perfusion cérébrale en irm technique et applications cliniques 2008 catherine oppenheim...

Perfusion cérébrale en IRM Technique et applications cliniques

2008

Catherine Oppenheim

Université Paris Descartes - CH Sainte-Anne

c.oppenheim@ch-sainte-anne.fr

Objectifs pédagogiques

• “Démystifier” l’étude de la perfusion en IRM

• Comprendre les principes de base

• Connaître quelques applications cliniques

MethodesMethodes ArteresArteres Arterio, ACT, Arterio, ACT, ARMARM

ArteriolesArterioles ArteriographieArteriographie

CapillairesCapillaires SPECT, PET SPECT, PET XeCT, CT, XeCT, CT, IRMIRM

VeinulesVeinules ArtériographieArtériographie

VeinesVeines Artério., ACT, Artério., ACT, ARMARM

Vascularisation cérébrale

Perfusion cérébrale

Médecine nucléaire-PET-SPECT

Scanner-Xenon (XeCT)-TDM de perfusion dynamique après injection iodée

Doppler

IRM-Perfusion dynamique T2/T2* après Gd-Perfusion sans injection ASL

Comment mesurer la perfusion en IRM ?

1) Etude du premier passage de Gadolinium

2) Marquage de spin artériel

GADOLINIUM bolus IV

circule dans le secteur intravasculaire si intégrité de BHE

augmente la différence de susceptibilité

magnétiqueentre le lit capillaire et le parenchyme adjacent

Gradients de champ magnétiques internes

déphasage des spins

signal en T2*

• Etude du 1er passage d’un agent de contraste paramagnétique non-diffusible

Perfusion : Comment faire ?

• 1/3 sup avant bras • 18 G (vert)• Raccord en ligne droite• Validation de la voie veineuse

(injection test manuelle)• Gestion des espace morts

Préparation de la voie d’abord

• Gadolinium • Dose 0.2 cc/kg • Débit : 5 à 10 cc/s• Pulsé par 20 cc sérum

physiologique au même débit• Timing : lancer la séquence puis

l’injection (délai court :1sec)

Injection

Quelles sont les sources d’échec ?

• Voie d’abord « mauvaise » ou inappropriée/débit d’injection

• Obstacle sur la voie d’abord (ex robinet)

• Injection avant la séquence

Mesure de perfusion en IRM

• Bolus de gadolinium IV • Séquence en T2*• Acquisition séquentielle EPI / seconde• Analyse du Signal = f(t)

Diffusion Signal=f(t)

• 20 coupes X 25 Phases = 500 images• Durée de la séquence : 50 sec = 1 Phase par TR (2000 ms) = 2000 x 25

10 s

A quoi correspondent les images obtenues ?

N coupes (ex 20)

Phase 1Phase 1 Phase 25Phase 25Phase xPhase x

TTP

x x

x

x

x

x

x

xx

x x x x

Conc

TimeBAT

apMTT

rCBV(surface)

MAX

BAT bolus arrival time

TTP time to peak

apMTT apparent mean transit time

rCBV relative cerebral blood volume

MAX peak height

CBFi cerebral blood flow index = rCBV / apMTT

BAT TTP apMTT rCBV CBFi MAX

Comment mesurer la perfusion en IRM ?

1) Etude du premier passage de Gadolinium

2) Marquage de spin artériel

Arterial Spin Labeling : Sang = Contraste endogène

« Pulsé »

« Tag » « Control »

Les séquences pulsées

-

« Tag » « Control »MO

-MO

180 90

TI

CBF = ∆M / 2 αM0a * 1 / ד e(-TI/T1)

• Paramètres:– 3,39 minutes. 50 volumes « tags » + 50

« contrôles »– 10 coupes de 7 mm tous les 3 mm.– FOV= 240 mm - Matrice= 96*96 -

pixel=2,5 mm2

– TE/TR/TI: minimum/2000/1200 ms.

• Et surtout : pas d’injection ++++

APPLICATIONS CLINIQUES

1. Infarctus cérébral

2. Tumeurs cérébrales

IRM à H4

IRM à H4

DSC ml/100gr/min

Temps

Severi

té

+3H +12H +24H

10

22-18

14Irreversible ischemia

Infarct

Reversible ischemiaPenumbra

Oligaemia

Normal50-35

60

1H

PET

L’étude combinée Diffusion / Perfusionpermet d’apprécier

l’étendue de la PENOMBRE

Mesure de perfusion en IRM

Diffusion Signal=f(t)

Perfusion / Diffusion«mismatch »

app MTT Diffusion

H4 H 20

Thrombolyse intra-artérielle à H6

Diffusion DiffusionPerfusion Perfusion

H2

FLAIR Diffusion

Perfusion

ET avec le marquage de spin artériel ?

APPLICATIONS CLINIQUES

1. Infarctus cérébral

2. Tumeurs cérébrales- Caractérisation tumorale - Grading tumoral - Diganostic différentiel

Principe– chute de signal proportionnelle à

• Densité vasculaire• Diamètre et nombre de vaisseaux

mesure de l’angiogénèse tumorale

T1 + gado Perfusion (VSC)

Hyperperfusion sans prise de contraste

VSC

VSC x 5 : GLIOME de haut grade

GRADING TUMORAL

Si rVSC < 1.5 : gliome de bas grade. Ici rVSC x 3 : haut grade malgré absence de C+

Guider la biopsie …

Perfusion par marquage de spin arteriel (ASL)

• Il s’agit d’une tumeur mais laquelle ?

VSC nomal ou diminué : LYMPHOME

Diagnostic

• Est ce une tumeur ou un abcès ?

FLAIR T1 Gd VSC

Pas d’angiogenèse de la coque = ABCESIconographie : CHRU Lille

FLAIR T1 Gd VSC

Radionécrose ou récidive ?

VSC : Radionécrose

CONCLUSION

• L’étude de la perfusion n’est plus qu’un outil de recherche

• Elle est possible ± Gadolinium

• Doit s’analyser à la lumière des séquences “classique” (+/- spectrospcopie)