IRM Spectro Cérébrale PDF

IRM spectro cérébrale Mr MELLITI Professeur principal hors classe Les objectifs  Expliquer la technique d’irm spectro cérebrale  spectroscopie  Cette séquence à pour finalité de détecter précocement des anomali...

IRM spectro cérébrale Mr MELLITI Professeur principal hors classe Les objectifs  Expliquer la technique d’irm spectro cérebrale  spectroscopie  Cette séquence à pour finalité de détecter précocement des anomalies métaboliques entraînant une souffrance cérébrale, avant même de visualiser une anomalie en IRM classique, ou d'orienter vers la nature d'un processus pathologique focalisé. La majorité des études par SRM à but clinique sur le cerveau utilise , comme l’IRM , le noyau de l’atome d’hydrogène (proton). Contrairement à l’IRM , en SRM du proton, il est absolument nécessaire d’éliminer (ou au moins réduire) le signal de l’eau qui, en raison de sa très grande amplitude, gène la détection des atomes d’hydrogène des autres molécules en solution et moins concentrées.  Cette séquence analyse différents métabolites dans une région d'intérêt cérébrale matérialisée par un voxel.  Elle comprend deux acquisitions successives  À temps d'écho (TE) court (30 à 35 ms), tous les métabolites de la lésion sont visualisés.  Le temps d'écho intermédiaire (135 à 144 ms) est utilisé pour quantifier certains métabolites à T2long (Cr, NAA, Cho et lactate, dont le pic de résonance s'inverse par rapport à la ligne de base) Les principaux métabolites.  N-Acétyle-Aspartate  Marqueur de la densité et du fonctions neuronal et le pic dominant le spectre à l’état normal L’intensité de pic diminue lorsque qu’il y’a une souffrance cérébrale : tumeur, abcès, ischémie SEP, épilepsie ,trauma crânien,  créatine  Représente le métabolisme énergétique cérébral Souvent utilisé comme référence car c’est un métabolite stable Lactate NB: à TE long (TE=144ms le pic du lactate) s’inverse  tumeur, infection, hémorragie, hydrocéphalie choline  Marqueur de la synthèse membranaire  Augmente: tumeur et inflammation  diminue: AVC ou démence  TE = 30 ms 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 ppm TE = 135 ms. Matériel et logiciels requis en SRM  Un champ magnétique suffisamment puissant et très homogène, pour discerner les pics de résonance (au moins 1,5 T)  Séquences spécifiques: deux types:  la spectroscopie MONOVOXEL qui ne recueille le spectre que d’un seul voxel.  Spectroscopie MULTIVOXEL: imagerie spectroscopique qui mesure les spectres en projection (1D), sur une coupe (2D) ou un volume (3D).  Des logiciels de traitement des données adaptés Spectroscopie monovoxel  A toute acquisition de SRM, une homogénéisation du champ magnétique (shimming) est effectuée sur la région d’intérêt.  Réalisation d’une seule acquisition après avoir déterminé un volume d’intérêt de 1 à 10 cm3.  Application: Lésions focales homogènes car son volume d’exploration est unique et petit.  L’acquisition du signal provenant du voxel sélectionné peut être effectuée par deux types de séquences différentes :  STEAM (STimulated Echo Acquisition Mode)  succession de trois impulsions de radiofréquence de 90°.  utilisée lorsque l’on veut obtenir des temps d’écho très courts.  plus fiable dans la qualité de la localisation, mais présente un moins bon rapport signal sur bruit.  PRESS (Point Resolved Spectroscopy Select) :  première impulsion de radiofréquence de 90° dans l’axe X, une seconde impulsion de 180° dans l’axe Z et enfin une troisième impulsion de 180° selon l’axe Y.  présente un meilleur rapport signal sur bruit.  