Imagerie de la Femme 2005;15:201-5 Mise au point 201© Masson, Paris, 2005

Mise au point

Historique des protocoles d’IRM du sein

Karen KinkelInstitut de Radiologie, Clinique des Grangettes, 7, chemin des Grangettes, CH 1224 Chêne-Bougeries, Suisse.

Correspondance : K. Kinkel, à l’adresse ci-dessus. Email : karen.kinkel@grangettes.ch

RésuméCet article décrit les changements historiques dans les protocoles d’IRM du sein selon les continents, les séquences disponibles et les indications. Les résultats de la littérature et des considérations techniques devraient faciliter l’optimisation par chaque radiologue de ses protocoles d’IRM du sein.Mots-clés : IRM du sein. Séquence d’IRM.

SummaryThis article summurizes historical changes in imaging protocols of breast MRI according to continents, available sequences and indications. Results from the literature and technical consideration should help each radiologist to optimize his own breast MRI protocol.

Kinkel K. Evolution over time of breast MR protocols. Imagerie de la Femme 2005 ; 15 : 201-5

Key words: MRI of the breast. MRI sequence.

L’imagerie par résonance magné-tique du sein a pris son essor à la findes années 1990 avec la découverte dedifférences de rehaussement entre leslésions mammaires bénignes et mali-gnes [1]. Sans injection de produit decontraste les différences de signal surles séquences spin écho pondérées T1ou T2 ne permettaient pas de diffé-rencier les lésions bénignes deslésions malignes du sein [2]. Lesauteurs se sont donc intéressés à ana-lyser plus finement les cinétiques decourbes de contraste en utilisant desacquisitions multiples et des régionsd’intérêts (ROI) positionnées dans lazone de la lésion qui se rehausseintensément au début de l’acquisition[3, 4]. Les années 2000 ont étémarquées par une modération del’enthousiasme initial en raison dediagnostic erroné lorsque seule lacinétique était utilisée pour caractéri-ser les lésions mammaires [5, 6]. Ceproblème était lié à l’existence delésions malignes dont la cinétiqueprogressive était typiquement béni-gne (faux négatif) et des lésions béni-gnes pouvant montrer une cinétiquede lavage suspecte (faux positif). Lescaractéristiques de la patiente, enparticulier le moment du cyclemenstruel, l’existence de traitementshormonaux, d’antécédents récents detraitements chirurgicaux ou radio-thérapeutiques et l’indication del’IRM pouvaient également modifierle résultat de l’IRM [7-11]. Des infor-mations morphologiques provenant

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de nouvelles séquences 3D hauterésolution spatiale ont été prônéescomme solution dans cette impassediagnostique et ont conduit à l’éla-boration d’un lexique de descrip-tion morphologique commun, leBI-RADs IRM, inspiré de la termino-logie mammographique. Cet articlede mise au point vise à rappeler lesprincipales étapes du développementdes protocoles d’IRM du sein entenant compte de l’évolution de l’ana-lyse cinétique et morphologique et deleur impact sur l’interprétation del’IRM du sein.

Rappel technique d’IRM du sein : la suppression de graisse

Pour visualiser une prise decontraste anormale dans un environ-nement graisseux spontanément enhypersignal T1, une technique desuppression de graisse est indispensa-ble. Au début, seule la simple soustrac-tion mathématique d’une séquencepost-injection de la séquence pré-contraste était disponible et avait faitses preuves dans la différentiationentre les lésions post-thérapeutiqueset les récidives de cancer du sein [12].Cette technique robuste a l’avantagede pouvoir être implantée surn’importe quelle séquence IRM etreste largement utilisée jusqu’à cejour. Son inconvénient majeur résidedans sa sensibilité au mouvement etaux différences de position entrel’acquisition avant et après injectionde produit de contraste. Une simpledifférence de respiration profonde estcapable de créer des images soustrai-tes comportant des prises de contrastepré-pectorales, fantômes liés à la seuledifférence de position du muscle pec-toral capable de gêner l’interprétationdes images. Une séquence compor-tant une suppression de graisseinhérente sans recours à la soustrac-tion est devenue disponible ultérieu-rement grâce à des astuces de pro-grammation de la séquence agissantau niveau du pic de l’eau ou de lagraisse. Des séquences en saturationde graisse, « Fat sat », peuvent sup-primer électivement le pic de la

graisse et facilitent la visualisation dela prise de contraste. Inversement,une séquence de stimulation d’eau« WATS » consiste à augmenter lesignal de l’eau et augmente ainsi lecontraste entre la prise de contraste etla graisse. Le but des deux séquen-ces est de montrer clairementl’emplacement de la prise de contrasteanormale, sans avoir recours à la sous-traction, afin d’étudier son comporte-ment cinétique et morphologique.

