produits de contraste en irm
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PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM
Olivier CLÉMENTOlivier CLÉMENT
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Contraste
Espace Extracellulaire
AgentsParamagnétiques
AgentsSuperparamagnétiques
T1 BLANC
Gd-DTPA, Gd-DOTA,Gd-DTPA-BMA,
T2 NOIR
Effets sur le Contraste
Hépatocyte, Bile
Cellule de Kupffer
Espace Vasculaire
Gd-DTPA-BMA,Gd-HP-DO3A
Gd-EOB-DTPA,Gd-BOPTA, Mn-DPDP
Albumine-Gd-DTPA,Dextran-Gd-DTPA,
Polylysine-Gd-DTPA
SPIO, USPIO, MION
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Paramagnétisme Nucléaire(spins nucléaires célibataires)
Elément NombreProtons
NombreNeutrons
Nombrequantiquede spin
1H 1 0 1/21H 1 0 1/213C 6 7 1/214N 7 7 117O 8 9 5/219F 9 10 1/231P 15 16 1/2
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Paramagnétisme Electronique(spins électroniques célibataires)
• Electrons célibataires– Oxide nitreux (NO)
– Oxide nitrique (NO2)
• Electrons à spins parallèles– Oxygène (O2)
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Paramagnétisme Electronique(spins électroniques célibataires)
• Ions contenant des électrons célibataires– Métaux de transition: Mn2+, Mn3+, Fe2+, Ni2+,
Cr3+, Cu2+,
– Lanthanides: Gd3+, Eu2+,
• Radicaux libres stables– Nitroxides (R2NO)
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Mn2+
Fe3+
Element Unpaired Electrons
5
5Fe3+
Fe2+
Gd3+
5
4
7
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Diamagnétisme
M
H
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Paramagnétisme
M
H
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CHELATIONCHELATION
• Gd, Mn Contrast effect
• Chelate Pharmacokinetics
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H
HO
H
HO OUTER SPHERE
INNER SPHERE
ττττ s
H
HO H
HO
HO
Gdττττ rττττ m
ττττ d
ττττ
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O
Fe 2+
Fe 3+
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Cycle d ’Hysteresis M
H
FerromagnétismeSuperparamagnétisme
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N
S
� = 0B0
SUPERPARAMAGNETISM FERROMAGNETISM
� = M
B0
N
S
M
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Contraste
Espace Extracellulaire
AgentsParamagnétiques
AgentsSuperparamagnétiques
T1 BLANC
Gd-DTPA, Gd-DOTA,Gd-DTPA-BMA,
T2 NOIR
Effets sur le Contraste
Hépatocyte, Bile
Cellule de Kuppfer
Espace Vasculaire
Gd-DTPA-BMA,Gd-HP-DO3A
Gd-EOB-DTPA,Gd-BOPTA, Mn-DPDP
Albumine-Gd-DTPA,Dextran-Gd-DTPA,
Polylysine-Gd-DTPA
SPIO, USPIO, MION
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H H
o
H H
o
H H
o
Ho
Ho
H H
o
H H
o
H H
H H
oH H
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Mxz T1 f in a l
Ef fe t d e l'age nt de c ont rast e
EFFET T1
TEMPS
T1 spont ané
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CHAMP HOMOGENE CHAMP INHOMOGENE
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EFFET T2Mxy
TEMPS
T2 f in a l
T2 spont ané
Ef fe t de l'A gen t de Cont ra st e
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RELAXIVITE r1 ou r2
1/T1 1/T1 = 1/T10 + r.C
CONCENTRATION
1/T10
r1
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Gd-DTPA
Gd-DOTA
Gd-BOPTA
r1 (mMol-1sec-1) r2 (mMol-1sec-1)
4,7
5
4.4
5
5
5.6
Gd-EOB-DTPA
Mn-DPDP
SPIO
USPIO
5.3
2.4
18
22
6,1
3.7
80
80
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Signal EFFET T1
EFFET T2
Concentration
EFFET T2
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T1 + T2 EFFECTT1 EFFECT
![Page 23: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/23.jpg)
T2 EFFECTT1 + T2 EFFECT
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Temps de relaxation T1 ou T2
(milliseconde)
Paramètre caractéristique des tissus à un
champ magnétique et une température
donnés
Vitesse de relaxation (1/T1 ou
1/T2)
(seconde )
Inverse du temps de relaxation. Utile pour
les calculs théoriques
(seconde –1)
Relaxivité (r1 ou r2)
(sec -1.mmol-1.l)
Efficacité du produit de contraste sur les
temps de relaxation T1 ouT2
Pondération T1 ou T2 Caractéristique d’une séquence. Le
contraste obtenu montre les différences
de T1 ou de T2
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contraste obtenu montre les différences
de T1 ou de T2
Effet T1 Augmentation du signal après injection de
produit de contraste. Effet maximum avec
une séquence pondérée en T1. C’est
l’effet principal du gadolinium et du
manganèse.
