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Diffusion Dr Béatrice Carsin Les journées de Neuro-sciences cliniques Planguenoual, le 3 septembre 2005.

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1 Diffusion Dr Béatrice Carsin Les journées de Neuro-sciences cliniques Planguenoual, le 3 septembre 2005

2 Imagerie de diffusion imagerie « indépendante » des T1, T2, T2*, Rho imagerie « indépendante » des T1, T2, T2*, Rho dépendante de la mobilité des molécules deau dépendante de la mobilité des molécules deau

3 H2OH2OH2OH2O H2OH2OH2OH2O H2OH2OH2OH2O H2OH2OH2OH2O H2OH2OH2OH2O H2OH2OH2OH2O H2OH2OH2OH2O H2OH2OH2OH2O Liquide : Liquide : mouvements et heurts aléatoires des molécules deau H2O libres, caractérisés par le coefficient de diffusion - taille des molécules - viscosité - température

4 spin immobile : déphasage = rephasage spin immobile : déphasage = rephasage spin mobile : mauvais rephasage, atténuation du signal spin mobile : mauvais rephasage, atténuation du signal

5 effet sur limage : effet sur limage : –diffusion élevée (LCS) : hyposignal (mouvements aléatoires sannulent) –diffusion basse (ischémie) : hypersignal (diminution de la mobilité moléculaire)

6 dans les tissus biologiques : présence de compartiments, doù la notion de coefficient de diffusion apparent ou ADC dans les tissus biologiques : présence de compartiments, doù la notion de coefficient de diffusion apparent ou ADC

7 T2 : b=0 b=1000 s/mm 2 ADC =e -b.ADC S = Signal mesuré S 0 = Signal sans gradient de diffusion ADC = coefficient de diffusion b = 2 G 2 2 ( - /3) S S0S0

8 exemple : exemple : – –mobilité accentuée (eau extra-cellulaire de lœdème vasogénique) : hyposignal en diffusion ADC – –Mobilité restreinte (milieu de densité protéique ou cellulaire élevée, œdème cytotoxique) : hypersignal en diffusion ADC

9 œdème vasogénique lyse cellules eau extracellulaire mouvements à b 1000 : signal variable ADC

10 mouvements à b 1000 : signal élevé ADC eau intracellulaire œdème cytotoxique densité cellulaire forte liquide riche en protides

11 détermination dun index danisotropie de diffusion détermination dun index danisotropie de diffusion –applications de gradients dans 3 directions –applications de gradients dans 3 directions –fournit une information sur le milieu –un IAD nul représente un milieu isotrope

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14 tenseur de diffusion tenseur de diffusion –détermine les axes principaux de diffusion –calcule les ADC le long de ces axes

15 notion danisotropie de diffusion = sens privilégié de diffusion notion danisotropie de diffusion = sens privilégié de diffusion –dans la SG : diffusion isotrope de leau –dans la SB : diffusion anisotrope le long des fibres de myéline possibilité dobtention de « cartographie » des fibres nerveuses possibilité dobtention de « cartographie » des fibres nerveuses –tractographie = représentation 3D possible

16 la pondération en diffusion dépend de b : + b élevé, + pondération élevée la pondération en diffusion dépend de b : + b élevé, + pondération élevée –en recherche, on peut varier le b, mais en routine clinique en routine clinique –b = 1000 s/mm 2

17 sur la console : sur la console : –1ère image / b = 0 (pas dactivation des gradients de diffusion) ; 2ème image / b = 1000 = image pondérée en diffusion –diffusion diminuée = hypersignal pb : persistance dune pondération T2; donc attention tout hypersignal ne signifie pas diminution de l ADC pb : persistance dune pondération T2; donc attention tout hypersignal ne signifie pas diminution de l ADC donc en cas dhypersignal : cartographie ADC +++ donc en cas dhypersignal : cartographie ADC +++

18 Génération dune cartographie ADC post-traitement intégré image ADCb=1000 s/mm 2

19 Applications cliniques essentiellement encéphaliques essentiellement encéphaliques –AVC +++ –masses kystiques –pathologies de la SB…. rachis : tassements vertébraux rachis : tassements vertébraux …

20 Homme, 55 ans, troubles de la conscience Homme, 55 ans, troubles de la conscience TDM précoce considéré comme normal TDM précoce considéré comme normal IRM < 6H IRM < 6H

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22 H 2.5

23 J1

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25 AVC intérêt si AVC vu rapidement (< 3-6 h) intérêt si AVC vu rapidement (< 3-6 h) réalisée en quelques dizaines de secondes réalisée en quelques dizaines de secondes plus précoce que les séquences classiques (Flair) plus précoce que les séquences classiques (Flair) Pb : AIT Pb : AIT

26 complément obligé : imagerie de perfusion complément obligé : imagerie de perfusion –pb de la zone de pénombre –récupérable par ttt médical –normale en diffusion (pas de différence entre œdème cellulaire à capillaire perméable ou à capillaire thrombosé), anormale en perfusion

