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Apport de lIRM de diffusion en pathologie rénale C. Roy A. Matau, G Bierry Radiologie B CHU de Strasbourg.

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1 Apport de lIRM de diffusion en pathologie rénale C. Roy A. Matau, G Bierry Radiologie B CHU de Strasbourg

2 PLAN TECHNIQUE ET PARTICULARITES DU REIN ASPECT NORMAL APPLICATION EN PATHOLOGIE

3 PLAN TECHNIQUE ET PARTICULARITES DU REIN ASPECT NORMAL APPLICATION EN PATHOLOGIE

4 Lintensité du signal en diffusion est le reflet : - des mouvements moléculaires au sein des espaces intra et extracellulaires (température, barrières biologiques, cellularité, ect…) - de paramètres extérieurs : perfusion, susceptiblilté magnétique, mouvements externes (battements artériels, mouvements respiratoires et du tube digestif) TECHNIQUE ET PARTICULARITES DU REIN

5 Particularités REIN Débit sanguin très élevé Imagerie T2 pour linterprétation Plusieurs compartiments de petite taille (cortex et pyramides) Artéfacts mouvements

6 Particularités REIN Débit sanguin très élevé Valeur du gradient de diffusion b –b faible : la valeur de la diffusion enregistrée (ADC ) est élevée (diffusion vraie + facteurs non liés à la diffusion : perfusion, mouvements) Rein : diffusion eau intracellulaire + flux urinaire des tubules + flux sanguin. La perfusion capillaire est beaucoup plus rapide que la diffusion de leau et la perte de lintensité du signal survient plus de la perfusion que de la diffusion de leau. – b > 800 sec/mm2 b : diffusion perfusion p T2) S/B Dans notre pratique b = 1000 sec/mm2 (à 3 T)

7 Particularités REIN Pondération T2 La séquence DWI reste pondérée en T2, signal = diffusion + effet T2 Cartographie ADC Analyse quantitative calcul ADC (b=0 et b= 1000) plus la valeur de b max est élevée, plus limage sera pondérée en diffusion

8 On obtient pour chaque niveau de coupe: b 0 b 1000 ADC CARTE ADC carte représentant les valeurs moyennes du coefficient de diffusion apparent (ADC), chaque voxel étant exprimé en mm 2 /sec calculée de façon automatique permet de saffranchir des effets de rémanence « T2 shine/dark through » les valeurs de lADC seront obtenues en plaçant le ROI sur la carte CARTE ADC carte représentant les valeurs moyennes du coefficient de diffusion apparent (ADC), chaque voxel étant exprimé en mm 2 /sec calculée de façon automatique permet de saffranchir des effets de rémanence « T2 shine/dark through » les valeurs de lADC seront obtenues en plaçant le ROI sur la carte IMAGE b 1000 très pondérée en diffusion ( b = s/mm 2 ) IMAGE b 1000 très pondérée en diffusion ( b = s/mm 2 ) IMAGE b 0 sans gradient de diffusion (b= 0 s/mm 2 ) pondérée en T2 IMAGE b 0 sans gradient de diffusion (b= 0 s/mm 2 ) pondérée en T2

9 Particularités REIN Plusieurs compartiments de petite taille (le cortex et les pyramides) seul organe abdominal anisotropique avec une direction radiale correspondant à la configuration anatomique des tubules de la médullaire cortex isotropique Fukuda et al. J Magn Reson Imaging 2000 ; 11:

10 Particularités REIN Les valeurs de lADC varient selon la direction dencodage Fukuda et al. J Magn Reson Imaging 2000 ; 11: Temps dacquisition long par rapport à une séquence pour un tissu à diffusion isotropique apnée impossible Lencodage doit être simultané dans les 3 directions

11 Particularités REIN Artéfacts mouvements –SATURATION GRAISSE – Antispasmodique (Glucagen R ) –Gating respiratoire echo navigateur

12 SATURATION SPECTRALE (Stejskal et Tanner -1965) + résolution spatiale satisfaisante + temps dacquisition court - suppression inhomogène de la graisse -nombreux artefacts provenant du tube digestif Malgré les artefacts létude du rein est satisfaisante. SATURATION SPECTRALE (Stejskal et Tanner -1965) + résolution spatiale satisfaisante + temps dacquisition court - suppression inhomogène de la graisse -nombreux artefacts provenant du tube digestif Malgré les artefacts létude du rein est satisfaisante. FatSat réduit les artéfacts de déplacement chimique réalisée soit par saturation spectrale soit par inversion récupération (STIR) ces deux types de séquences sont acquises dans le plan axial en 2D des projections MIP et des reformations MPR sont possibles Nous privilégions la séquence avec saturation spectrale de la graisse. SATURATION DE LA GRAISSE INVERSION RECUPERATION (STIR) DWIBS (Diffusion Weighted whole body Imaging with background Body Suppression Signal 2D) (Takahara T et all -2004)) + suppression de la graisse plus homogène + plus sensible aux lésions à contenu liquidien + résolution en contraste supérieure - plus faible résolution spatiale - temps dacquisition plus long INVERSION RECUPERATION (STIR) DWIBS (Diffusion Weighted whole body Imaging with background Body Suppression Signal 2D) (Takahara T et all -2004)) + suppression de la graisse plus homogène + plus sensible aux lésions à contenu liquidien + résolution en contraste supérieure - plus faible résolution spatiale - temps dacquisition plus long DWIBS

