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Présentation
Notre service a parié en février
2008 sur la substitution d’une
machine 1.5T par une 3T HDXt
GE Healthcare avec, comme
cahier des charges, la
polyvalence.
H.I.A Sainte-Anne TOULON
Le passage à un haut champ n’est pas une transposition
classique des séquences et des pratiques de travail, tant
pour les médecins que pour les manipulateurs.
Généralités
‰ Maladies Cardio-Vasculaire
ƒ 500 000 décès par an
ƒ 30% de décès en France
ƒ 120 000 infarctus du myocarde par an
ƒ Bat plus de 100 000/jours
ƒ Pompe plus de 8000L de sang par jours
ƒ Mesure 13cm de long et 8cm de large
ƒ Pèse entre 250 et 350g
Introduction
¾ L’exploration du cœur en IRM 3T doit faire face à de
nombreuses difficultés techniques car on s’adresse à des
organes comportant des structures mobiles: battements
cardiaques, mouvements respiratoires et flux sanguin.
¾ Ces déplacements sont sources d’artéfacts majoré à 3T.
¾ Les progrès techniques récents de l’IRM 3T ont toutefois
permis de rendre l’exploration cardiaque possible en
pratique clinique courante, avec des indications dans de
nombreuses pathologies : ischémique, infectieuse et
inflammatoire, congénitale, valvulaire…
IRM Cardiaque : Pour quoi faire ?
Ø Pathologie ischémique
— infarctus du myocarde, ischémie sous stress.
DU SIGNE A LA PATHOLOGIE
Ø Pathologie myocardique non ischémique
— myocardite, cardiomyopathies, HTAP.
Ø Pathologie tumorale
Ø Pathologie valvulaire
— insuffisances, rétrécissements, …
Ø Malformations
DE LA PATHOLOGIE AU SIGNE
Ø anomalies vasculaires, anomalies de communications.
Principaux Artéfacts
Artéfacts
de mouvements
Synchronisation
ECG
Artéfacts
de repliement
Susceptibilité
magnétique
Artéfacts
d’Off-Resonance
Artéfacts
de flux
Inhomogénéités de
champ magnétique B0
Déplacement
chimique
Problèmes : Artéfacts majorés à 3T
¾ Les champs magnétiques élevés (3 T) améliorent
théoriquement le rapport signal/bruit mais cet
avantage est malheureusement contrebalancé par
d'importants artefacts.
¾ Ces inconvénients sont particulièrement gênants
avec les séquences FIESTA (qui sont très sensibles
aux variation d'intensité du champ magnétique).
Inconvénient : le Déplacement Chimique
Il est dû à la variation de la
fréquence de résonance de
protons situés dans des
environnements chimiques
différents.
DONC :
Majoration
du déplacement chimique
à 3T
DC 3T = DC 1.5T x 2
La fréquence de Larmor
des protons de la graisse,
est inférieure à celle des
protons de l’eau.
Il se traduit par un
décalage de pixels
avec apparition d’un
liseré d’artéfacts.
Déplacement Chimique : Avantages
AVANTAGES :
¾ Meilleure différenciation des pics eau-graisse
¾ Meilleure saturation de graisse (FAT SAT)
H2O
Fat
(+)
(-)
–1.5T---223 Hz
–3.0T---447 Hz
INCONVENIENTS :
¾ Décalage de pixels
¾ Apparitions de
lignes d’artefacts
SOLUTIONS :
¾ Utilisation de la FAT SAT
¾ Augmentation de la BP
Inconvénient : la Susceptibilité Magnétique
Elle caractérise l’aptitude d’un corps à s’aimanter.
Quand deux structures de contacts ont des susceptibilités magnétiques
différentes, il y a apparition d’un gradient de champ magnétique local.
SM 3T = SM 1.5T x 2
Susceptibilité Magnétique : Avantages
AVANTAGES :
¾ Augmentation du contraste T2*
SOLUTIONS :
INCONVENIENTS :
¾ Augmentation de la distorsion
géométrique
¾ Augmentation de la perte de
signal
¾ Homogénéisation du champ
magnétique (SHIM VOL)
¾ Diminuer la taille du voxel
¾ Diminuer le TE
¾ Imageries parallèles
Inconvénient : le Flux Cardiaque
Le flux cardiaque
¾ Visibles en T1 et en T2, les artéfacts sont essentiellement liés à
l’augmentation de la fréquence cardiaque qui retentit sur le flux
vasculaire. Déjà présents à 1,5T, ils sont majorés à 3T
(sensibilité des séquences plus importante).
