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Diffusion : Technique

Diffusion : Technique. 1. Connaître les principes 2. Comprendre l’intérêt de la quantification 3. Reconnaître certains artéfacts. Pr Catherine Oppenheim. Département d’Imagerie Morphologique et Fonctionnelle, Pr Meder, CH Sainte-Anne, PARIS. Séquence IRM. Principes. Diffusion.

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Presentation Transcript

  1. Diffusion : Technique 1.Connaître les principes 2. Comprendre l’intérêt de la quantification 3. Reconnaître certains artéfacts Pr Catherine Oppenheim Département d’Imagerie Morphologique et Fonctionnelle, Pr Meder, CH Sainte-Anne, PARIS

  2. Séquence IRM Principes Diffusion T2 « rapide » T1 T2 Pixel : 6 mm2 Pixel < 1 mm2

  3. Séquence IRM Diffusion T2 Principes Signal du Liquide Cérébrospinal

  4. Principes Qu’est ce que la diffusion ? • Mouvements des molécules d’eau

  5. Principes Qu’est ce que la diffusion ? • Mouvements des molécules d’eau

  6. Séquence de diffusion 90° 180° Echo TE/2 TE/2    G G    b= 2G22( -/3)

  7.   • Si proton immobile : déphasage = rephasage => signal inchangé • Si proton mobile : déphasage Atténuation du signal (SA) Rephasage imparfait Mouvements aléatoires

  8. T2 Principes Séquence de Diffusion Diffusion

  9. Principes Séquence de Diffusion Diffusion T2

  10. b =1000 s/mm2 Comment faire ? b=0 s/mm2 b=400 b=600 b=200 b=1000  diffusion élevée : hyposignal  diffusion restreinte : hypersignal relatif b = 2G22( -/3)

  11. 740.10-6 mm2/s 380.10-6 mm2/s Liquide Coeff. de Diffusion Principes Pente de la droite = Coefficient de Diffusion SA = e-b.ADC lésion Ln (Signal) Tissu sain r2 = 2Dt équation d ’Einstein où D = 10-3 mm2/s, t100 msec T2 Diffusion

  12. Diffusion isotrope Gradients sup-inf Droite-gauche Post-antérieur

  13. Diffusion isotrope et anisotrope Principes • Isotrope: mouvements identiques dans toutes les directions de l’espace • Anisotrope (Substance blanche) : • Taille et densité des fibres • Orientation cohérente des axones voxel isotrope e2 e1 e3 voxel anisotrope

  14. e2 e1 e3 Voxel anisotrope SDiff=S0e-bD Dxx Dxy Dxz Dxx Dxy Dxz DyxDyy Dyz Dzx DzyDzz z Dyy Dyz D= x y Dzz e1 e3 e2 Le tenseur de diffusion Principes • Voxel isotrope SDiff=S0e-bD 10 0 0 20 0 0 3 référentiel [x, y, z] Diffusivité moyenne = (1 + 2 + 3)/3 = ADC vrai

  15. 6 directions 55 directions Principes Quelle séquence ? • Minimum : b0 + 6 … 55 … 512 directions • Valeur de b : 0 … 1000 … 10000 s/mm2 • Durée : 40’’à 1 heure 40 secondes b = 800 b = 2000

  16. Principes Cartes d’anisotropie Anisotropie fractionnelle 0 = Isotropie 1 = Anisotropie

  17. [1] Principes Tractographie 3D [1] [1] Melhem, AJR 2002

  18. … calcule t’on l’ADC ? Comment Pourquoi Quand

  19. Séquence de DIFFUSION Signal dépend des mouvements des molécules d’eau Principes HYPER SIGNAL ADC bas HYPO SIGNAL ADC élevé 19/44

  20. ADC T2 ADC T2 (b=0 s/mm2) ADC diminué Hypersignal Diffusion T2-shine through 20/44

  21. Si hypersignal T2/FLAIR et Diffusion … + + Le calcul d’ADC est indispensable !

  22. ADC T2 T2 ADC augmenté Hyposignal Diffusion T2- black-out ADC

  23. ADC T2 Diffusion Normale ADC normal T2 wash-out 23/44 Diffusion T2/FLAIR ADC

  24. Comment le calculer ? Analyse visuelle des cartes d’ADC Ratio d’ADC +++ Pas de différences Dt/Gh entre régions « miroir » Pas différence Homme/femme Variation selon l’âge Valeurs absolues (mm2/s) Si pas d’ADC : Interprétation diffusion + T2 +++

  25. Les cellules gonflent Œdème intracellulaire (ischémie) Hypercellularité Certaines tumeurs La viscosité augmente Abcès La diffusion (ADC) diminue si …

  26. Les cellules gonflent Œdème intracellulaire (ischémie) Hypercellularité Certaines tumeurs La viscosité augmente Abcès La diffusion (ADC) diminue si …

