TEP/IRM à 9.4T promet des gains en neuroimagerie

2011 06 24 15 59 07 371 2011 06 24 High Field Thumb

NDLR: Cet article a été publié en anglais le 24 Juin.

BERLIN - Le mariage d'un tomographe par émission de positons et d'appareils d'IRM à ultra-haut champ offre d'infinies possibilités dans le domaine de l'imagerie du cerveau, en apportant aussi les outils pour analyser les mécanismes neuronaux complexes pour améliorer la compréhension par les praticiens des processus des maladies neurologiques, selon une présentation lors du Symposium sur la Résonnance Magnétique Haute Définition.

Les d√©fis √† relever sont √©galement tr√®s importants, mais les experts en neurologie, au Centre de Recherche J√ľlich √† J√ľlich en Allemagne, parmi les premiers √† installer une camera de tomographie par √©mission de positons √† l'int√©rieur d'un aimant IRM 9.4-tesla, ont r√©solu la plupart des difficult√©s techniques consistant √† combiner les deux modalit√©s et sont tout √† fait confiants en ce qui concerne l'avenir.

Les obstacles à surmonter

Image T1 MP-RAGE d'une tumeur du cerveau obtenue avec de la F-fluoroethyl-tyrosine (FET) et une image par TEP scanner. Toutes les images sont la propriété de N. Jon Shah, PhD et reproduites avec son accord.Image T1 MP-RAGE d'une tumeur du cerveau obtenue avec de la F-fluoroethyl-tyrosine (FET) et une image par TEP scanner. Toutes les images sont la propriété de N. Jon Shah, PhD et reproduites avec son accord.
Image T1 MP-RAGE d'une tumeur du cerveau obtenue avec de la F-fluoroethyl-tyrosine (FET) et une image par TEP scanner. Toutes les images sont la propriété de N. Jon Shah, PhD et reproduites avec son accord.

On rencontre des obstacles avec chaque modalit√© s√©par√©ment, mais aussi lorsque on les associe, a expliqu√© lors de la pr√©sentation N. Jon Shah, PhD, directeur du Centre de Neurosciences et M√©decine √† J√ľlich.

Par exemple, L'IRM √† tr√®s haut champ magn√©tique pose des probl√®mes en ce qui concerne l'homog√©n√©it√© des signaux, le taux d'absorption sp√©cifique, des difficult√©s pour le l'ajustement de l'homog√©n√©it√© du signal, sans oublier le raccourcissement du T2 et du T2* inh√©rent √† l'IRM √† tr√®s haut champ magn√©tique. Des probl√®mes de susceptibilit√© magn√©tique sont plus aigus et les co√Ľts d'implantation sont √©lev√©s, et par-dessus tout, l'accord des autorit√©s de r√©gulation est un aspect avec lequel il faut compter, ajoute Shah.

"Une fois que vous avez placé l'appareil de TEP à l'intérieur de l'appareil à résonnance magnétique, une des premières choses que vous perdez, c'est votre source radioactive permettant de faire des corrections d'atténuation. Il faut alors pouvoir utiliser l'IRM pour faire cela, notamment si vous souhaitez obtenir des informations quantitatives. De plus, la camera TEP prend de la place dans le statif et on est un peu à l'étroit à l'intérieur".

Shah dit encore qu'il vaut mieux oublier les tubes photomultiplicateurs pour l'appareil de TEP et utiliser des détecteurs à semi-conducteurs. Et comme le diamètre de l'anneau de l'IRM diminue avec l'ajout de la camera de TEP, les espaces entre les détecteurs sont majorés. C'est un véritable défi que de placer un analyseur artériel dans l'anneau, et vous aurez également besoin d'une production de traceur radioactif de PET à proximité.

