Perfusion cérébrale en IRM

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Perfusion cérébrale en IRM

Technique et applications cliniques 2008

Catherine Oppenheim

Université Paris Descartes - CH Sainte-Anne

c.oppenheim@ch-sainte-anne.fr

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Objectifs pédagogiques

• “Démystifier” l’étude de la perfusion en IRM

• Comprendre les principes de base

• Connaître quelques applications cliniques

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Methodes Methodes Arteres

Arteres Arterio, ACT, Arterio, ACT, ARMARM

Arterioles

Arterioles ArteriographieArteriographie

Capillaires

Capillaires SPECT, PET SPECT, PET

XeCT, CT, XeCT, CT, IRMIRM

Veinules

Veinules ArtériographieArtériographie

VeinesVeines Artério., ACT, Artério., ACT, ARMARM

Vascularisation cérébrale

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Perfusion cérébrale Médecine nucléaire

-PET -SPECT

Scanner -Xenon (XeCT)

-TDM de perfusion dynamique après injection iodée

Doppler IRM

-Perfusion dynamique T2/T2* après Gd -Perfusion sans injection ASL

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Comment mesurer la perfusion en IRM ?

1) Etude du premier passage de Gadolinium

2) Marquage de spin artériel

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GADOLINIUM bolus IV

circule dans le secteur intravasculaire  si intégrité de BHE

augmente la différence de susceptibilité magnétique entre le lit capillaire et le parenchyme adjacent

Gradients de champ magnétiques internes



 déphasage des spins



 signal en T2*

• Etude du 1^er passage d’un agent de

contraste paramagnétique non-diffusible

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Perfusion : Comment faire ?

• 1/3 sup avant bras

• 18 G (vert)

• Raccord en ligne droite

• Validation de la voie veineuse (injection test manuelle)

• Gestion des espace morts

Préparation de la voie d’abord

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• Gadolinium

• Dose 0.2 cc/kg

• Débit : 5 à 10 cc/s

• Pulsé par 20 cc sérum physiologique au même débit

• Timing : lancer la séquence puis l’injection (délai court :1sec)

Injection

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Quelles sont les sources d’échec ?

• Voie d’abord « mauvaise » ou inappropriée/débit d’injection

• Obstacle sur la voie d’abord (ex robinet)

• Injection avant la séquence

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Mesure de perfusion en IRM

• Bolus de gadolinium IV

• Séquence en T2*

• Acquisition séquentielle EPI / seconde

• Analyse du Signal = f(t)

Diffusion Signal=f(t)

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• 20 coupes X 25 Phases = 500 images

• Durée de la séquence : 50 sec

= 1 Phase par TR (2000 ms) = 2000 x 25

10 s

A quoi correspondent les images obtenues ?

N coupes (ex 20)

Phase 1

Phase 1 Phase xPhase x Phase 25Phase 25

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TTP

x x

x

x x

x

x x x x x

Conc

Time

BAT

apMTT rCBV(surface)

MAX

BAT bolus arrival time

TTP time to peak

apMTT apparent mean transit time

rCBV relative cerebral blood volume

MAX peak height

CBFi cerebral blood flow index

= rCBV / apMTT

BAT TTP apMTT rCBV CBFi MAX

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Comment mesurer la perfusion en IRM ?

1) Etude du premier passage de Gadolinium

2) Marquage de spin artériel

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Arterial Spin Labeling : Sang = Contraste endogène

« Pulsé »

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« Tag » « Control » Les séquences pulsées

-

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« Tag » MO « Control »

-MO

180 90

TI CBF = ∆M / 2 αM0a * 1 / ד e^(-TI/T1)

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• Paramètres:

– 3,39 minutes. 50 volumes « tags » + 50

« contrôles »

– 10 coupes de 7 mm tous les 3 mm.

– FOV= 240 mm - Matrice= 96*96 - pixel=2,5 mm²

– TE/TR/TI: minimum/2000/1200 ms.

• Et surtout : pas d’injection ++++

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APPLICATIONS CLINIQUES

1. Infarctus cérébral

2. Tumeurs cérébrales

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IRM à H4

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DSC ml/100gr/min

Temps

Severité

+3H +12H +24H

10 22-18

14

Irreversible ischemia Infarct

Reversible ischemia Penumbra

Oligaemia Normal 50-35

60

1H

PET

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L’étude combinée Diffusion / Perfusion

permet d’apprécier l’étendue de la

PENOMBRE

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Mesure de perfusion en IRM

Diffusion Signal=f(t)

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Perfusion / Diffusion

«mismatch »

app MTT Diffusion

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H4 H 20

Thrombolyse intra-artérielle à H6

Diffusion Perfusion Diffusion Perfusion

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H2

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FLAIR Diffusion

Perfusion

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ET avec le marquage de spin artériel ?

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APPLICATIONS CLINIQUES

1. Infarctus cérébral 2. Tumeurs cérébrales

- Caractérisation tumorale - Grading tumoral

- Diganostic différentiel

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Principe

– chute de signal proportionnelle à

• Densité vasculaire

• Diamètre et nombre de vaisseaux

 mesure de l’angiogénèse tumorale

T1 + gado Perfusion (VSC)



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Hyperperfusion sans prise de contraste

VSC

VSC x 5 : GLIOME de haut grade

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GRADING TUMORAL

Si rVSC < 1.5 : gliome de bas grade.

Ici rVSC x 3 : haut grade malgré absence de C+

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Guider la biopsie …

Perfusion par marquage de spin arteriel (ASL)

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• Il s’agit d’une tumeur mais laquelle ?

VSC nomal ou diminué : LYMPHOME

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Diagnostic

• Est ce une tumeur ou un abcès ?

FLAIR T1 Gd VSC

Pas d’angiogenèse de la coque = ABCES

Iconographie : CHRU Lille

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FLAIR T1 Gd VSC

Radionécrose ou récidive ?

 VSC : Radionécrose

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CONCLUSION

• L’étude de la perfusion n’est plus qu’un outil de recherche

• Elle est possible ± Gadolinium

• Doit s’analyser à la lumière des séquences

“classique” (+/- spectrospcopie)