URO-MR chez l'enfant: CHU Charleroi, Belgique 2Siemens, Belgique Evaluation Tridimentionnelle Morphologique et Fonctionnelle

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URO-MR chez l'enfant: CHU Charleroi, Belgique 2Siemens, Belgique Evaluation Tridimentionnelle Morphologique et Fonctionnelle
URO-MR chez l’enfant:

Evaluation Tridimentionnelle Morphologique et Fonctionnelle

  N. Nicaise1, R. Demeure2, N. Gauquier1, C. Delcour1

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                                  CHU Charleroi, Belgique
                              2   Siemens,      Belgique
URO-MR chez l'enfant: CHU Charleroi, Belgique 2Siemens, Belgique Evaluation Tridimentionnelle Morphologique et Fonctionnelle
INTRODUCTION

En cas de pathologie urinaire, notamment de dilatation congénitale,
toute décision thérapeutique (ex: préservation du rein…) doit tenir
compte du bilan fonctionnel et morphologique.

Les techniques d’investigation conventionnelles sont l’échographie,
la scintigraphie et la cystourétérographie rétrograde.

Malheureusement, des discordances sont fréquemment rencontrées,
concernant par exemple l’intégrité du parenchyme rénal.

De plus, la scintigraphie serait non contributive dans l’évaluation d’au
moins 15% des voies urinaires dilatées (*)

                                                       *Radiology 2003;227:289-294
URO-MR chez l'enfant: CHU Charleroi, Belgique 2Siemens, Belgique Evaluation Tridimentionnelle Morphologique et Fonctionnelle
Introduction et Objectif:

L’objectif est ici de décrire une technique IRM « tout-en-un »
permettant à la fois:

 une analyse morphologique tridimentionnelle précise de l’arbre
  urinaire et de l’arborisation artérielle

 une évaluation fonctionnelle du parenchyme rénal
Matériel et Méthode
1.   Population:

        Six nouveaux-nés (< 6 mois) référés pour uro-néphropathie
         dilatatée de l’arbre urinaire.
               • Sous anesthésie
               • Un cathéthérisme vésical fût mis en place chez les 3
                  derniers nouveaux-nés examinés, afin d’éviter de
                  surestimer le degré d’obstruction
        1 enfant de 3 ans
        Deux adolescents référés pour infection urinaire récidivante
        Hydratation IV: 10-15 minutes avant et pendant toute la
         durée de l’examen
        Stimulation diurétique: Furosémide IV 0.1mg/kg, administré juste
         avant la première séquence d’acquisition
Matériel et Méthode

2. Séquences IRM:

      1.5 Tesla (Symphony-Tim [76x18], Siemens, Allemagne)
      Décubitus dorsal, antenne de corps matricielle (6 éléments)
       + antenne rachis (6 éléments)
      Séquence « parenchymo-ductulaire » : HASTE T2, 3mm, Axial
       et Coronal
      Uro-MR:
       • RARE: 2D
       • 3D TSE fortement pondérée T2
      Acquisition dynamique 3D flashT1
      Durée totale de l’examen: +/- 35-40 minutes

   * La linéarité de la courbe « Intensité de Signal/Concentration du
   produit de contraste » a été établie sur objet-test (R=0.995)
Technique d’acquisition:
  1.   HASTE T2, axial et coronal, 3mm
             Temps d’acquistion 16 sec, en apnée chez les grands enfants
              sinon en respiration libre
             Donne une première idée de l’épaisseur du parenchyme et
              de l’importance de la dilatation
             Sert de repérage aux séquences 3D

