L'hépatopathie chronique fibrosante

INTÉRÊT DE L’IRM DE DIFFUSION DANS LEDIAGNOSTIC ET LAQUANTIFICATION DE LA FIBROSE HÉPATIQUEÉtude prospective portant sur 42 patients aveccorrélation histologiqueC BARBARY, V LAURENT, D MANDRY, S TISSIER, D REGENTCHU – BRABOIS NANCY

But de l’étudeTechnique de la diffusion IRML’hépatopathie chronique fibrosanteMatériel et méthodePatientsSéquence utiliséeRésultatsDiscussionConclusionBibliographie

But de l’étudeIl s’agit d’ évaluer l’utilité de l’imagerie de diffusion en IRM dans lediagnostic non invasif et la quantification de la fibrose au coursdes hépatopathies chroniquesEntre juin 2003 et juin 2004des séquences d’imagerie de diffusion ont été réalisées chez45 patients volontaires indemnes de toute hépathopathie afind’évaluer la reproductibilité des mesures du coefficient dediffusion dans l’ensemble du foie dans un premier tempsPuis chez 42 patients atteints d’hépatopathie chroniqued’origine virale, oenolique ou mixte avec confirmationhistologique réalisée dans les trois mois précédents ousuivants l’IRM de diffusion

But de l’étudeTechnique de la diffusion IRML’hépatopathie chronique fibrosanteMatériel et méthodePatientsSéquence utiliséeRésultatsDiscussionConclusionBibliographie

Technique (2)Technique (2)Les molécules mobiles vont se déplacer pendant le temps de diffusion :temps entre l’application des deux gradients de diffusionCe temps est déterminé pas un facteur: le facteur de gradient appelé « b »b = (g d G) * (T – d /3)b s’exprime en s/mm 2

Technique (3)Technique (3)Plus b est grand plus la séquence est sensible à la diffusion mais aux dépensdu rapport signal sur bruit puisque l’intensité du signal recueilli (I) :I varie en fonction de l’intensité du signal initiale Io (e (-TE / T2) ) et del’atténuation du signal liée au phénomène de diffusion (e (- b x ADC) ) par larelation suivante:I = Io x e(- b x ADC)ADC coefficient apparent de diffusionil s’exprime en mm/s 2Intensitédu signalLog I/IoStructure àdiffusionrestreinteStructure àdiffusion élevéeb

Technique (4)Technique (4)Ainsi les images obtenues sont pondérées T2 et diffusion.En imagerie de diffusion brute, les zones de diffusion diminuée ont un signalélevé et inversement, les structures où le déplacement moléculaire estimportant, apparaissent de signal d’autant plus faible que le mouvement desmolécules d’eau est intense dans la majorité des cas.Par exemple, le liquide céphalo-rachidien est noir.Cependant il faut tenir compte de la grande sensibilité de cette séquence auxartefacts notamment de rémanence T2 et de mouvement pour cela seules lesvaleurs de l’ADC sont représentatives du phénomène de diffusion pur.T2b400b600image brute pondérée T2Les images brutes pondérées en diffusionPour deux valeurs de b différentes

Technique (5)Technique (5)Pour Pour la la représentation graphique des des ADC ADC d’une d’une coupe, coupe, une une image imageparamétrique, la la cartographie des des ADC ADC (( ici ici en en échelle de de couleur), est estobtenue par par le le calcul calcul voxel voxelpar voxel voxelde de l’ADC l’ADC grâce grâce à des des logiciels dédiés dédiésselon selon la la formule ::log (I / Io) = -b x ADCImage brute pondérée en diffusion Cartographie ADCLes valeurs des ADC sont représentées par un échelle de couleur allant dubleu au rouge: le bleu pour les zones d’ADC faible et le rouge pour leszones d’ ADC élevé (le LCR apparaît en rouge par exemple).

Technique (6)Technique (6)L’imagerie de diffusion est aussi directement dépendante de la directiondes mouvements des molécules in vivo.La diffusion ne s’effectue pas avec la même probabilité dans toutes lesdirections :- Elle est dite anisotropique lorsque la vitesse de déplacement desmolécules d’eau est hétérogène selon les directions de l’espace.- Elle est dite isotropique lorsque la vitesse de déplacement des moléculesest identique dans toutes les directions de l’espace.Le parenchyme hépatique est considéré comme un tissu présentant unediffusion isotropique (études de Taouli et Boulanger) permettant un recueildu signal de diffusion monodirectionnel;Mais Mürtz apporte un élément supplémentaire: ces résultats ne sont paséquivalents dans les trois directions de l’espace (influence de la respirationlors de l’acquisition dans le plan perpendiculaire à la respiration) .L’encodage multidirectionnel de la séquence de diffusion est alors préférépour le calcul des ADC moyens. Le moyennage des données permettantalors de minimiser l’erreur du calcul de l’ADC.

