TEP-IRM

DES Radiologie
Imagerie fonctionnelle et hybride – 6/12/2016
A. Kas
Médecine Nucléaire
GH Pitié-Salpêtrière Charles Foix
TEP-IRM 3T TOF Signa GE
• IRM 3T tunnel 70cm  60 cm
• Compatibilité de la chaine de
détection du TEP dans un champ
de 3 teslas (photomultiplicateurs
au silicium)
Performances techniques
Diamètre tunnel
60 cm
Axial FOV
25 cm
Sensibilité
21 cps/kBq
↑ résolution spatiale
Fenêtre de coïncidence
4,57 ns
↓ la dose délivrée
Temps de vol
380 ps
Valeur NEC max
210 kcps
Résolution en énergie
11%
Résolution spatiale
Transaxiale 10 cm: 4,5 mm
• TEP-TOF :
Atténuation par les antennes
compensée par un gain en
sensibilité
• Antennes compatibles avec la TEP
Axiale 10 cm: 4,7 mm
EXPLORATION MULTIPARAMÉTRIQUE OPTIMALE
 Potentiel de l’IRM + imagerie moléculaire en TEP
 Informations anatomiques, fonctionnelles et
moléculaire en un seul examen
 2 examens diagnostiques en 1 seule session
 Amélioration du confort du patient
 Amélioration de la quantification des images et
de la visualisation des structures cérébrales de
petites tailles:
• Correction d’effet de volume partiel
• Correction de mouvements
EXPLORATIONS LOCALISÉE + CORPS ENTIER
CHALLENGE DE LA CORRECTION D’ATTÉNUATION
TEP-TDM : TDM donne les unités Hounsfield, donc les coefficients d’atténuation
TEP-IRM :
• Le signal IRM n’est pas lié à l’atténuation des tissus (densité des protons
et propriétés de relaxation)
• Signal IRM faible et équivalent dans des structures de densité différente
(os, poumon et air)
• Prise en compte de l’atténuation des antennes et de la table
• Problème de troncature FOV TEP 60 cm > FOV IRM 50 cm
• Artefact métallique
PROJET TEP-IRM DE LA PITIÉ-SALPÊTRIÈRE
TEP-IRM 3T TOF Signa GE
• 1ère TEP-IRM « clinique » en France
• Evaluation pour l’ARS de l’intérêt clinique
• Nécessité de cibler quelques indications
pour pouvoir exploiter les données après 1
ou 2 ans
• 1113 examens depuis octobre 2015 sur un
mi-temps clinique
• Axe « tête et cou » : 90% des indications
RATIONNEL
IRM = examen de choix dans :
 Etude des patho. cérébrales : tumorales, neurodégénératives et épilepsie
 Etude loco-régionale de nombreux cancers abdomino pelviens, ORL …
Mais sensibilité parfois insuffisante : neurodégénératif, gg cervicaux envahis
Mais spécificité parfois insuffisante :
• Diagnostic de ganglions de petite taille ou étudiés après traitement
• Diagnostic différentiel inflammation-fibrose/tumeur
• Étude du péritoine (ganglions et nodules): action synergique de la TEP-IRM
• Augmentation spécificité par la TEP (+ balayage CE)
=> Choix d’indications pour lesquelles :
IRM = gold standard + Intérêt démontré de la TEP
PRINCIPALES INDICATIONS RETENUES
« TÊTE ET COU »
Pathologies neurodégénératives
n=780 examens
Diagnostic initial
Suivi évolutif
Bilan préchirurgical des épilepsies pharmaco-résistantes
n=33
Neuro-oncologie n= 100
Diagnostic différentiel radionécrose / progression /pseudoprogression
Cancers ORL et maxillo-faciaux n=110
Statut initial
Adénopathie sans porte d’entrée
Évaluation de la réponse T et N après RCT
Bilan de récidive
INDICATIONS RETENUES
Cancers du moyen et bas rectum n=13
Statut initial
Évaluation de la réponse T et N après RCT néoadjuvante
Cancers du foie et des voies biliaires n=6
Diagnostic et statut initial
Cancers du pancréas borderlines ou localement avancés n= 21
Statut initial
Évaluation de la réponse T et N après RCT néoadjuvante
Cancers du col, de l’endometre et carcinose peritonéale (ovaire et sein) n=20
Statut initial
Évaluation de la réponse T et N après RCT néoadjuvante
Cancers de la prostate n=22
Statut initial de cancers de la prostate agressifs (critères D’AMICO)
TEP-IRM EN PRATIQUE
Objectif : 11 – 15 examens/ jour de qualité diagnostique
Préparation du patient
Celle du TEP + de l’IRM
Précautions et contre-indications du TEP + celles de l’IRM
Prendre en compte la radioprotection du personnel
Acquisition: the shorter, the better !!!
