IRM FONCTIONNELLE CORPS ENTIER DE LA MOELLE OSSEUSE B. Hainaux, L. Camoin, P. Zerbib, C. Lin, A. Luciani, R. Raymond, A. Rahmouni CHU Henri Mondor Service d imagerie médicale Pr Alain Rahmouni
Objectifs Concevoir un protocole IRM afin de visualiser la moelle osseuse en imagerie corps entier combinant séquences morphologiques et dynamiques après injection de produit de contraste Détecter et suivre sous traitement une infiltration médullaire diffuse et/ou la présence de lésions tumorales focales dans le cadre des atteintes hématologiques du myélome multiple Protocole réalisé sur une IRM Siemens Avanto 1,5 T Syngo VB 13
Rappel anatomique La moelle osseuse est constituée de : La moelle jaune, presque uniquement graisseuse et qui augmente avec l âge La moelle rouge (cellules souches hématopoïétiques) Elle est présente dans tous les os, et notamment dans ceux du squelette axial
Le myélome multiple Le myélome multiple est une prolifération plasmocytaire maligne infiltrant progressivement la moelle osseuse Il peut exister une atteinte diffuse (infiltration médullaire diffuse à l échelle du corps entier) et celle-ci prédomine alors sur le squelette axial (rachis, côtes et bassin) * Infiltration diffuse du rachis en entier chez un homme de 34 ans atteint d un myélome multiple => Hyposignal dû au remplacement de la graisse médullaire Séquence écho de spin pondérée T1 (400/10) en sagittal *Lin C., Luciani A., Belhadj K., et al. Patient with plasma cell disorders examined at whole-body dynamic contrast-enhanced MR imaging. Radiology 2009;250 : 905-915
Le myélome multiple Il peut également exister des lésions focales, et celles-ci peuvent atteindre tous les segments osseux Lésions focales du bassin et des racines des membres inférieurs chez une femme de 50 ans atteinte d un myélome multiple. Séquence écho de spin pondérée T2 (4200/70) avec saturation de la graisse en coronal
Dynamique de la moelle osseuse La moelle osseuse est un organe richement vascularisé Dans le myélome multiple, il existe une augmentation de la vascularisation de la moelle osseuse Plusieurs équipes ont déjà montré qu il était possible, en IRM, par l étude du rehaussement dynamique de la moelle osseuse après injection de produit de contraste, de distinguer les sujets sains des sujets atteints d un myélome multiple* *Rahmouni A, Montazel JL, Divine M, et al. Bone marrow with diffuse tumor infiltration in patients with lymphoproliferative diseases : dynamic gadolinium-enhanced MR imaging. Radiology 2003;229:710-717
Dynamique de la moelle osseuse A l aide d une séquence Turbo FLASH pondérée T1, le rehaussement maximal de la moelle est observé 40 à 60 secondes après l injection de produit de contraste* Il est donc possible, sur un segment vertébral, de suivre le rehaussement de la moelle en IRM au cours du temps après injection de produit de contraste a b Séquences Turbo FLASH pondérées T1 (7/3, angle de bascule de 10 ) en sagittal chez une femme de 45 ans atteinte d un myélome (a) avant injection de produit de contraste (b) 38 secondes après rehaussement de l aorte avec l injection de produit de contraste *Rahmouni A, Montazel JL, Divine M, et al. Bone marrow with diffuse tumor infiltration in patients with lymphoproliferative diseases : dynamic gadolinium-enhanced MR imaging. Radiology 2003;229:710-717
Objectif du protocole IRM corps entier On analyse le rehaussement de la moelle osseuse Le rehaussement maximal est observé 40 à 60 secondes après injection de produit de contratse Le myélome multiple atteint toute la moelle osseuse Acquisition dynamique sur l ensemble du squelette axial en moins de 60 secondes
Séquences utilisées Turbo spin-écho pondéré T2 en sagittal et en coronal +/- axial avec saturation de la graisse Etude complète des lésions du squelette axial et des organes extra-médullaires (poumons, foie, rate, reins) Détection des épidurites Spin-écho pondéré T1 en sagittal et coronal Etude de la morphologie et des lésions du rachis en entier et du bassin Etude de la graisse médullaire Echo de gradient ultra-rapide pondéré T1 en sagittal et coronal (séquence VIBE chez Siemens : Volume Interpolated Breath Hold Examination) avec saturation de la graisse Etude du rehaussement dynamique des lésions focales du squelette axial Etude du rehaussement dynamique de la moelle
