IMAGERIE EN

NEUROONCOLOGIE

Isabelle CATALAA

DIU Neuro-oncologie,

Toulouse, Février 2012

LESIONS GLIALES

-rappels perfusion spectro diffusion

-bilan initial: diag differentiel

-suivi: radionecrose et pseudoprogression

-diag differentiel lymphomes, métastases

ANAPATH

4 critères:

atypies nucléaires, mitoses, prolifération

vasculaire endothéliale et/ou nécrose

OMS, 4 grades

I 0 critère

II 1 critère

III 2 critères

IV 3 ou 4 critères

I astrocytome pilocytique

II astrocytome fibrillaire, oligodendrogliome ou oligoastrocytome

III astro., oligo., oligoastro. anaplasiques

IV glioblastome

LESIONS GLIALES

• Bilan initial:

caractéristiques morphologiques corrélées haut grade

Effet de masse

Nécrose

perfusion: detection néovascularisation

diffusion: cellularité

spectroscopie: métabolisme tumoral

IRM de perfusion

Susceptibilité magnétique péri-capillaire

Bolus d’un agent paramagnétique*au niveau capillaire

cérébraldéphasage des spins situés dans un rayon

équivalent à celui du capillaire

créé en T2 une chute de signal

diminution du signal RMN proportionnelle à la

densité vasculaire et à la concentration du PDC

μl.100g-1

rVSC SG/SB: 4

rupture BHE (prise de contraste):remontée de la

courbe après le pic sous-estimation du VSC

(Henry R, 2000)

rupture BHE sous-estimation du VSC

En bilan initial: lymphome, astro pilocytique

En suivi (lésions gliales+++):

Interprétation prudente

Logiciel de correction

pré-injection ++++

SAIN

Sous estimation VSC

Lésion très hypointense en T2* (hémorragie, calcif.)

Rupture BHE

Limites et difficultés

Etat cardiaque, état des veines

Artefacts de mouvement

Artéfacts liés aux hémorragies calcifications

métalliques (drain, valve dérivation)

Position superficielle (cortex) et petite taille lésion

Mme Rai M.H.,

49 ans, lésions

secondaires sein,

petite taille,

localisation corticale

INTERPRETATION

•natives (recherche artéfacts ++, sang, calcif,

dynamique du pdc)

•carto VSC

•ROI Ø 1 cm, localisation superposable de chq coté

•Courbes: rupture BHE?

•Imagerie semi-quantitative: VSC relatif:

VSCpatho/VSCsain

Évocateur de lésion tumorale lsq >2

rVSC

Moyenne+/-SD

Hemangioblastome 8-16

Méningome 5-12

Gliome haut grade 3-10

Métastase 2-9

Gliome bas grade 1.2 -2.2

Lymphome 0.7 -1 lorsque

rupture BHE

3-4

Abcès <1

Hakyemez B, JMRI. 2006

T2 T1 post VSC

bas

grade

rVSC

lésion/sain= 1

T1 post VSC

glioblastome

rVSC= 6

GBM

Zones rupture BHE Zones néovascularisation pas forcément localisées au même endroit

prise de contraste

80 % = rupture BHE

20% néovascularisation (Knopp, 1999) (Earnest, 1988; Tynninen, 1999)

F, 42 ans, crise comitiale inaugurale

T2 T1 post ADC VSC

Abcès

rVSC = 0,6

T2 T1 post VSC

Mr U, 67 ans, ATCD il y a 2 ans, radiothérapie pour chordome

cavum à G. Depuis 6 mois lésion temporale D découverte

fortuite sur IRM contrôle

rVSC<0.5

SPECTROSCOPIE

SPECTROSCOPIE

informations métaboliques

distribution des fréquences

de résonance

des métabolites

d’un tissu

(au niveau cérébral:

proton 1H)

Spectre parenchyme

cérébral normal

Nuages électroniques différents en fonction des liaisons

électroniques adjacentes champs magnétiques locaux

différents fréquences de résonance différentes

déplacement chimique « chemical shift imaging »

Méthanol

Unité standard: ppm

(partie par million)

Déplacements chimiques exprimés par rapport à la

fréquence de résonance d’une substance de

référence, qui constitue le « zéro »