13 b 1000 ADC Suppression inhomogène graisse DWI SATURATION SPECTRALE

14 Temps dacquisition 3-5 min Antenne phased array 32 éléments Acquisition 2D axiale en respiration libre FOV=25-30 cm Séquence 2D TSE single shot EPI TR/TE : 7000/55 facteur EPI 41 saturation de la graisse (FatSat ou SPIR) épaisseur coupe : 5mm 32 coupes facteur b : 0 et 1000 sec/mm 2 PARAMETRES TECHNIQUES IRM 3 TESLA EXEMPLE PARAMETRES TECHNIQUES IRM 3 TESLA EXEMPLE b 0 b 1000 ADC

15 Echo navigateur b 1000 ADC b – 15 min

16 PLAN TECHNIQUE ET PARTICULARITES DU REIN ASPECT NORMAL APPLICATION EN PATHOLOGIE

17 ADC supérieure à celle des autres organes abdominaux débit sanguin très élevé plus fort contenu en eau ASPECT NORMAL Rein 1,79 x 10-3 mm2/s Foie 1,05 x 10-3mm2/s Rate 0,93 x 10-3 mm2/s Kim et al Rein 1,79 x 10-3 mm2/s Foie 1,05 x 10-3mm2/s Rate 0,93 x 10-3 mm2/s Kim et al ADC

18 ADC très variables dans la littérature (séquences/ b variables, position ROI) ASPECT NORMAL b=1000 ADC =1,8 - 3,5 x 10-3 mm2/s Leffet de lhydratation nest pas établi et contradictoire. Lâge entraîne une chute de la valeur de lADC. (glomérulosclérose)

19 Différentiation cortico médullaire 50% des cas ADC b 1000 ASPECT NORMAL Corticale 2.0x10–3 mm2/s Médullaire 1.8x10–3 mm2/s (ADC moyen IRM 3T b 1000) Corticale 2.0x10–3 mm2/s Médullaire 1.8x10–3 mm2/s (ADC moyen IRM 3T b 1000) Thoeny et al, 2007 EurRadiol 17: 1385

20 PLAN TECHNIQUE ET PARTICULARITES DU REIN ASPECT NORMAL APPLICATION EN PATHOLOGIE

21 Applications Tumeurs Nephropathies, Insuffisance rénale Dilatation, Obstruction Collection Détection et caractérisation des masses Evaluation de modifications tissulaires diffuses

22 Applications Tumeurs Nephropathies, Insuffisance rénale Infection Dilatation, Obstruction Détection et caractérisation des masses Evaluation de modifications tissulaires diffuses

23 lésions de petite taille DETECTIONDETECTION b 1000ADC Une fois repérée en diffusion, la lésion est plus facilement retrouvée sur les autres séquences (ici T1 post-gado et T2) Anapath: tumeur papillaire

24 Mr Winter…. Suivi post néphrectomie D

25 Mr Bouss…EOA papillaire post op (tumorectomie) b 1000 DWIBS ADC

26 CARACTERISATIONCARACTERISATION Tumeurs malignes forte densité cellulaire + certain degré dintégrité des membranes cellulaires forte restriction de la diffusion Tumeurs malignes forte densité cellulaire + certain degré dintégrité des membranes cellulaires forte restriction de la diffusion ADC moyen=1,7 + 0, mm2/s Manetti et al Radiol med (2008) ADC moyen=1,7 + 0, mm2/s Manetti et al Radiol med (2008) Taouli B, et al. Renal lesions :Characterization with Diffusion-weighted Imaging versus Contrast-enhanced MR Imaging. Radiology 2009 ; 251: DIFFUSION Se 86% Spe 80% ADC 1.92 x10­³ mm2/sec masses à contenu graisseux exclues DIFFUSION Se 86% Spe 80% ADC 1.92 x10­³ mm2/sec masses à contenu graisseux exclues T1 GADO Se 100% Spe 89% DIFFUSION+T1 GADO Spe 96% T1 GADO Se 100% Spe 89% DIFFUSION+T1 GADO Spe 96%

