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

PLAN TECHNIQUE ET PARTICULARITES DU REIN ASPECT NORMAL APPLICATION EN PATHOLOGIE

PLAN TECHNIQUE ET PARTICULARITES DU REIN ASPECT NORMAL APPLICATION EN PATHOLOGIE

TECHNIQUE ET PARTICULARITES DU REIN L’intensité 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)

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

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 l’eau et la perte de l’intensité du signal survient plus de la perfusion que de la diffusion de l’eau. b > 800 sec/mm2 ⇗ b : ⇗ diffusion ⇘ perfusion ⇘ p T2) ⇘ S/B Dans notre pratique b = 1000 sec/mm2 (à 3 T)

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 l’image sera pondérée en diffusion

b 0 b 1000 ADC On obtient pour chaque niveau de coupe: IMAGE b 0 sans gradient de diffusion (b= 0 s/mm2) pondérée en T2 b 1000 IMAGE b 1000 très pondérée en diffusion ( b = 1 000 s/mm2) ADC CARTE ADC carte représentant les valeurs moyennes du coefficient de diffusion apparent (ADC), chaque voxel étant exprimé en mm2/sec calculée de façon automatique permet de s’affranchir des effets de rémanence « T2 shine/dark through » les valeurs de l’ADC seront obtenues en plaçant le ROI sur la carte Idem. Voir si les puces OK dans ta version. J’ai changé une phrase (1ère ligne du paragraphe « carte ADC « )

Particularités REIN seul organe abdominal anisotropique 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: 156-160

Particularités REIN Les valeurs de l’ADC varient selon la direction d’encodage L’encodage doit être simultané dans les 3 directions Temps d’acquisition long par rapport à une séquence pour un tissu à diffusion isotropique apnée impossible Fukuda et al. J Magn Reson Imaging 2000 ; 11: 156-160

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

SATURATION DE LA GRAISSE 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 SATURATION SPECTRALE (Stejskal et Tanner -1965) + résolution spatiale satisfaisante + temps d’acquisition court - suppression inhomogène de la graisse nombreux artefacts provenant du tube digestif Malgré les artefacts l’étude du rein est satisfaisante. FatSat 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 d’acquisition plus long DWIBS Nous privilégions la séquence avec saturation spectrale de la graisse.

DWI SATURATION SPECTRALE ADC b 1000 Suppression inhomogène graisse

PARAMETRES TECHNIQUES IRM 3 TESLA EXEMPLE Temps d’acquisition 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/mm2 b 0 b 1000 ADC

b 1000 ADC Echo navigateur b 1000 10 – 15 min b 1000 ADC

PLAN TECHNIQUE ET PARTICULARITES DU REIN ASPECT NORMAL APPLICATION EN PATHOLOGIE

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

ASPECT NORMAL ADC =1,8 - 3,5 x 10-3 mm2/s ADC très variables dans la littérature (séquences/ b variables, position ROI) b=1000 L’effet de l’hydratation n’est pas établi et contradictoire. L’âge entraîne une chute de la valeur de l’ADC. (glomérulosclérose)

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

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

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

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

Mr Winter…. Suivi post néphrectomie D

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

CARACTERISATION Tumeurs malignes forte restriction de la diffusion forte densité cellulaire + certain degré d’intégrité des membranes cellulaires forte restriction de la diffusion ADC moyen=1,7 + 0,2 10-3 mm2/s Manetti et al Radiol med (2008) DIFFUSION Se 86% Spe 80% ADC ≤1.92 x10­³ mm2/sec masses à contenu graisseux exclues Taouli B, et al. Renal lesions :Characterization with Diffusion-weighted Imaging versus Contrast-enhanced MR Imaging. Radiology 2009 ; 251: 398- 407. T1 GADO Se 100% Spe 89% DIFFUSION+T1 GADO Spe 96% 26

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

b 1000 b 0 ADC ADC tu papillaire 1.12 x 10¯³ mm2/sec (Épithélioma papillaire) Signal homogène, augmenté en diffusion (b1000). Hyposignal en ADC confirmant la chute de l’ADC 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. 28

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 l’ADC. ADC ADC=1,7x10-3 mm2/s (tumeur en totalité) ADC =1,3 x 10-3mm2/s (composante tissulaire) ADC =2,6 x 10-3mm2/s (composante kystique) ADC =1,3 x 10-3mm2/s (composante tissulaire) IL FAUT TENIR COMPTE DE CHAQUE COMPOSANTE DETECTABLE

Mr Gust….EOA cellules claires ADC b 1000

Les carcinomes kystiques ont une valeur d’ADC nettement supérieure à cause de leur contenu liquidien. (Taouli) ADC =2,5 x 10-3mm2/s ADC =1,3 x10-3mm2/s J’ai changé la tournure de la phrase T1 Gado ADC ADC 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)

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

ANGIOMYOLIPOME b 1000 b 0 ADC T1 T2 ADC bas car forte cellularité contenu variable : cellules musculaires lisses + tissu graisseux + stroma ADC = (1.46 ± 0.09) × 10−3 mm2/s (Squillaci et al.,2004) L’ADC des masses à contenu graisseux est superposables à celui des tumeurs solides malignes.

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 oncocytome=1.91 x10-3 sec/mm2 TAOULI et al. EPITHELIOMA SOLIDE versus ONCOCYTOME Se 90% Spe 83%

STAGING TUMORAL 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)

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

DIFFUSION : QUEL INTERET ? 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 Encore stadialisation. Détection? PIEGES certaines tumeurs bénignes ont un ADC bas, comme les tumeurs malignes (cas particulier de l’angiomyolipome) les hématomes ont un ADC variable en fonction de l’ancienneté du saignement

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

b 1000 ADC 1.966 IRC Modérée INSUFFISANCE RENALE Chute de l’ADC en cas d’insuffisance rénale aiguë ou chronique Pas de differentiation cortico médullaire IRC Modérée b 1000 ADC 1.966

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

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

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

b 1000 IR modérée récente leucocyturie adc

PATHOLOGIE INFECTIEUSE 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 l’ADC en cas de pyonéphrose et abcès augmentation de l’ADC en cas de zones nécrotiques et kystiques PIEGE restriction de la diffusion en cas d’hémorragie (hypersignal en diffusion b 1000 et hyposignal en ADC)

Pyélonephrite sur obstacle sans pyonephrose adc

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