Imagerie de diffusion en pathologie pancréatique · Imagerie de diffusion en pathologie pancréatique Imagerie de diffusion quantitative aide au diagnostic différentiel cancer

Imagerie de diffusion en pathologie

pancréatique

Celso Matos

Hôpital Erasme

Université Libre de Bruxelles

[email protected]

Plan

•Considérations techniques

•Applications cliniques

•Revue des données existantes

MRCP

T2W DWI b1000 s/mm2

MRCP

T2+DWI T2W

1 mois plus tard, pas de traitement

Considérations techniques

• Obtenir le meilleur contrast entre pancréas

normal et la lésion sans contamination par le

bruit

• Type de quantification ? • Sensible vs insensible au flux

• Saturation de graisse ?

• Âge, segment pancréatique ?

• Champ magnétique

Suppression du signal de la graisse

T2

DWI / IR

DWI / SPIR

ADC

1,132. 10 -3 mm2/s vs 1,030. 10 -3 mm2/s

Head Body Tail

ADCall (10 -6 mm2/s) 1045±192 1083±172 1001±198

D (10 -6 mm2/s) 905±189 932±183 875±2001

f 0,22±0.15 0,24±0.13 0.22±0.09

ADCall(10 -6 mm2/s) 1098±212 1104±218 1028±191

D (10 -6 mm2/s) 943±198 955±237 883±201

f 0,23±0.13 0.25±0.13 0.24±0.09

Observer A

Observer B

ADC, D, f / segments pancréatiques

N = 53 pt

• f, D and ADCall values in normal adult pancreas are not

correlated to patient age

• ADC values are lower in the tail than in the body of

normal adult pancreas

Santiago I et al. ESGAR 2011

Effet de l’âge ?

b 0 and 10

TR 1200

TE 50-60

SPIR / SPAIR

Voxel:2 x3 x5 mm3

Axial

RT

Minutes

Contraste T2 SE

"Black blood"

Focal Liver Lesion

Detection

b 0,10,20,30,50,150,300,600,1000

TR 1700

TE 70-90

SPIR / SPAIR

2 x 3 x 5 mm3

Axial

RT

Even more Minutes

Qualitative evaluation

ADC + perfusion fraction

b 0, 150, 1000

TR 1200

TE 70-80

STIR/SPIR/SPAIR

2 x 3 x 5 mm3

Axial / coronal

RT

Minutes

Qualitative evaluation

ADC

Workhorse Diffusion

1 2 3

Considérations techniques

TSE T2-w T1+ Gd

b 1000 s/mm2 b 10 s/mm2

Stratégies 1 et 2

3T

Meilleur signal

Meilleur contraste

Meilleure résolution

Diffusion pancréas à 3 T

1.5T 3T

b = 0 s/mm2

b = 1000 s/mm2

Diffusion en HR Pancréas à 3T

• Torso XL 16 ch coil

• FOV : 260 X 303

• Voxel : 1.8 x 1.8 X 5 mm3

• SE EPI DWI

• EPIf 63

• b 0,150,1000

• NSA 3 x (2, 2,8)

• Sense RL 2.6 &POS 1.5=S total 3.9

• Resp Trig

• minTR 1200

• TE 82

• Spair fat sup

3 x 3 x 5 mm3

1.7 x 1. 8 x 5 mm3

En pratique

• TSE T2-w axial et coronal : synchro respiratoire

• DWI axiale ( 3 b ) : synchro respiratoire

• 3D T1 -/+ Gd

• CPRM

Géométrie identique T2w et DWI : images de fusion

T2W DWI : b=1000 s/mm2

Fusion image ADC map

En pratique

Imagerie de diffusion en pathologie

pancréatique

Se % Sp % PPV % NPV % Acc %

Set 1 67 97 88 89 89

Set 2 61 93 75 88 86

Set 3 80 95 84 93 90

Set 1 : T2, T1 et Gd

Set 2 : DWI seule

Set 3 : 1+2

N=209 bénin vs malin

Se % Sp % PPV % NPV %

Set 1 72 94 80 91

Set 2 69 81 55 80

Set 3 81 93 80 94

Groupe cancer suspect

(N=54/209)

Imagerie de diffusion en pathologie

pancréatique

Visually isoattenuating p adenocarcinoma

at dynamic-enhanced CT Kim JH, et al Radiology 2010;257:87-96

• Fréquence : 5.4% (35 / 644)

• Faible céllularité et moins de nécrose

• MRI et PET-CT

sensibilités de 79.2% et 73.2%

• MRI et PET-CT

phase artérielle phase portale

Adénocarcinome

T neuroendocrine

Brenner R, et al. Eur J Radiol 2012

Détecter la lésion chez les patients symptomatiques

dont le CT est non contributif

Insulinome

Anaye et al , JOP 2009

Insulinome

TIPMP maligne

Se % Sp % PPV % NPV %

Set 1 71 87 67 89

Set 2 70 93 78 89

Set 3 86 93 81 95

Groupe pancréatite chronique compliquée

(N=56/209)

Imagerie de diffusion en pathologie

pancréatique

Approche multiparamétrique

MRCP T2-w DWI

sécrétine

Collections pancréatiques

N=17 Sn Sp Acc PPV NPV

DWI 75%

(3/4)

92%

(12/13)

88%

(15/17)

75%

(3/4)

92%

(12/13)

Max ADC inférieur en présence

d’infection (2.8 vs 1.1, p=0.045)

A

DC

BA

DC

BA

DC

B

A

DC

BA

DC

BA

DC

BA

DC

BA

DC

B

A

DC

BA

DC

B

Se % Sp % PPV % NPV %

Set 1 77 99 83 98

Set 2 77 96 56 98

Set 3 77 98 71 98

Groupe pancréatite autoimmune

(N=13/209)

Imagerie de diffusion en pathologie

pancréatique

Autoimmune pancreatitis

A B

E

C

D

A B

E

C

D

PAI et atteinte rénale

Imagerie de diffusion en pathologie

pancréatique

Imagerie de diffusion quantitative aide au diagnostic

différentiel cancer / pancréatite focale.

