perfusion irm desv2

Imagerie de la perfusion tissulaire:Imagerie de la perfusion tissulaire:en IRM dynamiqueen IRM dynamique

DCEDCE--MRIMRI

Charles A CuenodCharles A Cuenod

LRILRI--U970 Paris DescartesU970 Paris DescartesParcc Hôpital G Pompidou, ParisParcc Hôpital G Pompidou, Paris

Ca@cuenod.net

Dynamic Contrast Enhanced MRIDCE-MRI

Injection PdC

Acquisition en pondération T1

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’entréeAcquisition 2D

Paramètres principaux de microcirculation

Débit de Perfusion tissulaire(ml/min/100ml)

Volume sanguin tissulaire

(%)

Volume interstitiel(%)

IN

OUT

(%)

Perméabilité(ml/min/100ml)

Dépend du traceur

Paramètres principaux de microcirculation

Perfusion tissulaireFT

Volume sanguin tissulaire

VB

Volume interstitielVe

IN

OUT

VB

Perméabilité

PSTemps de transit moyenTTM= 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 +++

Modèle unifié completacquisition rapide / longue dureé d’acquisition

FTB

Plasmaartery

red cells

interstitium

vpcqpc

v iq i

Plasmacapillary

red cells

PS

vRC0

v

1-Hctqpa

FTp

FTB

FTp

Hct0

qT = qpc + qi

qpc(i+1) = qpc(i) + dt[FTp*qpa(i+1) - FTp*qpc (i) /vpc- PS*qpc (i) /vpc+ PS*qi (i) /v i]

qi (i+1)= qi (i) + dt[PS*qpc (i)/vp - PS*qi (i)/v i ]

Artery (AIF)Tissue

tissue cellsvCell

0

VT =1qT

Modèle completHaute résolution temporelleacquisition longue

quan

tités

AIF

Tissu

Temps(s)

quan

tités

InterstitiumPlasma

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

Plasmaartery

red cells

interstitium

vpcqpc

v iq i

Plasmacapillary

red cells

PS

vRC0

1-Hctqpa

Hct0

Faible résolution temporale Acquisition longue Extended Kety ou extended Tofts

Artery (AIF)Tissue

q i

tissue cells vCell0

VT =1qT

qT = qpc + qi

qpc(i+1) = vp* qpa(i+1) - dt [PS*qpc (i) /vpc+ PS*qi (i) /v i]

qi (i+1)= qi (i) + dt[PS*qpc (i)/vp - PS*qi (i)/v i ]

Extended Kety

TissueTissue

InterstitiumInterstitium

PlasmaPlasma

Extended Kety

Plasmaartery

red cells

interstitium

vpcqpc

v iq i

Plasmacapillary

red cells

PS

vRC0

1-Hctqpa

Hct0

Faible résolution temporelle Acquisition moyenne : Patlak

Artery (AIF)Tissue

q i

tissue cells vCell0

VT =1qT

qT = qpc + qi

qpc(i+1) = vp* qpa(i+1) - dt [PS*qpc (i) /vpc- PS*qi (i) /v i]

qi (i+1)= qi (i) + dt[PS*qpc (i)/vp - PS*qi (i)/v i ]

Patlak

Théorie unifiée de l’imagerie de la microcirculation

Acquisition

Echantillonnage

Court 60s

Moyen Long ≥ 600 s

Rapide1-3 s

FT VB-- --

FT VBPS --

FT VBPS Ve

Premier passagePremier passage1-3 s -- -- PS -- PS Ve

Moyen

Lent30-60s

-- VBPS --PatlakPatlak

-- VBPS Ve

Kety étenduKety étendu

Modèle completModèle completPremier passagePremier passage

Relation Signal - Concentration

Effet T1 ou T2* ?

Effet T1Perméabilité ++Perfusion difficile

Effet T2*Que la perfusionNécessité PS ± 0Perfusion difficile

Courbe de conversionFaible S/B

Nécessité PS ± 0BHEMacromol. Particule

Relation «simple» du signal

Gliome vs. Lymphome du splénium

Sylvie Legrand Grenoble

Néovascularisation

- Support de la croissance

- Médiée par le VEGF- Cible thérapeutique

Néovascularisation tumorale

Temps

1 minute 2 minutes 3 minutes

Intensité de signal

4 minutes

placebotreated

RésuméImagerie fonctionnelle DCE-MRIAnalyse qualitative ou quantitativeEn quantitatif nécessité de ligne de base et de correction du signal et d’un modèle mathématiqueNécessité d’une bande de saturation en amontDépend de la résolution temporelle et de la durée d’observationAcquisition en pondération T1 en corps entierAcquisition en pondération T2* en neurologieApplication en pathologie ischémique et tumorale