Effet T2 Diminution du signal après injection de
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AGENT DE CONTRASTE
• ACTIF MAGNETIQUEMENT– paramagnétique: Gd, Fe, Mn
– superparamagnétique: SPIO
Gd
– superparamagnétique: SPIO
• MOLECULE PORTEUSE : pharmacocinétique– chélate: DTPA, DOTA, DPDP
– macromolécule: albumine, dextran
– Particule: SPIO
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Chélates de Gd non
spécifiques
Produits Hépato
spécifiques
Produits en
développement
Gd-DTPA Magnevist®
Gd-DOTA Dotarem®
Ferumoxides Endorem®
Ferucarbotran Resovist®
Ferumoxtran Sinerem®
(lymphographie)
Gd-DOTA Dotarem®
Gd-DTPA-BMA Omniscan®
Gd-HP DO3A Prohance®
Gd-DTPA-BMEA Optimark®
Gadobutrol (1 mol/l)
Ferucarbotran Resovist®
Mangafodipir Teslascan®
Gd-BOPTA Multihance®
Agents Macromoléculaires
(imagerie vasculaire, de la
perméabilité, imagerie
fonctionnelle)
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PRODUITS NON SPECIFIQUES
N
NN
N
COOH
COOHHOOC
HOOC
GdN
COOH
COOH
N N
HOOC
COOHHOOC
Gd
DOTA (Dotarem®) DTPA (Magnevist®)
N
COOH
C
N N
C
COOHHOOC
O O
NN
H
CH3H3C
H
Gd
N
NN
N
C
COOH
OH
HOOC
CH3
HOOC
Gd
DOTA (Dotarem®) DTPA (Magnevist®)
HP-DO3A (Prohance®) DTPA-BMA (Omniscan ®)
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InterstitiumSang
REIN
Interstitium
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Kupffer cellSPIO
Hepatocyte Sinusoïd
Produits Hépatospécifiques
Bile: Gd-EOB-DTPAGd-BOPTAMn-DPDP
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N
COO-
-COO COO-
N N N
COO -
-COO COO-
Produits Hépatospécifiques
N N N
-COO COO-
Gd3+O
N N N
-COO
O C2H5
COO-
Gd3+
BOPTA (Multihance®) EOB-DTPA (Eovist®)
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![Page 33: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/33.jpg)
Produits Hépatospécifiques
N NO
O
Mn
N
O
H
CH3
OPO
O
OH
OO
N
O
H
CH3
OPO
O
OH
Mn
Mn-DPDP (Teslascan®)
![Page 34: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/35.jpg)
Produits Hépatospécifiques
![Page 36: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/36.jpg)
NANOPARTICLES
Kupffer cell
• LIVER
• SPLEEN• SPLEEN
• BONE MARROW
• LYMPH NODES
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Blood Pool Agents
![Page 38: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/38.jpg)
Vasovist®: binds to albumin
![Page 39: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/39.jpg)
Plasma KineticsPlasma KineticsCONC
SC Agents
RC Agents
TIME
Non Spe Agents
RC Agents
Low Diffusion Agents
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PDC HEPATOSPECIFIQUES
Cellule de Kupffer Regroupement • FOIE
• RATE
SPIO
• RATE
• MOELLE OSSEUSE
• GANGLIONS
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KINETICS PHASES
Vascular Uptake Delayed
Arterial Portal Parenchy Hepatocyte Bile Arterial Portal Parenchymal
Hepatocyte
Bile
Characterisation Detection
Characterisation Detection
Characterisation Detection
Detection mets Characterisa tion
Biliary leak
![Page 42: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/42.jpg)
MULTIHANCE® and PRIMOVIST®
• VASCULAR PHASE
– Like non specific Gd chelate
– Arterial, portal, interstitial
• UPTAKE PHASE TARDIVE
• BILIARY PHASE
![Page 43: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/43.jpg)
![Page 44: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/44.jpg)
UPTAKE PHASE
Vascular Uptake Delayed
Arterial Portal Parenchymal
Hepatocyte
Bile
• High (or low with SPIO) liver signal• Increased Tumor - Lesion contrast
mal Characterisation Detection
Characterisation Detection
Characterisation Detection
Detection mets Characterisa tion
Biliary leak
![Page 45: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/45.jpg)
Metastasis colon K EOB-Gd-DTPA25umol/kg, 20 minutes
![Page 46: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/46.jpg)
Teslascan® : Peak 20 min -4 hrs
![Page 47: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/47.jpg)
Metastases Colon Cancer
T2 T1 T1-Mn
Dushyant SAHANI, MGH, Boston
![Page 48: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/48.jpg)
BILIARY PHASE
Vascular Uptake Delayed
Arterial Portal Parenchymal
Hepatocyte
Bile mal
Characterisation Detection
Characterisation Detection
Characterisation Detection
Detection mets Characterisa tion
Biliary leak
![Page 49: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/49.jpg)
EOVIST®: 20 min , 25 µmol/kg
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Multihance® biliary excretion 45 min
Mr R, bilan lésion IV, injection Multihance®