Cas n°1(AL), 4 mois, duplication droite et mégauretère obstructif supérieur. Le pyélon inférieur
n’est pas dilaté ( ) et le parenchyme en regard de la dilatation polaire supérieure conserve une
certaine épaisseur (   )
Technique d’acquisition:
2. 2D T2 - URO-MR:
       Séquence RARE, 40- 50 mm, coronal et sagittal
       Temps d’acquisition ~ 2 secondes, en apnée ou respiration libre
       Donne une vue d’ensemble de l’arbre urinaire mais
       Ne permet pas une analyse détaillée (par ex: visualisation
        du point d’insertion des uretères), et ce particulièrement en
        cas de dilatation importante
       Sert de repérage aux séquences 3D
Technique d’acquisition:
  2. 3D TSE T2 - URO-MR (paramètres cfr annexe):
             TSE T2, 40 coupes de 2 mm, synchronisation respiratoire par
              écho-Navigateur (PACE), placé sur le diaphragme
             Temps d’acquisition ~ 4 minutes
             Analyse MIP mais aussi des coupes natives (détails)
             L’arbre urinaire est toujours visualisé dans son ensemble même
              dans les cas les plus dilatés

Cas n°1(AL), 4 mois, duplication droite et mégauretère obstructif supérieur : URO-MR (a,b:
MIP cor et sag; c,d: C. natives). Sur les coupes natives, on individualise le pyélon inférieur non
dilaté (  ) et l’insertion urétérale sous-vésicale est nettement individualisée ( )
Technique d’acquisition:
2. 3D Flash T1 (paramètres cfr annexe):

          Tac: 10 sec, en apnée ou respiration libre
           à blanc et durant 20 minutes, après injection IV d’une double
           dose Gadolinium
          Soustraction automatique pour les reconstructions en MIP
          Analyse coupes natives et MIP
                  Parenchyme: épaisseur et rehaussement
                  MIP artériel: Vascularisation (variantes anatomiques)
                  MIP tardif « UIV »
                  Courbes SI/temps pour l’étude de la fonction
Evaluation Morphologique:
 1.   Epaisseur et rehaussement du parenchyme:

Cas n°1(AL), 4 mois, duplication droite et mégauretère obstructif supérieur: a: Uro-MR,
b: coupes natives 3D Flash T1(b). il n’y a pas d’atrophie parenchymateuse en regard du pyélon
supérieur dilaté et le rehaussement est préservé (cfr évaluation fonctionnelle)
Evaluation Morphologique:
  2. Aorte et Artères rénales

             Analyse des coupes natives et du 3D MIP reconstruits après
              soustraction de la 1ère acquisition dynamique 3D T1

Cas n°2(CS), 16 ans, rein gauche bifide en position basse bien visible sur le MIP tardif (a).
b: MIP artériel. Les coupes natives mettent en évidence une artère polaire inférieure issue du
croisement iliaque ( ), tandis que l’artère polaire supérieure est issue de l’aorte ( ).
L’apport de ces informations sera précieux si une chirurgie lapaoscopique est envisagée
Evaluation Morphologique

3. MIP tardif « UIV »

       3D MIP reconstruits après soustraction des dernières
        acquisitions dynamiques 3D T1
       Moins contributif que l’URO MR T2 en cas de forte dilatation,
        en raison du retard de l’élimination
       Surtout utile pour objectiver une élimination du contraste
Cas n°2 -3:

                                                                       B
Cas n°2, 5 mois, Cas n°3, 3 ans: bilan de formation kystique polaire supérieure visualisée
en échographie (A) et Uro-MR (B). (C): acquisition dynamique tardive.
N°2: Kyste para-pyélique supérieur droit : Au temps tardif après recours au contraste, il n’y
a aucune élimination au sein du kyste (C). N°3, 3 ans: Ectasie pyélique droite: Au temps
tardif (C), élimination du contraste au sein de la cavité liquidienne visualisée en Uro-MR (B)
Cas n°5

Cas n°5, 14 ans. Absence de rein gauche à l’écho et à la scintigraphie.
Les URO-MR 2D Cor (a) et Sag (b) font suspecter une bifidité droite. L’angio-IRM (c) met en
évidence deux artère polaires inférieures droites. Il n’ya pas d’artère rénale gauche.
Les MIP tardifs (d) permettent de faire le diagnostic d’éctopie rénale croisée.
Les uretères s’implantent normalement.
Evaluation Morphologique: Avantages de l’IRM

