IRM FONCTIONNELLE CORPS ENTIER DE LA MOELLE OSSEUSE

B. Hainaux, L. Camoin, P. Zerbib, C. Lin, A. Luciani, R. Raymond, A. Rahmouni

CHU Henri MondorService d’imagerie médicalePr Alain Rahmouni

ObjectifsConcevoir un protocole IRM afin de visualiser la moelle osseuse en imagerie corps entier combinant séquences morphologiques et dynamiques après injection de produit de contrastedynamiques après injection de produit de contraste

Détecter et suivre sous traitement une infiltration médullaire diffuse et/ou la présence de lésions tumorales focales dans le cadre des atteintes hématologiques du myélome multiple

Protocole réalisé sur une IRM Siemens Avanto 1,5 T Syngo VB 13

Rappel anatomique

La moelle osseuse est constituée de :

La moelle jaune, presque uniquement graisseuse et qui augmente avec La moelle jaune, presque uniquement graisseuse et qui augmente avec l’âge

La moelle rouge (cellules souches hématopoïétiques)

Elle est présente dans tous les os, et notamment dans ceux du squelette axial

Le myélome multiple

Le myélome multiple est une prolifération plasmocytaire maligne infiltrant progressivement la moelle osseuse

*

la moelle osseuse

Il peut exister une atteinte diffuse (infiltration médullaire diffuse à l’échelle du corps entier) et celle-ci prédomine alors sur le squelette axial (rachis, côtes et bassin)

Infiltration diffuse du rachis en entier chez un Infiltration diffuse du rachis en entier chez un homme de 34 ans atteint d’un myélome multiple => Hyposignal dû au remplacement de la graisse médullaire Séquence écho de spin pondérée T1 (400/10) en sagittal

*Lin C., Luciani A., Belhadj K., et al. Patient with plasma cell disorders examined at whole-body dynamic contrast-enhanced MR imaging. Radiology 2009;250 : 905-915

Le myélome multiple

Il peut également exister des lésions focales, et celles-ci peuvent atteindre tous les segments osseux

Lésions focales du bassin et des racines des membres inférieurs chez une femme de 50 ans membres inférieurs chez une femme de 50 ans atteinte d’un myélome multiple.Séquence écho de spin pondérée T2 (4200/70) avec saturation de la graisse en coronal

Dynamique de la moelle osseuse

La moelle osseuse est un organe richement vascularisé

Dans le myélome multiple, il existe une augmentation de la Dans le myélome multiple, il existe une augmentation de la vascularisation de la moelle osseuse

Plusieurs équipes ont déjà montré qu’il était possible, en IRM, par l’étude du rehaussement dynamique de la moelle osseuse après injection de produit de contraste, de distinguer les sujets sains des sujets atteints d’un myélome multiple*

*Rahmouni A, Montazel JL, Divine M, et al. Bone marrow with diffuse tumor infiltration in patients with lymphoproliferative diseases : dynamic gadolinium-enhanced MR imaging. Radiology 2003;229:710-717

Dynamique de la moelle osseuse

A l’aide d’une séquence Turbo FLASH pondérée T1, le rehaussement maximal de la moelle est observé 40 à 60 secondes après l’injection de produit de contraste*après l’injection de produit de contraste*

Il est donc possible, sur un segment vertébral, de suivre le rehaussement de la moelle en IRM au cours du temps après injection de produit de contraste

Séquences Turbo FLASH pondérées T1 (7/3,

a b

Séquences Turbo FLASH pondérées T1 (7/3, angle de bascule de 10°) en sagittal chez une femme de 45 ans atteinte d’un myélome(a) avant injection de produit de contraste(b) 38 secondes après rehaussement de l’aorte avec l’injection de produit de contraste

*Rahmouni A, Montazel JL, Divine M, et al. Bone marrow with diffuse tumor infiltration in patients with lymphoproliferative diseases : dynamic gadolinium-enhanced MR imaging. Radiology 2003;229:710-717

