Séquence diffusion : intérêt dans la détection et le ...pe. ?· dans la détection et le suivi des…

  • Published on
    13-Sep-2018

  • View
    213

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

  • Squence diffusion : intrt

    dans la dtection et le suivi

    des lsions mtastatiques

    de la colonne

    J. Alexiou, I. Stoian, S.L. Chao

    Bruxelles, Belgique

    Institut Jules Bordet

  • Objectifs

    Evaluation de lintrt de limagerie

    pondre en diffusion sur la dtection des

    mtastases osseuses de la colonne

    Evaluation de lvolution des lsions

    mtastatiques sous traitement par une

    analyse quantitative des images

    pondres en diffusion

  • Introduction

    Labsence de mthode quantitative dans

    lvaluation de lvolution des mtastases sous

    traitement donne un intrt limagerie

    pondre en diffusion car:

    La graisse est supprime en diffusion ce qui permet

    dexclure la moelle normale et de quantifier le tissu

    pathologique

    La ncrose peut tre diffrencie de la tumeur viable

    La mesure est faite voxel par voxel permettant

    lanalyse objective de lensemble du tissu tumoral

    mme sil est htrogne ou irrgulier

  • IRM de diffusion

    Rappel du principe de diffusion : Le signal en IRM provient des noyaux dhydrogne

    (protons)

    Leau est le constituant majoritaire des tissus biologiques

    Les molcules deau dans un tissus biologique sont en mouvement cause notamment de lagitation thermique

    La diffusion est isotropique dans un milieu sans obstacle et obit aux lois du mouvement brownien

    On donne ainsi un coefficient de diffusion (D): - Valeur dans leau pure 37 : D = 3.10-3 mm/s

  • IRM de diffusion

    Rappel du principe de diffusion :

    Dans les tissus biologiques, il existe de nombreux obstacles

    LIRM a une rsolution denviron 1mm et ne peut donc mesurer que la rsultante de lensemble des mouvements des molcules deau dans chaque voxel: cest le coefficient de diffusion apparent (ADC)

    Plus il y a dobstacles, plus la diffusion est limite et plus lADC diminue

  • IRM de diffusion

    Image pondre en diffusion (DWI):

    Utilisation de squences spcifiques

    permettant dexercer sur les protons un

    dphasage qui dpend de leur dplacement

    Les distances tant trs courtes, les gradients

    doivent tre intenses pour pouvoir mesurer

    les dphasages

    Utilisation de squences de type EPI, do

    lintrt des IRM 3T

  • Matriel et mthode

    Analyse rtrospective ralise sur des

    patients atteints de cancer ayant eu une

    IRM de la colonne

    Analyse rtrospective des 50 premiers

    patients

    Tous ont t investigus laide dune IRM

    3T

    Squences classiques utilises: T2-STIR, T1

    TSE sans et avec injection IV de contraste

    Squence de diffusion (DWI) zoomEPI

  • Matriel et mthode

    La squence zoomEPI permet de

    rduire le FOV (champs

    dinvestigation) et les artfacts de

    distorsion 3T (Siemens, Erlangen,

    Germany)

    Les mesures sont faites b50 et b800

    s/mm2

  • Matriel et mthode

    Parmi les 50 patients:

    8 patients sans mtastase dtecte sur toutes

    les squences

    4 patients avec chec de la squence DWI

    25 patients avec 1 seul examen utilisant la

    squence DWI

    13 patients avec au moins 2 examens utilisant

    la squence DWI

  • Matriel et mthode

    Parmi les 13 patients avec au moins 2

    examens utilisant la squence DWI

    42 lsions ont t values dans un suivi de

    traitement

    11 lsions sont apparues avant ou au cours

    du traitement

  • Matriel et mthode

    Parmi les 13 patients avec au moins 2

    examens utilisant la squence DWI

    Mthode danalyse:

    Volume cible incluant lensemble de la lsion

    mtastatique vertbrale afin dviter la

    segmentation et afin dtudier les lsions diffuses,

    multifocales ou de forme irrgulire

    Volume incluant tous les voxels quantifiables de la

    lsion cible

    Mesure du volume total de la lsion (Vt), de lADC

    moyen (ADCm) avec lcart-type (ADCd)

  • Matriel et mthode Parmi les 13 patients avec au moins 2

    examens utilisant la squence DWI

    Mthode danalyse:

    Utilisation dun modle de mlange gaussien pour

    dcrire la redistribution des valeurs dADC au

    cours du traitement

    Paramtres issus du modle:

    Vb : volume de la composante gaussienne centre sur

    les valeurs basses dADC

    Vh : volume de la composante gaussienne centre sur

    les valeurs plus hautes dADC

    Vm : volume tumoral moyen pondrant chaque voxel par

    une fonction linairement dgressive de lADC

  • Matriel et mthode Parmi les 13 patients avec au moins 2

    examens utilisant la squence DWI

    Mthode danalyse statistique: Comparaison des valeurs dADC

    Comparaison du pourcentage de variation de chaque

    paramtre obtenu en squence DWI au rsultat dvaluation

    de lvolution des lsions mtastatiques en se basant sur les

    squences IRM classiques. Analyse des squences

    classiques et de la squence DWI faite par 2 oprateurs

    indpendants

    Analyse statistique ralise sur les sous-groupes obtenus

    par le rsultat de lvaluation classique

  • Matriel et mthode

    Parmi les 25 patients ayant 1 examen

    utilisant la squence DWI: Seul une mesure de lADC moyen dau moins une

    lsion mtastatique vertbrale a t ralise

    2 groupes ont t compars:

    Un groupe form de patients ayant une volution

    pjorative ( paramtres biologiques et/ou IRM sans DWI

    prcdente)

    Un groupe forms de patients stables ou dvolution

    favorable sous traitement

  • Matriel et mthode

    Exemple dhistogramme et de cartographie ADC de L2

    Barres bleues: frquence de distribution

    Courbe rouge: modle de mlange gaussien

    Courbe jaune: composante ADCb

    Courbe verte: composante ADCh

    Courbe mauve: volume moyen pondr

    Les voxels quantifiables sont

    reprsents en couleur

  • Cas 1: volution pjorative T0 T + 1 mois

    Nette accentuation de ltendue des lsions mtastatiques au

    cours du temps

  • Cas 1: volution pjorative

    Corrlation entre les valeurs mesures en diffusion avec

    laspect et ltendue des lsions sur les squences classiques

  • Cas 2: volution favorable

    Lvolution favorable sous traitement se marque par une

    diminution du signal en T2-STIR au cours du temps. En

    T1, la lsion reste stable en aspect et en taille

    T0 T + 3 mois T + 5 mois

  • Cas 2: volution favorable

    Diminution du volume avec disparition de la

    composante ADCb

    T0 T + 3 mois T + 5 mois

  • Cas 3 : volution mixte T0 T + 2 mois

    Le patient a eu une radiothrapie au temps 0 sur les niveaux L1 L2 L3.

    Aprs 2 mois, le nodule mtastatique de L4 a augment de taille de

    manire significative tmoignant dune volution pjorative tandis que le

    signal des vertbres L2 et L3 augmente en T1 et diminue en T2-STIR

    tmoignant dune volution favorable par la rapparition dune

    composante graisseuse au sein de la lsion mtastatique

  • Cas 3 : volution mixte T0 T + 2 mois

    Excellente concordance des paramtres de diffusion mesurs avec

    lvolution et laspect des lsions sur les squences classiques

  • Cas 4: tassement

    Chez cette patiente de 61 ans avec un cancer du sein sans mtastase, le diagnostic diffrentiel doit se faire entre un tassement simple et un tassement sur mtastase en Th11.

    Les squences classiques plaident pour un tassement simple avec impaction au niveau de la partie postrieure du plateau suprieur. La squence diffusion vient conforter cette hypothse par les valeurs plus leves dADCm.

    ADCm: 1262,39

    98,20 10-6 mm/s

    T2-STIR T1 DWI

  • Cas 5: angiome

    Lhmangiome classique apparat de signal intense en T1, sefface en

    squence T2-STIR et ne se voit pas en diffusion.

    Aspect atypique dun petit lot graisseux ( petit hmangiome ?) prsentant un

    ADCm anormalement bas ( 498,79 43,86 10-6

    mm/s). Par ailleurs pas de

    mtastase connue.

  • Rsultats Sur lensemble des patients :

    Les lsions mtastatiques traites ont une valeur

    dADC moyen de 918 204 10-6 mm/s

    En divisant les patients en 2 groupes :

    Groupe de patients dont les lsions voluent de

    manire dfavorable ( par rapport des examens

    prcdents, sans ou avec squence DWI ), la valeur

    dADC moyen est de 815 120 10-6 mm/s

    Groupe de patients dont les lsions apparaissent

    stables ou dvolution favorable, la valeur dADC

    moyen est de 984 178 10-6 mm/s

  • Rsultats

    Dans le groupe de 13 patients (2 sq DWI ou +):

    Une analyse de 42 lsions a t effectue par 2

    observateurs indpendants :

    Un observateur a analys lvolution des lsions sur les

    squences classiques selon 3 critres: progression, stabilit

    ou diminution

    Lautre observateur a fait lanalyse ADC et a obtenu le

    pourcentage de variation de chaque paramtre quantitatif sur

    chaque lsion

    Les rsultats ont t corrls dans le tableau 1

  • Tableau 1

  • Rsultats

    Dans le groupe de 13 patients (2 sq DWI ou +):

    Les rsultats dmontrent une corrlation significative

    pour les Vt et Vm alors que les rsultats sont plus

    mitigs entre les informations apportes par les

    ADCd et Vb et sont moins concordantes entre les

    ADCd et Vh.

  • Rsultats

    Dans le groupe de 13 patients (2 sq. DWI ou +)

    Lorsque les lsions sont classes selon lvaluation

    classique, les diffrents paramtres dmontrent une

    diffrence significative ( p< 0,01) entre le groupe

    progression et le groupe stable ou diminution

    (Tableau 2)

  • Rsultats Tableau 2

    Valeur moyenne des paramtres danalyse ADC dans le groupe en progression et le

    groupe stable ou diminution .

