enseignement d’ irm - cerf
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Enseignement d’ IRM
DES
Paris 2018
Flux + Angiographie
Ph. Douek,
Hôpital Cardiologique
UMR CNRS 5515 INSERM 1044
CREATIS
Lyon, France
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Objectifs Pédagogiques
1. Comprendre les différents phénomènes de flux en IRM
2. Expliquer le principe des gradients de compensation de flux
3. Détailler les méthodes d’ARM sans injection de produit de contraste (technique, résultats, avantages et inconvénients) :
1. ARM par temps de vol (TOF)
2. ARM par contraste de phase (PCA)
3. ARM 3D balanced steady-state free precession SSFP and flow-sensitive dephasing (FSD)magnetization preparation
4. Fresh blood imaging (FBI)
4. Décrire la technique d’angio IRM avec injection de produit de contraste
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Principes:
Contraste : propriètés physico-chimique du flux
sanguin
Vitesse
Direction
Presence de turbulence
Suppression du signal des tissus stationaires
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IRM et ARM Vasculaire
Exploration:
De la lumière vasculaire
De la paroi vasculaire
Caractérisation et Quantification
des flux
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IRM Vasculaire
Exploration de la lumière vasculaire
Temps de vol
Contraste de Phase
Effet T1 des produits de contraste
FBI: imagerie sang frais
bSSFP (imagerie à l’état d’équi;ibre) and
Flow-Sensitive Dephazing (FSD)
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vitesse (cm/s)
Débit instantané (cm3/s)
Flux Sanguin
vaisseau
surface (cm2)
à l’origine de perturbations du codage spatial et d’artéfacts
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1 Contraste de Phase
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Imagerie fonctionnelle – quantification des flux
Principes
Le contraste entre un vaisseau et les tissus est déterminé par:
Différence de phase (du signal RM) entre les spins en mouvement et
les spins statiques.
Dans les séquences en Angiographie par Contraste de Phase (PCA) :
la phase est proportionnelle à la vélocité du sang : ~ v
spins statiques : = 0
spins en mouvement : = 180o v / Venc
Venc est la vélocité encodée ajustable dans la séquence
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Contraste de Phase
Methode de phase
relaxation transversal
Carte des vitesses sanguines
Déphasage # vitesse sang
Sang est “blanc” car en
mouvement
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Sequence : Contraste de Phase
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Imagerie fonctionnelle – quantification des flux
Images
2 acquisitions avec
différentes
sensibilités de flux
FFE/M
anatomique
PCA/M
flux anatomique
PCA/P
flux quantitatif
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•gradients forts encodent flux lents
•gradients faibles encodent flux rapides
Images dependent de l’encodage des gradients:
Low VENC factors High VENC factors
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Applications Cliniques
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Contraste de Phase:
Imagerie des Flux: Applications Cardiaques
Codage des vitesses
en niveau de gris à
différents moments
du cycle cardiaque
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Analyse: Selection d’une ROI et propagation
temporelle au cours d’un cycle cardiaque
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Quantification des Flux
Attention au choix de la vitesse !
4m/sec si RA
Profil de flux
Vmax=Venc
0
Profil de flux
Vmax>Venc
Venc
0
PCA/P PCA/P
PCA/M PCA/M
-Venc
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vitesse (cm/s)
Débit instantané (cm3/s)
Flux
vaisseau
surface (cm2)
1. Vitesse: maximale, minimale,
moyenne,
2. Débit/cycle (vitesse moyenne x
surface)
3. seulement si flux perpendiculaire
à la coupe!!)
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Analyse:
Résultats par intervalle RR
Volume du flux éjecté
Volume du flux régurgité
Fraction de régurgitation, (flux
éjecté/ flux régurgité
Volume d’éjection (flux éjecté - flux
régurgité.)
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Description Graphique
Flux dans un intervalle RR
RR
Flux
[ml/s]
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Volume éjecté
RR
Flux
[ml/s]
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volume régurgitant
RR
Flux
[ml/s]
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Volume d’Ejection Systolique
RR
Flux
[ml/s]
Volume d’ejection systolique = volume éjecté – volume régurgité
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Flux moyen
RR
Flux
[ml/s]
Flux moyen
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Vitesse moyenne
RR
Vitesse moyenne
[cm/s]
Vitesse moyenne
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Applications cliniques
:Valve Aortique: Evaluation de l‘IA
Positionnement de coupe dans aorte ascendante et descendante pour quantification
de Flux à travers le plan
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![Page 28: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/28.jpg)
Valve Aortique: Evaluation du RA et de l’IA
Imagerie des Flux
Ouverture/fermeture vAo
Flash Cine
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Nouveaux Développements
• Echantillonage non cartésien de l’espace des K :
•Spiralé, radiale
• Projection reconstruction
• VIPR
•3D
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Aorte + Valves 4D
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EVALAUTION DE L’INSUFFISANCE MITRALE OU TRICUSPIDEINNE
Volume de regurgitation:
volume du flux ejecté (Qflow) – Volume d’ejection systolique (Planimétrie)
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![Page 34: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/34.jpg)
Temps de Vol
Repose sur l’état de la
relaxation du sang entrant dans
la coupe :
TOF: methode de magnitude
relaxation longitudinale
Suppression des tissus
stationaires
Maximisation des protons du
sang qui entre dans le volume
Protons entrant sont
complétement relaxés et blanc
Tissues stationaires saturés et
noirs
Bande de saturation
(suppression du signal
veineux)
Flow-related Enhancement:
