Les techniques d'imagerie (IRM) de perfusion tissulaire

Résumé du document

Les techniques d'imagerie de perfusion tissulaire, applicables en IRM, vont permettre d'estimer des variations de flux et de volume sanguins qui apparaissent dans les tissus pathologiques et sont classées en deux grandes catégories : celles permettant d'observer des variations importantes de signal après injection d'un produit de contraste exogène (e.g. Gadolinium DTPA) et celles permettant d'observer des variations plus discrètes de signal à partir d'un mécanisme de contraste endogène provenant soit des cellules sanguines soit du marquage artériel des molécules d'eau (...)

Extraits

[...] Différents paramètres peuvent être calculés et permettent de décrire la forme de la courbe : - Le temps d'apparition du bolus - le temps d'arrivée au pic - le temps de transit moyen (TTM) - le volume sanguin cérébral régional (VSCR) - le pourcentage de perte d'intensité de signal associé à la concentration maximale du bolus dans les capillaires cérébraux (MSD) Classiquement, l'intégrale du pic, représentée par l'aire sous la courbe en fonction du temps, permet de déterminer le volume sanguin cérébral régional (VSCR). Néanmoins, cette méthode n'est applicable que si le DTPA-Gd reste à l'intérieur des vaisseaux capillaires au premier passage, ce qui est rarement le cas dans la pathologie tumorale. Une autre méthode pour déterminer le volume sanguin cérébral régional consiste à utiliser un modèle de dilution connu. Dans ce cas, le VSCR peut être obtenu graphiquement. Les courbes peuvent être modélisées par une fonction statistique de type gamma. [...]

[...] L'utilisation d'agents de contraste en imagerie de perfusion permet d'obtenir des informations sur les modifications hémodynamiques apparaissant dans une région du cerveau peu ou richement vascularisée. Ces agents permettent également de définir des anomalies de la perméabilité de l'endothélium capillaire. Les mécanismes d'action des agents de contraste Suivant leur cinétique de distribution et leur concentration, les agents de contraste exercent principalement deux modes d'action sur la relaxation des molécules d'eau : - Ils peuvent entraîner une augmentation importante du signal par un mécanisme de sphère interne en raccourcissant le T1 des protons de l'eau dans le voisinage immédiat du chélate de Gadolinium ; ce mécanisme de relaxation à effet T1 est opérationnel seulement si les particules magnétiques présentent une libre accessibilité aux molécules d'eau. [...]

[...] Un contraste de ce type se produit dès qu'une modification physiologique (telle qu'une augmentation du flux sanguin, de la pression partielle en oxygène) apparaît localement dans les différentes zones du cerveau en activité. Une augmentation de la concentration en oxyhémoglobine va modifier le rapport oxy/désoxyhémoglobine. Un déséquilibre dans le sens d'une diminution de la quantité de désoxyhémoglobine paramagnétique va se produire dans les capillaires et entraîner une diminution de la perturbation magnétique du champ local et ainsi un renforcement du signal se manifestera au niveau de la région activée. La seconde méthode proposée est celle du marquage magnétique Arterial Tagging de l'aimantation des molécules d'eau. [...]

[...] Gadolinium DTPA) et celles permettant d'observer des variations plus discrètes de signal à partir d'un mécanisme de contraste endogène provenant soit des cellules sanguines soit du marquage artériel des molécules d'eau Physiologie vasculaire La perfusion tissulaire assurée par le réseau capillaire permet l'apport d'oxygène et de nutriments à la cellule. La perfusion est aussi assimilée au flux sanguin par unité de volume de tissu et elle est mesurée en ml/min pour 100 grammes de tissu. Le volume microvasculaire cérébral est compris entre 2 et 4 ml pour 100 grammes de tissu, et représente 60 à 70% du volume sanguin cérébral. Le flux sanguin cérébral est modulé par le métabolisme. [...]

[...] L'analyse cinétique d'un agent de susceptibilité magnétique, au premier passage, permet de réaliser une cartographie de la perfusion tissulaire. En supposant que la relaxation transverse suive une décroissance monoexponentielle dans chaque voxel, la variation de la vitesse de relaxation transverse (ΔR2*) en présence d'inhomogénéité de champ peut être déterminée à partir d'une série d'images T2* sensibles au passage du produit de contraste à partir de l'équation suivante (équation 7.1 ) : (Équation 7.1 ) représente l'intensité de signal au temps t après injection du bolus. [...]