Déterminer l’état de la microstructure des tissus grâce à l’IRM de diffusion Frank Peeters, Gaëtan Duchêne, Thierry Duprez Frank.Peeters@uclouvain.be Gaetan.Duchene@uclouvain.be Thierry.Duprez@uclouvain.be La diffusion décrit le mouvement aléatoire (Brownien) des molécules d’eau. Dans les tissus vivants, la diffusion n’est pas libre. La loi de probabilité des déplacements des molécules d’eau est dépendante de l’environnement cellulaire. Cette dépendance entre mouvement de l’eau et environnement cellulaire est exploitable à des fins diagnostiques dans des pathologies telles que l’accident vasculaire cérébral (AVC) ou le cancer (tumeur); l’eau servant ainsi à sonder les changements intervenus dans la microstructure des tissus. Aujourd’hui, l’objectif de la recherche est double. Théorique, dans l’élaboration de modèles de diffusion plus fins permettant la mesure directe des tailles cellulaires. Clinique, dans la recherche de marqueurs de diffusion sensibles à une pathologie ou à une réponse thérapeutique donnée.

Principe La diffusion dans un champs magnétique inhomogène (gradient) donne lieu à une atténuation du signal en Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). Le signal IRM est ainsi d’autant plus faible que les molécules d’eau sont libres de diffuser; et les molécules d’eau sont d’autant plus libres de diffuser que l’environnement cellulaire est peu dense. Inversement, un signal IRM fort résulte d’une diffusion restreinte résultant elle-même d’une cellularité élevée dans les tissus. Techniquement, l’application de gradients de champ magnétique de différentes intensités et dans plusieurs directions de l’espace est nécessaire à la mesure de la diffusion. De ces mesures sont déduites les caractéristiques de la loi de probabilité des déplacements des molécules d’eau; chacune de ces caractéristiques étant présentée sous forme d’image afin de visualiser la relation entre anatomie et diffusion. L’IRM de diffusion comprend les étapes suivantes.

L’impact en médecine Des caractéristiques comme le Kurtosis apparaissent comme très sensibles à un changement dans la microstructure des tissus et pourraient venir remplacer avantageusement les indicateurs en imagerie utilisés actuellement en clinique. Les recherches autour de l’IRM de diffusion sont en plein essor. A terme, elles pourraient offrir sur un moyen non-invasif de caractérisation des propriétés tissulaires très prometteur dans le domaine du diagnostic et du suivi thérapeutique des patients oncologiques. Ces travaux ont besoin d’être soutenus ! Par un don, vous pouvez nous aider en offrant à nos équipes du temps de recherche (location de machines) et l’engagement de chercheurs et jeunes doctorants. Early (72-Hour) detection of radiotherapy-induced changes in an experimental tumor model using diffusion weighted imaging, diffusion tensor imaging, and Q-space imaging parameters: A comparative study. JMRI 2012;35:409-417.