imagerie de la perfusion tissulaire: en irm dynamique par
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Imagerie de la perfusion tissulaire:
en IRM dynamique
par DCE-MRI
Charles A Cuenod
LRI-U970 Paris Descartes
Parcc Hôpital G Pompidou, Paris
Dynamic Contrast Enhanced MRI
DCE-MRI
Injection PdC
Acquisition en
pondération T1
IRM dynamique de perfusion
avec bolus de chélate de Gd
Pondéré T1
DCE-MRI
Hors Neurologie
Tumeurs, inflammation,
ischémie
Perfusion et perméabilité
Résolution temporelle
variable
Pondéré T2*
DSC
Neurologie
Ischémie
Théoriquement pas
tumeur
Uniquement perfusion
Haute résolution
temporelle
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’entrée
Acquisition 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 tissulaire FT
Volume sanguin tissulaire
VB
Perméabilité
PS
Volume interstitiel Ve
Temps de transit moyen TTM= 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
Plasma
artery
red cells
interstitium
vpc
qpc
vi
qi
Plasma
capillary
red cells
tissue cells
PS
vRC
0
vCell
0
1-Hct
qpa
FTp
FTB
FTp
VT =1
qT
Hct 0
Modèle complet Haute résolution temporelle
acquisition longue
Temps
(s)
quan
tité
s
AIF
Tissu
Interstitium Plasma
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
Plasma
artery
red cells
interstitium
vpc
qpc
vi
qi
Plasma
capillary
red cells
tissue cells
PS
vRC
0
vCell
0
1-Hct
qpa
VT =1
qT
Hct
0
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
Interstitium
Plasma
Tissue
Artery (AIF) Tissue
Plasma
artery
red cells
interstitium
vpc
qpc
vi
qi
Plasma
capillary
red cells
tissue cells
PS
vRC
0
vCell
0
1-Hct
qpa
VT =1
qT
Hct
0
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 --
Patlak
-- VB
PS Ve
Kety étendu
Modèle complet Premier 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 T1 Perméabilité ++
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
placebo treated
Résumé Imagerie de perfusion et perméabilité 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
Autres méthodes de mesure de la perfusion
Diffusion : technique multi b (IVIM)
Arterial Spin Labelling : ASL
Méthode indirecte : BOLD