Acquisition plus longue qu’en TEPscan : 30 à 50 mn vs. 10 à 20 mn
Optimisation du workflow et sélection des séquences IRM : indispensables
Correction et reconstruction
Correction d’atténuation par IRM (Dixon) ± Atlas
Interprétation
2 examens diagnostiques
Double interprétation puis confrontation des 2 pour la synthèse
Indications
Réalisation pratique
Valeur ajoutée ?
INDICATIONS EN NEURODÉGÉNÉRATIF :
TROUBLES COGNITIFS
IRM
TEP 18FDG
• MA et démence apparentée
• Suspicion de démence mixte
• Suspicion d’encéphalite autoimmune
• Parkinson atypique : AMS, DCB,
PSP, DCLD





Atrophie corticale, hippocampique ?
Atteinte vasculaire ?
Atteinte tumorale ?
Signes d’encéphalite ?
Signes de parkinson plus ?
TEP IRM au 18FDG
Jeun – Glycémie – repos neurosensoriel
2 MBq/kg de 18FDG - délai post-injection : 30 mn
Acquisition de 25 mn dont 10 à 16 mn de TEP
Antennes IRM multicanaux compatibles avec la TEP
IRM sans compromis, toutes les séquences sont disponibles (y
compris Diffusion, Perfusion, Dixon, BOLD etc ….)
QUALITÉ DES IMAGES
Hypométabolisme
dû à l’atrophie
Hypométabolisme
non dû à l’atrophie
CORRECTION D’ATTÉNUATION
Acquisition cerveau : séquence de DIXON et atlas TDM
DIXON : water, In phase, fat
Segmentation
Atlas TDM
50 patients
TEP NAC
Carte
d’atténuation
Antenne
table
TEP AC
Pas totalement satisfaisant (segmentation à améliorer, épaisseur de la
boite crânienne, variations d’anatomie non prise en compte par l’atlas)
Test de la nouvelle séquence ZTE en cours
CORRECTION D’ATTÉNUATION
SEGMENTATION
DIXON
SEGMENTATION
ATLAS CT
Homme, 53 ans. Bilan de troubles cognitifs. TEP-IRM au FDG
T1
FLAIR
Discrète atrophie pariétale
SWAN
Hippocampes normaux
DIFFUSION
TEP-IRM FDG
Hypométabolisme postérieur bilatéral
Hippocampes normaux
Profil métabolique évocateur de maladie d’Alzheimer à début jeune.
Atrophie corticale modérée pariétale.
Pas d’argument pour une démence d’origine vasculaire
 MA jeune : discordance morpho-métabolique
Homme, 78 ans,
Tableau d’APP logopénique atypique.
Hypométabolisme en faveur
d’une maladie d’Alzheimer
TEP-IRM au FDG
DEMENCE MIXTE
Leucopathie supra-tentorielle
avec multiples hypersignaux
confluents
stade III de Fazekas et Schmidt
Intérêt TEP-IRM :
-Avantage d’un seul examen (patient fragile)
-Synergie des informations permettant un « double-diagnostic »
Démence Vasculaire Sous-corticale
76 ans : troubles cognitifs dans un contexte d’éthylisme chronique et
vasculaire  MA ou démence mixte ?
Leucopathie sévère + état criblé NGC
Hypométabolisme striatal + préfrontal D
INDICATIONS EN NEURO-ONCOLOGIE :
TEP 18FDG ou 18FDOPA
IRM MULTIMODALE
• Persistance prise de contraste en
IRM après traitement
 Morphologique
• Récidive de gliome ou métastase
versus radionécrose
 DIFFUSION
• Transformation anaplasique
• Ciblage de biopsie
 Perfusion
 SWAN
 (Profil métabolique en spectroRMN)
TEP IRM
Délai post-injection : 60 mn (FDG) – 10 mn (DOPA)
Acquisition : 45 mn dont 20 mn de TEP
Chélates de Gadolinium iv : 0,2 ml/kg
IRM multimodale +/- spectroRMN
60 ans
Glioblastome traité par chirurgie et RCT en 2012
Récidive traitée de 2014 à 2015
Stabilité radioclinique puis réapparition d’une PC en IRM frontale droite fin
2015
Bon état général
Avis de la RCP : TEP-IRM FDOPA  INDICATION : radionécrose ou récidive ?
