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
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