1.    Comparativement à UIV:
         Technique non irradiante
         Indépendante fonction, dilatation

2. Comparativement à l’échographie:
      L’IRM permet de visualiser l’arbre urinaire dans toute sa
        globalité
      Elle permet de détecter d’éventuelles ectopies d’insertion

3. Avantage supplémentaire:
      Apport d’informations anatomiques (ex: artère polaire...),
         bien utiles en cas de chirurgie laparoscopique
Evaluation Fonctionnelle
Celle-ci repose sur l’étude de l’évolution du signal des régions d’intérêt
(ROI) et ce, sur les différentes acquisitions dynamiques
Selon ce qu’on désire estimer, ces ROIs pourront être placer à différents
endroits du rein:
     Sur le parenchyme, pour l’évaluation comparative du rehaussement
     Sur les cavités pour l’évaluation du retard de l’élimination

                                                 Parenchymes                                                                                             BASSINETS
                                                                                                                                                 bassinet dr             bassinet g
                                        SI parenchyme dr             SI parenchyme g
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        Signal

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                                                                                                                                                                22

                                                                                                                                                                       27

                                                                                                                                                                              33

                                                                                                                                                                                     39

                                                                                                                                                                                            48

                                                                                                                                                                                                   60
                                 10

                                         13

                                                16

                                                       19

                                                              22

                                                                      27

                                                                             33

                                                                                    39

                                                                                           48

                                                                                                  60
Evaluation Fonctionnelle
 1.   Rehaussement comparatif des parenchymes ./. Aorte:
           Index de Hilson: SI Parenchyme/ SI Max Aorte

Cas n°5, 14 ans, Ectopie rénale croisée. Les courbes de rehaussement des « deux reins » par
rapport au Signal de l’aorte (   ) sont parfaitement symétriques
Evaluation Fonctionnelle

Cas n°1(AL), 4 mois, duplication droite et mégauretère obstructif supérieur: le rehaussement du
parenchyme en regard de la dilatation est symétrique par rapport à celui du pôle inférieur non
dilaté et du rein gauche. Un traitement conservateur du pôle supérieur fût donc décidé: urétéro-
pyélostomie droite et exérère du méga-uretère.
Evaluation Fonctionnelle

                         a

                  b                     c
Cas n°6 (TV), 3 mois, référé pour MAP de bifidité rénale gauche avec dyslasie du
pole inférieur secondaire à un reflux vésico-urétéral de grade 4. a) Uro-MR, b) MIP artériel:
Présence d’une artère polaire inférieure droite ( ) (mais pas d’artère polaire inférieure gauche.
c) MIP uro: élimination diminuée mais présente du pôle inférieur atrophique ( ), et faible
proportion de parenchyme atrophié. d) courbes: rehaussement retardé mais présent du pôle
inférieur. Un traitement conservateur du rein fut donc décidé (simple cure de reflux)
Evaluation Fonctionnelle
  2. Temps de Transit: evaluation du retard d’élimination
                                                                                                               Parenchymes
                                                                                                     SI parenchyme dr               SI parenchyme g
                                                                           250

                                                                           200

                                                                           150

                                                                  Signal
                                                                           100

                                                                           50

                                                                            0                                                                                           sec

                                                                                                 5

                                                                                                         5

                                                                                                                 5

                                                                                                                        5

                                                                                                                                5

                                                                                                                                        0

                                                                                                                                               0

                                                                                                                                                      0

                                                                                                                                                             0

                                                                                                                                                                    0
                                                                             0

                                                                                   30

                                                                                        60

                                                                                              10

                                                                                                      13

                                                                                                              16

                                                                                                                     19

                                                                                                                             22

                                                                                                                                     27

                                                                                                                                            33

                                                                                                                                                   39

                                                                                                                                                          48

                                                                                                                                                                 60
                                                                                   BASSINETS
                                                                           bassinet dr                       bassinet g
                                          600