Enchaînement des séquences 1 Séquences morphologiques 2 Séquences Dynamiques Craniocervical T2 TSE FS Sagittal T1 SE Sagittal 3D- VIBE Palier I Sagittal Dorsolombaire/T horacique T2 TSE FS Sagittal T2 TSE FS Coronal T1 SE Sagittal 3D- VIBE Palier II Sagittal 3D- VIBE Palier III Coronal Lombosacré/Bass in T2 TSE FS Sagittal T2 TSE FS Coronal T1 SE Sagittal T1 SE Coronal 3D- VIBE Palier IV Sagittal 3D- VIBE Palier V Coronal
Instrumentation Solution TIM (Siemens) : Utilisation d antennes de surface => augmentation du rapport signal/bruit Possibilité de connecter simultanément jusqu à 76 éléments d antennes => couverture du corps entier Réseau phasé : Utilisation de l acquisition parallèle => réduction du temps d examen Siemens
Méthode d acquisition Le FOV Déplacement de 50 cm 2 permet de d acquérir un corps entier en 5 la table paliers (3 sagittals et 2 coronals)
Méthode de reconstruction Grâce au logiciel de fusion des images, on regroupe les différents paliers acquis précédemment. Les différents paliers se superposent de 20 cm afin de palier à la perte de signal en bordure de champ Exemples de reconstructions corps Exemples de reconstructions corps entier en sagittal et en coronal de la séquence VIBE avec saturation de la graisse en sagittal et coronal
T2 TSE sagittal avec saturation de graisse 1 Acquisition en 3 paliers Crânio-cervical Dorso-lombaire Lombo-sacré TR : 4200 ms TE : 70 ms Epaisseur de coupe : 4 mm FOV : 500x500 mm Matrice : 448x358 Train d échos : 21 Nombre d excitations : 2 Nombre de coupes : 20 Facteur d accélération GRAPPA : 2 Phase tête pied Temps d acquisition : 93 s Pourquoi une saturation de la graisse? Champ homogène même avec un FOV de 50 cm 2 Gain de temps par rapport à une séquence STIR Diminution du rapport signal sur bruit avec une séquence STIR* Pourquoi un plan de vue sagittal? Visualisation de l ensemble du rachis Détection des épidurites *Delfaut EM, Beltran J, Johnson G, et al. Fat suppression in MR imaging : techniques and pitfalls. Radiographics 1999; 19:373-382
T2 TSE sagittal avec saturation de graisse 1
T2 TSE coronal avec saturation de graisse 1 Acquisition en 2 paliers Thorax Bassin TR : 4200 ms TE : 70 ms Epaisseur de coupe : 4 mm FOV : 500x500 mm Matrice : 448x358 Train d échos : 21 Nombre d excitations : 2 Nombre de coupes : 50 Facteur d accélération GRAPPA : 3 Phase tête pied Temps d acquisition : 84 s Gating respiratoire sur le thorax Pourquoi un plan de vue coronal? Visualisation des côtes Visualisation du bassin Visualisation de la racine des membres Visualisation des organes pleins (foie, rate, etc )
T2 TSE coronal avec saturation de graisse 1
T1 SE Sagittal 1 Acquisition en 3 paliers Crânio-cervical Dorso-lombaire Lombo-sacré TR : 400 ms TE : 10 ms Epaisseur de coupe : 4 mm FOV : 500x500 mm Matrice : 448x358 Train d écho : 1 Nombre d excitation : 1 Nombre de coupes : 20 Facteur d accélération GRAPPA : 2 Phase tête pied Temps d acquisition : 112 s Pourquoi pas de saturation de la graisse? Détection du remplacement de la graisse médullaire par une infiltration diffuse Pourquoi un plan de vue sagittal Détection de la chute de signal des vertèbres en cas d infiltration diffuse
T1 SE Sagittal 1
T1 SE coronal 1 Acquisition en 1 palier Bassin TR : 400 ms TE : 10 ms Epaisseur de coupe : 4 mm FOV : 500x500 mm Matrice : 448x358 Train d écho : 1 Nombre d excitation : 1 Nombre de coupes : 20 Facteur d accélération GRAPPA : 3 Phase tête pied Temps d acquisition : 186 s Pourquoi un plan de vue coronal? Détection de la chute de signal en cas d infiltration diffuse sur le bassin et la racine des membres inférieurs Pourquoi pas de coronal sur le thorax? La graisse est peu présente dans les côtes donc on ne peut pas détecter d infiltration diffuse
T1 SE coronal 1
T1 VIBE sagittal avec saturation de la graisse 2 Acquisition en 3 paliers Crânio-cervical Dorso-lombaire Lombo-sacré TR : 3,6 ms TE : 1,3 ms Epaisseur de coupe : 3 mm Angle de bascule : 20 Bande passante : 490 Hz/pixel FOV : 500x500x72 mm Matrice : 256x192x24 Taille du voxel d acquisition : 2x2,6x3 mm Facteur d accélération GRAPPA : 2 Phase tête pied Temps d acquisition : 7 s Pourquoi cette séquence dynamique? Résolution temporelle optimisée Pourquoi un plan de vue sagittal? Détection du rehaussement des lésions focales et de l infiltration diffuse du rachis en entier