¾ Les artéfacts liés aux contractions myocardiques sont majorés
par l’injection de gadolinium.
Effet d’Offd’Off-Resonance / banding artefacts
(mauvaise calibration du pic de l’eau)
Les effets d 'off-résonance traduisent une excitation inhomogène des spins
liés à des irrégularités locales du champ magnétique.
¾ Un réglage fin du shim est nécessaire avant de lancer une séquence FIESTA à 3T.
¾ Toute source d'inhomogénéité de champ (ex: fils de sternotomie) est critique en
FIESTA et risque de majorer ces parasites.
¾ Les perturbations sont nettement accentuées lorsque l'examen est effectué après
injection de gadolinium (qui accentue la susceptibilité magnétique).
Solutions
• Utilisé un volume shim localisé
• Utilisé une excitation localisée
Effet d’Offd’Off-Resonance / banding artefacts
(mauvaise calibration du pic de l’eau)
Solutions :
Excitation et
shim localisés
Source GE
Inconvénients de la 3T : le SAR
(SPECIFIC ABSORPTION RATE)
Elle est liée à la quantité d’énergie déposée par la RF
et à la puissance du champ magnétique.
Elle est donc atteinte plus rapidement à 3T qu’à 1,5T.
Énergie RF déposée au patient
SAR = absorption d’énergie par les tissus
par unité de temps et de poids (W/kg).
SAR 3T = SAR 1.5T x 4
Puissance du Champ
SAR : Inconvénients
SAR = C(B1)²η
INCONVENIENTS :
¾ Les courants induits dans les tissus par la RF sont
responsables d’échauffement du patient
(sensations vertigineuses ou de chaleur).
C = constante dépendant de
l’antenne
η = énergie RF appliquée
B1 = RF
¾ Limitation automatique par la machine.
FACTEURS AGGRAVANTS :
Gestion
de mesure
en
temps réel
¾ Le poids du malade (enfants,obèses)
¾ RF car SAR proportionnelle à RF ²
¾ Séquences à TR courts et répétées,
de type « FIESTA »
¾ Le nombre de coupes
Techniques en Cardio
GESTION DE L’EXAMEN
Repérage
Perfusion
Morphologie/ fonction
Viabilité 3D
Flux
Acquisition
Post-Traitement
Et Analyse
REPORTCARD
Reporting
REPORTCARD
Source G.E
Synchronisation Cardiaque
Synchronisation VCG ( 4 Électrodes)
Artéfact de
mouvement
cardiaque non
sychronisé.
Antenne cardiaque
haute densité
Difficultés en IRM Cardiaque à 3T
L'électrocardiogramme est une
projection graphique de l'activité
électrique du coeur : c'est une image
électrique de l'activité cardiaque
ØECG :
Contraction
auriculaire
Relaxation auriculaire
Relaxation
ventriculaire
Contraction ventriculaire
—
DIFFICULTES DE RECUEIL DU SIGNAL :
- Troubles du rythme cardiaque (arythmie)
Arythmie courte
OK
- Extrasystoles
Arythmie longue
Correspondance électromécanique du coeur
Coupes anatomiques
VD
VG
VG
AXIAL
LONG AXE
PSEUDO 4 CAVITES
VD
VD
VG
PETIT AXE
VG
4 CAVITES
On utilise une série
interactive permettant,
en quelques secondes,
une mémorisation des
différents plans
radiologiques du cœur.
Séquences Morphologiques
Séquence FSE BLACK BLOOD Double
Double--IR
En apnée coupe à coupe (1 apnée environ 6 sec)
Permet une vision :
- du péricarde
- des cavités cardiaques
- des différents vaisseaux
- anatomie globale du cœur
Séquences Morphologiques
Séquence FSE BLACK BLOOD Double
Double--IR
¾ Double inversion pour supprimer le sang
¾ Impulsion de -180° Non sélective sur le FOV complet, puis Impulsion de
180° sélective sur la coupe
¾ Séquence en Apnée
PA T2 Double-IR
PA T1 Double-IR
Séquences Morphologique
Séquence FSE BLACK BLOOD TripleTriple-IR
¾ Triple inversion pour supprimer
le sang et la graisse
¾ Séquence en Apnée
En apnée coupe à coupe
(1 apnée environ 6 sec)
PA T1 Triple-IR
PA T2 Triple-IR
Séquences Ciné : FIESTA
Séquence FIESTA ciné ( images dynamiques )
en Petit axe , 4 cavités et Long Axe
En apnée coupe à coupe ( 1 apnée d’environ 9 sec)
Les séquences cinés permettent:
- une évaluation de la fonction du VG
- le calcul de la fraction d’éjection
- le calcul des dimensions des
VG/VD/OD/OG
- une évaluation qualitative de la fonction
valvulaire
Séquences Ciné : FIESTA
¾ Séquence d’écho de gradients équilibrés, à échos stimulés où
TR<<T2 et le TE est environ 2 fois le TR.
