JFR 2007

COMPARAISON

IRM DE DIFFUSION CORPS ENTIER

A LA TEP / TDM

DANS LA DETECTION

LE BILAN D’EXTENSION

LE SUIVI ONCOLOGIQUE

1 Service de Radiologie CENTRE HOSPITALIER SUD FRANCILIEN – EVRY

2 Service de Médecine Nucléaire HOPITAL PRIVE D’ANTONY

H.ANTOUN1, L.POPA1, T.KONE1, J.A MOMO1, C.T PHAM1, H. NASSER2, F. BUSY 1

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Cette étude préliminaire a pour objectif de comparer

l’IRM de diffusion corps entier, nouvelle technique

en cours de développement, à la TEP / TDM, technique

validée dans la détection et la caractérisation des lésions

tumorales

OBJECTIF

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MATERIEL ET METHODE

• 20 PATIENTS (9 femmes et 11 hommes), explorés entre Avril

2007 et Septembre 2007

• Age moyen 60 ans ( 41 à 81 ans)

• Cancers primitifs: 10 poumons ( 6 pour bilan initial )

6 lymphomes (1 pour bilan initial)

1 utérus (bilan initial)

1 sein et utérus (surveillance)

1 syndrome de Sipple (suspicion de récidive)

1 cancer anal (suspicion de récidive)

• Diagnostic initial histologique de malignité

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• Examen utilisant le 2-(Fluorine-18)-fluoro-2-deoxy-D-glucose

(18 FDG), traceur du métabolisme du glucose qui se stocke

essentiellement dans les cellules néoplasiques

associé à une imagerie tomodensitométrique

• Permettant une étude anatomique et métabolique

• Recommandée comme indication standard dans la caractérisation

tissulaire des nodules pulmonaires, le bilan d’extension de multiples

maladies tumorales (sein, poumon, syndromes lympho-

prolifératifs…) et dans leur suivi post-thérapeutique.

MATERIEL ET METHODE

TEP / TDM

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- PHILIPS, GEMINI GXL, 16 barrettes

- 120 Kv, 80 mas

- Matrice 512 x 512; épaisseur 5 mm; pitch 0,9; résolution spatiale 1,3 mm

- Jeûne 6 heures avant l’examen; Repos 1 heure avant l’acquisition

- Glycémie <1,5 g/l

- Injection de 5 MBq/Kg de 18 FDG

- Pas d’injection d’iode

- Temps d’examen : 30 à 40 minutes

MATERIEL ET METHODE

TEP / TDM

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- TOSHIBA, Vantage ATLAS 1.5 Tesla, installée en avril 2007

- Antenne crâne, Antenne rachis et 2 antennes de surface ATLAS

- Respiration libre

- Pas de jeûne

- Pas d’injection de produit de contraste

- Temps d’examen 35 à 45 mn

MATERIEL ET METHODE

IRM

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Patient installé sur la table d’IRM qui est mobile; antenne crâne, antenne rachis et 2 antennes de surface couvrant l’abdomen et le pelvis, branchées en réseau phasé

Longueur du tunnel 150 cm

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Deux séquences réalisées: DIFFUSION et STIR

1- DIFFUSION

• Technique étudiant la mobilité des molécules d’eau dans les tissus; haut signal quand la cellularité augmente et que les mouvements browniens diminuent; permet une étude anatomique et fonctionnelle

• 4 paliers de 45 coupes axiales; de la tête aux cuisses; 5 cm de chevauchement entre paliers; Reconstruction en MIP puis collage des 4 paliers

• TR /TE/TI: 6900 / 70/ 170ms

• Matrice: 128 x 128; b = 1000 sec /mm2; SPEEDER Factor : 2

• Epaisseur de coupes: 10 mm, chevauchement : 3 mm; Résolution : 1,6 mm; nombre d’acquisition: 2; FOV 40 x 40 cm; Temps d’acquisition: 2 mn 12; 8 mn 48 pour les 4 paliers

MATERIEL ET METHODE

IRM

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2- STIR (Short Turbo Inversion Recovery)

• Pondération T2 avec suppression de graisse• 4 paliers, chaque palier de 28 coupes coronales de la tête aux

cuisses; 5 cm de chevauchement entre paliers; puis collage des 4 paliers

• TR /TE/TI: 9912/ 94/ 160 ms• Matrice: 192 x 256• Epaisseur de coupes: 9 mm; espacées de 0,5mm; FOV: 32 x