L’analyse de la cinétique de rehaussement par acquisition dynamique

Au cours des dix dernières années,beaucoup d’études se sont intéresséesaux informations quantitatives four-nies par les courbes de rehaussementd’une lésion. Le degré de rehausse-ment maximal, sa vitesse et l’impor-tance du lavage du produit decontraste furent identifiés comme deséléments permettant au mieux de dif-férencier les lésions bénignes deslésions malignes [13]. Du point de vuetechnique, le placement semi-auto-matique ou manuel d’une petite ROI(9-12 pixels) permet d’obtenir desinformations plus reproductibles àcondition que la région d’intérêt soitplacée dans la zone de rehaussementla plus intense au début de l’acquisi-tion post-contraste [4, 14]. Que veutdire « début » du rehaussement ouquand faut-il débuter la mesure del’intensité de signal après injection ?La mesure du temps ou le temps« zéro » débute toujours au lance-ment de la première acquisition post-contraste (convention internationale).Cependant, la durée de la séquenceindique le temps post-contraste uni-quement pour les séquences 2D pourlesquelles les informations sur lecontraste sont obtenues à la fin de laséquence. Ceci est différent dans lecas d’une séquence 3D où les infor-mations sur le contraste sont généra-lement obtenues au milieu du tempsde la séquence. En d’autres termes,une acquisition 2D qui dure deuxminutes correspond à un temps post-contraste de deux minutes, alors

qu’une acquisition 3D de deuxminutes correspond à un temps post-contraste d’une minute équivalantau temps de recueil des informa-tions sur le contraste durant l’acqui-sition des images. Aujourd’hui lesséquences 3D sont utilisées demanière préférentielle dans les proto-coles IRM du sein puisqu’elles sontles seules à pouvoir couvrir les deuxseins en coupes fines de 1 à 2 mm.

La durée optimale d’une seuleacquisition post-contraste varie doncselon la séquence 2D ou 3D, et selonles écoles allemande et américaine :elle était, jusqu’à récemment, d’envi-ron une minute pour les équipes alle-mandes qui travaillaient essentielle-ment en 2D et d’un temps post-contraste de deux à trois minutes pourles équipes américaines correspon-dant à des durées de séquences 3D de4 à 5 minutes. Un consensus entre cesdifférentes écoles a émergé il y a 6 ansgrâce aux travaux d’une équipe alle-mande qui a constaté que seule laforme de la courbe importait et nonpas le degré de rehaussement précocemaximal [15]. En effet, sur 101 can-cers du sein et 165 lésions bénignes,les courbes dans les cancers mon-traient un lavage dans 57 %, un pla-teau dans 34 % et une montée pro-gressive dans 9 %. Les courbes des165 lésions bénignes étaient significa-tivement différentes et montraientune montée progressive dans 83 %,un plateau dans 11,5 % et un lavagedans 5,5 %. Ceci donnait une sen-sibilité de 91 %, une spécificité de83 % et une précision diagnosti-que de 86 % si une courbe aveclavage ou plateau était utiliséecomme argument diagnostique demalignité. Cette performance dia-gnostique dépassait statistiquement laperformance du rehaussement maxi-mal précoce à une minute au profitd’une meilleure spécificité (sensibilité91 %, spécificité 37 %, précision dia-gnostique 58 %). La supériorité de laforme de la courbe sur le signal pré-coce post-injection commençait àmettre en cause la répétition d’acqui-sitions de courte durée sur une duréetotale de 7 minutes.