"L'un des points forts de tomographie par √©mission de positons est qu'il est souvent consid√©r√© comme la r√©f√©rence absolue pour beaucoup de choses par ce que c'est une technique quantitative. Cependant lorsque vous introduisez une camera TEP √† l'int√©rieur d'une machine de r√©sonnance magn√©tique, c'est l'une des premi√®res choses que vous perdez, et pour retrouver cette technique, il faut pas mal de t√Ętonnements", dit encore Shah.

Bien s√Ľr, l'appareil d'IRM corps entier de 9.4-tesla (Siemens Healthcare) offre un grand nombre d'avantages, par exemple un meilleur ratio signal-sur-bruit (SNR), ainsi qu'une meilleure r√©solution du spectre, et un effet BOLD (intensit√© d√©pendant de l'oxyg√©nation) pour l'IRM fonctionnelle. Mais la mise en place d'un appareil qui p√®se 870 tonnes requiert un certain effort.

Vous devez prendre en compte les artefacts de susceptibilité importants si vous voulez faire de l'imagerie fonctionnelle du cerveau et les artefacts d'ondes en haute fréquence ainsi que les problèmes d'homogénéité à résoudre en ce qui concerne le champ magnétique B1.

Il vous faudra disposer d'une √©quipe sp√©cialis√©e pour construire des antennes et d'autres mat√©riels; l'√©quipe de J√ľlich a construit une antenne √† 8 canaux pour l'imagerie du sodium et une antenne √† 16 canaux en √©mission-r√©ception, toujours selon Shah.

Les avantages

Fort heureusement, les possibilit√©s d'une combinaison hybride d√©passent largement les obstacles √† surmonter et, disons plut√īt qu'ils offrent plus d'int√©r√™t √† √™tre expos√©s, se r√©jouit Shah.

Tout d'abord, il fait remarquer qu'il est plus facile de recruter des volontaires pour des études sur l'imagerie médicale quand un examen TEP et une IRM peuvent être réalisés en un seul examen. La résonnance magnétique à ultra haut champ offre une résolution spatiale grandement améliorée, particulièrement en ce qui concerne l'imagerie anatomique, un contraste fonctionnel plus important (BOLD), une image de meilleure qualité, et une IRM et une spectroscopie des autres noyaux que le proton.

"Je pense que ces aspects vont représenter des possibilités incroyables pour les IRM à 9.4 tesla". Le progrès au niveau du contraste ne se mesure pas de façon linéaire avec l'augmentation de la puissance du champ mais va bien au-delà. Et la résolution de l'image est améliorée en proportion de 2 fois et demie par rapport à un scanner tesla-1.5.

Pour la tomographie en émission de positons, l'IRM fournit une correction des effets de volume partiel, une correction d'atténuation, et une correction de mouvement via les échos navigateurs, toujours selon Shah.

Et il ajoute, "les belles images anatomiques obtenues avec l'IRM sont automatiquement fusionnées. De cette façon vous faites des mesures simultanées, et il n'est pas difficile d'imaginer que vous finirez par intégrer des séquences d'échos navigateurs pratiquement dans chaque séquence que vous réaliserez avec l'IRM, et que vous utiliserez les données de correction de mouvement avec ces mesures. Certains de mes collègues pensent que les techniques d'échos navigateurs n'auront pas la même précision que la détection de mouvement par technique optique, mais je me permets d'émettre une opinion différente". En fait, une étude à venir va démontrer que la technique par échos navigateurs est supérieure aux techniques optiques.

Le véritable avantage d'avoir accès à une machine hybride, appareil de TEP et appareil à résonnance magnétique à 9.4 Tesla est que vous pouvez faire de l'imagerie métabolique d'une façon extrêmement précise. Le traceur à utiliser en tomographie sera le 18 FDG.

Pendant la durée de l'examen, on peut donner au patient de l'oxygène-17 à inhaler et une spectroscopie du P31 en résonnance magnétique peut être faite pour étudier l'adénosine triphosphate (ATP), et enfin, l'ensemble de l'examen peut être fusionné dans une imagerie anatomique ordinaire afin d'attribuer à une région du cerveau les données recueillies. Ces outils représentent tout ce dont vous avez besoin pour faire une exploration fiable du métabolisme du cerveau, d'après Shah.

