IRM 3T ET CARTILAGE ARTICULAIRE

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

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)

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

IRM 3T et cartilage articulaire Introduction Pour augmenter la résolution spatiale il faut : Augmenter la matrice Diminuer l épaisseur de coupe et le FOV 1993 2005

IRM 3T et cartilage articulaire Introduction Pour augmenter la résolution spatiale il faut : Augmenter la matrice Diminuer l épaisseur de coupe et le FOV 1998 2008

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)

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)

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.

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

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

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

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

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

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

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)

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)

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

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

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

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)

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

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

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

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

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

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

Séquence 2D Fast Spin écho (FSE)

Épaisseur : 2 mm

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

FSE 2D épaisseur : 2 mm

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

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

Épaisseur : 2 mm Perte de substance ostéochondrale

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)

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

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

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

Cartilage : 3D écho de gradient Coupes millimétriques Synovite

Cartilage : 3D écho de gradient Coupes millimétriques

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Arthro TDM / 3D FSE CUBE

2D FSE : épaisseur 3 mm

2D FSE : épaisseur 3 mm?

3D FSE CUBE : épaisseur 0,6 mm

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

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

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

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

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

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 :?