Objectif du protocole IRM corps entier

On analyse le rehaussement de la

On analyse le rehaussement de la

Acquisition Acquisition

Le rehaussementmaximal est

observé 40 à 60 secondes après

injection de produitde contratse

Le rehaussementmaximal est

observé 40 à 60 secondes après

injection de produitde contratse

rehaussement de la moelle osseuse

rehaussement de la moelle osseuse

Le myélomemultiple atteinttoute la moelle

osseuse

Le myélomemultiple atteinttoute la moelle

osseuse

Acquisition dynamique surl’ensemble du squelette axial en moins de 60 secondes

Acquisition dynamique surl’ensemble du squelette axial en moins de 60 secondes

Séquences utilisées

Turbo spin-écho pondéré T2 en sagittal et en coronal +/- axial avec saturation de la graisse

Spin-écho pondéré T1 en sagittal et coronal

Echo de gradient ultra-rapide pondéré T1 en sagittal et coronal

Etude de la morphologie et des lésions du rachis en entier et du bassin Etude de la graisse médullaire

Etude complète des lésions du squelette axial et des organes extra-médullaires (poumons, foie, rate, reins)Détection des épidurites

Echo de gradient ultra-rapide pondéré T1 en sagittal et coronal (séquence VIBE chez Siemens : Volume Interpolated Breath Hold Examination) avec saturation de la graisse

Etude du rehaussement dynamique des lésions focales du squelette axialEtude du rehaussement dynamique de la moelle

Enchaînement des séquences

Séquences morphologiques1 Séquences Dynamiques2

Cranio-cervical

Dorso-lombaire/Thoracique

T2 TSE FSCoronal

T2 TSE FSSagittal

T1 SESagittal

3D- VIBEPalier ISagittal

T2 TSE FSSagittal

T1 SESagittal

3D- VIBEPalier IISagittal

3D- VIBEPalier IIICoronal

Séquences morphologiques1 Séquences Dynamiques2

horacique

Lombo-sacré/Bassin

T1 SECoronal

T2 TSE FSSagittal

T2 TSE FSCoronal

T1 SESagittal

3D- VIBEPalier IVSagittal

Sagittal

3D- VIBEPalier VCoronal

Coronal

Instrumentation

Solution TIM (Siemens) : Utilisation d’antennes de surface => augmentation du rapport signal/bruit Possibilité de connecter simultanément jusqu’à 76 éléments d’antennes => couverture du corps entier Réseau phasé : Utilisation de l’acquisition parallèle => réduction du temps d’examen

© Siemens

Méthode d’acquisition

Déplacement de la table

Le FOV de 50 cm2 permet d’acquérir un corps entier en 5

paliers (3 sagittals et 2 coronals)coronals)

Méthode de reconstruction

Grâce au logiciel de fusion des images, on regroupe les différents paliers acquis précédemment. Les différents paliers se superposent de 20 cm afin de palier à la perte de signal en bordure de champ

Exemples de reconstructions corps Exemples de reconstructions corps entier en sagittal et en coronal de la séquence VIBE avec saturation de la graisse en sagittal et coronal

T2 TSE sagittal avec saturation de graisse

Acquisition en 3 paliersCrânio-cervicalDorso-lombaire

Pourquoi une saturation de la graisse ?

Champ homogène même avec un FOV de 50 cm2

Gain de temps par rapport à une séquence STIR

1

Dorso-lombaireLombo-sacré

TR : 4200 msTE : 70 msEpaisseur de coupe : 4 mmFOV : 500x500 mmMatrice : 448x358Train d’échos : 21

Gain de temps par rapport à une séquence STIR

Diminution du rapport signal sur bruit avec une séquence STIR*

Pourquoi un plan de vue sagittal ?

Visualisation de l’ensemble du rachis

Détection des épidurites

Train d’échos : 21Nombre d’excitations : 2Nombre de coupes : 20Facteur d’accélération GRAPPA : 2Phase tête piedTemps d’acquisition : 93 s

*Delfaut EM, Beltran J, Johnson G, et al. Fat suppression in MR imaging : techniques and pitfalls. Radiographics 1999; 19:373-382

T2 TSE sagittal avec saturation de graisse 1

T2 TSE coronal avec saturation de graisse

Acquisition en 2 paliersThoraxBassin

Pourquoi un plan de vue coronal ?

