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Evaluation de la fonction rénale
en TDM multi-détecteurs en
routine clinique : faisabilité
B Sauer, L Gengler, I Marzouk-Moussa, C Roy
Service de radiologie B
Hôpital civil, CHU Strasbourg
Introduction
La tomodensitométrie a supplanté toutes les
techniques
conventionnelles
d’exploration
rénale
Le bilan morphologique permet une analyse
précise de l’anatomie et des pathologies
rénales
L’imagerie fonctionnelle des
différents
organes est très probablement le futur
développement à venir
Objectifs
Nous avons évalué la faisabilité
en
routine clinique de l’évaluation de la
fonction rénale lors d’une acquisition
multiphasique en utilisant la méthode de
Patlak
Filtration glomérulaire
Néphron
Distribution du produit de
contraste
Les PDC iodés sont filtrés par le rein sans
réabsorption, ni excrétion
La voie d’élimination des PDC est rénale
quasi-exclusivement (95%, biliaire à 5%)
Filtration glomérulaire
Filtration glomérulaire
Rein
Plasma
(Réabsorbtion)
Modèle pharmacocinétique
tricompartimental de
distribution des produits
de contraste iodés
Sécrétion
Urine
Principe de la méthode de
Patlak
Mesure de la filtration glomérulaire
tomodensitométrie
par
On considère que le rein contient
deux
composantes : une composante néphronique et
une composante vasculaire (la composante
interstitielle est négligée)
L’objectif est de mesurer la
composante
néphronique qui est le reflet de la filtration
glomérulaire
Absorbtion des rayons X et
PDC iodés
La mesure de la densité en unité Houndsfield des produits
de contraste est strictement proportionnelle à leur
concentration. Ainsi en mesurant par exemple la densité de
l’aorte, on a un reflet exact de la concentration vasculaire
en iode
UH
Concentration
en iode
Principe de la méthode de
Patlak
On mesure la densité globale de chaque rein :
c’est à dire la somme des deux composantes
(vasculaire et néphronique)
La composante vasculaire est estimée par la
mesure de la densité aortique
Le préalable à la mesure de la densité vasculaire est la
prise en compte de l’hématocrite. En effet, le PDC ne se
distribue que dans le plasma et seul le plasma est filtré; il
faut « soustraire » les globules rouges pour le calcul
Globules
Mesure de la densité aortique
PLASMA
Matériel et méthodes
Etude prospective sur 22 patients en TDM
volumique multiphasique sur Aquilion 64
(Toshiba).
Nous utilisons une méthode de Patlak pour
mesurer la fonction rénale en TDM que nous
comparons aux clairances de la créatinine
Protocole d’acquisition
Phase sans injection abdominale
Injection de 80 à 100 ml de PDC iodé (ioméron
400®) à 4mL/seconde suivi de 50 mL de sérum
physiologique
Phase artérielle après détection du bolus (seuil
280 UH)
Phase parenchymateuse réalisée 60 secondes
après la phase artérielle
Mesure de la composante
vasculaire
L’objectif est d’obtenir la courbe de
rehaussement aortique
UH
Temps
Mesure de la composante
vasculaire
Nous mesurons la densité de l’aorte lors
de l’arrivée du bolus
Mesure de la composante
vasculaire
Puis, nous mesurons la densité de l’aorte aux
phases
sans
injection,
artérielle
et
parenchymateuse
La soustraction des valeurs du bolus tracking, de
la phase artérielle (A) et de la phase
parenchymateuse (P) par la valeur sans injection
(SI) donne le rehaussement et reflète ainsi la
concentration d’iode à ces différentes phases
rehaussement artériel = A - SI
Mesure du volume chaque
rein
Par contourage, nous segmentons chacun
des 2 reins sur la phase parenchymateuse
puis nous calculons ainsi son volume
Le contourage inclus le cortex et la
médullaire mais exclut les cavités ainsi que
les vaisseaux au niveau du hile rénal
Mesure du volume des reins
Mesure de la densité moyenne
de chaque rein
Sur des MPR frontales, mesure de 3 densités sur
un contourage englobant tout le rein en incluant le
cortex et la médullaire mais excluant les cavités
ainsi que les vaisseaux au niveau du hile rénal
Ces mesures sont effectuées sur les phases sans
injection, artérielle et parenchymateuse
Mesure de la densité moyenne
de chaque rein
Mesure de l’atténuation globale
de chaque rein
En multipliant la densité moyenne à chaque phase
par le volume rénal, on obtient la densité globale
de chaque rein pour chaque phase
En soustrayant les résultats des
phases
artérielle (A) et parenchymateuse (P) par les
résultats à la phase sans injection (SI) on
obtient le rehaussement global à chaque phase
Rehaussement global artériel = P - SI
Mesure la composante
néphronique