Déc 2012
Déc 2015
SWAN
Microsaignements
(microbleeds) dans la
zone irradiée
DIFFUSION
Hypersignal (cavité)
Pas d’hypercellularité
corticale
PERFUSION
Images de FDOPA
Conclusion de la TEP- IRM à la FDOPA :
Remaniements hémorragiques et nécrotiques frontaux D
(portion superficielle de la lésion) + probables nodules
tumoraux à la partie profonde.
Intérêt TEP-IRM :
Avantage d’un seul examen : confrontation spatiale et temporelle optimale
des 2 examens  synergie des interprétations
Augmentation de la précision diagnostique et du niveau de confiance dans le
diagnostic d’imagerie
BILANS PRÉCHIRUGICAUX DES EPILEPSIES PARTIELLES
TEP 18FDG
Foyer épileptogène (hypo. focal)
IRM
Dysplasie corticale, Sclérose mésiale,
petits cavernomes, Tumeur
neuroépithéliale dysembryoplasique
Epilepsie Temporale
T2
TEP-FDG
+ T1
BILANS PRÉCHIRUGICAUX DES EPILEPSIES PARTIELLES
TEP 18FDG
Foyer épileptogène (hypo. focal)
T2
IRM
Dysplasie corticale, Sclérose mésiale,
petits cavernomes, Tumeur
neuroépithéliale dysembryoplasique
TEP-FDG
+ T1
Hypometabolisme mesiotemporal and anterior temporal ant. G  identification d’un
HS T2 discret parahippocampique G compatible avec une dysplasie corticale focale.
Conclusion
Acquisition simultanée de 2 examens diagnostiques
Vraie multimodalité interprétée simultanément
confrontation précise des info. morpho. et métaboliques
précision diagnostique car meilleure visualisation des petites structures
Synergie des informations : intérêt dans les cas complexes +++
augmentation du niveau de confiance dans l’interprétation
« double-diagnostic »
Avantage pour le patient d’un seul examen
confort, transport et programmation facilités
meilleure adhésion du patient
Défis méthodologiques : correction d’atténuation perfectible
28
Indications
Réalisation pratique
Valeur ajoutée ?
CHOIX DES INDICATIONS : CELLES DE LA TEP-FDG
Staging intial des cancers T4, T3
Ganglion sans porte d’entrée
Suspicion de récidive
TEP
IRM
• Métabolisme, limites de la tumeur
 Limites tumorales
• Métabolisme ganglionnnaire cervical
 Envahissement ganglionnaire
• Métastase à distance ou K
synchrone
 Localisation à distance
◦ Difficile car manque de guidelines et de standardisation
◦ Double objectif : étude localisée + corps entier sans compromis
sur la qualité des images TEP et IRM
◦ Problème du temps d’examen
 Au maximum : 45 min d’examen
 Compromis entre ce qui est désirable et ce qui est suffisant
 Commencer les séquences pendant la fixation du traceur (1h) ?
 Pas de réduction du temps d’examen mais gain de temps pour le
patient
Mise en place clinique : contraintes
Examen simultané : Centre du FOV identique pour les deux examens
25 cm
25 cm
Repérage
TEP
DIXON
Séquences
Morphologiques
t
TEP DIXON
TEP IRM morpho
Acquisition des séquences IRM morphologiques +
séquences pour la correction d’atténuation (DIXON)
L’IRM nécessite des acquisitions longues !!!!