Ichikawa T, AJR 2007

Matsuki M, Abdom Imaging 2007

Takeuchi M, Acta Radiol 2008

Inan N, AJR 2008

Muraoka N, J Magn Reson Imaging 2008

Bakir B, Eur J Radiol 2009

Fattahi R, J Magn Reson Imaging 2009

Kartalis N, Eur Radiol 2009

ADC du pancréas normal

Reference Patients

Number

b value (s/mm2) ADC (10-3 mm2/s)

Ichikawa T et al (1999) 58 0-1.6/16/55 1.94 ± 0.19

Chow LC et al (2003) 12 0-300 2.60 ± 0.17

Yoshikawa T et al (2006) 174 0-600 1.76 ± 0.40

Matsuki M et al (2007) 9 0-800 1.90 ± 0.006

Kiliçkesmez O et al (2008) 50 0-500-1000 1.64 ± 0.31

Lee SS et al (2008) 11 0-500 2.06 ± 0.42

0-1000 1.62 ± 0.34

500-1000 1.17 ± 0.39

Fattahi R et al (2009) 14 0-600 1.78 ± 0.07

Bakir B et al (2009) 12 50-400-800 0.80 ± 0.06

Manque de standardisation

Studies Ichikawa et

al.(unpublished

)

Niwa et al.

2009

Fattahi et al

2009

Takeuchi et

al.

2008

Lee et al.

2008

Irie et al.

2002

b-value s/mm2 0, 500, 1000 0, 1000 0, 600 0, 800 0, 1000 30, 300, 900

P carcinoma 1.02 ± 0.17 0.72-1.88 1.46± 0.18

1.38 ± 0.32

1.23 ± 0.18

Mass-forming

pancreatitis

2.09 ± 0.18

1.04 ± 0.18

NET 0.56 ± 0.29 1.30 ± 0.41

IPMN 2.9 ± 0.36

MCA 2.4 ± 0.28 2.8 ± 1.0

SCA 2.6 ± 0.28 2.9

Pseudocyst 3.08 ± 0.35 2.9 ± 1.2

Quantitative DWI

N=209

Normal vs All and Cysts vs All : significant differences (p < .05)

Between pathologies : non significant (p > .05)

ADC in Pancreatic diseases

Am J Gastroenterol 2010

adénocarcinome

pancréatite auto immune focale

1,360 X10-3 mm2/s

1,200 X10-3 mm2/s

ADC MAP cancer

PAI

S(b)/S0 = f exp(-b D*) + (1-f) exp(-b D)

"perfusion

fraction”

pure diffusion

coefficient

D*

pseudo diffusion coefficient

D*

perfusion

D

« pure » diffusion

Biexponential model : sum of two exponential decays, one for

perfusion effects and one for « pure » diffusion.

Lee SS et al. JMRI 2008; 28:928-36

Caractérisation ?

f (%) D (µm2 / ms)

P cancer (N=20) 8.2 ± 4.0 1.07 ± 0.224

Pancreatitis (N=9) 16.3 ± 5.3 1.09 ± 0.3

p 0.0001 0.64

Differentiation between

mass-forming pancreatitis and pancreatic carcinoma

using DWI-based IVIM imaging (11 b values; range 0-800)

Klau M et al. Invest Radiol 2010

Adénocarcinome

in vivo ex-vivo

T2 T2

DWI DWI

Tumor (in vivo)

f = 0.07±0.04 (nearly monoexponential)

D = 1.10 ± 0.18 10-3mm2/s

b values : 0 10 20 30 40 50 150 300 1000 s/mm2

Tumor (ex vivo)

Totally monoexponential (f~0)

D = 0.59 ± 0.01 10-3mm2/s

b value b value

rela

tive

sig

na

l in

ten

sity

rela

tive

sig

na

l in

ten

sity

b value rela

tive

sig

na

l in

ten

sity

Pseudotumor (in vivo)

f = 0.15±0.03

D fixed to 0.80 10-3mm2/s (calculated between 150 and 1600)

b values : 0 150 1000 1600 s/mm2

b 0 b150

b1000 b1600

Prédire réponse à la ChT

Rate of T progression was significantly higher

in those patients w / lower high b-value ADC

Niwa T, Br J Radiol 2009; 82:28-34

21-12-2011 03-01-2012

ADC 1,2 10-3 s/mm2 ADC 1,4 10-3 s/mm2

Approche qualitative

Meilleure détection des lésions

Diminution utilisation de Gd

Approche quantitative

DW-based IVIM imaging

Pénalisation temps d’ acquisition

Corrélations Histopathologie

Potentiel ds le suivi T

Résumé