imagerie de la perfusion tissulaire: en irm dynamique dce-mri charles a cuenod lri-u970 paris...

Imagerie de la perfusion tissulaire:Imagerie de la perfusion tissulaire:en IRM dynamiqueen IRM dynamique

DCE-MRIDCE-MRI

Imagerie de la perfusion tissulaire:Imagerie de la perfusion tissulaire:en IRM dynamiqueen IRM dynamique

DCE-MRIDCE-MRI

Charles A CuenodCharles A Cuenod

LRI-U970 Paris DescartesLRI-U970 Paris DescartesParcc Hôpital G Pompidou, ParisParcc Hôpital G Pompidou, Paris

Charles A CuenodCharles A Cuenod

LRI-U970 Paris DescartesLRI-U970 Paris DescartesParcc Hôpital G Pompidou, ParisParcc Hôpital G Pompidou, Paris

Ca@cuenod.net

Dynamic Contrast Enhanced MRIDCE-MRI

Injection PdC

Acquisition en pondération T1

Enhancement curves

Wash-out => malignant

Faible résolution temporelle (1i/60s)Acquisition longue (8 min)

Pas d’utilisation de fonction d’entrée artérielle Imagerie 3D haute résolution

Haute résolution temporelle (1i/2s)Acquisition courte (90s)

Utilisation d’une fonction d’entréeAcquisition 2D

IN

OUT

Paramètres principaux de microcirculation

Débit de Perfusion tissulaire(ml/min/100ml)

Volume sanguin tissulaire

(%)

Perméabilité(ml/min/100ml)

Dépend du traceur

Volume interstitiel (%)

IN

OUT

Paramètres principaux de microcirculation

Perfusion tissulaireFT

Volume sanguin tissulaire

VB

Perméabilité

PS

Volume interstitiel Ve

Temps de transit moyenTTM= VB/FT

Fonction d’entrée artérielle

Réponse tissulaire

Tissue response

Tissue response

Tissue response

Tissue response

Tissue response

Tissue response

Tissue response

Tissue response

Tissue response

Tissue response

Tissue response

Tissue response

Tissue response

Agent de contraste à diffusion extra-vasculaire extra-cellulaire

CT et IRM

Agents de contraste diffusants dans l’interstitium

Ne diffusent pas dans les cellules +++

qT = qpc + qi

qpc(i+1) = qpc(i) + dt[FTp*qpa(i+1) - FTp*qpc (i) /vpc- PS*qpc

(i) /vpc+ PS*qi (i) /vi]

qi (i+1)= qi (i) + dt[PS*qpc

(i)/vp - PS*qi (i)/vi ]

Modèle unifié complet acquisition rapide / longue dureé d’acquisition

FTB

Artery (AIF)Tissue

Plasmaartery

red cells

interstitium

vpc

qpc

vi

qi

Plasmacapillary

red cells

tissue cells

PS

vRC

0

vCell

0

1-Hctqpa

FTp

FTB

FTp

VT =1qT

Hct0

Modèle completHaute résolution temporelle acquisition longue

Temps (s)

quantités

AIF

Tissu

InterstitiumPlasma

Residuel

Durée d’acquisition moyenne

Acquisition très courte (1er passage)

Acquisition ultra-courte (méthode des pentes)

Acquisition ultra-courte (méthode des pentes)

dqpc/dt= FTp*qpa

Résolution temporelle - échantillonage

2 sec 30 sec

40 sec 60 sec

Artery (AIF)Tissue

Plasmaartery

red cells

interstitium

vpc

qpc

vi

qi

Plasmacapillary

red cells

tissue cells

PS

vRC

0

vCell

0

1-Hctqpa

VT =1qT

Hct0

Faible résolution temporale Acquisition longue Extended Kety ou extended Tofts

qT = qpc + qi

qpc(i+1) = vp* qpa(i+1) - dt [PS*qpc (i) /vpc+ PS*qi (i) /vi]

qi (i+1)= qi (i) + dt[PS*qpc

(i)/vp - PS*qi (i)/vi ]

Extended Kety

InterstitiumInterstitium

PlasmaPlasma

TissueTissue

Artery (AIF)Tissue

Plasmaartery

red cells

interstitium

vpc

qpc

vi

qi

Plasmacapillary

red cells

tissue cells

PS

vRC

0

vCell

0

1-Hctqpa

VT =1qT

Hct0

Faible résolution temporelle Acquisition moyenne : Patlak

qT = qpc + qi

qpc(i+1) = vp* qpa(i+1) - dt [PS*qpc (i) /vpc- PS*qi (i) /vi]

qi (i+1)= qi (i) + dt[PS*qpc

(i)/vp - PS*qi (i)/vi ]

Patlak

Théorie unifiée de l’imagerie de la microcirculation

Acquisition

Echantillonnage

Court

60s

Moyen Long

≥ 600 s

Rapide

1-3 s

FT VB

-- --

FT VB

PS --

FT VB

PS Ve

Moyen

Lent

30-60s

-- VB

PS --PatlakPatlak

-- VB

PS VeKety étenduKety étendu

Modèle completModèle completPremier passagePremier passage

Relation Signal - Concentration

CA Cuenod

-200

0

200

400

600

800

1000

UH

-10 0 10 20 30 40 50

CONCENTRATION IODE (mg/ML)

Relation Attenuation - Agent de Contraste

Effet T1 ou T2* ?

Effet T1Perméabilité ++

Perfusion difficile

Courbe de conversion

Faible S/B

Effet T2*Que la perfusion

Nécessité PS ± 0

BHE

Macromol. Particule

Relation «simple» du signal

Gliome vs. Lymphome du splénium

Sylvie Legrand Grenoble

- Support de la croissance

- Médiée par le VEGF- Cible thérapeutique

Néovascularisation tumorale

Temps

1 minute 2 minutes 3 minutes

Inte

nsi

té d

e s

ignal

4 minutes

placebotreated

RésuméImagerie fonctionnelle DCE-MRI

Analyse qualitative ou quantitative

En quantitatif nécessité de ligne de base et de correction du signal et d’un modèle mathématique

Nécessité d’une bande de saturation en amont

Dépend de la résolution temporelle et de la durée d’observation

Acquisition en pondération T1 en corps entier

Acquisition en pondération T2* en neurologie

Application en pathologie ischémique et tumorale