                                          500

                                          400

                                          300

                                          200

                                          100

                                           0

                                                             5

                                                                    5

                                                                               5

                                                                                       5

                                                                                                5

                                                                                                          0

                                                                                                                   0

                                                                                                                               0

                                                                                                                                        0

                                                                                                                                                 0
                                            0

                                                30

                                                     60

                                                          10

                                                                 13

                                                                            16

                                                                                    19

                                                                                             22

                                                                                                       27

                                                                                                                33

                                                                                                                            39

                                                                                                                                     48

                                                                                                                                              60
Cas n°7(MDS), 3 mois, reflux vésico-urétéral stade 4. Echo: syndrôme de jonction droit.
Scintigraphie: syndrôme de jonction bilatéral. Le rehaussement parenchymateux est légèrement
diminué à droite mais il n’y pas de souffrance significative du parenchyme. Par contre, les
courbes d’évolution du signal des bassinets confirment le retard d’ élimination.
Evaluation Fonctionnelle

                                          Bassinet supérieur

                                          Bassinet Inférieur

Cas n°5, 14 ans, Ectopie rénale croisée. Tant les MIPs successifs que les courbes de signal des
bassinets montrent un discret retard d’élimination des cavités supérieures.
Evaluation Fonctionnelle
3. Evaluation du caractère obstructif de la dilatation:

La courbe de rehaussement du parenchyme peut être divisée en 3 phases:

                                         1. Perfusion artérielle corticale
                                         2.rehaussement du parenchyme
                                         3. Élimination des cavités
  4000

  3000
                                 aorte
  2000                           cm dr
                                 cm g
  1000

     0
         0   30   90   185 421
Evaluation Fonctionnelle
2. Evaluation du caractère obstructif de la dilatation:

        le décroissement tardif de la courbe de signal du parenchyme
         rénal est évocateur du caractère non ou peu obstructif
        Par contre, l’absence de décroissement est à considérer avec
         prudence. En effet des faux positifs sont rencontrés, notamment si
              il n’y a pas eu de sondage vésical
              Le temps d’évaluation est trop court

                                       Signal global
                                  SI global dr           SI global g
 300

 250

 200

 150

 100

    50

    0
                       5

                              5

                                      5

                                             5

                                                    5

                                                           0

                                                                  0

                                                                         0

                                                                                0

                                                                                       0
     0

          30

               60

                    10

                           13

                                   16

                                          19

                                                 22

                                                        27

                                                               33

                                                                      39

                                                                             48

                                                                                    60
Evaluation Fonctionnelle: Avantages de l’IRM

 Comparativement à la scintigraphie, l’IRM présente l’avantage de
  pouvoir réaliser une évaluation ciblée de n’importe quelle région.
  Ceci est particulièrement intéressant en cas de duplication avec
  atteinte isolée d’un des pôles du rein

 Couplée aux informations morphologiques obtenues dans le même
  temps, elle permet d’évaluer le retentissement fonctionnel d’une
  dilatation ou d’estimer le pourcentage du parenchyme rénal atteint.
Conclusion
La technique ici décrite fournit en un seul examen
 Une analyse morphologique précise des artères et de l’arbre
    urniaire ( « cartographie » pré-opératoire)
 Une évaluation de l’intégrité du parenchyme rénal, du retard
    d’élimination et du caractère obstructif d’une dilatation

La qualité de l’examen et l’apport diagnostique sont excellents
même chez les tout jeunes enfants

Vu qu’elle requiert une anesthésie du moins chez les tout petits,
elle sera réservée aux cas où il existe une discordance entre
Echographie et Scintigraphie.
Elle facilitera alors l’orientation thérapeutique (ex: préservation
du rein…)
Annexe:          Paramètres d’acquisition des séquences 3D:

   Paramètres            3D TSE T2       3D Flash T1
    TR (msec)               1800             4.8
    TE (msec)               678              2.13
     Angle (°)              180              60
Epaisseur de coupe          1.5               2
Nombre de coupes            40               36
Grandeur de champ       380X380 mm       300X240 mm
     Options               PACE          Soustraction
 Post-Processing            MIP              MIP
Temps d’acquisition        ~4 min         20 minutes
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