48 cm; Temps d’acquisition: 2 mn 29; 9 mn 58 les 4 paliers

MATERIEL ET METHODE

IRM

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- Lecture séparée des IRM par deux radiologues et des TEP/TDM par un médecin nucléaire puis lecture comparative IRM/TEP par deux radiologues et un médecin nucléaire

- Délai moyen entre les deux techniques TEP/TDM et IRM: 17 jours

- Analyse qualitative des hyper-signaux en diffusion

- Analyse qualitative et quantitative de la fixation du 18 FDG

SUV max= concentration traceur /dose injectée par poids corporel

METHODE D’ANALYSE

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- Connaître l’aspect normal d’une IRM de diffusion et des

hypersignaux physiologiques

- Aspect différent des hyperfixations physiologiques à la TEP/TDM

RÉSULTATS

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Hypersignaux physiologiques

Rate

Testicules,pénis,prostate

Moelle et nerfs

Tube digestif

Ganglions normaux

Ovaires

Moelle osseuse (sujet jeune)

Disques chez les enfants

Foie

Reins

Pancréas

Surrénales

Cerveau

Endomètre

SUJET SAINIRM DE DUFUSION

SIGNAL

ELEVE

SIGNAL

MODERE

Femme jeune Homme

JFR 2007

Hyperfixations physiologiques

Cerveau

Reins

Vessie

Coeur

Muscles

Graisse brune (surtout sujet jeune)

Foie

Rate

Intestin

Moelle osseuse

SUJET SAINTEP / TDM

SIGNAL

ELEVE

SIGNAL

MODERE

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++++

Adénocarcinome pulmonaire

Sous chimiothérapie

Métastase cérébelleuse

TEP – Diffusion +

++--Cas n°10

Adénocarcinome à petites

cellules sous chimiothérapie

----Cas n°9

Cancer épidermoïde droit opéré

Nodule gauche malin à la biopsie

Séquelles de lobectomie

droite

TEP + Diffusion + Biopsie -

--++Cas n°8

Carcinome peu différencié sous

chumiothérapie

+Cas n°7

Adénocarcinome pulmonaire++ +++Cas n°6

Cancer anaplasique à petites

cellules

Nodule thyroïdien non

exploré TEP/TDM + IRM +

++++Cas n°5

Adénocarcinome à grandes

cellules

++ +++Cas n°4

Adénocarcinome à grandes

cellules;Ganglions+ à la chirurgie

++ +++Cas n°3

Adénocarcinome multi focal

Régression sous chimiothérapie

--++Cas n°2

Adénocarcinome bien différencié

1 ganglion envahi à la chirurgie

--++Cas n°1

IRMTEP/TDMDIFFUSIONTEP/TDM

anatomopathologieAutre lésionGanglions

médiastinaux

Nodule pulmonaire

(1 à 4 cm)

RESULTATS I Cancers broncho-pulmonaires

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IRM DIFFUSION

Nodule poumon droit (adénocarcinome bien différencié); Ganglion latéro-trachéal droit, positif à la chirurgie, non détecté à la TEP/TDM ni à la Diffusion T2N2-pneumonectomiePetits ganglions normaux axillaires droits à la diffusion

TEP/TDM

Cas n°1

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Adénocarcinome diffus multifocal bilatéral

TEP/TDMInversion fenêtrage

Coupes axiales natives

IRM DIFFUSION

Cas n°2

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TEP/TDM IRM DIFFUSIONAxiale diffusion native

Carcinome à grandes cellules; nodule supérieur gauche et adénopathies médiastinales envahies àla chirurgie mieux visibles à la TEP/TDMFixation et hypersignal physiologiques des ovaires

Cas n°3

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Carcinome à grandes cellules

Adénopathies sus-claviculaires

droites et médiastinales

IRM DIFFUSION

TEP/TDMCas n°4

JFR 2007

IRM DIFFUSION

TEP/TDM

Carcinome à petites cellulesComplexe ganglionnaire (3 étages du médiastin) Goître et nodule fixant FDG et en hypersignalDiffusion à explorer

Cas n°5

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Examen artéfacté de moyenne qualité