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Teslascan®, biliary elimination
Mme P, CholangioK
![Page 52: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/52.jpg)
Teslascan®, biliary elimination
Mme P, CholangioK
![Page 53: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/53.jpg)
Teslascan®, biliary elimination
Mme P, CholangioK
![Page 54: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/54.jpg)
Teslascan®, biliary elimination
Mme P, CholangioK
![Page 55: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/55.jpg)
Teslascan®, biliary elimination
Mme P, CholangioK
![Page 56: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/56.jpg)
Teslascan®, biliary elimination
Mme P, CholangioK
![Page 57: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/57.jpg)
Teslascan®, biliary elimination
Mme P, CholangioK
![Page 58: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/58.jpg)
Teslascan®, biliary leak
Mr C, Phéochromocytome malin, suites difficiles
![Page 59: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/59.jpg)
NANOPARTICLESEndorem® Resovist®
Cellule de Kupffer
• LIVER
• SPLEEN• SPLEEN
• BONE MARROW
• LYMPH NODES
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UPTAKE PHASE
Vascular Uptake Delayed
Arterial Portal Parenchymal
Hepatocyte
Bile
• Low liver signal• METS DETECTION
mal Characterisation Detection
Characterisation Detection
Characterisation Detection
Detection mets Characterisa tion
Biliary leak
![Page 61: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/61.jpg)
POST T2 RHOPOST T2 RHO
POST GREMetastasis pre/post Endorem®
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FSE rho
GRADIENT ECHO
GRE
� Sensitive to T2* contrast
� Breath hold
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PRE
POST
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FSE T2 PRE
GRE T2 POST
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T2 vs T2 post Cliavist
Mets colon cancer carcinoma
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Met versus cyst
Mr C, Phéochromocytome malin, suites difficiles
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REAL VALUE :
DETECTION of METASTASES
• Marketing authorization for all liver agents
• Mainly preoperative staging of Colon mets
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Metastases Colon
Pre T1 Post Mn T1
Dushyant SAHANI, MGH, Boston
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T1 Post Gd vs Cliavist
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DETECTION CHC
• Vascular phase +++– only Multihance® Primovist®
• Uptake phase +/-– Teslascan : uptake by Hepatocellular lesions
– Endorem : no uptake
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CHC
Pre T1
Post Gd- Dynamic Post Mn T1-FS
Post Mn T1-FSPost Mn-T1
Pre T1
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CHARACTERISATION
Teslascan : uptake by Hepatocellular lesions
Endorem® : T1 effect of hemangiomas
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Uptake by Hepatocellular Tumors : HCC T2 pre
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HCC T1 pre
![Page 76: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/76.jpg)
HCC POST TESLASCAN
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CHC
![Page 78: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/78.jpg)
HEMANGIOMA
T1 + T2 EFFECT
![Page 79: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/79.jpg)
FNH pre post Cliavist
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Cliavist : HCC and adenoma
Post T1 Post T2
![Page 81: PRODUITS DE CONTRASTE EN IRM](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062513/62b226936f1899710e130460/html5/thumbnails/81.jpg)
FNH ADENOMA
• Gd-BOPTA - Gadobenate Dimeglumine
– Accumulation in FNH– Accumulation in FNH
– NO Accumulation in adenomas– Se 97% / Sp 100%
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Courtesy Dr A Luciani 82
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Tardif Multihance
22/03/2010 83
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REAL VALUE
• Technological improvements– 3D FAST GRE post Gd– 3D FAST GRE post Gd
• More impact of non specific Gd chelates– Characterization– Detection
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CONCLUSION
• Prééminence de chélates de Gd non spécifiques– Neuro– Vasculaire– Abdomen
• CHC• CHC• Caractérisation lésionnelle
• Endorem®, Teslascan®• Métastases +++++++• Caractérisation +
• Multihance®• AMM foie• Mais surtout non spécifique et vasculaire