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Imagerie de diffusion en pathologie
pancréatique
Celso Matos
Hôpital Erasme
Université Libre de Bruxelles
Considérations techniques
• Obtenir le meilleur contrast entre pancréas
normal et la lésion sans contamination par le
bruit
• Type de quantification ? • Sensible vs insensible au flux
• Saturation de graisse ?
• Âge, segment pancréatique ?
• Champ magnétique
Suppression du signal de la graisse
T2
DWI / IR
DWI / SPIR
ADC
1,132. 10 -3 mm2/s vs 1,030. 10 -3 mm2/s
Head Body Tail
ADCall (10 -6 mm2/s) 1045±192 1083±172 1001±198
D (10 -6 mm2/s) 905±189 932±183 875±2001
f 0,22±0.15 0,24±0.13 0.22±0.09
ADCall(10 -6 mm2/s) 1098±212 1104±218 1028±191
D (10 -6 mm2/s) 943±198 955±237 883±201
f 0,23±0.13 0.25±0.13 0.24±0.09
Observer A
Observer B
ADC, D, f / segments pancréatiques
N = 53 pt
• f, D and ADCall values in normal adult pancreas are not
correlated to patient age
• ADC values are lower in the tail than in the body of
normal adult pancreas
Santiago I et al. ESGAR 2011
Effet de l’âge ?
b 0 and 10
TR 1200
TE 50-60
SPIR / SPAIR
Voxel:2 x3 x5 mm3
Axial
RT
Minutes
Contraste T2 SE
"Black blood"
Focal Liver Lesion
Detection
b 0,10,20,30,50,150,300,600,1000
TR 1700
TE 70-90
SPIR / SPAIR
2 x 3 x 5 mm3
Axial
RT
Even more Minutes
Qualitative evaluation
ADC + perfusion fraction
b 0, 150, 1000
TR 1200
TE 70-80
STIR/SPIR/SPAIR
2 x 3 x 5 mm3
Axial / coronal
RT
Minutes
Qualitative evaluation
ADC
Workhorse Diffusion
1 2 3
Considérations techniques
3T
Meilleur signal
Meilleur contraste
Meilleure résolution
Diffusion pancréas à 3 T
1.5T 3T
b = 0 s/mm2
b = 1000 s/mm2
Diffusion en HR Pancréas à 3T
• Torso XL 16 ch coil
• FOV : 260 X 303
• Voxel : 1.8 x 1.8 X 5 mm3
• SE EPI DWI
• EPIf 63
• b 0,150,1000
• NSA 3 x (2, 2,8)
• Sense RL 2.6 &POS 1.5=S total 3.9
• Resp Trig
• minTR 1200
• TE 82
• Spair fat sup
3 x 3 x 5 mm3
1.7 x 1. 8 x 5 mm3
En pratique
• TSE T2-w axial et coronal : synchro respiratoire
• DWI axiale ( 3 b ) : synchro respiratoire
• 3D T1 -/+ Gd
• CPRM
Géométrie identique T2w et DWI : images de fusion
Imagerie de diffusion en pathologie
pancréatique
Se % Sp % PPV % NPV % Acc %
Set 1 67 97 88 89 89
Set 2 61 93 75 88 86
Set 3 80 95 84 93 90
Set 1 : T2, T1 et Gd
Set 2 : DWI seule
Set 3 : 1+2
N=209 bénin vs malin
Se % Sp % PPV % NPV %
Set 1 72 94 80 91
Set 2 69 81 55 80
Set 3 81 93 80 94
Groupe cancer suspect
(N=54/209)
Imagerie de diffusion en pathologie
pancréatique
Visually isoattenuating p adenocarcinoma
at dynamic-enhanced CT Kim JH, et al Radiology 2010;257:87-96
• Fréquence : 5.4% (35 / 644)
• Faible céllularité et moins de nécrose
• MRI et PET-CT
sensibilités de 79.2% et 73.2%
• MRI et PET-CT
Se % Sp % PPV % NPV %
Set 1 71 87 67 89
Set 2 70 93 78 89
Set 3 86 93 81 95
Groupe pancréatite chronique compliquée
(N=56/209)
Imagerie de diffusion en pathologie
pancréatique
Collections pancréatiques
N=17 Sn Sp Acc PPV NPV
DWI 75%
(3/4)
92%
(12/13)
88%
(15/17)
75%
(3/4)
92%
(12/13)
Max ADC inférieur en présence
d’infection (2.8 vs 1.1, p=0.045)
A
DC
BA
DC
BA
DC
B
A
DC
BA
DC
BA
DC
BA
DC
BA
DC
B
A
DC
BA
DC
B
Se % Sp % PPV % NPV %
Set 1 77 99 83 98
Set 2 77 96 56 98
Set 3 77 98 71 98
Groupe pancréatite autoimmune
(N=13/209)
Imagerie de diffusion en pathologie
pancréatique
Imagerie de diffusion en pathologie
pancréatique
Imagerie de diffusion quantitative aide au diagnostic
différentiel cancer / pancréatite focale.
