extension myométriale des cancers de l endomètre) b0 b1000 b 18000

Pathologie du col de l utérus Une étude récente montre que les valeurs d ADC dans les cancers invasifs du col sont significativement plus basses que dans les cols normaux (5) En effet, l augmentation de la cellularité et les distorsions architecturales au sein de la tumeur entrainent une réduction de l espace extra-cellulaire qui devient également plus tortueux, réduisant la diffusion des molécules d eau.

Cancer du col IIb Cartographie ADC : la lésion correspond à l hyposignal (diminution de l ADC) * Axial T2 : syndrome de masse cervical en hypersignal relatif hétérogène avec envahissement paramétrial. Hyposignal central correspondant à l artéfact postbiopsie (*). Axial diffusion b1000 : hypersignal correspondant à une restriction de la diffusion en relation avec la densité cellulaire tumorale

Cancer du col IIb : DWIBS inversé Franc hypersignal (noir en mode inversé) au sein de la lésion tumorale b 700 b 1000 Axial T2

Cancer du col IIb : DWIBS inversé Même patiente, coupes sagittales, pourraient permettre de déterminer l existence d une extension vésicale ou rectale Sagittal T2 Sagittal b 700 Sagittal b 1000

Cancer du col IIIA Cancer du col (flèche) avec extension au 1/3 inférieur du vagin. Notez l ADC élevé au niveau du balisage vaginal (gel d échographie) contrastant avec l ADC bas de la tumeur Cartographie ADC Axial T2 avec balisage vaginal

Adénopathies métastatiques Les valeurs d ADC des ganglions métastatiques sont généralement inférieures à celles des ganglions bénins mais il n existe pas de valeur seuil discriminante fiable (6,7) Les métastases ganglionnaires présentent la même intensité de signal que la lésion primitive, et ce pour les différentes valeurs de b.

Adénopathie métastatique d origine cervicale, iliaque commune droite Axial T2 DWIBS Franc hypersignal (noir en mode inversé) en diffusion, rendant aisée la détection de cette adénopathie

Fusion d image Les images de fusion entre l imagerie morphologique (T2) et les valeurs élevées de b se présentent comme un nouvel outil pour une meilleure évaluation de l extension locale de lésion tumorale pelvienne puisqu il existe un hypersignal des tumeurs malignes gynécologiques sur les séquences à b élevé Sur le même principe, elle permettrait une meilleure détection des récidives pelviennes.

Cancer du col et fusion d image Coronale T2 Coronale fusion d image Cancer du col FIGO IB2, important hypersignal permettant de délimiter la lésion.

Cancer du col et fusion d image Franc hypersignal (addition des hypersignaux du T2 et de la diffusion), correspondant à la zone tumorale cervicale. Malgré leur hypersignal, les ganglions inguinaux bilatéraux n étaient pas envahis à l histologie.

Récidive de cancer du col Axial T2 Axial fusion La fusion permet d orienter vers une récidive tumorale plutôt qu un aspect remanié postradique

Récidive de cancer du col Axial T2 Axial T1 gadolinium FS Axial T1 FS gado Cartographie ADC : ADC effondré au sein de la récidive

Pathologie vulvaire Axial T2 Axial DWIBS Carcinome épidermoide de la fourchette vulvaire, en hypersignal hétérogène T2 et en franc hypersignal en diffusion, permettant une meilleure évaluation de l extension tumorale en profondeur

Pathologie vulvaire (même patiente) Axial T2 Axial DWIBS Franc hypersignal, aidant à la détection, l analyse des séquences T2 est difficile dans ces localisations

Cancer de l endomètre Il existe un hypersignal physiologique de l endomètre en diffusion mais les valeurs d ADC sont significativement plus basses dans les cancers (4) L ADC des cancers de haut grade est supérieur à celui des cancers de bas grade Cependant, le détermination du grade histologique basée sur l ADC n a pas fait sa preuve

Cancer de l endomètre La diffusion étant indépendante de la vascularisation, elle peut être utilisée en alternative à l injection de produit de contraste pour : la détermination de l extension tumorale en profondeur chez les patient présentant une contre-indication à l injection de gadolinium pour les tumeurs iso ou hypovascularisées.

Adénocarcinome de l endomètre b1000 Axial T2 Axial T2 Cartographie d ADC Stade IA, absence d extension myométriale sur la ADC diffusion évaluée grâce à l hyposignal physiologique de la zone jonctionnelle qui est respecté.

Adénocarcinome endométrioïde L envahissement de la corne utérine droite (flèche) est bien évident sur la diffusion (difficile à visualiser avec le gadolinium), avec un ADC effondré par rapport à la corne gauche: ADC = 706 *10-3 au niveau de la corne droite, 670*10-3 au niveau de la végétation et 904*10-3 au niveau de la corne gauche Axial T2 Axial T1 gadolinium FS b0 b1000 ADC

Cancer de l endomètre Axial T2 b1000 Adénocarcinome de l endomètre envahissant une anse grêle adjacente. La masse présente une restriction de la difusion (hypersignal) à b élevé, indiquant sa haute cellularité, on note une extension de ce signal jusqu à l anse grêle adjacente, témoin de son envahissement.

