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
dépendante de la mobilité des molécules d’eau

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

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

5 effet sur l’image : diffusion élevée (LCS) : hyposignal (mouvements aléatoires s’annulent) diffusion basse (ischémie) : hypersignal (diminution de la mobilité moléculaire)

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

7 =e-b.ADC S S0 T2 : b=0 b=1000 s/mm2 ADC S = Signal mesuré
S0= Signal sans gradient de diffusion ADC = coefficient de diffusion b = 2G22( - /3) S =e-b.ADC S0 T2 : b=0 b=1000 s/mm2 ADC

8 exemple : mobilité accentuée (eau extra-cellulaire de l’œdème 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 densité cellulaire forte liquide riche en protides eau intracellulaire
œdème cytotoxique densité cellulaire forte liquide riche en protides eau intracellulaire mouvements à b 1000 : signal élevé ADC

11 détermination d’un index d’anisotropie de diffusion
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 détermine les axes principaux de diffusion
calcule les ADC le long de ces axes

15 notion d’anisotropie de diffusion = sens privilégié de diffusion
dans la SG : diffusion isotrope de l’eau dans la SB : diffusion anisotrope le long des fibres de myéline possibilité d’obtention de « cartographie » des fibres nerveuses tractographie = représentation 3D possible

16 la pondération en diffusion dépend de b : + b élevé, + pondération élevée
en recherche, on peut varier le b, mais en routine clinique b = 1000 s/mm2

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

18 Génération d’une cartographie ADC
post-traitement intégré b=1000 s/mm2 image ADC

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

20 Homme, 55 ans, troubles de la conscience
TDM précoce considéré comme normal 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)
réalisée en quelques dizaines de secondes plus précoce que les séquences classiques (Flair) Pb : AIT

26 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

28 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 de soupçonner une lésion tumorale avec un mode de découverte aigü

29 Comment dater l’AIC ? Diffusion [>J 6] J2 temps ADC

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32 AVC ischémique aigu Bilan IRM < 6H Lésion astrocytaire

33 La diffusion différencie ischémie artérielle et veineuse
Thrombophlébite La diffusion différencie ischémie artérielle et veineuse

34 Mais pas toujours … Diffusion ADC

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

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

37 Hématome hyperaigu

38 Hématome aigu

39 Homme, 60 ans Céphalées, vomissements

40 Abcès

41 Tumeur nécrosée

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44 Mais pas toujours Tumeur hémorragique

45 Et pas tous les abcès : toxoP

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

47 Kyste épidermoïde

48 Kyste arachnoïdien

49 Garçon, 6 ans Bilan d’HTIC

50 Gliomatose, différents stades

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53 le CDA des portions nécrosées est élevé
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 infiltration-œdème Intérêt réponse Ttt Pas de distinction radionécrose-récidive

54 Homme, 75 ans Démence progressive

55 Creutzfeldt-Jakob

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

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

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59 Encéphalite limbique b1000

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

61 Encéphalite herpétique

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

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

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

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