Ichikawa T, AJR 2007
Matsuki M, Abdom Imaging 2007
Takeuchi M, Acta Radiol 2008
Inan N, AJR 2008
Muraoka N, J Magn Reson Imaging 2008
Bakir B, Eur J Radiol 2009
Fattahi R, J Magn Reson Imaging 2009
Kartalis N, Eur Radiol 2009
ADC du pancréas normal
Reference Patients
Number
b value (s/mm2) ADC (10-3 mm2/s)
Ichikawa T et al (1999) 58 0-1.6/16/55 1.94 ± 0.19
Chow LC et al (2003) 12 0-300 2.60 ± 0.17
Yoshikawa T et al (2006) 174 0-600 1.76 ± 0.40
Matsuki M et al (2007) 9 0-800 1.90 ± 0.006
Kiliçkesmez O et al (2008) 50 0-500-1000 1.64 ± 0.31
Lee SS et al (2008) 11 0-500 2.06 ± 0.42
0-1000 1.62 ± 0.34
500-1000 1.17 ± 0.39
Fattahi R et al (2009) 14 0-600 1.78 ± 0.07
Bakir B et al (2009) 12 50-400-800 0.80 ± 0.06
Manque de standardisation
Studies Ichikawa et
al.(unpublished
)
Niwa et al.
2009
Fattahi et al
2009
Takeuchi et
al.
2008
Lee et al.
2008
Irie et al.
2002
b-value s/mm2 0, 500, 1000 0, 1000 0, 600 0, 800 0, 1000 30, 300, 900
P carcinoma 1.02 ± 0.17 0.72-1.88 1.46± 0.18
1.38 ± 0.32
1.23 ± 0.18
Mass-forming
pancreatitis
2.09 ± 0.18
1.04 ± 0.18
NET 0.56 ± 0.29 1.30 ± 0.41
IPMN 2.9 ± 0.36
MCA 2.4 ± 0.28 2.8 ± 1.0
SCA 2.6 ± 0.28 2.9
Pseudocyst 3.08 ± 0.35 2.9 ± 1.2
Quantitative DWI
N=209
Normal vs All and Cysts vs All : significant differences (p < .05)
Between pathologies : non significant (p > .05)
ADC in Pancreatic diseases
S(b)/S0 = f exp(-b D*) + (1-f) exp(-b D)
"perfusion
fraction”
pure diffusion
coefficient
D*
pseudo diffusion coefficient
D*
perfusion
D
« pure » diffusion
Biexponential model : sum of two exponential decays, one for
perfusion effects and one for « pure » diffusion.
Caractérisation ?
f (%) D (µm2 / ms)
P cancer (N=20) 8.2 ± 4.0 1.07 ± 0.224
Pancreatitis (N=9) 16.3 ± 5.3 1.09 ± 0.3
p 0.0001 0.64
Differentiation between
mass-forming pancreatitis and pancreatic carcinoma
using DWI-based IVIM imaging (11 b values; range 0-800)
Klau M et al. Invest Radiol 2010
Tumor (in vivo)
f = 0.07±0.04 (nearly monoexponential)
D = 1.10 ± 0.18 10-3mm2/s
b values : 0 10 20 30 40 50 150 300 1000 s/mm2
Tumor (ex vivo)
Totally monoexponential (f~0)
D = 0.59 ± 0.01 10-3mm2/s
b value b value
rela
tive
sig
na
l in
ten
sity
rela
tive
sig
na
l in
ten
sity
b value rela
tive
sig
na
l in
ten
sity
Pseudotumor (in vivo)
f = 0.15±0.03
D fixed to 0.80 10-3mm2/s (calculated between 150 and 1600)
b values : 0 150 1000 1600 s/mm2
b 0 b150
b1000 b1600
Prédire réponse à la ChT
Rate of T progression was significantly higher
in those patients w / lower high b-value ADC
Niwa T, Br J Radiol 2009; 82:28-34