Nous considérons que le rein ne contient que
deux composantes : la composante néphronique
et la composante vasculaire (la composante
interstitielle est négligée)
La contribution vasculaire a été mesurée par la
mesure de la courbe aortique. Le rehaussement
global (somme des 2 composantes) du rein a été
mesuré. Nous pouvons donc mesurer la clairance
de chaque rein (composante néphronique)
Résultats
les mesures de clairance par la méthode de
Patlak sont fiables mais sont inférieures aux
clairances de la créatinine calculé selon la
formule de Cockcroft d’environ 10 mL/minute
Résultats
Par contre, cette méthode est relativement
longue et laborieuse manuellement. Au début de
l’étude il fallait environ 40 minutes pour mesurer
la clairance rénale
Avec la progression, un temps moyen de 20
minutes reste nécessaire même quand elle est
réalisée par un manipulateur entraîné, ce qui est
en pratique quotidienne n’est pas envisageable
Discussion
Un des avenirs les plus prometteurs de l’imagerie
est la réalisation de mesures de fonction d’organe
Dans ce cas, la méthode présentée permet
d’obtenir ces données en plus de l’acquisition
morphologique classique sans aucun préjudice pour
le patient : il n’y a pas nécessité de phase
supplémentaire (donc aucune irradiation), ni
d’utilisation d’autres agents pharmacologiques
supplémentaires.
Discussion
Toutefois cette méthode dans sa forme actuelle
a quelques limites dont la plus importante est le
temps-manipulateur pour la réaliser
Cette méthode ne pourra devenir routinière que
quand nous disposerons de logiciels de
segmentation fiable permettant de calculer
facilement et surtout rapidement des mesures
de volume et de densité globales (réalisation de
VOI intégrant ces mesures)
Discussion
Les quelques essais jusqu’alors effectués par
notre équipe se sont révélés décevants : en effet
la segmentation sur le principe de seuillage de
densité s’avère infructueuse dès qu’il existe un
contact avec le foie ou la rate
Limites
De plus, la méthode utilisée mesure l’atténuation globale du
rein en incluant à la fois le cortex et la médullaire
La médullaire ne contient aucun glomérule (que des tubules):
elle ne participe pas à la filtration glomérulaire (seulement
aux mécanismes de réabsorption et de concentration de
l’urine)
La mesure de la densité en incluant la médullaire est donc
soumise à beaucoup de variation
dont le principal
déterminant est l’état d’hydratation. C’est le principal
facteur expliquant la sous-estimation des valeurs par la
méthode utilisée
Discussion
La mesure de la densité globale limitée au cortex
est possible lors de la phase artérielle mais elle
est impossible lors de la phase parenchymateuse
car il est difficile de distinguer la médullaire et
le cortex
Limites
Nous avons considéré que le rein ne contient que
deux composantes : la composante néphronique et
la composante vasculaire
La composante interstitielle est négligée, elle
représente environ 7% du volume, mais cette part
augmente en cas d’insuffisance rénale (en
particulier en cas d’obstruction)
De plus, en cas d’insuffisance rénale l’excrétion
biliaire du PDC iodé augmente un peu ce qui
contribue aussi à fausser la mesure
Limite du référentiel
La clairance créatinine par la formule
de
Cockcroft n’est qu’un reflet de la filtration
glomérulaire
En effet, en cas d’insuffisance rénale il existe
une sécrétion tubulaire de la créatinine
Cette clairance reste souvent une référence
très utilisée, notamment du fait de sa simplicité
Limite du référentiel
La scintigraphie reste la référence pour la
mesure de clairance différentielle
Toutefois, selon le traceur utilisé la mesure
reflète la filtration glomérulaire plus ou moins
teintée par une sécrétion tubulaire
La mesure de la clairance différentielle en
tomodensitométrie est une alternative tout à
fait prometteuse
Conclusion
La mesure de la fonction rénale en utilisant un
protocole triphasique classique est fiable
Elle est un complément qui sera à l’avenir
indispensable
en
plus
des
informations
morphologiques fournies par la TDM
Il est nécessaire de développer des logiciels
d’analyse automatique pour une utilisation en
routine
Références
• Daghini E, Juillard L, Haas JA, Krier JD, Romero JC, Lerman LO.
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filtration rate with electron-beam CT in pigs. Radiology 2007; 242:417424.
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• Sommer G, Olcott EW, Chow LC, Saket RR, Schraedley-Desmond P.
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