27 Épithélioma à cellules conventionnelles rénal droit. Aspect typique Hyposignal hétérogène sur la carte ADC avec un ADC bas (1,6x10¯³ mm²/s). Épithélioma à cellules conventionnelles rénal droit. Aspect typique Hyposignal hétérogène sur la carte ADC avec un ADC bas (1,6x10¯³ mm²/s). T1 Gado T2 ADC

28 b 1000b 0 ADC (Épithélioma papillaire) Signal homogène, augmenté en diffusion (b1000). Hyposignal en ADC confirmant la chute de lADC par rapport au parenchyme sain. (Épithélioma papillaire) Signal homogène, augmenté en diffusion (b1000). Hyposignal en ADC confirmant la chute de lADC par rapport au parenchyme sain. ADC tu papillaire 1.12 x 10¯³ mm2/sec ADC tu non papillaire 1.62 x 10¯³ mm2/sec Taouli et al. ADC tu papillaire 1.12 x 10¯³ mm2/sec ADC tu non papillaire 1.62 x 10¯³ mm2/sec Taouli et al.

29 ADC=1,7x10-3 mm2/s (tumeur en totalité) ADC=1,7x10-3 mm2/s (tumeur en totalité) ADC =1,3 x 10-3mm2/s (composante tissulaire) ADC =1,3 x 10-3mm2/s (composante tissulaire) ADC =2,6 x 10-3mm2/s (composante kystique) ADC =2,6 x 10-3mm2/s (composante kystique) ADC =1,3 x 10-3mm2/s (composante tissulaire) ADC IL FAUT TENIR COMPTE DE CHAQUE COMPOSANTE DETECTABLE Les tumeurs malignes solides homogènes ont un ADC plus faible que les masses hétérogènes. La portion kystique et/ou nécrotico-hémorragique augmente la valeur moyenne de lADC. Les tumeurs malignes solides homogènes ont un ADC plus faible que les masses hétérogènes. La portion kystique et/ou nécrotico-hémorragique augmente la valeur moyenne de lADC.

30 Mr Gust….EOA cellules claires b 1000 ADC

31 ADC =2,5 x 10-3mm2/s ADC =1,3 x10-3mm2/s Les carcinomes kystiques ont une valeur dADC nettement supérieure à cause de leur contenu liquidien. (Taouli) Epithelioma kystique. ADC dans la portion kystique : valeur proche de celle des kystes simples ADC de la partie tissulaire : chute (valeur proche des tumeurs solides) Epithelioma kystique. ADC dans la portion kystique : valeur proche de celle des kystes simples ADC de la partie tissulaire : chute (valeur proche des tumeurs solides) ADC T1 Gado

32 ADC 1,07x10-3 mm2/s Mais un ADC bas nest pas toujours synonyme de lésion maligne (ADC 1.92 x10­³ mm2/sec Se 86% et Spe 80% ). (Exérèse chirurgicale : Angiomyolipome à faible contenu graisseux). Mais un ADC bas nest pas toujours synonyme de lésion maligne (ADC 1.92 x10­³ mm2/sec Se 86% et Spe 80% ). (Exérèse chirurgicale : Angiomyolipome à faible contenu graisseux). BENIN/MALIN ? T1 Gado ADC T1 Gado b 1000T2

33 ADC bas car forte cellularité contenu variable : cellules musculaires lisses + tissu graisseux + stroma b 1000 b 0 ADC T1 T2 LADC des masses à contenu graisseux est superposables à celui des tumeurs solides malignes. ANGIOMYOLIPOME ADC = (1.46 ± 0.09) × 103 mm2/s (Squillaci et al.,2004) ADC = (1.46 ± 0.09) × 103 mm2/s (Squillaci et al.,2004)

34 ONCOCYTOME ADC significativement plus élevée que celle des épithéliomas non kystiques (structure microscopique acinaire ou trabéculaire dans un stroma vasculaire oedémateux expliquant l ADC plus élevé) ADC significativement plus élevée que celle des épithéliomas non kystiques (structure microscopique acinaire ou trabéculaire dans un stroma vasculaire oedémateux expliquant l ADC plus élevé) ADC oncocytome=1.91 x10-3 sec/mm2 TAOULI et al. ADC oncocytome=1.91 x10-3 sec/mm2 TAOULI et al. EPITHELIOMA SOLIDE versus ONCOCYTOME Se 90% Spe 83%

35 Augmente la sensibilité des séquences classiques dans la détection des adénopathies, grâce à son meilleur contraste Tumeur rénale gauche. Adénopathie centimétrique suspecte du hile rénal gauche (même signal et chute ADC que la masse tumorale rénale) STAGING TUMORAL