  • Rsultats

    Causes dchec de la squence DWI:

    Linhomognit du champs au niveau de la

    jonction cervico-thoracique ne permettant

    pas davoir une suppression efficace de la

    graisse

    Afin de tester la robustesse de la squence,

    les ajustements ont t fait de manire

    automatique par le systme. Nanmoins, il

    sest avr parfois ncessaire de le faire de

    manire manuelle en cas dajustement

    automatique dfaillant.

  • Conclusions

    Sur lensemble des patients, la valeur moyenne de lADC

    des lsions mtastatiques a t value 918 204 10-6

    mm/s ce qui confirme dautres tudes sur le sujet avec des

    valeurs comprises entre 600 et 1200 10-6 mm/s.

    La diffusion na pas permis de dtecter plus de lsions

    mtastatiques osseuses que les squences classiques mais

    a pu dans quelques rares cas, notamment dinfiltration

    diffuse, mieux les mettre en vidence.

    Par ailleurs, vu la dviation standard importante des

    paramtres de diffusion mesurs, on ne peut juger de

    lvolutivit des mtastases sur un seul examen.

  • Conclusions

    La diffusion permet de confirmer les

    hmangiomes vertbraux classiques.

    Toutefois, dans un cas dilot graisseux ou

    dhmangiome, la squence DWI jette un doute

    sur la lsion avec un ADC bas ( 500 10-6

    mm/s) dont on a pas lexplication

  • Conclusions

    Notre tude a montr, par contre, que le

    traitement efficace entrane un talement

    de la courbe des valeurs dADC et un

    dplacement de la moyenne vers des

    valeurs plus leves.

    Cet aspect est d une diminution de la

    densit tissulaire et/ou une volution

    vers la ncrose

  • Conclusions

    De plus, les volumes drivs de lADC sont en

    accord avec lvaluation classique de

    lvolutivit des mtastases et pourraient tre

    utiles dans le suivi des mtastases.

  • Conclusions

    Nanmoins, dans un cas sur treize, il existe une

    discordance entre lvaluation classique et la diffusion, la

    premire dclarant une progression et la diffusion

    parlant dune amlioration (Vt et ADCm) .

    Lanalyse rtrospective de ce cas met en vidence une faille

    dans la mthode dvaluation qui prend en compte lentiret de

    linfiltration vertbrale. En effet, dans ce cas, lanalyse en T1

    montre lapparition dune petite lsion volutive dans une

    vertbre infiltre daspect globalement stable ou dvolution

    lgrement favorable sous traitement.

    Lvolution des paramtres biologiques et lvolution globale de

    la patiente ont confirm la progression.

    On ne peut donc pas interprter isolment les squences

    diffusion sans une analyse attentive des squences classiques

  • Conclusions

    Le manque de concordance entre lADCm

    et lvaluation classique montre que cest

    un paramtre indpendant mais ne signifie

    pas quil nest pas li lvolution de la

    tumeur.

    Le fait que lADCm augmente en cas de

    rponse favorable au traitement, doit tre

    pris en compte dans linterprtation.

  • Conclusions

    Les informations drives de lADC

    permettent une approche multiparamtrique

    dans lanalyse des mtastases et pourrait

    complter limagerie classique dans le suivi

    des mtastases

  • Points-clefs

    Pas dapport significatif de la diffusion

    dans la dtection des mtastases

    osseuses mais peut aider la

    caractrisation.

    Apport de critres quantitatifs par la

    squence diffusion pour le suivi de lsions

    mtastatiques sous traitement.

  • Rfrences

    Messiou C., deSouza NM. Diffusion weighted magnetic resonance imaging of

    mestastatic bone disease: a biomarker for treatment response monitoring. Cancer

    Biomarkers 2010; vol 6(1): 21-32

    Reischauer C., Froehlich J. M. , Koh D.-M. et al. Bone Metastases from Prostate

    Cancer: Assessing Treatment Response by Using Diffusion- weighted Imaging and

    Functional Diffusion MapsInitial Observations. Radiology 2010; vol 257(2):523-531

    Lee K. C., Bradley D. A., Hussain M. et al. A Feasibility Study Evaluating the

    Functional Diffusion Map as a Predictive Imaging Biomarker for Detection of

    Treatment Response in a Patient with Metastatic Prostate Cancer to the Bone.

    Neoplasia 2007; vol 9(12):1003-1011

    Song I., Kim C. K., Park B. K. et al. Assessment of Response to Radiotherapy for

    Prostate Cancer: Value of Diffusion- Weighted MRI at 3 T. AJR 2010; vol 194: W477-

    W482

    Byun W. M., Shin S.O. , Chang Y., et al. Diffusion-Weighted MR Imaging of

    Metastatic Disease of the Spine: Assessment of Response to Therapy. AJNR 2002;

    vol 23: 906-912

Recommended

View more >