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Faut-il mesurer la prise de contrasteau-delà de 7 minutes ? Le nombred’acquisitions post-contraste dépenddu temps optimal pour la mise en évi-dence d’un éventuel lavage de lalésion. Une seule étude s’y est intéres-sée [16] : elle démontre qu’avec untemps d’analyse de plus de 10 minutesla visibilité était supérieure à celles’arrêtant à 7 minutes, puisque cer-tains lavages ne devenaient visiblesqu’autour de dix minutes. Des tempsintermédiaires entre 7 et 10 minutesn’avaient pas été évalués de manièrecomparative dans cette étude.D’autres travaux plus récents ont per-mis la comparaison entre un proto-cole d’acquisition 2D minuté durant 7minutes (protocole à plus haute réso-lution temporelle) avec un protocoled’acquisition 2D de deux minutesdurant 10 minutes (protocole à plushaute résolution spatiale). Pour lesdeux protocoles, il n’y avait pas de dif-férence significative dans le diagnosticmalin/bénin en tenant compte de laforme de la courbe ; par contre en uti-lisant à la fois des critères diagnosti-ques cinétiques et morphologiques, leprotocole à plus haute résolution spa-tiale (5 fois deux minutes en 2D) per-mettait un gain significatif de spécifi-cité et une meilleure courbe ROCpour caractériser les lésions bénigneset malignes [17].

L’analyse de la morphologie de la lésion mammaire

L’intérêt poussé pour la morpho-logie a débuté aux États-Unis dans lesannées 2000 avec l’avènement deséquences 3D haute résolutionspatiale qui étaient acquises une seulefois après injection de produit decontraste à des temps post-contrasteentre 2 et 3 minutes (temps d’acqui-sition 3D entre 4 et 5 minutes).D’excellentes études de corrélationanatomopathologique ont démontrél’importance de signes morphologi-ques spécifiques tels que les septasnoirs sans rehaussement, typiques defibroadénomes [18]. Des bords spicu-lés ou des prises de contraste annulai-res dans la masse étaient les meilleurs

signes morphologiques de tumeurmaligne [19]. Plusieurs groupes derecherches se sont ensuite intéressés àdévelopper des algorithmes d’inter-prétation utilisant une seule acquisi-tion post-contraste moyennant uneséquence 3D haute résolution spa-tiale. L’interprétation était basée surla seule analyse morphologique desprises de contraste anormales du sein[20]. Son application était complexepar le nombre de bras et de sous-caté-gories morphologiques. Une autreéquipe de la côte Ouest des États-Unis a proposé un algorithme basé àla fois sur l’évolution de la prise decontraste sur deux séquences post-contraste haute résolution spatiale 3Det les caractéristiques morphologi-ques [21]. L’étude concluait que lelavage du contraste, une caractéristi-que cinétique et les bords de la lésion,une caractéristique morphologiquecorrespondaient aux critères dia-gnostiques les plus utiles pour lacaractérisation de lésion mammaire.Dorénavant les deux continents« Européens » et « Américains »avaient chacun une part de « vérité »et pouvaient discuter un consensusentre « la guerre » des partisans de larésolution temporelle pour une plusgrande finesse de la cinétique et ceuxqui prônaient la plus haute résolutionspatiale en faveur de la morphologie.Les experts des deux continents onteu l’occasion de collaborer durant lestrois ans qui ont marqué le dévelop-pement du BI-RADs IRM financé parune bourse de recherche de la section« Santé des Femmes » du Ministèrede la Santé des États-Unis. De nom-breuses séances de lecture communeont précédé l’établissement du lexi-que morphologique marqué par ladécouverte des signes morphologi-ques par les experts européens, peuhabitués aux images de haute résolu-tion spatiale. Cette constatation étaitparticulièrement vraie pour les signesmorphologiques évocateurs de cancercanalaires in situ, visibles sous formede prises de contraste linéaires irrégu-lières ou non focales et micronodulai-res [22, 23], souvent non identifiésdans les séries européennes [5]. Les

experts américains ont profité de laconnaissance approfondie sur lavaleur et les définitions des principa-les caractéristiques cinétiques, mon-trant l’importance d’au moins troisacquisitions 3D au cours du temps(une avant et deux après injection deproduit de contraste). Le travail col-lectif s’est terminé par un test sur lareproductibilité du BI-RADs IRMavant sa publication [24] permettantde simplifier un certain nombre determes peu reproductibles.

