Mis à jour le 13/08/2010 par SFR IRM : Le chant des protons s

IRM
Mis à jour le 13/08/2010 par SFR
IRM : Le chant des protons s'intensifie
François-Xavier Babinet (1), Magali Lafaye (2)
(1) Hôpital Foch, Suresnes
(2) Hôpital Lariboisière, AP-HP
Introduction
Le RSNA 2008 a mis une fois encore en avant les possibilités et le potentiel énormes de l'IRM d'un point
de vue du diagnostic, mais aussi interventionnel. Le champ d'applications de l'IRM ne cesse de croître :
il devient de plus en plus incontournable en cancérologie à tous les stades de cette pathologie. Ses
possibilités en imagerie vasculaire s'étendent, notamment sous la menace de la FNS (Fibrose
Néphrogénique Systémique). L'innovation technologique arrive cette année par le 3 Teslas, et se
déclinera probablement sur les aimants de champ plus faible. En outre, une offre alternative se
développe à coté des aimants tunnels haut de gamme largement majoritaires en France.
Cancérologie, un domaine phare
La place de l'IRM dans la détection du cancer, la caractérisation tumorale et le suivi thérapeutique de la
maladie est de plus en plus prépondérante, principalement pour les cancers du sein et de la prostate.
Rappelons que l'examen IRM s'avère plus sensible que la mammographie d'après une étude du New
England de 2007, et que l'American Cancer Society recommande une IRM annuelle pour les populations à
risque. En outre chez les femmes jeunes et porteuses d'implants mammaires, la mammographie est
plus délicate à interpréter. Lors d'une suspicion ou détection de la maladie, l'IRM est fréquemment
utilisée aux Etats-Unis. Pour la classification du cancer, la caractérisation des lésions, la réalisation
d'une biopsie, le planning opératoire et le suivi de chimiothérapies.
Dans ce cadre, et dans le même esprit que l'IRM dédiée à l'exploration du sein d'Aurora, GE Healthcare
propose depuis l'an dernier son IRM SIGNA VIBRANT, dédiée à l'exploration et à la biopsie du sein : à
son IRM Signa HDx 1.5T a été associée la table mobile VanguardTM développée par la société Sentinelle
Medical, intégrant une antenne 8 canaux / 8 éléments et conçue avec des abords latéraux pour les
biopsies mammaires de la patiente installée en décubitus ventral.
Rejoignant GE Healthcare sur cette approche en 2008, Siemens présente une déclinaison de son
Magnetom Espree 1.5T avec un tunnel de 70 cm nommée Magnetom Espree Pink, dédiée à l'imagerie de
la femme, avec l'intégration de la table VanguardTM. Ce package s'accompagne d'une réelle nouveauté
chez Siemens, qui a fortement mis l'accent en 2008 sur les logiciels de CAD (Computer Assisted
Diagnosis). Ainsi pour l'imagerie de la femme, l'application Brevis sous Syngo est mise en avant au
RSNA 2008. Il s'agit bien d'une rupture, puisque jusqu'en 2007, de tels outils, considérés comme des
niches, étaient développés par des sociétés autres que les grands fournisseurs d'IRM.
Le diagnostic, la caractérisation et le suivi pour le cancer du sein font appel le plus souvent à des
acquisitions anatomiques en T1 ou T2, auxquelles s'ajoutent des images dynamiques de prise de
contraste («wash
in » puis « wash
out »), avec des images injectées haute résolution, et
éventuellement des séquences de spectroscopie. Si l'on ajoute des mammographies RX, des
échographies et à terme l'élastographie, ce sont de multiples éléments qui sont mis à profit dans le
traitement de cette pathologie. Siemens a donc développé une interface ergonomique où tous ces
éléments sont mis en page, et en correspondance. Le comportement dynamique des lésions est codé en
couleur et apparait ainsi simplement sur l'image anatomique comme en scintigraphie. En complément,
Siemens présente aussi le CAD Syngo TISSUE 4D pour l'analyse pharmaco-cinétique des tissus avec des
applications dans le domaine de la prostate, le foie et le cerveau. Il fournit des paramètres comme le
Ktrans, index de perméabilité à la perfusion.
Grâce à l'acquisition de la société In Vivo, Philips, lui, intègre deux développements issus de cette
société pour l'imagerie de la femme. Le Mammotrak, déjà présenté en 2007, est un chariot dédié
accueillant une antenne à 7 éléments pour la biopsie et 16 éléments pour le diagnostic, avec une
couverture incluant le creux axillaire. En complément, Philips intègre le logiciel Dyncad sur ses stations
de traitement, produit In Vivo dédié à l'imagerie mammaire.
Comme pour les autres constructeurs, l'antenne sein VanguardTM de la société Sentinelle Medical fait
désormais partie de la gamme d'antennes proposées par Toshiba : cette antenne permet d'augmenter le
rapport signal/bruit de 30% et facilite la réalisation des biopsies mammaires par une meilleure
accessibilité, une meilleure ergonomie et un meilleur confort pour la patiente car l'examen peut être
réalisé « pieds en avant ». En complément de cette antenne, Toshiba propose en France un CAD dédié à
l'IRM mammaire : CadStream, développé par la société américaine CONFIRMA.
Une nouveauté en cancérologie, présentée cette année au RSNA 2008 par un seul construteur, GE
Healthcare, porte sur la planification de la radiothérapie par IRM. En effet, GE Healthcare propose cette
année, une table mobile dédiée pour la planification de la radiothérapie par IRM. Cette table est
composée d'un plateau plat compatible avec les dispositifs d'indexation utilisés en TDM et en
radiothérapie. Des antennes dédiées ont été conçues pour ne pas modifier la position du patient. Les
images de repérage ainsi obtenues par IRM, sont ensuite transmises de la station de travail AW vers la
station de planification en oncologie, sous format DICOM RTSS. L'avantage principal est d'obtenir des
images d'IRM de repérage, avec un contraste bien meilleur qu'en scanner, et sans irradiation
supplémentaire, permettant ainsi d'optimiser la planification et le suivi du traitement par radiothérapie.