TEP/TDM Fixation épaule gauche pathologie articulaire locale

IRM DIFFUSION

STIR

Cas n°6

Adénocarcinome pulmonaire Masse lobaire supérieure droite Adénopathie médiastinale

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Nodule pulmonaire droit Nodule D + Adénopathies médiastinalesFixation modérée de la langue (antécédent de chirurgichie dans cette région)

IRM DIFFUSION

Cas n°7

TEP/TDM

Cancer épidermoïde

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Antécédent de lobectomie droite; fixation TEP/TDM et hypersignal Diffusion; biopsie -Nodule gauche fixation TEP/TDM non vue sur diffusion corps entier, vue sur coupe axiale diffusion native et sur palier thoracique; biopsie +

IRM DIFFUSION

TEP/TDM

Cas n°8

JFR 2007JFR 2007

TEP/TDM

IRM DIFFUSION

SagittalT1

Axial T1gadolinium

Adénocarcinome bronchiqueSous chimiothérapie Adénopathies médiastinalescomparablesMétastase cérébelleuse sur IRM

Cas n°10

JFR 2007

RESULTATS II Syndromes lympho-prolifératifs

Lymphome non

Hodgkinien sous

traitement

Nodule cuisse

gauche non

exploré

TEP+

Diffusion+

------

Cas n°14

Lymphome B à grandes

cellules sous traitement

------Cas n°16

Lymphome B à grandes

cellules sous traitement

------Cas n°15

Lymphome B à grandes

cellules traité par chimio

et auto-greffe

Hyper

métabolisme

secondaire

++++++Cas n°13

Cas n°11 après

chimiothérapie

Hyper

métabolisme

secondaire à la

chimiothérapie

------Cas n°12

Lymphome à grandes

cellules

Bilan initial

Hépatiques

Péritonales

Paroi du sinus

maxillaire

+++++++Cas n°11

DiffusionTEP/TDMDiffusionTEP/TDMDiffusionTEP/TDM

AnatomopathologieAutres lésionsGanglions sous

diaphragmatiques

Ganglions médiastinauxGanglions cervicaux

JFR 2007JFR 2007

Lymphome bilan initial

TEP/TDM

IRM DIFFUSIONUn des premiers examens réalisésCollage non encore maîtriséAxial T2

Axial diffusion Cas n°11

JFR 2007

Même patient: évaluation après 4 cures de chimiothérapie

Très bonne réponse TEP et Diffusion; hypermétabolisme secondaire

TEP/TDM IRM DIFFUSION

Axial T2

Cas n°12

JFR 2007

IRM DIFFUSIONTEP/TDM

Récidive d’un lymphome non hodgkinienAdénopathies cervicales, sus et sous-diaphragmatiques

Cas n°13

JFR 2007

RESULTATS III AUTRES CAS

Cancer de l’utérusBilan d’extension

négatif

Bilan d’extension

négatif

Cas n°19

Syndrome de Sipple

Thyroidectomie K médullaire

Surrénalectomie bilatérale

pour phéochromocytome

(Augmentation calcitonine)

Pas de signe de

récidive

Pas de signe de

récidive

Cas n°20

Cancer du sein et de l’utérus

avec métastase hilaire

pulmonaire gauche traitée

Hypersignal

Diffusion des

surrénales

TEP/TDM -

Pas de signe de

récidive

récidive hilaire

gauche

Cas n°18

Cancer anal traitéMasse

hypophysaire

TEP/TDM +

Diffusion +

Pas de signe de

récidive

Pas de signe de

récidive

Cas n°17

AnatomopathologieAutres lésionsDIFFUSIONTEP/TDM

JFR 2007JFR 2007

Découverte fortuite d’une lésion hypohysaire

TEP/TDM

SagittaleCoronaleT1 Gadolinium

IRM DIFFUSIONCas n°17

JFR 2007

K sein et utérus avec métastase hilaire gauche traitée

IRM DIFFUSIONHypersignal normal des surrénales

TEP/TDM

Récidive hilaire G non vue à l’IRM

Cas n°18

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• Détection des nodules pulmonaires: concordance TEP/TDM et IRM diffusion

• Détection ganglions médiastinaux de petite taille plus performante en TEP/TDM dans 6 cas sur 9