27 Perfusion / Diffusion : mismatch Perfusion Diffusion

28 signal évolue avec un retour à la Nle signal évolue avec un retour à la Nle –> 6-15j : iso / hypersignal en diffusion, ADC élevé –chronique : hyposignal en diffusion, ADC élevé permet donc de différencier AVC aigü et chronique permet donc de différencier AVC aigü et chronique permet de soupçonner une lésion tumorale avec un mode de découverte aigü permet de soupçonner une lésion tumorale avec un mode de découverte aigü

29 Comment dater lAIC ? ADC temps J2 [>J 6 ] [>J 6 ] Diffusion

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32 AVC ischémique aigu Lésion astrocytaire Bilan IRM < 6H

33 Thrombophlébite La diffusion différencie ischémie artérielle et veineuse

34 ADC Diffusion Mais pas toujours …

35 phase hyperaigue (oxyHb) : 0-3h phase hyperaigue (oxyHb) : 0-3h –hypersignal en diffusion –ADC bas phase aigue (désoxyHb) : 4h-3 j phase aigue (désoxyHb) : 4h-3 j –hyporsignal avec couronne en hypersignal en diffusion –ADC bas phase subaigue précoce (métHb intraC) : 4-7j phase subaigue précoce (métHb intraC) : 4-7j phase subaigue tardive (métHb extraC): 1-4sem phase subaigue tardive (métHb extraC): 1-4sem phase chronique (hémosidérine) : phase chronique (hémosidérine) : –hyposignal diffusion –ADC bas Pb en urgence de lhémorragie

36 –signes qui doivent alerter : hypersignal franc, hétérogène en T2 FLAIR hypersignal franc, hétérogène en T2 FLAIR –habituellement Nx en cas dischémie hyperaigue liseré hypointense T2* liseré hypointense T2* –difficile de faire la différence AVC artériel ou veineux en DH des éléments / thrombus, territoire, sang

37 H é matome hyperaigu

38 H é matome aigu

39 Homme, 60 ans Homme, 60 ans Céphalées, vomissements Céphalées, vomissements

40 Abcès

41 Tumeur nécrosée

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44 Tumeur hémorragique Mais pas toujours

45 Et pas tous les abcès : toxoP

46 Femme, 40 ans Femme, 40 ans Bilan TDM pour céphalées chroniques : Sd de masse kystique fosse post Bilan TDM pour céphalées chroniques : Sd de masse kystique fosse post

47 Kyste épidermoïde

48 Kyste arachnoïdien

49 Garçon, 6 ans Garçon, 6 ans Bilan dHTIC Bilan dHTIC

50 Gliomatose, différents stades

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53 le CDA des portions nécrosées est élevé le CDA des portions nécrosées est élevé le CDA des zones à forte cellularité est + faible que celui des zones à faible cellularité le CDA des zones à forte cellularité est + faible que celui des zones à faible cellularité –Ex lymphome, DNE… Pas de distinction ht et bas grade Pas de distinction ht et bas grade Pas de distinction infiltration-œdème Pas de distinction infiltration-œdème Intérêt réponse Ttt Intérêt réponse Ttt Pas de distinction radionécrose-récidive Pas de distinction radionécrose-récidive

54 Homme, 75 ans Homme, 75 ans Démence progressive Démence progressive

55 Creutzfeldt-Jakob

56 Diffusion + sensible Diffusion + sensible –Striatum, thalamus, cortex –ADC de valeur variable

57 Femme 40 ans, troubles mnésiques, désorientation temporelle modérée. Femme 40 ans, troubles mnésiques, désorientation temporelle modérée.

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59 b1000 Encéphalite limbique

60 ADC élevé / ADC encéphalite herpétique ADC élevé / ADC encéphalite herpétique Prise de contraste +/-, mais pas en méningé Prise de contraste +/-, mais pas en méningé

61 Encéphalite herpétique

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63 La diffusion (ADC) diminue si Les cellules gonflent Les cellules gonflent –Œdème intracellulaire (ischémie) –Ballonisation (Creutzfeldt-Jakob) Hypercellularité Hypercellularité –Certaines tumeurs La viscosité augmente La viscosité augmente –Abcès Acidité augmente Acidité augmente Température diminue Température diminue Hématome aigu Hématome aigu

64 La diffusion (ADC) augmente si Eau extracellulaire Eau extracellulaire Destruction tissulaire Destruction tissulaire –Gliose –Démyélinisation Contenu liquidien Contenu liquidien –Kyste arachnoïdien –Nécrose tumorale

65 Pièges et problèmes posés résolution spatiale faible résolution spatiale faible imagerie en écho planar : nécessité de bons gradients imagerie en écho planar : nécessité de bons gradients artéfacts de susceptibilité magnétique artéfacts de susceptibilité magnétique grande sensibilité aux inhomogénéités de champ magnétique grande sensibilité aux inhomogénéités de champ magnétique donc : donc : –difficile en fosse postérieure –distorsion dimages

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