Choline

NAA

Créatine

3.5 myo Inositol (TE court): Marqueur glie

3.2 Choline

3.0 Créatine

2.0 NAA (N-acétyl-aspartate)

1.3 Lactates

0.9-1.4 Lipides

3,2 3 2 ppm

tumeurs

chol/cr>2

chol/NAA>2 MALIGNES: LIPIDES gliomes

Mme Fig.,

57 ans, GBM

TE court

GBM: Diminution paradoxale choline (nécrose+++)

SVS

Simple voxel

(15x15x15 mm³)

CHOLINE CHOL/NAA CHOLINE cartographie

spectrale

Cartographie: quantification aires sous pics

(proportionnelles à la concentration du métabolite

dans le volume d’intérêt)

SAIN TUMEUR NECROSE

•à distance voûte (5 mm), sinus, selle,

hémorragies, calcifications

•Coopération patient

•Avant ou après gadolinium

•5 à 10 MINUTES

Evaluation qualité :

-pics choline et de la

créatine clairement séparés

-RSB élevé.

baisse RSB.

Insuffisance de signal (

Interprétation

• avec irm morpho

• qualité spectre

• aspect visuel spectres: pattern tumoral?

(chol/cr>2, chol/NAA>2)

• si besoin: quantification aires sous pics

(chol/cr>2, chol/NAA>2)

Mr O., 62 ans, hémiparésie G

Pas de prise de contraste

F, 69a, tr.équilibre, paralysie faciale depuis 15j

ATCD néo sein il y a 15 ans

IRM SEPT 04

reprise évolutive?

Radionécrose?

Mme E, 63 ans,Astrocytome III pariétal D

opéré et irradié en janvier 2003

CHOLINE

IRM JAN 05

Pirzkall et al, 2002

Modifications spectrales situées en dehors des PDC

76% gliomes (Nelson SJ 1999: Pirzkall A, 2002)

Détermination localisation du “pire” voxel

(choline et ICN les + élevés):

localisé dans PC – pour tous les grades

(Catalaa I, 2006)

Précèdent les modifications radiologiques

(Herminghaus S, 2003; Tedeshi 1997)

DIFFUSION

b0 b1000 ADC

normal Cellules augmentées en taille Oedeme intraC (ischémie précoce)

diminution de la diffusion moléculaire par

diminution de l’espace extra cellulaire

Cellules augmentées en nombre (tumeur)

Pus (abcès)

Hypointenses sur l’ADC:

•Ischémie récente

•Kyste épidermoide

•Abcès

•Lésions tumorales très cellulaires

•certaines métas

•lymphome

•gliomes de haut grades: zones

d’oedeme lésionnel ++++

abcès

ADC

Métastase

Œdème

péri-lésionnel

(méningiome)

ADC

Mme Fig., 57 ans

Oedème

lésionnel

LESIONS TUMORALES GLIALES

Perfusion augmentée

ADC diminué

Spectre tumoral, lipides

=> DG+ de tumeur

=> meilleure extension

=> cible chirurgie

=> DG iel avec pseudoprogression,

pseudorégression et radionécrose

Buts BILAN IRM:

éliminer diagnostics différentiels ++++

Cible biopsie

résidu post-opératoire

Diagnostic différentiel évolutivité tumorale vs

radionécrose++

vérifier par toutes les séquences IRM

complémentaires disponibles possibles,

que c’est bien une lésion tumorale++++

Lésions vasculaires

Lésions inflammatoires

Lésions infectieuses

Mlle A. 23 ans, céphalées bradypsychie crise comitiale

Mr R, 80 ans,

hémiparésie droite progressive sur 6 semaines

Mr FO., 58 ans, HLH G après accident de rugby

Mme K 76 ans, crise comitiale fébrile

Mme F, 34 ans, vertiges

rVSC: 1

Buts BILAN IRM:

éliminer diagnostics différentiels

Cible biopsie, exerese

Suivi IRM

résidu post-opératoire

Diagnostic différentiel évolutivité tumorale vs

radionécrose++

L’EXTENSION TUMORALE N’EST REPRESENTEE

NI PAR L’HYPERSIGNAL T2 NI PAR LA PDC

•Hypersignal T2 non spécifique: oedeme LESIONNEL

•Cellules tumorales isolées en périphérie

•10 à 40 % haut grades ne prennent pas le contraste

15 à 20% bas grade le prennent

(Ginsberg LE 1996; Gondry-Jouet 1999)