• Insuffisance des deux techniques dans un cas de ganglion médiastinal envahi à la chirurgie

• Détection ganglions cervicaux et sous-diaphragmatiques : concordance TEP/TDM et IRM diffusion

RÉSULTATS I

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RESULTATS II

• Lésion secondaire cérébelleuse détectée à la diffusion non vue à la TEP/TDM

• Lésion paroi du sinus maxillaire dans un cas de lymphome, mieux vue à la TEP/TDM

• Découverte fortuite d’une lésion hypophysaire à la TEP/TDM retrouvée en hypersignal à la diffusion

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IRM corps entier déjà utilisée en séquence STIR pour la détection des métastases, mais pas de performance supérieure démontrée de cette séquence dans la classification TNM des lésions tumorales; utilisée dans cette étude essentiellement pour corrélation anatomique

DISCUSSION

JFR 2007

DISCUSSION

IRM de diffusion utilisée initialement dans l’étude du cerveau, devenue utilisable dans l’exploration du corps entier pour plusieurs raisons:

• Temps d’acquisition plus courts• Meilleur rapport S/B• Séquences en respiration libre• Amélioration des antennes (antennes de surface)• Table d’examen mobile en fonction de la partie étudiée• Logiciels de reconstructions plus puissants• Techniques d’acquisitions parallèles

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DISCUSSION

- Détection concordante des nodules pulmonaires malins; un seul nodule antérieur gauche fixant le FDG difficile à voir sur la diffusion corps entier mais vu sur les coupes axiales natives et sur le MIP palier thoracique; d’oùnécessité d’une analyse des coupes natives et d’une analyse par palier

- Moins bonne sensibilité de l’IRM de diffusion pour la détection des petits ganglions médiastinaux: intérêt de réduire l’épaisseur de coupes et d’utiliser une synchronisation cardio-respiratoire

-Détection comparable des ganglions cervicaux et sous-diaphragmatiques

-Pas de lésion découverte en plus sur l’IRM de diffusion par rapport à la TEP/TDM en dehors de la lésion cérébelleuse

-Une lésion de la paroi du sinus maxillaire dans un cas de lymphome difficile à voir en Diffusion (zone artéfactée), bien vue à la TEP/TDM

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Contraintes TEP/TDM par rapport à l’IRM de diffusion:

• Irradiation

• Injection de 18 FDG

• Problème d’acheminement du traceur radioactif

• Jeûne 6 H et Repos strict 1 H avant l’examen

• Glycémie à vérifier

• Coût: 1087 euros TEP/TDM; 310 euros IRM

• Accès plus restreint à la TEP/TDM

DISCUSSION

JFR 2007

Limites de l’étude :

- Petits nombres de patients

- Peu d’organes étudiés, essentiellement poumon (10 sur les 20)

- Pas de lésions pulmonaires bénignes explorées pour étudier

la spécificité

- Pas d’analyse quantitative par mesure de l’ADC

DISCUSSION

JFR 2007

• Technique très prometteuse, non irradiante, moins contraignante, et moins onéreuse que la TEP/TDM

• Détecte les nodules pulmonaires de façon comparable à la TEP/TDM (nécessité d’une analyse des coupes axiales natives)

• Détecte les ganglions; moins bonne sensibilité dans le médiastin, à améliorer (coupes moins épaisses et synchronisation cardio-respiratoire)

CONCLUSION I

IRM DIFFUSION CORPS ENTIER

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CONCLUSION II

IRM DIFUSION CORPS ENTIER

• Détecte les récidives et évalue l’évolution sous traitement

• Explore le cerveau

• Pourrait être intéressante dans la détection des lésions ne

fixant pas le 18 FDG (carcinoïde, bronchiolo-alvéolaire…)

• Bonne méthode de détection; Spécificité à évaluer

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REFERENCES

1-G.Antoch & all: Whole-Body Dual-Modality PET/CT and Whole-Body MRI for Tumor Staging in Oncology. American Medical Association 2003

2-Gerald Antoch & all: Non-Small Cell Lung cancer : Dual-Modality PET/CT in Preoperative Staging. Radiology 2003; 229:526-533

3-Douglas Ballon & all: Imaging Therapeutic Response In Human Bone Marrow Using Rapid Whole-Body MRI. Magnetic Resonance in Medecine 2004; 52:1234-1238 3-M. Castillo & all: Diffusion-weighted