L’hépatopathie chronique fibrosante (1)L’hépatopathie chronique fibrosante (1)C’est la conséquence de trois processus physiopathologiques liés etentretenus pendant plusieurs années:- une nécrose hépatocytaire.- une réaction mésenchymateuse inflammatoire et sclérosante associée à uneprolifération cholangiolaire et un infiltrat cellulaire inflammatoire variable.- un processus de régénération essayant de compenser la destruction duparenchyme avec modifications vasculaires (capillarisation et anastomoses)et cellulaires (taille variable, surcharge stéato-sidérique).En pratique courante, la fibrose est évaluée selon un score semi quantitatifgradé de 0 (absence de fibrose) à 4 (pour la présence d’une cirrhose) :le score de MetavirCe score ne tient compte que des travées fibreuses et non des modificationscellulaires, cholangiolaires ou encore vasculaires.

L’hépatopathie chronique fibrosante (2)L’hépatopathie chronique fibrosante (2)Grille Metavir : classification de la fibroseF0 = sans fibroseF1 = avec fibrose portale sans septaF2 = avec fibrose portale et quelques septa etsur cette coupe nodule lymphoïde signantl’infiltrat inflammatoire (étoile)F3 = avec fibrose portale sans cirrhoseF4 = avec cirrhoseF3F2F1F4

L’hépatopathie chronique fibrosante (2)L’hépatopathie chronique fibrosante (2)Grille Metavir : classification de la fibroseF0 = sans fibroseF1 = avec fibrose portale sans septaF2 = avec fibrose portale et quelques septaF3 = avec fibrose portale sans cirrhoseF4 = avec cirrhoseF3F2F1F4

L’hépatopathie chronique fibrosante (2)L’hépatopathie chronique fibrosante (2)Grille Metavir : classification de la fibroseF0 = sans fibroseF1 = avec fibrose portale sans septaF2 = avec fibrose portale et quelques septaF3 = avec fibrose portale sans cirrhoseF4 = avec cirrhose: perte de l’architecturelobulaire et ici hépatocytes régénérésavec surcharge stéatosique (étoile)F3F2F4F1Le processus fibrosant n’est pas la seule modification tissulaire qui intervient.

But de l’étudeTechnique de la diffusion IRML’hépatopathie chronique fibrosanteMatériel et méthodePatientsSéquence utiliséeRésultatsDiscussionConclusionBibliographie

Matériel et et méthode (( 1 ))PatientsSujets sains45 volontaires sains28 hommes et 17 femmesmoyenne d’âge de 37 ans (20-65 ans).Critère d’inclusionconsentement du patientCritères d’exclusion- antécédent de maladie hépatique- intoxication alcoolique déclarée actuelle ou passée.- l’existence de fièvre au moment de l’examen- pathologie des voies bilio-pancréatiques- augmentation biologique des enzymes hépatiques- toute contre-indication à l’IRM (Pace Maker, claustrophobie, corpsétrangers oculaires)

Sujets malades42 patients atteints d’hépatopathie avec confirmation histologique récente33 hommes et 9 femmesmoyenne d’âge de 58 ans (20-84 ans)étiologies: alcoolique: 26 (62%)- virale: 14 (33%) - mixte: 2 (5%)score de Metavir: F2 dans 2 cas / F3 dans 7 cas / F4 dans 33 casCritères d’inclusion- confirmation histologique du diagnostic d’hépatopathie par une ponctionbiopsie hépatique (dans les quatre mois précédents ou suivants l’IRM)-consentement du patientCritères d’exclusion- hémochromatose en raison des artefacts de susceptibilité magnétiqueengendrés par la surcharge ferrique hépatocytaire- existence de fièvre- épisode récent ou concomitant à l’IRM d’hépatite alcoolique aiguë- dilatation des voies biliaires- ascite importante- contre indication à un examen de résonance magnétique

Paramètres de la séquence de diffusion SS EPITR1000Burst time (1)0TE60-70RampeSampling (2)0Champ devue48Phase FOV0,75Epaisseur decoupe8 mmFlair Inversion0Inter-coupe0 mmNombred’excitation5Matrice128 x 128Nombres decoupes4Bandepassante166 kHzDuréed’acquisition20 s4 coupes de 8 mm étaient placées de part et d’autre du hile hépatiquepour chaque valeur de b choisie (400 et 600 s/mm 2 ) en une apnée de 20 s

Schéma de l’ acquisition des images successivement durant l’apnée de 20sséquence DW-EPI 5 nex :La première coupe (en noir) est acquise en 20s avec successivement T2, Gz, Gx, Gy.Chaque excitation est séparée par 1 TR (soit 1000 ms). On obtient 5T2, 5Gz, 5Gx,5Gz soit 20 images par coupe. Les trois gradients de diffusion sont moyennés pourobtenir l’image de diffusion brute. L’acquisition de la deuxième coupe (en brun)débute après la première excitation du T2 de la première coupe.