Visualisation des côtes

1

Bassin

TR : 4200 msTE : 70 msEpaisseur de coupe : 4 mmFOV : 500x500 mmMatrice : 448x358Train d’échos : 21Nombre d’excitations : 2

Visualisation du bassin

Visualisation de la racine des membres

Visualisation des organes pleins (foie, rate, etc…)

Nombre d’excitations : 2Nombre de coupes : 50Facteur d’accélération GRAPPA : 3Phase tête piedTemps d’acquisition : 84 s Gating respiratoire sur le thorax

T2 TSE coronal avec saturation de graisse 1

T1 SE Sagittal

Acquisition en 3 paliersCrânio-cervicalDorso-lombaire

Pourquoi pas de saturation de la graisse ?

Détection du remplacement de la graisse médullaire par une infiltration diffuse

1

Dorso-lombaireLombo-sacré

TR : 400 msTE : 10 msEpaisseur de coupe : 4 mmFOV : 500x500 mmMatrice : 448x358Train d’écho : 1

par une infiltration diffuse

Pourquoi un plan de vue sagittal

Détection de la chute de signal des vertèbres en cas d’infiltration diffuse

Train d’écho : 1Nombre d’excitation : 1Nombre de coupes : 20Facteur d’accélération GRAPPA : 2Phase tête piedTemps d’acquisition : 112 s

T1 SE Sagittal 1

T1 SE coronal

Acquisition en 1 palierBassin

TR : 400 ms

Pourquoi un plan de vue coronal ?

Détection de la chute de signal en cas d’infiltration diffuse sur le bassin et la racine des membres inférieurs

1

TR : 400 msTE : 10 msEpaisseur de coupe : 4 mmFOV : 500x500 mmMatrice : 448x358Train d’écho : 1Nombre d’excitation : 1Nombre de coupes : 20

diffuse sur le bassin et la racine des membres inférieurs

Pourquoi pas de coronal sur le thorax ?

La graisse est peu présente dans les côtes donc on ne peut pas détecter d’infiltration diffuse

Nombre de coupes : 20Facteur d’accélération GRAPPA : 3Phase tête piedTemps d’acquisition : 186 s

T1 SE coronal 1

T1 VIBE sagittal avec saturation de la graisse

Acquisition en 3 paliersCrânio-cervicalDorso-lombaire

Pourquoi cette séquence dynamique ?

Résolution temporelle optimisée

2

Dorso-lombaireLombo-sacré

TR : 3,6 msTE : 1,3 msEpaisseur de coupe : 3 mmAngle de bascule : 20°Bande passante : 490 Hz/pixelFOV : 500x500x72 mm

Pourquoi un plan de vue sagittal ?

Détection du rehaussement des lésions focales et de l’infiltration diffuse du rachis en entier

FOV : 500x500x72 mmMatrice : 256x192x24Taille du voxel d’acquisition : 2x2,6x3 mmFacteur d’accélération GRAPPA : 2Phase tête piedTemps d’acquisition : 7 s

T1 VIBE sagittal avec saturation de la graisse 2

T1 VIBE coronal avec saturation de la graisse

Acquisition en 2 paliersThorax (apnée)Bassin

Pourquoi un plan de vue coronal ?

Détection du rehaussement des lésions focales et de l’infiltration diffuse du bassin, de la racine des membres et

2

Bassin

TR : 3,3 msTE : 1,3 msEpaisseur de coupe : 5 mmAngle de bascule : 20°Bande passante : 490 Hz/pixelFOV : 500x500x200 mmMatrice : 256x192x40

l’infiltration diffuse du bassin, de la racine des membres et des lésions des organes extra-médullaires

Matrice : 256x192x40Taille du voxel d’acquisition : 2x2,6x5 mmFacteur d’accélération GRAPPA : 2Phase droite gaucheTemps d’acquisition : 9 sApnée sur le thorax

T1 VIBE coronal avec saturation de la graisse 2

Chronologie des répétitions dynamiques

Une répétition comporte les 5 paliersCervico-dorsal en sagittalDorso-lombaire en sagittalThoracique en coronalLombo-sacré en sagittalBassin en coronal