  27. Les cellules gonflent Œdème intracellulaire (ischémie) Hypercellularité Certaines tumeurs La viscosité augmente Abcès La diffusion (ADC) diminue si … 27/44

  28. Les cellules gonflent Œdème intracellulaire (ischémie) Hypercellularité Certaines tumeurs La viscosité augmente Abcès Œdème post critique La diffusion (ADC) diminue si …

  29. Eau extracellulaire  Destruction tissulaire Gliose Démyélinisation Contenu liquidien Kyste arachnoïdien Nécrose tumorale La diffusion (ADC) augmente si …

  30. Eau extracellulaire  Destruction tissulaire Gliose Démyélinisation Contenu liquidien Kyste arachnoïdien Nécrose tumorale La diffusion (ADC) augmente si …

  31. Eau extracellulaire  Destruction tissulaire Gliose Démyélinisation Contenu liquidien Kyste arachnoïdien Nécrose tumorale La diffusion (ADC) augmente si …

  32. Eau extracellulaire  Destruction tissulaire Gliose Démyélinisation Contenu liquidien Kyste arachnoïdien Nécrose tumorale La diffusion (ADC) augmente si … * *

  33. Eau extracellulaire  Destruction tissulaire Gliose Démyélinisation Contenu liquidien Kyste arachnoïdien Nécrose tumorale La diffusion (ADC) augmente si …

  34. Concernant l’ADC, quelle est la proposition vraie? Sa baisse signe une ischémie artérielle Est diminué dans une séquelle ischémique Son calcul nécessite au moins 3 acquisitions à différentes valeurs de b. Normal si le T2 et la diffusion sont normaux Fiable même pour les petites lésions 1

  35. Concernant l’ADC, quelle est la proposition vraie? Est diminué dans une séquelle ischémique 1

  36. Concernant l’ADC, quelle est la proposition vraie? Sa baisse signe une ischémie artérielle Est diminué dans une séquelle ischémique Son calcul nécessite au moins 3 acquisitions à différentes valeurs de b. Normal si le T2 et la diffusion sont normaux Fiable même pour les petites lésions ischémique Ln Signal b =0 b =1000 1

  37. Concernant l’ADC, quelle est la proposition vraie? Sa baisse signe une ischémie artérielle Est diminué dans une séquelle ischémique Son calcul nécessite au moins 3 acquisitions à différentes valeurs de b. Normal si le T2 et la diffusion sont normaux Fiable même pour les petites lésions ADC  b=0 b=1000 1 Log signal

  38. 5. ADC Fiable même pour les petites lésions FAUX 1 Log signal ADC  b=0 b=1000

  39. Pourquoi la substance grise est elle en hypersignal sur les images de diffusion ? 2

  40. 2 Substance Grise et Blanche • SignalDIF Substance grise > Blanche • ADC SG  SB (0.76  0.13 10-3 mm2/s) • Dû à l’hypersignal T2 de SG > SB

  41. Comment éviter cet artéfact ? 3

  42. Impossible car c’est une diffusion Augmenter la matrice Repositionner la tête du patient Arrêt des mouvements du patient Inverser PHASE et FREQUENCE 3

  43. Imagerie Echo-planaire (EPI) 64 à 128 phases par TR L’EPI est très sensible à la qualité de l’encodage en phase (qui permet de réaliser le codage de la position des mesures) car l’erreur s’accumule au sein du train d’acquisition qui est long.

  44. Susceptibilité magnétique Séquence EPI single shot Erreur codage phase Artefacts plus marqués dans le sens du codage de phase     Artéfacts 3

  45. Diffusion sans ASSET TE = 120 ms Diffusion avec ASSET TE = 86 ms Susceptibilité magnétique • Autres techniques d’acquisition : • Si on tient à utiliser l’écho-planar • EPI + imagerie parallèle SENSE ou ASSET ( Bdw,  TE) Remarque : Tout ce qui réduit le TE, réduit les artéfacts de susceptibilité magnétique car moins de déphasage Cas 1 Cas 2  antenne multicanaux

  46. T2 : b=0 Diffusion ADC Artéfacts 4 Que s’est il passé ?

  47. Direction 1 Direction 2 Direction 3 4 Image moyennée

  48. Conclusion Début du XXI ème siècle Fin du XX ème siècle

  49. Pour en savoir plus • Tout organe. Cahier FMC, J Radiol. vol spécial diffusion. 2010. • Cerveau. EMC-Radiologie 2 (2005) 133–164 • Cerveau. J Radiol. 2007 Mar;88:428-43 • Tenseur. J Radiol 2007;88:510-20 • Piège et artéfact. Poster électronique. JFR 2005; J Radiol. 2006 ;87:1837-47

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