Par exemple pourune des valeursde b :

Matériel et et méthode (( 4) 4)analyse statistiqueLes valeurs des différentes mesures des ADC étaient décrites par leurmoyenne et écart type et identifiées par leur topographie dans leparenchyme hépatique.Les mesures obtenues ont été comparées entre les patients témoins et lespatients malades classés selon la gravité de l’hépatopathie (score deChild-Pugh), selon l’étiologie de l’atteinte hépatique et en fonction duscore Metavir de fibrose à l’aide :- de tests de comparaison de moyenne (Test t de Student ou ANOVA)- de coefficient de corrélation intra-classe- le seuil d’interprétation (α) des résultats était fixé à 0.05(logiciel SAS® (SAS Institute Inc. SAS/STAT User's guide, Release 8.2. Cary, NC, USA:SAS Institute Inc, 1999)

Résultats (1) Étude des patients sainsRésultats (1) Étude des patients sainsL’étude des sujets sains a fait l’objet d’un premier travail pour unDEA dont les conclusions ont été sur l’échantillon des patientssains :- les mesures effectuées sur le foie gauche sont non reproductibles- les valeurs à droite plus reproductibles- surtout avec des petites ROI- surtout avec un b à 600 s/mm²Laurent V. DEA d’imagerie médicale-« Aspects physiques, informatiques etphysiologiques » IRM de diffusion hépatique : faisabilité, reproductibilité et influence dumouvement sur les mesures. Année 2003-2004.Nous nous sommes donc intéressés par la suite aux valeurs des ADC dufoie droit obtenues à l’aide de petites régions d’intérêt avec b = 600 s/mm²

Résultats (4) (4)comparaison selon l’étiologieb 600 s/mm 2en b 600SAINMoyenne/ écarttype(n=39)VHCMoyenne/ écarttype(n= 16)OHMoyenne/ écarttype(n=28)pD215.28 +/- 3.314.11 +/- 2.1315.19 +/- 2.40pD314.55 +/- 2.513.95 +/- 1.9615.18 +/- 2.98pD414.61 +/- 2.614.76 +/- 3.4515.42 +/- 3.49pD915.64 +/- 3.515.00 +/- 2.8615.85 +/- 2.50pD1014.73 +/- 2.814.37 +/- 2.9815.30 +/- 2.03pD1114.91 +/- 2.915.46 +/- 2.9115.11 +/- 2.55L’échantillon de malades a été individualisé en deux sous populations déterminéesselon l’étiologie de l’hépatopathie diffuse (virale post-VHC ou éthylique OH) et sontopposées à la population saine.Les valeurs des ADC moyens obtenues ne sont pas différentes des ADC des témoins.

Résultats (5) (5)comparaison selon le le score Metaviren b 600s/mm 2SAIN= F0(n=39)F2(n=2)F3(n=7)F4(n=33)pD215.28 +/- 3.313.56 +/- 3.014.89 +/- 1.614.91 +/- 2.5pD314.55 +/- 2.513.88 +/- 0.714.75 +/- 1.914.74 +/- 2.8pD414.61 +/- 2.613.70 +/- 1.715.41 +/- 1.915.18 +/- 3.7pD915.64 +/- 3.511.12 +/- 1.316.45 +/- 3.015.50 +/- 2.3pD1014.73 +/- 2.811.00 +/- 1.815.38 +/- 1.314.99 +/- 2.5pD1114.91 +/- 2.912.80 +/- 2.815.65 +/- 1.715.35 +/- 2.8L’échantillon malade a été divisé en trois sous populations établies selon le score defibrose Metavir de chacun (F=2, F=3 et F=4).Les résultats sont peu différents entre les deux populations malades F3 et F4 commelorsqu’ils sont opposés à ceux des patients sains (F=0).L’observation des patients cotés F2, malgré le faible échantillonnage montre desvaleurs inférieures à celles des patients sains.