CHIRURGIE

cibler la biopsie et/ou l’exerese, sur le site

représentatif de la zone de + haut grade de la lésion+++,

hypo ADC, hyperVSC, choline augmentée

DG anapath: discordances inter- et intra-individuelles:

43% pour astrocytomes II

64% pour astro anaplasiques

38% pour glioblastomes

Hétérogèneité des gliomes

Eléments en faveur malignité (mitoses, angiogénèse, nécrose)

et type tumoral (pourcentage d’oligodendrocytes)

variables d’une zone à l’autre de la tumeur

Buts BILAN IRM:

éliminer diagnostics différentiels

Cible biopsie, exerese

Suivi IRM

résidu post-opératoire

Diagnostic différentiel évolutivité tumorale vs

radionécrose++

•IRM++++ post-opératoire immédiate dans les 48 heures+++ (meme protocole sauf spectro)

•Si état patient ne permet pas IRM: TDM

•PDC inflammatoires post-op. dès J3

Règle de trois en post op:

Phénomènes cicatriciels dès J3 (dès H17 en fait)

Phenomènes oedémateux durent 3 semaines

PDC cicatricielle dure au moins 3 mois

IRM initiale et de suivi: Ax T2 (3mm) ou coro

diffusion

FLAIR

T1 SE pré

perfusion

T1 SE post

neuronav (3D EG T1) post gado et rec 3 plans espace

+si possible spectro (2D++)

Mesures en axial

même protocole

même plan

(CA-CP)

Suivi morphologique bas grade

•augmentation taille (Comparaison à l’IRM précédente

et à des IRM

plus anciennes)

nouvelle PDC

•Spectro

•Diffusion

•Perfusion: rVSC >2

(Oligodendrogliomes:VSC augm. ~2 (densité vasc augm.))

Swanson KR, 2003

Mr Sal., 60 ans,

oligo-astrocytome II rVSC proche de 2

Buts BILAN IRM:

éliminer diagnostics différentiels

Cible biopsie

Suivi IRM

résidu post-opératoire

Diagnostic différentiel évolutivité tumorale vs

pseudoprogression ou radionécrose++

SUIVI

•Pseudoprogression et radionécrose= inflammatoire:

PDC heterogene

Perfusion diminuée

Diffusion augmentée

Spectre nécrose

PSEUDO PROGRESSION

augmentation PDC liée à nécrose tumorale

sur IRM trop précoce faite < 2 mois post XRT:

puis amélioration clinique et sur IRM suivantes après 6 mois au moins XRT

serait un facteur de bon pronostic

42% haut grades: progression précoce

dont 50%= pseudo progression*

+ fréquent après XRT/TMZ versus XRT seule?*

Pas de néovascularisation

Spectre non tumoral

De Wit MC Neurology 2004, *Taal W (ASCO, 2007)

RADIONECROSE

De 4 mois à qq années après XRT (pour 70%: 2 ans après)

Anapath: Atteinte vasculaire avec nécrose fibrinoide des petites artères et

démyélinisation

IRM MORPHO: même aspect que lésion gliale haut grade:

PDC hétérogène

Pas de néovascularisation

Spectre non tumoral Évolutivité tumorale:rVSC> 2,6;Radionécrose: rVSC<0,6

(Sugahara, 2000)

MAIS: TISSU MIXTE

REPONSE THERAPEUTIQUE Evaluation de la réponse au traitement

estimer de façon la plus objective possible

l’efficacité de nouveaux traitements

anticancéreux

MAC DONALD

RANO

CRITERES DE MAC DONALD 1990

Suivi de la composante tumorale prenant le contraste

en tdm ou irm

2 examens à 4 semaines d’intervalle

(le produit des 2 + grands diametres perpendiculaires)

REMISE EN CAUSE

Simple et rapide

Mais:

La PDC reflete pas l’activité tumorale,

Pseudo-progression sous XRT+/- Temodal,

pseudo-regression sous antiangiogéniques,

radionécrose

Peu reproductible (meme en intra-observateur)

Pas de mesure volumique

Pas de prise en compte de l’oedème lésionnel T2,

de la diffusion, perfusion ou spectro

RANO

imagerie conventionnelle plus appropriée ds suivi lésions gliales.

importance imagerie fonctionnelle, notamment perfusion,

seuil significativité rCBV : 1,75, la perfusion peut :

- prédire l’évolution précoce en avance sur imagerie morphologique

- différencier remaniemts post-radiques (pseudo-progr) des récidives tumorales

Lorsque anti-angiogéniques, perfusion normalisée, disparition PDC, même si

reprise évolutive (pseudo-régression). modifications de signal en diffusion

(restriction de la diffusion) en faveur d’une hypercellularité.

