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L'IRM en neuro-oncologie chez l'enfant : perfusion, diffusion, qui dit mieux ?

Mis à jour le 09/12/2016 par SFR

 

Lucie Hertz-Pannier, Société Francophone d'Imagerie Pédiatrique et Prénatale (SFIPP)

 

La succession en quelques mois dans Radiology de deux papiers, l’un français (1), l’autre nord-américain (2), remet en lumière la question de la caractérisation des tumeurs cérébrales de l’enfant, si importante pour le planning thérapeutique, le suivi d’une éventuelle transformation maligne d’une tumeur de bas grade, ou le suivi en cours de traitement. Force est de constater que l’IRM n’a pas fini de livrer ses secrets pour différencier les hauts et les bas grades. Au-delà de l’aspect en T1 et T2 dont on connaît bien les pièges, et de la prise de contraste qui n’est pas liée au grade de la lésion mais à la perméabilité de la BHE, la diffusion est venue renforcer l’arsenal diagnostique, en montrant une diffusivité moyenne (ou son équivalent ADC) diminuée dans les tumeurs de haut grade à forte cellularité et fort rapport nucléo-cytoplasmique, et élevée dans les tumeurs de bas grade (faible cellularité et tissu interstitiel lâche). L’IRM de perfusion a confirmé l’hypothèse d’une perfusion qui augmente avec le grade de la tumeur, mais la technique de 1er passage d’un bolus de gadolinium n’a jamais vraiment fait son trou en pédiatrie, pour des raisons pratiques notamment. Enfin, la spectroscopie, d’usage plus confidentiel, apporte aussi son lot d’arguments et l’on conclut que la multimodalité est nécessaire pour converger vers une caractérisation précise, ce qui amène à des protocoles longs (et coûteux). Mais au final, la variabilité et le chevauchement des valeurs entre les différents grades et plus encore entre les différents types de tumeurs, poussent à chercher des métriques plus discriminantes.
La mesure de la perfusion en ASL (Arterial Spin Labelling) s’annonce donc comme un bon candidat, car non invasive, sans injection, et quantitative. Elle a ainsi été analysée dans une large cohorte pédiatrique parisienne (4 minutes d’acquisition), en comparaison aux résultats histologiques (1). Il en ressort que, pour les tumeurs hémisphériques, un seuil de 50 ml/min/100g permet d’atteindre une sensibilité de 90 % et une spécificité de 93 %, avec une spécificité un peu inférieure pour les tumeurs thalamiques (80 %). Les tumeurs de la fosse postérieure (les plus fréquentes chez l’enfant) sont moins bien discriminées par ce seuil, nécessitant d’y adjoindre un index de prise de contraste pour atteindre une sensibilité et spécificité de 96 et 97 %. Le CBF s’est montré très corrélé à la densité vasculaire en anapath.
Au total la précision diagnostique de la méthode proposée (ASL + prise de contraste) atteint 88 à 93 % à 1.5T. Curieusement, la validation à 3T (qui est le champ recommandé pour les études en ASL) obtient un score de précision inférieur (77 %).

Mais la diffusion n’a pas dit son dernier mot : dans une série américaine comparable (2), l’imagerie de diffusion multi-b (de 0 à 4000, 3 minutes d’acquisition) a permis l’implémentation d’un modèle d’analyse (FROC, pour Fractional Order Calculus Model) mesurant, outre la diffusivité moyenne, un index d’hétérogénéité intra-voxel β, qui reflète la complexité micro-structurelle de la tumeur. Et les auteurs démontrent que la mesure combinée de D et β permet de différencier les tumeurs de haut et bas grade avec une précision de 92.5 %, donc comparable à l’ASL (idem pour les aires sous la courbe ROC). L’avantage de cette méthode étant de fournir une information sur l’hétérogénéité structurelle de la tumeur et de ne pas nécessiter d’injection.

Au final, faut-il ajouter encore une ou deux séquences à « l’approche multimodale » ? Dans une optique d’efficience, on espère qu’une ou plusieurs études compareront la valeur ajoutée clinique de chacune de ces nouvelles méthodes, afin de ne pas sombrer dans la surenchère…

Et pour les fans de tractographie : n’oublions pas qu’il ne faut pas croire tout ce que l’on voit ! Le DTI challenge (3) illustre avec brio combien les méthodes de tractographie ont encore besoin d’être étalonnées, validées, et utilisées avec circonspection quand elles entrent au bloc opératoire. Quatre sets d’images DTI ont été analysées par 8 équipes internationales pour reconstruire le faisceau corticospinal chez des patients porteurs de tumeurs de bas grade… le résultat est édifiant ! Entre fibres aberrantes, fibres manquées, etc… la reproductibilité entre les algorithmes d’analyse est désolante… Du travail d’harmonisation en perspective !

  

Références :

1. Dangouloff-Ros V. et al. Arterial Spin Labeling to Predict Brain Tumor Grading in Children: Correlations between Histopathologic Vascular Density and Perfusion MR Imaging. Radiology, 2016 Nov;281(2):553-566.

2. Sui Y. et al. Differentiation of Low- and High-Grade Pediatric Brain Tumors with High b-Value Diffusion-weighted MR Imaging and a Fractional Order Calculus Model. Radiology, Nov 2015, Vol. 277: 489–496.

3. Pujol S. et al. The DTI Challenge: Toward Standardized Evaluation of Diffusion Tensor Imaging Tractography for Neurosurgery. J Neuroimaging. 2015 Nov-Dec;25(6):875-82.


Lecture supplémentaire conseillée :

Nous souhaitons aussi attirer l’attention sur l’excellente revue portant sur les dernières évolutions de l’imagerie de diffusion publiée par une équipe française.

Lima M., Le Bihan D. Clinical Intravoxel Incoherent Motion and Diffusion MR Imaging: Past, Present, and Future. Radiology. 2016 Jan;278(1):13-32.