Avantages  Acquisition rapide (2 à 4 min)  Traitement des données facile (1 seul spectre à traiter)  Bonne reproductibilité notamment à TE court  Inconvénients  Ne permet pas d’étudier les différentes composantes d’une lésion hétérogène  Ne permet pas d’étudier les limites de la tumeur  Risque de spectre normal dans l’étude des petites lésions (volume partiel) >>>>>Il faut dans ce cas essayer de réduire au maximum la taille du voxel pour que celui ci ne contienne que la lésion, en prenant soin d’augmenter le nombre d’acquisitions pour compenser la baisse du rapport signal sur bruit SRM monovoxel Spectroscopie MULTIVOXEL ou imagerie spectroscopique  Avantages  Multitude de spectres  Etude des différentes régions d’une lésion hétérogène  Délimitation zone saine/zone pathologique (très utile en pathologie tumorale >>> permet de définir si une tumeur est infiltrante ou non)  Inconvénients  Acquisition plus longue (8 min)  Traitement des données délicat (multitude de spectres) Spectroscopie multivoxel: Multiples points d’étude , délimitation zone saine / zone pathologique SRM multivoxel (CSI).  Quantification des métabolites:  * La première méthode la plus simple est de faire un rapport de concentration: - Par exemple : NAA/Cr & Cho/Cr (utilisé est la créatine car sa concentration reste relativement stable dans les différentes pathologies)  La deuxième méthode: * NAA / NAA * Cho / Cho * Cr / Cr  REALISATION DE L’EXAMEN  1- IRM conventionnelle  Repérage anatomique de la lésion Permet le positionnement de la zone d’intérêt  Avant ou après injection de gadolinium Dans le domaine de la neuro-oncologie il est en général conseillé de réaliser la spectroscopie après l’injection pour mieux positionner la boite. De plus l’acquisition de spectroscopie allongeant la durée de l’examen, il y a un risque accru de mouvements du patient sur les séquences T1 injectées si celles-ci sont réalisées en dernier La plupart des études in vivo ne montrent pas de modification significative de la quantification des différents métabolites après injection de gadolinium  2- Sélection de la séquence et de ses paramètres  Séquence : mono ou multivoxel  TE court, intermédiaire ou long  TR (environ 2500 ms en monovoxel, 1600 ms 2D CSI)  Matrice en multivoxel: 8 x 8 ou 16 x 16 cm  Plus la région d’intérêt est grande, plus le signal sera élevé (rapport signal/bruit élevé). En contre partie, les phénomènes de volume partiel seront accentués  3- Positionnement de la région d’intérêt  A réaliser dans les trois plans Exclure structures osseuses, graisse sous cutanée, sinus, hématome  Attention aux phénomènes de volume partiel  (Correspond à un voxel mesurant généralement 10 à 20 mm dans les trois plans de l’espace en technique monovoxel et environ 10 cm en multivoxel dans les deux plans de la coupe )  4- Saturation de l’eau et des lipide  Eau Essentielle car concentration x10 000 par rapport aux métabolites étudiés Suppression sélective centrée sur la résonance de l’eau par la méthode CHESS (qui réduit l’eau d’un facteur 1000)  Lipides (bandes de pré saturations au maximum4 bandes) Il ne s’agit pas de supprimer tous les lipides dans la région d’intérêt comme pour l’eau. Elle correspond à la mise en place de bandes de saturations disposées autour de la région d’intérêt pour supprimer la graisse sous-cutanée( la graisse risque de contaminer le pic de lactate) et les zones aréique , liquidienne et l’os *** METASTASES  Augmentation de la choline  Absence ou baisse marquée de la créatine et du NAA  Lipides ++ pic dominant du spectre  Région péri-lésionnelle : absence de profil tumoral (≠ glioblastome, lymphome)  ABCES CEREBRAL spectres complètement différents ; en cas d’abcès des métabolites spécifiques : Multiplet d’acides aminés (isoleucine, leucine, valine : 0.90 ppm) qui permet de porter le diagnostic car il n’est pas retrouvé dans les tumeurs cérébrales. - Acétate (1.92 ppm) qui est aussi un marqueur d’infection et serait produit par de nombreuses bactéries. Il est retrouvé en spectroscopie dans les abcès cérébraux avec une fréquence proche de 90% et a aussi été décrit en cas de kystes hydatiques. - Succinate (2.4 ppm) dans environ un tiers des cas en fonction du germe