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Rehaussement dépend de l’orientation
relative de la coupe et du vaisseau
Artefacts de saturation
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Transfert de Magnetisation augmente le contraste en 3D
TOF
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ICA occlusion
et vol vertebral
Indications TOF:
Artères carotides
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Intracranial MRA at 3T: haute resolution
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LIMITES DU TEMPS DE VOL ET
DU CONTRASTE DE PHASE
Signal dépendant des flux : problèmes
avec flux lent et turbulent
Saturation
Artéfacts
Déphasage
Durée d’acquisition: 1H 30
Géométrie d’acquisition restreinte
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TOF Artéfacts de Mouvements
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TOF: Artéfacts de Saturation
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Autres techniques sans injection:
1. Utilisation de la différence de vitesse et donc de contraste entre systole et diastole
2. Une diminution des phénomènes de saturation par écho stimulés
3. une préparation de l’aimantation our supprimer le signal des tissusstationaires
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Angiographie 3D écho de spin ultra-rapide avec
synchronisation ECG sans produit de contraste (FBI)
1. une acquisition 3D en écho de spin ultra-rapide en demi-plan de Fourier
2. une synchronisation ECG prospective
3. l’absence d’injection de produit de contraste intra-vasculaire
4. une préparation de l’aimantation par impulsion d’inversion pour supprimer le signal de la graisse (STIR)
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ANGIOGRAPHIE
MEMBRES INFERIEURS
TECHNIQUE FBI
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NATIVE
Angiographie sans-injection - séquence FSE
[Lim et al, JMRI 2008]
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ARM ECG trigerred
![Page 47: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/47.jpg)
Angiographie IRM sans injection d’agent
de contraste
- Séquence bSSFP -
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![Page 49: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/49.jpg)
liver
lung
truncus
brachiocephalicus
vena cava
superior
right
atriumtricuspid
valve
ascending
aorta
anterior rv
wall
posterior
rv wall
True FISP, Balanced FFE , Fiesta
right ventricular
2-chamber View
Steady State Free Precession: SSFP
•echos stimulés induisent un état d’équilibre et reduisent les effets de saturation
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True FISP, Balanced FFE , Fiesta
Steady State Free Precession: SSFP
•echos stimulés induisent un état d’équilibre et reduisent les effets de saturation
Indications:
• Imagerie de l’aorte
• Imagerie Cardiaque
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![Page 52: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/52.jpg)
Coronary MRA at 3T
ECG-triggered, navigator-gated, inversion-
recovery, segmented gradient-echo sequence
32-channel cardiac coils
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[Francois et al, AJR 2008]
![Page 54: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/54.jpg)
ANGIOGRAPHIE
ARTERES RENALES NORMALES
TECHNIQUE T-SLIP :
(Time Spatial labeling inversion Pulse)
avec SSFP et synchro respiratoireTime-Slip SSFP
Respiratory-gating
TR = 5.2 ms
TI = [1200 1800] ms
TE = 2.6 ms
FA = 120
FOV = 35x35 cm
Matrix = 256X256
Speeder = 2
Slice # = 35
Fat Sat = ON
Time = 4.30 min.
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ARM avec Injection de GD
Association de l ’injection de GD à Imagerie rapide 3D
Amélioration des équipements
gradients puissants
antennes en réseau phasé
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PRINCIPES DE L’ARM
AVEC GADOLINIUM
Signal indépendant des flux
Signal dépendant du raccourcissement du
T1, du sang lié à l’injection intraveineuse du
Gd
T1 sang = 1200 ms T1 (sang + Gd) = 100 ms
1 = 1 + r1cT1 T1,0
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Evolution du T1 sang / cc GD
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Apport du Gd
Absence d’artefact de saturation
Meilleure appréciation du luminograme des
sténoses et anévrysmes
Meilleure exploration des artères quelque- soit
leurs positions dans le volume
Artères rénales (ostium , tronc et 1 segmentaires)
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![Page 60: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/60.jpg)
![Page 61: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/61.jpg)
Apport de l ’imagerie du
premier passage de Gd
Exploration de grandes régions
anatomiques en une apnée :
Aorte
Membres inférieurs
Arche aortique et TSA
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![Page 63: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/63.jpg)
![Page 64: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/64.jpg)
DERIVES DU GADOLINIUM
Agent extra-cellulaire
Néphotoxicité ?
Effets secondaires 1/20.000
Faible volume : 15-20 cc
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ARM AVEC GADOLINIUM*
ASSOCIE :
Injection intra-veineuse
Gd 0,1 mmol/kg par acquisition
Imagerie rapide du 1er passage
Géométrie d’acquisition optimale
SoustractionPh. Douek et Al. AJR 1995
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PR HyperTRICKS
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CONCLUSIONS
ARM sans injection : Temps de vol TOF
Indications cliniques limitées artères carotides intra-cranienne
Contraste de phase:Flux aortique et cardiaques
![Page 68: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/68.jpg)
CONCLUSIONS
ARM sans injection : Steady State Free
Precession: SSFP
Coeur, artères coronaires, aorte
ARM FBI:
Artères rénales
(IR)
![Page 69: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/69.jpg)
CONCLUSIONS
ARM avec produit de contraste
Simple
Rapide
Dynamique
Robuste et sans risque
Large champ d’exploitation vasculaire
![Page 70: Enseignement d’ IRM - CERF](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/62af2c3d95f8a6380673da0d/html5/thumbnails/70.jpg)
CONCLUSIONS
ARM: Techniques Paramètrable et adaptative
en fonction:
Patients
Indications cliniques
Structure vasculaire à explorer