4-M. CastilloMR:Diffusion-weighted MR Imaging Offers No Advantage over Routine Noncontrast MR Imaging in the Detection of vertebral Metastases. AJNR Am J Neuroradiol May 2000; 21:948-953

5-C.Catana & all: Simultaneous Acquisition of Multislice PET and MR Images : Initial Results with a MR-Compatible PET Scanner. The Journal of Nuclear Medicine, december 2006:vol 47, n° 12

6-LS Fournier & all: Imagerie de la réponse aux traitements en cancérlogie. J Radiol 2007; 88:829-43

7-G. Hargaden & all : Current Concepts in Whole-Body Imaging Using Turbo Short Tau Inversion

Recovery MR Imaging. AJR january 2003;180:247-252

8- Hiroki Haradome, Toshiaki Nitatori: Applications in the trunk : Current status and future prospects of diffusion-weighted imagind in the absdomen. Innervision(20-10) 2005

JFR 2007

9-Yong Guo & all: Differenciation of Clinically Benign and Malignant BreastLesions Using Diffusion-weighted Imaging. JMRI (2002)16:172-178

10-Yasuyuki Kobayashi & all. Applications in the thunk : Clinical value of high-b-value diffusion-weightedimaging in the trunk. Innervision(20-10) 2005

11-Thomas C. Lauenstein & all: Three-Dimensional Volumetric Interpolated Breath-Hold MR Imaging for Whole-Body Tumor Staging in Less Than 15 minutes : A Feasibility Study. AJR:179, August 2002

12-TF Hany, KK Von Schulthess : PET/CT : tips and tricks : JFR 2005, Formation Médicale Continue n° 51

13-Tsuyoshi Komori & all: 2-(Fluroine-18)-fluoro-2-deoxy-D-glucose positron emissiontomography/computed tomography versus whole-body diffusion-weighted MRI for detection of malignantlesions : initial experience. Ann Nucl Med (2007) 21:209-215

14-C. Lin & all: Imagerie par résonance magnétique (IRM) corps entier en cancérologie. Oncologie (2007) 9: 286-293

15-Hideyuki Mitsuoka, Junichi Makita: Diffusion-weighted Imaging Using Multi-shot EPI. MedicalReview n° 64

16-Katsuhiro Nasu & all: Hepatic Metastases:Diffusion-weighted Sensitivity-encoding versus SPIO-enhanced MR Imaging. Radiology: vol 239: Number1- April 2006

JFR 2007

17-Gerwin P. Schmidt & all: Whole-body MRI and PET/CT in the management of cancer patients. European Radiology, mars 2006 ; 1216-1225 (Abstract)

18-Scmidt GP & all: High-resolution whole-body magnetic resonance image tumor staging with the use of parallel imaging versus dual-modality positron emission tomography-computed tomography . InvestRadiol.2005 (Abstraxt) 2005

20-Gustav K. von Schulthess & all: Integrated PET/CT : Current Applications and Future Directions. Radiology:238:2-February 2006

21-Taro Takahar & all: Diffusion Weighted Whole Body Imaging with background Body Signal Suppression (DWIBS) : Technical Improvement Using Free Breathing, STIR and high Resolution 3D Display. Radiation Medicine: Vol. 22 N° 4, 275-282 p.p., 2004

22-E.M Rohren, & all: Clinical Applications of PET in Oncology. Radiology 2004;231: 305-332

23-Yoshito Tsushima & all: Body Diffusion-Weighted MR Imaging Using High b-Value for MalignantTumor Screening : usefulness and Necessity of Referring to T2-Weighted Images and Creating Fusion Images. Acad Radiol 2007 ; 14:643-650

24-Michael O. Zenge & all: Whole-Body Magnetic Resonance Imaging Featuring Moving Table Continuous Data Acquisition with High-Precision Position Feedback. Magnetic Resonance in Medicine54:707-711 (2005)

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Nous remercions l’équipe des manipulatrices/ manipulateurs et l’équipe des secrétaires du service de radiologie du CHSF, ainsi que l’équipe Toshiba.Sans elles, ce travail n’aurait pas abouti en si peu de temps.

REMERCIEMENTS