Le compromis entre résolution spatiale et temporaleou l’intégration des données morphologiques et cinétiques

Vouloir obtenir à la fois de nom-breuses acquisitions post-injectionpour améliorer la précision de lacourbe de cinétique et atteindre unerésolution spatiale haute afin d’obte-nir des renseignements morphologi-ques plus fins sont des objectifscontradictoires qui ont besoin decompromis techniques. L’étuderécente de Kuhl et coauteurs a lemérite de démontrer qu’une duréed’acquisition 2D de deux minutes à laplace d’une minute obtient unemeilleure performance diagnostiquegrâce à l’obtention de caractéristi-ques morphologiques supplémentai-res sans perdre les informations ciné-tiques sur la forme de la courbe [17].En supposant que ces résultats sontsimilaires pour des séquences 3D, ladurée optimale d’une acquisition« dynamique » 3D sera donc de4 minutes. Si elle est réalisée une foisavant contraste et trois fois aprèscontraste, les temps d’acquisitionpost-contraste seront respectivementde 2, 6 et 10 minutes post-injection.Pour une durée d’acquisition 3D de5 minutes par acquisition, les tempspost-contraste sont de 2 minutes 30,7 minutes 30 [6, 21] et éventuelle-ment de 12 minutes 30 pour un tempsd’acquisition total de 15 à 20 minutesselon que l’on choisit d’obtenir deuxou trois séquences post-contraste. Lechoix de la durée et du nombred’acquisitions 3D détermine l’acquisi-

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tion du temps tardif. En l’absenced’étude sur le temps optimal dulavage, les débats vont continuer surle nombre nécessaire d’acquisitionspost-contraste.

L’importance des séquences 3Dpar rapport aux séquences 2D résidenon seulement dans la plus fine épais-seur de coupe, mais aussi dans laplus grande certitude du radiologuepour affirmer ou non l’existence depetites lésions puisqu’elles serontvisualisées sur plus d’une coupe. Ainsiune épaisseur de coupes de 3 mm nepermet d’affirmer que des lésions de6 mm puisqu’elle sera visualisée surdeux coupes adjacentes. Des coupesd’une épaisseur d’1,5 mm permettentd’affirmer l’existence de lésions mam-maires de 3 mm qui peuvent fairechanger une prise en charge théra-peutique en cas de cancer du seinavéré. Seules les séquences 3D per-mettent à ce jour de disposer de suffi-samment de coupes fines couvrantl’ensemble du sein, ce qui est indis-pensable dans les indications de biland’extension d’un cancer du sein, sursein dense ou lobulaire ou en dépis-tage, pour les patientes porteuses demutations BRCA1 ou 2. Ce raisonne-ment était moins évident quandl’IRM était utilisée principalementpour caractériser une lésion de décou-verte mammographique ou échogra-phique. La plus grande facilité àl’accès de la biopsie mammaire pré-opératoire rend cette indicationd’IRM du sein de plus en plus cadu-que et ne justifie plus que l’examensoit centré sur une petite partie dusein (protocole 2D). Les séquences3D mammaires ont l’avantage de dis-poser d’une haute résolution spatiale(matrices de 256 × 512, épaisseurs decoupes d’1 à 2 mm) et d’acquérir à lafois les renseignements morphologi-ques fins et cinétiques si elles sontrépétées deux ou trois fois aprèsl’injection de produit de contraste.Leur plus longue durée est liée à laprésence d’une technique de suppres-sion de graisse (fatsat ou wats). Cetinconvénient est compensé par lefait que les renseignements sur lecontraste sont obtenus au milieu de

l’espace temps de l’acquisition. Lalecture sur Pacs, station de travail oufilm, nécessite l’affichage simultanéde tous les temps d’acquisition parniveau de localisation. Un fenêtrageidentique permet une lecture rapidedes prises de contraste anormales sanssoustraction et facilite l’identificationvisuelle d’une prise de contraste aveclavage ou plateau, qui pourra êtreconfirmée par une mesure ROI. Desprogrammes semi-automatiques ouparamétriques sont de plus en plussouvent proposés par la plupart desconstructeurs de machine IRM, maisdoivent faire l’objet d’une vérificationdes paramètres choisis. Les séquencesdes protocoles d’IRM du sein sontsouvent en retard par rapport auxconclusions des publications récenteset l’évolution des indications. Le butde cet article est de donner desinformations techniques et desréflexions utiles à l’optimisation devos protocoles d’IRM du sein.

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