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IRM de tenseur de diffusion pour le diagnostic des cancers de la prostate: Évaluation de la Fraction d’anisotropie P.BALAGEAS, R. HUBRECHT, F.CORNELIS, Y.LE BRAS, N.GRENIER CHU DE BORDEAUX sommaire Rappels Cliquez sur un titre pour y être redirigé Biopsies écho-guidées Place de l’IRM Protocole d’IRM de prostate Aspects IRM du cancer de la prostate Evaluation de la Fraction d’anisotropie (FA) IRM de tenseur de diffusion Matériels et méthodes Résultats Discussion Conclusion Cliquez pour revenir au sommaire Rappels : biopsies écho-guidées : Encore aujourd’hui, les biopsies écho-guidées par voie endorectale sont la méthode standard de diagnostic des cancers de la prostate. Elles permettent également une estimation du risque de stade pT3a ( = envahissement extra-capsulaire ) MAIS: Cette technique manque jusqu’à 20 à 30% des cancers et le risque de stade pT3a peut être mal évalué. •H. Hricak et al. : Imaging prostate cancer : a multidisciplinary perspective place de l’IRM : 2 principales indications : bilan d’extension loco-régional : Permet de réaliser une cartographie des lésions et de détecter un stade pT3a - indiqué pour les patients à risque intermédiaire et élevé - implication sur la décision thérapeutique +++ localiser les cancers manqués sur les biopsies (avant biopsies ciblées) •F. Cornud et al : Imagerie par résonnance magnétique et cancer de la prostate protocole d’IRM de prostate : Axial T1 : Axial Sagittal T2 3 plans perpendiculaire au bord postérieur de la prostate Coronal dans le plan des vésicules séminales protocole d’IRM de prostate : Diffusion : Cartographie ADC et FA ADC Axial T1 injecté dynamique FA Aspects IRM du cancer de la prostate : Hyposignal T2 homogène peu spécifique ( adénome, hémorragie, prostatite) Restriction de diffusion (par hypercellularité, diminution espaces interstitielles) Limite: hyperplasie fibreuse IRM dynamique : - rehaussement précoce ( en zone périphérique ZP) - wash wash--out précoce (en zone transitionnelle ZT) limites: - inflammation , hyperplasie bénigne - mauvaise résolution spatiale IRM : examen difficile, multi-paramétrique, courbe d’apprentissage longue Chaque technique IRM, utilisée seule, manque de fiabilité - Diagnostic positif: • T2 : • Dynamique • ADC • Combinaison 3 techniques sensibilité 65-75% 60-97% 85% 90% - Pour le bilan d’extension : sensibilité • Extension extra-capsulaire : 13-95%% • Invasion vésicules séminales : 50-97% spécificité 50-60% 70% 72% 90% spécificité 50-95% 81-99% => recherche d’outils diagnostiques complémentaires •F. Cornud et al : Imagerie par résonnance magnétique et cancer de la prostate •L. Hyun Kyung et al. : prostate cancer : apparent diffusion coefficient map with T2-weighted images for detection Objectifs : Évaluation qualitative et quantitative de la fraction d’anisotropie (FA) sur IRM 1.5T dans la discrimination du tissu prostatique normal , hyperplasique et néoplasique. => recherche d’outils diagnostiques complémentaires Imagerie de tenseur de diffusion: DTI • Imagerie de diffusion: mise en évidence de l’interaction des molécules d’eau (mouvements browniens), et du milieu ( protéines, membranes…) => la diffusion peut être libre, restreinte isotrope, restreinte anisotrope • DTI: - Acquisition d’images pondérées en diffusion dans au moins 6 directions - Traitement des informations par l’outil mathématique de « tenseur » - Calcul dans une ellipse de 3 vecteurs propres de diffusion ג1 ג2 ג3 caractérisant la diffusion dans 3 directions orthogonales - Réalisation d’images en cartographie de FA L’ADC et la FA reflètent la microstructure tissulaire et sont très sensibles aux modifications pathologiques. Matériels et méthodes Matériels et méthodes : • • • • • • • Entre juillet 2008 et février 2009, recueil consécutif à partir de la base de données des patients ayant bénéficié d’une prostatectomie au CHU de Bordeaux 30 patients ( age moyen: 62.9 ans ) PSA ( taux moyen : 8.1 ng/ml) Gleason moyen : 6 cancer prostatique prouvé par biopsies IRM (avec antenne endo-rectale) pour stadification pré chirurgicale 4 à 6 semaines après les biopsies Prostatectomie radicale et examen anatomopathologique - critères d’inclusion : - cancer prostatique histologiquement prouvé sur pièce de prostatectomie - IRM prostatique réalisée avant tout traitement chirurgical ou radiothérapie - Critères d’exclusion : - volume tumoral du nodule cancéreux < 0.1ml - Hémorragie post-biopsique importante modifiant l’analyse IRM - mauvaise qualité de la cartographie ADC et de FA 1- Lecture des IRM par deux radiologues (1 junior et 1 sénior) pour identification des foyers cancéreux sur les séquences IRM en corrélation avec résultats anatomopathologiques de prostatectomie 2- Mesure de l’ADC ,et de la FA en territoire sain et pathologique Matériels et méthodes : Recueil de données : Segmentation de la prostate en 12 secteurs 17 94 - Zone périphérique (ZP) : Apex / Moyen / Base ---- Droit / Gauche 2 - Zone transitionnelle (ZT) : Moyen / Base ---- Droit / Gauche 8 10 2 8 10 5 11 12 - Zone fibro-musculaire antérieure (ZFMA) : Droit / Gauche 5 3 6 Matériels et méthodes : Recueil de données: 1- Identification des foyers cancéreux sur les séquences IRM en corrélation avec résultats anatomopathologiques de prostatectomie 2- Mesure de l’ ADC , et de la FA en territoire sain et pathologique : foyer cancéreux : mesure en zone saine controlatérale, et ZP saine Résultats : Résultats : Patients Siège : 30 23 ZP 4 ZT 3 ZP +ZT Volume moyen (cm3) 0.85 ADC lésion moyen (10-3mm²/s) ADC moyen - Controlat - ZP saine 1.00+/- 0.22 -1.76+/-0.35 -1.78+/-0.33 FA lésion moyen (%) FA moyen - Controlatéral - ZP saine 23.5+/-12.8 13.6+/-6.9 12.3+/-5.9 Résultats : ADC ADC ADC sain ADC CL Minimum 0,55 1,15 1,07 Médiane 1,04 1,75 1,7 Maximum 1,4 2,8 2,8 Moyenne 1,004 1,785 1,759 Ecart type 0,215 0,323 0,34 3 2,5 ADC(10-3mm²/s) ADC lésion 2 1,5 1 0,5 0 ADc lésion ADC sain ADC CL De façon similaire aux donnés de la littérature, l’ADC est diminué de 40% en moyenne dans le tissu néoplasique par rapport à la zone périphérique saine. Résultats : FA L’anisotropie apparaît significativement plus importante dans le tissu néoplasique par rapport à la zone périphérique saine. ( t-test : différence moyenne = 11.1; IC 95% = 7.4 - 14.8; p<0.0001 ) Fraction d'anisotropie FA sain FA controlatéral Minimum 7,9 5 5 Médiane 22,5 11,4 12,5 Maximum 57 27,1 30 Moyenne 23,5 12,381 13,637 Ecart type 12,568 5,811 6,795 60 50 40 FA (%) FA lésion 30 20 10 0 FA lésion FA sain FA controlatéral Discussion : • Notre étude semble montrer une anisotropie des foyers cancéreux plus importante que dans le tissu sain. Peut- on isoler une valeur seuil discriminative en analyse quantitative de la FA ? • importantes variations de la FA ( avec chevauchement des valeurs de FA en zone saine et néoplasique ) ne permettant pas de faire ressortir une valeur seuil discriminative pour un foyer cancéreux 60 50 40 FA lésion FA (%) 30 FA sain 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Patients : Valeurs de FA retrouvées en zone saine et cancéreuse La diffusion dans un milieu varie en fonction de ses caractéristiques intrinsèques (protéines, membranes…), mais aussi en fonction de paramètres plus généraux ( température corporelle, gradients IRM…) Si l’on pondère , pour chaque patient, la variation de FA dans le tissu cancéreux par rapport au tissu sain, on peut considérer s’affranchir des facteurs extrinsèques Pondération de la variation de FA dans le tissu cancéreux par rapport au tissu sain : 300 250 % de variation de FA 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 -50 patients le degré d’anisotropie des foyers cancéreux est très variable indépendamment des paramètres extrinsèques influençant la diffusion Cela reflète d’importantes variation de microstructures tissulaires des foyers cancéreux Mais le corollaire est l’impossibilité de définir des valeurs seuils absolue ou relative au tissu sain , pour identifier les foyers cancéreux La FA est elle exploitable en analyse qualitative? • En analyse qualitative, donc subjective, la tendance à l’anisotropie plus marquée dans les foyers cancéreux n’est souvent pas assez importante pour être identifiable. PATIENT 5 PATIENT 8 PATIENT 4 ADC FA Patient 4 : La différence de FA avec la ZP saine n’est pas suffisamment importante pour être appréciée de façon qualitative Quid de la distinction des foyers cancéreux VS l’hyperplasie fibreuse ? • Les foyers d’hyperplasie à forte composante fibreuse ont une tendance à l’anisotropie. •J. Xu et al. : Magnetic resonance charactéristics of histologically defined prostate cancer in humans • L’analyse de la FA ne semble donc pas permettre d’améliorer la spécificité de détection des foyers cancéreux versus l’hyperplasie fibreuse ( principal diagnostic différentiel en IRM) Que dit la littérature ? • La littérature : – J.Xu et al : • pas de différence significative d’anisotropie entre les foyers cancéreux et zone saine en ZP. • important degré d’anisotropie des zones d’hyperplasie fibreuse ( par rapport au K et tissu sain) – G. Manenti et al. : • FA plus basse dans les foyers cancéreux / ZP et ZT saine J. Xu et al. : Magnetic resonance charactéristics of histologically defined prostate cancer in humans G. Manenti et al. : Diffusion tensor magnetic resonance imaging of prostate cancer Conclusion : • Résultats discordants de notre étude avec les données de la littérature • Nécessite des échantillons plus importants • Le comportement en diffusion dépend peut-être du type de tumeur, de sa localisation, de son grade… • L’étude de la fraction d’anisotropie montre une tendance à l’anisotropie des foyers cancéreux par rapport au tissu sain • Mais aucune valeur seuil discriminative ne peut être retenue • La distinction avec les foyers d’hyperplasie fibreuse ne semble pas pouvoir être réalisée par cette technique