36 b 1000 ADC La valeur moyenne rapportée est inférieure à celle des masses parenchymateuses T1 Gado T2 Tumeur urothéliale dans les cavités gauches. Hypersignal en diffusion b 1000 (mieux visible après inversion des gris) et en hyposignal en ADC. Tumeur urothéliale dans les cavités gauches. Hypersignal en diffusion b 1000 (mieux visible après inversion des gris) et en hyposignal en ADC. TUMEURS UROTHELIALES ADC= 1,4 + 0,2 10-3mm2/s ( Manenti) ADC= 1,4 + 0,2 10-3mm2/s ( Manenti)

37 TUMEURS RENALES DIFFUSION : QUEL INTERET ? facilite la détection des petites lésions (meilleur contraste en diffusion) outil de caractérisation tumorale (contre-indications Gd) augmente la spécificité des séquence classiques rôle dans le staging tumoral différenciation entre les sténoses bénignes/malignes des voies urinaires DIFFUSION : QUEL INTERET ? facilite la détection des petites lésions (meilleur contraste en diffusion) outil de caractérisation tumorale (contre-indications Gd) augmente la spécificité des séquence classiques rôle dans le staging tumoral différenciation entre les sténoses bénignes/malignes des voies urinaires PIEGES certaines tumeurs bénignes ont un ADC bas, comme les tumeurs malignes (cas particulier de langiomyolipome) les hématomes ont un ADC variable en fonction de lancienneté du saignement

38 Applications Tumeurs Nephropathies, Insuffisance rénale Infection Dilatation, Obstruction Détection et caractérisation des masses Evaluation de modifications tissulaires diffuses

39 b 1000 IRC Modérée ADC INSUFFISANCE RENALE Chute de lADC en cas dinsuffisance rénale aiguë ou chronique Pas de differentiation cortico médullaire INSUFFISANCE RENALE Chute de lADC en cas dinsuffisance rénale aiguë ou chronique Pas de differentiation cortico médullaire

40 Applications Tumeurs Nephropathies, Insuffisance rénale Infection Dilatation, Obstruction Détection et caractérisation des masses Evaluation de modifications tissulaires diffuses

41 DIFFUSION : QUEL INTERET ? très sensible dans la détection des foyers de pyelonéphrite linflammation réduit la diffusion foyers hyperintenses en diffusion et en hyposignal sur la carte ADC mieux visibles en diffusion quen p T2 sensibilité comparable aux séquences p T1 Gd (Cova et al., 2004, Verswijvel et al.,2002) DIFFUSION : QUEL INTERET ? très sensible dans la détection des foyers de pyelonéphrite linflammation réduit la diffusion foyers hyperintenses en diffusion et en hyposignal sur la carte ADC mieux visibles en diffusion quen p T2 sensibilité comparable aux séquences p T1 Gd (Cova et al., 2004, Verswijvel et al.,2002) PATHOLOGIE INFECTIEUSE

42 b 1000 ADC IR modérée récente Douleurs lombaires violentes Syndrome inflammatoire Leucocyturie

43 b 1000 adc IR modérée récente leucocyturie

44 DIFFUSION : QUEL INTERET ? très sensible dans la détection des foyers de pyelonéphrite permet le diagnostic différentiel pyonephrose vs hydronéphrose masse nécrosée vs abcès baisse de lADC en cas de pyonéphrose et abcès augmentation de lADC en cas de zones nécrotiques et kystiques DIFFUSION : QUEL INTERET ? très sensible dans la détection des foyers de pyelonéphrite permet le diagnostic différentiel pyonephrose vs hydronéphrose masse nécrosée vs abcès baisse de lADC en cas de pyonéphrose et abcès augmentation de lADC en cas de zones nécrotiques et kystiques PATHOLOGIE INFECTIEUSE PIEGE restriction de la diffusion en cas dhémorragie (hypersignal en diffusion b 1000 et hyposignal en ADC)

45 Pyélonephrite sur obstacle sans pyonephrose adc b 1000

46 - utilisable en routine clinique : séquence robuste ; courte - très sensible pour la détection des petites masses rénales - améliore la caractérisation tissulaire de lIRM - une bonne alternative dans le bilan de masses rénales (contre indications à linjection de gadolinium) - très sensible pour les foyers de pyélonéphrite A INCLURE DANS LES PROTOCOLES DEXAMENS - utilisable en routine clinique : séquence robuste ; courte - très sensible pour la détection des petites masses rénales - améliore la caractérisation tissulaire de lIRM - une bonne alternative dans le bilan de masses rénales (contre indications à linjection de gadolinium) - très sensible pour les foyers de pyélonéphrite A INCLURE DANS LES PROTOCOLES DEXAMENS IRM de DIFFUSION RENALE

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