Résultats (5) (5)comparaison selon le le score Metaviren b 600s/mm 2SAIN= F0(n=39)F4(n=33)p *pD215.28 +/- 3.314.91 +/- 2.5NSpD314.55 +/- 2.514.74 +/- 2.8NSpD414.61 +/- 2.615.18 +/- 3.7NSpD915.64 +/- 3.515.50 +/- 2.3NSpD1014.73 +/- 2.814.99 +/- 2.5NSpD1114.91 +/- 2.915.35 +/- 2.8NS* test de Studentil n’est pas mis en évidence de différence statistiquement significative entreles patients sains (F=0) et les patients malades (F=4).

But de l’étudeTechnique de la diffusion IRML’hépatopathie chronique fibrosanteMatériel et méthodePatientsSéquence utiliséeRésultatsDiscussionConclusionBibliographie

Discussion ( 1 )Discussion ( 1 )Les ADC moyens calculés dans notre échantillon ne sont passtatistiquement différents de ceux des patients témoins , ils sont même plusgrands que chez les patients témoins.Nos résultats diffèrent de ceux de la littérature :La plupart des auteurs obtiennent des valeurs plus basses des ADC dansles foies fibreux.Mais les paramètres utilisés dans les différentes études sont très variablesde même que les valeurs d’ADC qui sont très hétérogènes (cf tableau ciaprès). Mais les ADC restent toujours inférieurs à ceux du foie sain.Une étude expérimentale récente réalisée chez des rats (Guan 2005) montreque les ADC diminuent graduellement avec le développement des lésionshépatiques (associant modifications cellulaires, fibrose et infiltratinflammatoire ) pour des valeurs de b à 600 et 800 s/mm 2 .

Discussion ( 2 )Discussion ( 2 )Etudeb (s/mm 2 )ADC (mm 2 /s) 10 -4Nb depatientsNamimoto etal. 199712006.9 +/- 3< 10Amano et al.1998

Discussion ( 2 )Discussion ( 2 )Seul Boulanger (2003) trouve des valeurs d’ADC plus élevées dans les foiesfibreux avec b < 250 s/mm² sans différence statistiquement significativemise en évidence.Malgré l’optimisation des paramètres comme la littérature semblait lerecommander aucune différence n’est établie dans notre échantillon- Limites techniques ?Notre technique reste encore trop sensible aux artefacts notamment demouvement . La nécessité de réaliser 5 excitations pour récupérersuffisamment de signal et choix de l’encodage multidirectionnel ontaugmenté ces artéfacts .-Limite de notre échantillon?Nous n’avions peut être pas suffisamment de patients pour mettre enévidence de différence ni de patients porteurs d’hépatopathie à un stadeprécoce, stade le plus intéressant pour le diagnostic non invasif de fibroseen pratique courante.

Limites histologiques ?Notre hypothèse de départ ne considère que le processus fibrosant dansl’hépatopathie hors on sait que de nombreuses modifications sontassociées :- l’infiltrat inflammatoire abaisse les ADC par augmentation de lacellularité- la microperfusion augmente les ADC par effet de perfusion- l’hétérogénéité de la taille et la surcharge hépatocytaires (stéatose et/ou ferrique) modifient les ADC- la fibrose extracellulaire semble diminuer les ADCCe sont autant d’éléments qui rendent floue la fluctuation des valeursobtenues. La part de responsabilité de chaque est difficile à évaluerd’autant que ces facteurs ne sont pas utilisés pour le diagnosticd’hépatopathie fibrosante en pratique courante ni bien connus.

But de l’étudeTechnique de la diffusion IRML’hépatopathie chronique fibrosanteMatériel et méthodePatientsSéquence utiliséeRésultatsDiscussionConclusionBibliographie

ConclusionLe technique de la diffusion IRM dans l’exploration hépatique reste àoptimiser pour s’affranchir au maximum des artefacts.Des études sont en cours pour évaluer la sensibilité du facteur b selon savaleur aux différents milieux : intra ou extracellulaires.Que mesure réellement l’ADC chez ces patients ?Fibrose? et/ou Perfusion ? et/ou Modifications cellulaires?Des études à plus grande échelle sur des patients porteurs d’unepathologie débutante et évoluée sont essentielles.La corrélation des ADC à l’histologie (gold standard) mais aussi auFibrotest (non invasif et fiable) permettront certainement des études àplus grande échelle.

«« L’IRM L’IRM de de diffusion diffusion en en pathologie pathologie abdominale, abdominale, un un outil outil clinique clinique ??Pas Pas encore encore mais mais peut-être peut-être pour pour bientôt bientôt ….. ….. »»Grenier N. Éditorial J Radiol 2004;85:717-719

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