T1 VIBE sagittal avec saturation de la graisse 2
T1 VIBE coronal avec saturation de la graisse 2 Acquisition en 2 paliers Thorax (apnée) Bassin TR : 3,3 ms TE : 1,3 ms Epaisseur de coupe : 5 mm Angle de bascule : 20 Bande passante : 490 Hz/pixel FOV : 500x500x200 mm Matrice : 256x192x40 Taille du voxel d acquisition : 2x2,6x5 mm Facteur d accélération GRAPPA : 2 Phase droite gauche Temps d acquisition : 9 s Apnée sur le thorax Pourquoi un plan de vue coronal? Détection du rehaussement des lésions focales et de l infiltration diffuse du bassin, de la racine des membres et des lésions des organes extra-médullaires
T1 VIBE coronal avec saturation de la graisse 2
Chronologie des répétitions dynamiques Une répétition comporte les 5 paliers Cervico-dorsal en sagittal Dorso-lombaire en sagittal Thoracique en coronal Lombo-sacré en sagittal Bassin en coronal Les 7 répétitions ont une durée de 7 minutes, afin de suivre la cinétique de la prise de contraste* Une répétition est réalisée avant l injection pour vérifier le bon positionnement des piles de coupes 1 ère répétition Injection du produit de contraste 2 ème répétition 3 ème répétition 4 ème répétition 5 ème répétition 6 ème répétition 7 ème répétition *Lin C., Luciani A., Belhadj K., et al. Patient with plasma cell disorders examined at wholebody dynamic contrast-enhanced MR imaging. Radiology 2009;250 : 905-915
Protocole d injection L injection est lancée entre le 4 ème et 5 ème palier pour obtenir un temps précoce au début de la 2 ème répétition On injecte un bolus de gadolinium Volume : 0,2 ml/kg Vitesse d injection 2 ml/sec On réalise une étude quantitative (pourcentage de rehaussement), donc le volume injecté est calculé en fonction du poids du patient Injecteur automatique avec seringues double corps
Préparation du patient Expliquer l examen et rassurer le patient Prévenir de la durée (1/2 heure) Informer que l acquisition des images au niveau des poumons nécéssite des apnées ou un asservissement respiratoire S assurer d une complète compréhension et coopération du patient. Expliquer l indispensable prend quelques minutes et diminue le taux d échec
Préparation du patient Mettre en place une perfusion Installer le patient en décubitus dorsal Placer l asservissement respiratoire Positionner les antennes de surfaces : Antenne crâne Antenne cervicale Antenne rachis Antenne body
Cas clinique Patiente de 66 ans Suspicion de myélome multiple devant une élévation du taux de gammaglobulines avec pic de IgG (Immunoglobuline G) à 20 g/l IRM corps entier de décembre 2006
Détection d un myélome multiple T1 SE T2 TSE FS T1 VIBE Atteinte en hyposignal T1 et hypersignal T2 sur le sacrum avec rehaussement précoce, intense, dépassant 100% sur l ensemble du rachis
Suivi après traitement Même patiente Suivi après traitement par chimiothérapie d induction : 3 cures d Adriamycin Dexamethasone Baisse du pic des IgG à 8 g/l IRM corps entier de mars 2007
Suivi après traitement T1 SE T2 TSE FS T1 VIBE Persistance d anomalies de signal T1 et T2 mais normalisation des courbes de rehaussement
Suivi après traitement : infiltration diffuse de la moelle Rappel : On remarque l infiltration diffuse de la moelle sur les séquences T1. Il y a moins de graisse donc la moelle est en hyposignal Il n y a pas d évolution significative entre les deux T1 (avant et après traitement) Les séquences dynamiques permettent de constater une diminution significative des courbes de rehaussement Décembre 2006 Bonne réponse au traitement Mars 2007 *Mesuré avec une ROI en T9 Les chiffres obtenus ne sont valables que pour la séquence utilisée (VIBE)
Suivi après traitement : lésion focale sacrée Sur les séquences morphologiques T1 et T2 (avant et après traitement), on ne remarque pas de différence significative de taille. Les séquences dynamiques permettent de constater une diminution significative des courbes de rehaussement Bonne réponse au traitement Mars 2007 Décembre 2006 Les chiffres obtenus ne sont valables que pour la séquence utilisée (VIBE)
Conclusion Examen non-irradiant permettant pour les patients atteints d un myélome multiple : Le staging initial Le suivi sous traitement Validation clinique en cours : projet de recherche national multi centrique PHRC (Projet Hospitalier de Recherche Clinique) 2009* *http://www.e-cancer.fr/v1/fichiers/public/web_phrc2009_2.pdf