De nouveaux paradigmes de la fonction de cerveau sont pr√™ts √† √™tre explor√©s gr√Ęce √† ces nouveaux outils. Le processus rencontre des difficult√©s dans la mesure o√Ļ le temps qu'il faut √† l'appareil de TEP pour faire des calculs est sup√©rieure √† celui que prend l'IRM. Les chercheurs doivent r√©fl√©chir √† toutes ces possibilit√©s offertes par les syst√®mes, et proposer des pistes de recherche.

Une puissante association

Alors que l'IRM a une r√©solution spatiale et temporelle importante, sa sp√©cificit√© est plut√īt faible, et ce n'est pas non plus la r√©f√©rence absolue en ce qui concerne l'imagerie mol√©culaire, deux aspects pour lesquels l'ajout d'un appareil de TEP peut s'av√©rer utile. "Sa sp√©cificit√©, bas√©e sur le fait que vous pouvez choisir quel traceur vous allez utiliser, est excellente".

Au niveau moléculaire, la neurotransmission est pilotée par des neurotransmetteurs ou des récepteurs ou modulée par des médicaments, le domaine de la TEP. A l'inverse, l'IRM s'adresse au niveau systémique, décrivant des fonctions complexes du cerveau et fournissant la localisation comme l'analyse de mécanismes complexes en IRM fonctionnelle.

L'un des grands avantages de l'IRM à ultra haut champ est la richesse du contraste qui aura un impact significatif sur ce que vous pourrez faire. Vous n'êtes pas obligé de faire de l'imagerie de phase, vous pouvez vous contenter d'observer les images de magnitude.

L'image des noyaux gris centraux obtenue à 3 tesla (ci-dessus) est loin de la qualité de l'image obtenue à 9.4 tesla (ci-dessous).L'image des noyaux gris centraux obtenue à 3 tesla (ci-dessus) est loin de la qualité de l'image obtenue à 9.4 tesla (ci-dessous).
L'image des noyaux gris centraux obtenue à 3 tesla (ci-dessus) est loin de la qualité de l'image obtenue à 9.4 tesla (ci-dessous).
L'image des noyaux gris centraux obtenue à 9.4 tesla

Si vous obtenez les images avec un rapport signal sur bruit élevé, vous pouvez choisir d'utiliser des filtres sélectifs pour avoir des informations plus spécifiques.

Lors d'une excitation sélective (IRM ciblée), l'excitation par radio fréquence d'une zone d'intérêt spécifique, peut produire une résolution très élevée de certaines parties du cerveau, comme l'hippocampe, sans nécessiter d'acquérir le volume entier.

Dans l'étude de l'image d'une tumeur du cerveau, l'utilisation d'un appareil hybride avec du F-fluoroethyl-tyrosene et un IRM à ultra haut champ, a non seulement montré les limites précises de la tumeur, mais a montré aussi comment elle affecte les régions environnantes du cerveau.

Images du cerveau obtenue par IRM pendant une acquisition TEP: TEP FET, T1, T2 combiné, et T1 après injection de contraste.Images du cerveau obtenue par IRM pendant une acquisition TEP: TEP FET, T1, T2 combiné, et T1 après injection de contraste.
Images du cerveau obtenue par IRM pendant une acquisition TEP: TEP FET, T1, T2 combiné, et T1 après injection de contraste.

A l'aide de l'IRM √† ultra haut champ et l'imagerie TEP du cerveau "le positon vole dans le champ magn√©tique, et ses mouvements vont √™tre limit√©s √† deux directions, et nous devrions am√©liorer la r√©solution de la TEP sans aucun co√Ľt suppl√©mentaire".

Page 1 of 1244
Next Page