Pathologie ovarienne Cancer de l ovaire Carcinose péritonéale Tumeur ovarienne bénigne

Cancer de l ovaire Dans les lésions kystiques, l absence d hypersignal en b1000 au niveau de la portion tissulaire a une excellente VPP en faveur de la bénignité (8) La restriction de la diffusion existe non seulement au niveau de la lésion primitive mais également au niveau des nodules de carcinose

Cancer de l ovaire Adénocarcinome mucineux Ovarien: pas de restriction de la diffusion (ADC élevé) en raison de la composante mucineuse. Epaississement tissulaire de la paroi et des cloisons avec une restriction de la diffusion (flèche) Axial T1 gadolinium FS Cartographie d ADC

Cancer de l ovaire Cystadénocarcinome séreux de l ovaire: Importante restriction de la diffusion au niveau des végétations endokystiques se manifestant par une augmentation du signal avec l accroissement du b. A l inverse le signal liquidien en hypersignal T2 voit son signal diminuer avec l augmentation du b Axial T2 Axial T1 gadolinium FS Axial diffusion b1000 Axial diffusion b1800

Cancer de l ovaire monarque Axial T2 Axial b1000 Axial T2 Syndrome de masse tumoral droit peu évident en T2, mais hypersignal persistant sur le b1000 Axial b1000

Nodule de carcinose d origine ovarienne Axial T1 gadolinium FS Axial diffusion b1000 Le franc hypersignal en diffusion a facilité la détection du nodule, moins aisée sur la séquence injectée

Carcinose péritonéale diffuse B 1000 Cartographie ADC Multiples et francs hypersignaux disséminés dans le péritoine, de détection et de cartographie aisées en diffusion L effondrement de l ADC au niveau de ces nodules oriente vers la malignité

Nodule de carcinose ovarienne Nodule difficile à visualiser en T2, de part son signal et sa topographie, évident sur le b1000. Nette restriction sur la cartographie d ADC, témoin du caractère malin.

Nodule de carcinose ovarienne Axial T2 Axial T1 gadolinium FS Franc hypersignal persistant à b1800 b0 b1000 b1800

Kyste ovarien simple Diminution du signal en diffusion en augmentant le b Disparition du signal de la majorité des kystes pour des b > 1000 sec/mm2 La cartographie ADC montre un hypersignal, témoin d un coefficient de diffusion élevé

Kyste simple Axial T2 Axial T1 Axial b1000 Cartographie ADC

Endométriomes Endométriomes ovariens droits d âge différent Axial T1 Axial T2 Extinction du signal à b1800 b0 b1000 b1800

Endométriome calcul d ADC L hémorragie, selon son stade donne lieu à des valeurs d ADC variables. Un des deux Un des deux endométriomes présentent une restriction de la diffusion (ADC= 0. 9 x 10-3)

Pathologie tubaire Hydrosalpinx Pyosalpnix Torsion de trompe

Hydrosalpinx Axial b0 Axial T2 Hydrosalpinx droit se comportant comme un kyste simple Axial b1000

Pyosalpinx bilatéral compliqué d un abcès du Douglas Coronale T2 Axial T2 Pyosalpinx bilatéral (flèches) compliqué d abcès du Douglas (tête de flèche) Axial T1 gadolinium FS

Pyosalpinx bilatéral compliqué d un abcès du Douglas (même patiente) Axial T2 ADC Notez l ADC très bas, comparable à celui des tumeurs, de la partie déclive purulente de l abcès b0 b500 b1000

Torsion de trompe Torsion de trompe droite compliquant un hydrosalpinx sur salpingite chronique

Torsion de trompe (même patiente) Axial T2 Axial T1 gadolinium FS La paroi tubaire est épaissie (flèche) et ne se rehausse pas après injection et ne présente pas d hypersignal sur le b0, témoignant de sa nécrose confirmée lors de l intervention chirurgicale Axial diffusion b0

Fibromes utérins Les fibromes cellulaires avec peu ou pas de collagène présentent un signal en T2 et en diffusion plus élevé que les fibromes non dégénérés, riches en collagène. L aspect des fibromes dégénérés en diffusion est assez difficile à différencier des léiomyosarcomes

Fibrome utérin Axial T1 gadolinium FS Hyposignal à b1000, témoignant du caractère peu cellulaire du fibrome. b0 b1000 Cartographie ADC

Fibrome utérin Axial T2 Cartographie d ADC Isosignal sur la cartographie d ADC, orientant vers une pathologie bénigne fibreuse

Pathologie diverse Nodules endométriosiques Abcès pelviens Môle hydatiforme

Nodule endométriosique Axial b0 Axial T2 Nodule endométriosique pseudo-tumoral du torus utérinum Absence de modification du signal en diffusion, contrairement à ce qu on observe dans les lésions tumorales Axial b1000