La durée de l’examen imposé par l’IRM
1) 1h avant : injection de 18FDG
2) Acquisition TEP/IRM cervico-faciale (20 mn)
• TEP : 1 pas centré sur la lésion
• IRM : Dixon (correction d’atténuation)
Axial T1, Axial IDEAL T2
Après injection de gadolinium
+/- Perfusion
3D T1 Gd FatSat
3) Acquisition TEP/IRM corps entier (12 mn)
• TEP : 4 pas et 3 minutes/pas
• IRM : Dixon (correction d’atténuation)
LAVA-Flex post-contrast, Diffusion
4) IRM cervico-faciale en option (8 mn)
Axial T1 IDEAL Gd, Coronal T2 IDEAL,
40 à 60 min d’acquisition
Axial diffusion
+ 5 d’installation
INFORMATION EXTRAITES
Anatomique
Fonctionnel
 CE/local
 Fusion
 T2,T1,Diff
 Axial, Coro





3’
3’
3’
3’
Simultané
SUV/ADC
SUV/perf
Métabolisme
choline/hypoxie
…
 Artéfacts métalliques moins gênants qu’en TDM
 Excellent contraste des tissus mous
 Complémentarité du TEP et de l’IRM favorisée par un recalage
optimal et la fusion des images
 Délimitation tumorale sur une anatomie complexe (palais mou,
ptérygoides, contact vasculaire, base du crâne, franchissement de
la ligne médiane)
 Intérêt dans les cas complexes : récidives après chirurgie et RT
Bilan d’extension initial carcinome épidermoïde bord libre langue gauche
IRM T1 Gd
TEP-IRM
TDM
CE du palais dur. Staging initial.
Doute sur atteinte du palais mou à
l’IRM. Pas d’hypermétabolisme en
TEP.
 Conclusion TEP-IRM : palais
mou non envahi
 Confirmation histologique
Stadification T : TEP-IRM/ histologie
Population :
84 patients (45 hommes, 60±5 ans)
 48 CE, 12 CAK, 7 sarcomes, 16 autres
 cavité orale > oropharynx > glandes salivaires > sinus > pharyngolarynx
 46 bilan initiaux, 22 récidives, 12 éval. thérapeutiques, 3 CUP
 37 exérèses chirurgicales, 41 curages ganglionnaires
94% de T staging correct
stade T
PET/MR
Histo.
T0
2(5%)
2(5%)
T1
5(14%)
4(11%)
T2
8(22%)
9(24%)
T3
0
1(3%)
T4
22(59%)
21(58%)
Schaarschmidt 2015 EJNM :
stadification T
N=12 bilans initiaux : 75% TEP/MR vs
59% en TEP/CT injecté (NS)
N=13 récidives : 72% TEP/MR
vs72% en TEP/CT injecté
T1
T1 Gd
TEP FDG
TEP IRM
CE gingivo-mand D (SUV 13,9)
Gg IB droit (SUV 4,4) et IIB gauche
(SUV=1,8)
Conclusion TEP-IRM : N0
T1 Gd
TEP/IRM
Stadification N : TEP-IRM versus histologie
N= 31, performance = 83%, VPN = 91%, VPP = 75%
Schaarschmidt 2015 EJNM : N staging
N=34 : 71% en TEP/MR vs 77% en TEP/CT injecté (NS)
• Comparaison TEP-IRM vs TEPscan injecté
• TEP-IRM = modalité de choix pour les récidives et K de la cavité
orale (moins d’artéfacts qu’en scanner)
• Potentiel de l’IRM paramétrique (diff, perf) associée à l’imagerie
TEP pour l’étude combinée du microenvironnement tumoral et
du statut métabolique tumoral
MIP TEP
Lava-Flex T1G FatSat
TEP
TEP-IRM
Limites en IRM : visualisation du parenchyme pulmonaire
 MR-based AC (Dixon sequence)
 Methodological issue :
 artefacts due to air/bone
interfaces and dental implants
 lack of signal from bone
 combined reading of PET
images with and without AC is
needed
 pseudo CT-based atlas method not
suitable because of misregistrations
between atlas and AC MR scan
 Perspectives : ZTE sequence to
improve bone segmentation
Dixon MR
sequence
Pseudo-CT
based atlas
ZTE MR sequence
 Acquisition longue, complexe mais faisable en clinique
 Complémentarité de l’IRM et du TEP dans la délimitation
tumorale et la caractérisation ganglionnaire
• confrontation précise des info. morpho. et métaboliques
Lava-Flex T1G
FatSat
• précision
diagnostique
car meilleureTEP-IRM
visualisation des petites structures
 Intérêt de la double expertise médecin nucléaire et radiologue
 Intérêt du bilan d’extension à distance
 Confort pour le patient : 2 examens diagnostiques en une seule
session
Questions en suspens et challenge :
 Amélioration nécessaire de la correction de l’atténuation
- structures osseuses mal prises en compte
- sous-estimation des SUV en TEP à proximité des structures
osseuses
Lava-Flex T1G FatSat
TEP-IRM
 Compromis étude CE/localisée : 2 tasks TEP pour garder la
simultanéité d’acquisition; temps IRM divisé par 2 pour
chaque tache
 Eviter les informations redondantes : travail d’optimisation
indispensable