¾ Accentue les contrastes à T2/T1 élevés (le LCR, l’eau ou encore
la graisse…) et les T2/T1 bas (Muscle myocarde…)
Rapport T2/T1
Source GE
Séquences Ciné : FIESTA
trigger
Image 3b
Image 2b
Image 1b
Image 4a
Image 3a
Image 2a
Image 1a
trigger
Image 4b
trigger
20 seconds
Contraction cardiaque qualitative: CINE IRM
Séquences Ciné : FIESTA
FIESTA
Tagging Cardiaque : Contraction
Cardiaque Quantitative
trigger
trigger
trigger
20 seconds
Image 4b
Image 3b
Image 2b
Image 4a
Image 3a
Image 2a
Image 1a
Image 1b
Saturation
Saturation
Tagging Cardiaque : Contraction
Cardiaque Quantitative
TAGGING
Séquences de Perfusion
Séquence Perfusion en Petit axe
Cette séquence dynamique nécessite une
injection de Gadolinium ( 3.5 cc/min ) à l’aide
d’un injecteur automatique
La séquence dure 1 minute
La séquence de perfusion permet :
- la recherche de défauts de perfusion
myocardique
Séquences de Perfusion
Ø Acquisition multicoupe
1
Le but est de suivre au cours du
temps le réhaussement de signal
Image 3
Image 2
Image 1
Image 6
Image 4
Image 3
Image 2
Image 6
Image 5
Image 4
Image 3
Image 1
20 seconds
Image 5
trigger
trigger
Image 2
Image 1
Image 6
trigger
2
3
4
5
6
Séquences de Viabilité
Séquences de viabilité 3D MDE
en Petit Axe, 4 Cavités et parfois Long Axe
Une piles pour couvrir tout le cœur
en 22 sec d’apnée
Les séquences de viabilités :
- permettent le diagnostique de viabilité du
tissu atteint
- recherche de prise de contraste
si positif, probable infarctus
- Cette série exige au préalable de
déterminer le temps d’inversion auquel le
myocarde apparaît en hyposignal .
Signal / T inversion
S
50
40
30
20
10
Myoc Nl
Infarct
Sang
0
-10
170
190
210
230
250
270
280
300
320
-20
-30
-40
-50
TI
Séquences de Viabilité
2D MDE
Normal
Infarctus
Inversion de signal du myocarde (muscle normal = hypo intense)
Recherche d’une prise de contraste tardive (10 min) post-gado
Séquences de Viabilité
3D MDE
Conclusion
¾ R s/b +++ = Résolution spatiale et temps d’acquisition
¾ Imagerie performante, malgré la majoration de certains artéfacts
¾ Mise en condition du patient +++
¾ Correction des inhomogénéités de champs obligatoire
Travailler sur une 3T en imagerie cardiaque, ne revient donc pas à travailler
sur une 1.5T et une période d’apprentissage est nécessaire pour apprendre et
comprendre les points faibles et les solutions pour les surmonter.
Alors ?
Séquence de Perfusion
Réponse
Hyposignal en croissant sous- endocardique =
Hypo-perfusion inféro-latéral chez un patient
présentant un infarctus aigu secondaire
à une occlusion de l’artère circonflexe
Infarctus postéro-latéral
Alors ?
FIESTA
Réponse
Régurgitation Aortique = Fuite Aortique
valve aortique
Alors ?
FIESTA
Perfusion
Alors ?
FIESTA
Perfusion
Réponse
Masse de la paroi de l’OG
contenant des calcifications, avec
rehaussement hétérogène tardif,
raccordée à l’endocarde
=
Myxome cardiaque : tumeur
bénigne la plus fréquente