Abcès pelvien Abcès pelvien ancien sur salpingite chronique gauche deux mois après césarienne chez une femme de 25 ans Axial T2 Axial T1 gadolinium FS b1800 b0 b1000 b1800 ADC

Abcès pelviens Axial T1 gadolinium FS Axial T2 Diminution de l ADC au sein de l abcès. Axial b1000 Cartographie ADC

Môle hydatiforme Axial T2 Cartographie ADC

Môle hydatiforme (même patiente) Axial T2 Cartographie ADC Restriction de la diffusion au niveau de la portion tissulaire (flèche), entourée par des grappes kystiques

Messages à retenir Ne jamais interpréter les images de diffusion de manière isolée, toujours les confronter aux images morphologiques (T2+++), pour cela, la fusion d image peut être intéressante. Il faut utiliser des b élevés pour l exploration du pelvis (b1000+++) C est une technique non invasive et rapide qui peut être inclue dans toute IRM du pelvis féminin.

Messages à retenir Il n existe pas de valeur seuil d ADC permettant de classer une lésion maligne versus bénigne au niveau du pelvis. Il existe des tissus normaux présentant spontanément un ADC bas et il existe des tumeurs peu différentiées ou nécrotiques avec un ADC élevé! Les carcinomes de haut grade typiques présentent une haute cellularité et donc un ADC effondré

Bibliographie (1) Naganawa S et al.apparent diffusion coefficient in cervical cancer of the uterus : comparison with the normal uterine cervix. Eur Radiol 2005 (2) Tamai K et al. The utility of diffusion-weighted MR imaging for differentiating uterine sarcomas from benign leiomyomas. Eur Radiol 2008. (3) Fuji S et al.detection of peritoneal dissemination in gynaecological malignancy : evaluation by diffusion-weighted MR imaging. Eur Radiol 2008 (4)Farhood Saremi, et Al. Characterization of genitourinary lesions with diffusionweighted imaging (5) Charles-Edwards EM, Messiou C, Morgan VA, et al. Diffusion-weighted imaging in cervical cancer with endovaginal technique : potential value for improving tumor detection in stage Ia and Ib1 disease.radiology 2008;249(2):541-550. (6) Kim JK, Kim KA, Park BW,Kim N, Cho KS. Feasability of diffusion-weighted imaging in the differentiation of metastatic from non-metastatic lymph nodes : early experience. J Magn Reson Imaging 2008;28(3):714-719 (7) Abdel Razek AA, Soliman NY, Elkhamary S, Alsharaway MK, Tawfik A. Role of diffusion-weighted MR imaging in cervical lymphadenopathy. Eur Radiol 2006;16(7):1468-1477. (8) Thomassin-Naggara et al. IRM de diffusion et pelvis féminin. J Radiol 2010;91:431-40

QCM Laquelle/lesquelles de ces assertions est (sont) vraie(s)? - Les séquences de diffusion aident à la détection de la carcinose péritonéale - La partie tissulaire des cancers de l ovaire apparait de signal bas sur les séquences à b élevé - La composante mucineuse des adénocarcinomes de l ovaire montre une restriction de la diffusion sur la cartographie ADC - La partie kystique est en hypersignal sur les b élevés

QCM, réponse Laquelle/lesquelles de ces assertions est (sont) vraie(s)? - Les séquences de diffusion aident à la détection de la carcinose péritonéale - La partie tissulaire des cancers de l ovaire apparait de signal bas sur les séquences à b élevé - La composante mucineuse des adénocarcinomes montre une restriction de la diffusion sur la cartographie ADC - La partie kystique est en hypersignal sur les b élevés

QCM Laquelle/lesquelles de ces assertions est (sont) vraie(s)? - Dans l endométriose, un nodule du torus uterinum montre une restriction de la diffusion - L ADC mesuré au sein d un abcès tubo-ovarien est élevé - A b 0, la paroi d une trompe nécrosée apparaît en hyposignal - Un fibrome dégénéré peut avoir le même signal en diffusion qu un léiomyosarcome

QCM,réponse Laquelle/lesquelles de ces assertions est (sont) vraie(s)? - Dans l endométriose, un nodule du torus uterinum montre une restriction de la diffusion - L ADC mesuré au sein d un abcès tuboovarien est élevé - A b o, la paroi d une trompe nécrosée apparaît en hyposignal - Un fibrome dégénéré peut avoir le même signal en diffusion qu un léiomyosarcome

QCM Laquelle/lesquelles de ces assertions est (sont) vraie(s)? Les ganglions inguinaux physiologiques apparaissent en hypersignal pour des b peu élevés Le cintre fibreux cervical apparait en hypersignal physiologique Une récidive de cancer du col montre un ADC élevé Les cancers vulvaires ne présentent pas de modification de la diffusion

QCM, réponse Laquelle/lesquelles de ces assertions est (sont) vraie(s)? Les ganglions inguinaux physiologiques apparaissent en hypersignal pour des b peu élevés Le cintre fibreux cervical apparait en hypersignal physiologique Une récidive de cancer du col montre un ADC élevé Les cancers vulvaires ne présentent pas de modification de la diffusion