Les 7 répétitions ont une durée de 7 minutes, afin de suivre la cinétique de la prise de contraste* Une répétition est réalisée avant l’injection pour vérifier le bon positionnement des piles de coupespositionnement des piles de coupes

1ère

répétition1ère

répétition

Injection du produit de contraste

Injection du produit de contraste

2ème

répétition2ème

répétition3ème

répétition3ème

répétition4ème

répétition4ème

répétition5ème

répétition5ème

répétition6ème

répétition6ème

répétition7ème

répétition7ème

répétition

*Lin C., Luciani A., Belhadj K., et al. Patient with plasma cell disorders examined at whole-body dynamic contrast-enhanced MR imaging. Radiology 2009;250 : 905-915

Protocole d’injection

L’injection est lancée entre le 4ème et 5ème palier pour obtenir un temps précoce au début de la 2ème répétition

On injecte un bolus de gadolinium

Volume : 0,2 ml/kg

Vitesse d’injection 2 ml/sec

On réalise une étude quantitative(pourcentage de rehaussement), doncle volume injecté est calculé en fonctiondu poids du patient

Injecteur automatique avec seringues double corps

Préparation du patient

Expliquer l’examen et rassurer le patient

Prévenir de la durée (1/2 heure)Prévenir de la durée (1/2 heure)

Informer que l’acquisition des images au niveau des poumons nécéssite des apnées ou un asservissement respiratoire

S’assurer d’une complète compréhension et coopération du patient.

Expliquer l’indispensable prend quelques minutes et diminue le taux d’échec

Préparation du patientMettre en place une perfusion

Installer le patient en décubitus dorsal

Placer l’asservissement respiratoire

Positionner les antennes de surfaces :Antenne crâne

Antenne cervicale

Antenne rachis

Antenne body

Cas clinique

Patiente de 66 ans

Suspicion de myélome multiple devant une élévation du taux de Suspicion de myélome multiple devant une élévation du taux de gammaglobulines avec pic de IgG (Immunoglobuline G) à 20 g/L

IRM corps entier de décembre 2006

Détection d’un myélome multiple

T1 SE T2 TSE FS T1 VIBEAtteinte en hyposignal T1 et hypersignal T2 sur le sacrum avec hypersignal T2 sur le sacrum avec rehaussement précoce, intense, dépassant 100% sur l’ensemble du rachis

Suivi après traitement

Même patiente

Suivi après traitement par chimiothérapie d’induction : 3 cures Suivi après traitement par chimiothérapie d’induction : 3 cures d’Adriamycin Dexamethasone

Baisse du pic des IgG à 8 g/L

IRM corps entier de mars 2007

Suivi après traitement

T1 SE T2 TSE FS

Persistance d’anomalies de signal

T1 VIBE

Persistance d’anomalies de signal T1 et T2 mais normalisation des courbes de rehaussement

Suivi après traitement : infiltration diffuse de la moelle

Rappel : On remarque l’infiltration diffuse de la moelle sur les séquences T1. Il y a moins de graisse donc la moelle est en hyposignalhyposignal

Il n’y a pas d’évolution significative entre les deux T1 (avant et après traitement)

Les séquences dynamiques permettent de constater une diminution significativedes courbes de rehaussement Décembre 2006des courbes de rehaussement

Bonne réponse au traitement

Les chiffres obtenus ne sont valables que pour la séquence utilisée (VIBE)

Décembre 2006

Mars 2007

*Mesuré avec une ROI en T9

Suivi après traitement : lésion focale sacrée

Sur les séquences morphologiques T1 et T2 (avant et après traitement), on ne remarque pas de différence significative de taille.

Les séquences dynamiques permettent de constater une diminution significative des courbes de rehaussement

Bonne réponse au traitement

Mars 2007

Les chiffres obtenus ne sont valables que pour la séquence utilisée (VIBE)

Décembre 2006

Mars 2007

Conclusion

Examen non-irradiant permettant pour les patients atteints d’un myélome multiple :

Le staging initial

Le suivi sous traitement

Validation clinique en cours : projet de recherche national multi centrique PHRC (Projet Hospitalier de Recherche Clinique) 2009*

*http://www.e-cancer.fr/v1/fichiers/public/web_phrc2009_2.pdf