En conclusion, la perfusion et la diffusion doivent faire partie du bilan

systématique dans la surveillance des gliomes, afin de différencier

remaniements post-thérapeutiques et reprise évolutive.

Advanced MRI and PET imaging for assessment of treatment

response in patients with gliomas

Dhermain FG, Hau P, Lanfermann H, Jacobs AH, van den Bent MJ

Lancet neuro 2010, sept ;9(9) :906-20

rVSC: 2,3

Mr Raym. 62A, Astro II

rVSC: 5-6

Anti-angiogéniques

hémorragies

Anti-angiogéniques: pseudo-régression

Lymphome cérébral primitif

Rare, immuno-déprimé+++ (HIV, TRT IS)

Atteinte ophtalmo++ 15% : uvéite post

(précède de qq mois le lymphome ds 80% des cas)

LCR: cellules Anles: 20%

Lymphome cérébral primitif

Différent d’une localisation secondaire d’un

lymphome disséminé: bilan d’extension négatif

svt haut grade ou malignité intermédiaire

pas de tissu lymphoide ds SNC : pas d’épicentre,

forme tjrs diffuses

lymphocytes T ne passent pas BHE: tjrs lymphomes

de type B

lobaire 50% : frontale >temporale >pariéto-occipitale

25% atteinte médiane: NGC, CC, SB périventriculaire

Loc multiples 10-50%

Hyperdense scanner

IRM:

hyper T1;hypo T2

effet masse, oedème modérés++

PDC intense homogene (1—(1 à 10%: pas de pdc)

Nécrose: ID++++

Augm taille en ~ 10 j++

TRT cortico d’épreuve

Hypointense sur l’ADC

Spectre T maligne: augm chol, dimin NAA+ lipides

Cellularité élevée

-MAIS: pas de rupture BHE possible

rVSC jusqu’à 3, 4 ++++

ROI rVSC typique -RUPTURE BHE

Mme A, 78 ans, sdm frontal

rVSC: 3 à 4

Métastases

80% sustentorielles

Primitifs : poumons (23%), seins (22%), mélanome, tumeurs lignée germinale, rein, tete et cou et tractus digestif

Dissémination hématogène :jonction SB-SG

30-40%: uniques

Mode de révélation d’un primitif non retrouvé: 20%

Métastases

hémorragiques

Rein

Mélanome

thyroide

calcifiées

colon

Pancréas

ovaire

Métastases

Mélanome

hyperT1 spontané 25% (lsq >10% mélanine)

30% sont iso ou hypoT1: amélanotiques (<10%

mélanine!)

45% restant: mixtes

Métastases

Sag T1: base crane, rachis

Coro T2

ax diffusion

ax Flair

Ax T1 post

3D T1 post

Ax Flair post

+/- perfusion, spectro

(attention: attendre au moins 10 mn après injection++++)

métas vs gliomes haut grade

SPECTRE de TUMEURS MALIGNES:

(zone charnue) Pattern tumoral (augm choline,

dimin NAA) + lipides

PERFUSION: augmentée

OEDEME LESIONNEL

• Suivi: évolutivité vs radionécrose

Mr M, 54 ans, crise comitiale, dysarthrie, lésion pulm en cours d’exploration

A RAMENER A LA MAISON:

Ni l’hypersignal T2, ni la PDC ne sont spécifiques ni ne

représentent l’extension tumorale

ds IRM initiale et suivi=> compléter ++++ par

diffusion, perfusion et spectro (pseudo P, pseudoR, ..)

Le chiffre du jour: 2 (rVSC, CHOL/CR, CHOL/NAA)

IRM initiale: DG différentiels non tumoraux+++

Expression: « rouméguer »: râler (de l’occitan romegar)