Notons que Philips prépare aussi cette fonctionnalité sur son Panorama.
Par ailleurs, tous les constructeurs mettent toujours en avant leurs séquences d'IRM de diffusion corps
entier, en particulier pour le suivi des traitements thérapeutiques des cancers, en les opposant
directement au TEP, actuellement gold-standard dans le domaine en France. Les séquences d'IRM de
diffusion corps entier, qui sont des séquences EPI en imagerie inversée, présentent des sensibilité,
résolution spatiale et temporelle les mettant directement en concurrence avec le TEP, qui reste d'autant
plus une modalité d'imagerie irradiante. Siemens propose pour cette application la technologie originale
Tim CT Onco, qui consiste en une acquisition avec déplacement continu de la table. Selon Toshiba, l'IRM
de diffusion corps entier est déjà l'imagerie de suivi de référence au Japon pour les patients cancéreux.
Des études comparatives PET/ IRM de diffusion corps entier sont actuellement en cours, pour trancher
sur la question.
FNS & ARM sans Gadolinium
La secousse la plus sérieuse pour l'IRM en 2007, toujours d'actualité bien que sujette à débat, est
l'apparition de la Fibrose Néphrogénique Systémique (FNS ou NFS en anglais), complication développée
par les insuffisants rénaux et hépatiques ayant eu un examen IRM avec injection de gadolinium comme
produit de contraste. Cette pathologie nouvelle se développe chez les insuffisants rénaux sévères sous
la forme d'une fibrose et d'un durcissement de certains tissus comme la peau, les muscles striés, la
plèvre, le péricarde et le myocarde, jusqu'à être mortelle. Le gadolinium est donc dorénavant considéré
comme contre indiqué chez les insuffisants rénaux ainsi que chez les bébés de moins de 1 an en raison
de l'immaturité de leur fonction rénale.
En réponse à cette nouvelle contre-indication et pour que l'IRM reste accessible à cette population, les
constructeurs mettent en avant leurs séquences d'angiographie par résonance magnétique (ARM) sans
produit de contraste, complémentaires aux traditionnelles séquences Time of flight (TOF) ou en
contraste de phase.
Une première séquence, dédiée aux acquisitions vasculaires des membres, utilise 2 acquisitions
synchronisées avec l'ECG : l'une en systole où seules les veines sont en hypersignal, l'autre en diastole
où les artères et les veines sont en hypersignal. Une soustraction automatique des deux séries permet
la visualisation des artères seules. Elle s'appelle FBI (Fresh Blood Imaging) chez Toshiba, Syngo Native
SPACE chez Siemens, 3D TRANCE chez Philips et INHANCE 2D Inflow utilisant le temps de vol chez GE.
Une deuxième séquence particulièrement utile dans l'étude des artères rénales utilise le principe du
spin labelling pour marquer les protons. L'acquisition est réalisée en séquence d'imagerie rapide,
pondérée en T2 en synchronisation respiratoire, permettant de relever le signal des liquides et d'obtenir
une bonne définition en distalité. Cette séquence est baptisée Time-SLIP (Time Spatial Labelling
Inversion Pulse) chez Toshiba en acquisition axiale et coronale, Syngo Native TRUE FISP chez Siemens,
B-TRANCE chez Philips et INHANCE Inflow IR chez GE. Notons par ailleurs que le Time-SLIP 4D chez
Toshiba est actuellement la seule technique d'acquisition permettant d'obtenir la dynamique vasculaire
sans injection de gadolinium, avec une résolution temporelle de l'ordre de 100 ms. Ces techniques
d'ARM sans gadolinium, point fort du constructeur nippon, sont issues d'une expérience de plus de 12
ans de recherche et développement au Japon et sont utilisées en routine clinique.
De plus, GE propose l'INHANCE 3D velocity (acquisition parallèle en contraste de phase), et Hitachi, sa
séquence d'ARM sans gadolinium appelé VASC. L'ASL (Arterial Spin Labelling) est disponible chez Philips
comme alternative à la perfusion cérébrale, sans produit de contraste.
D'autre part, des séquences utilisant du gadolinium en faible quantité sont également proposées,
notamment pour des acquisitions dynamiques, par GE (TRICKS), Toshiba (DRKS), Siemens (TWIST) et
Philips (4D TRAK). Le plan de Fourier y est rempli de façon elliptique, plus fréquemment au centre qu'en
périphérie.
L'interventionnel en pleine expansion
Des développements très importants aussi en IRM interventionnelle, notamment pour le domaine de la
cancérologie, ont été réalisés chez les constructeurs ces dernières années, les principales contraintes
étant l'utilisation de matériaux amagnétiques, les temps d'acquisition et d'installation. A côté des
dispositifs de biopsie mammaire exposés ci-dessus, les constructeurs offrent deux solutions majeures
en IRM interventionnelle cette année :
Traitement par ultrasons focalisés guidés par IRM : l'une des applications les plus avancées dans le
domaine de l'IRM interventionnelle est l'utilisation d'ultrasons focalisés sous IRM pour traiter une lésion
par hyperthermie. Un transducteur d'ultrasons est alors intégré dans la table. L'IRM permet de visualiser
la lésion, de planifier le traitement par ultrasons focalisés et de monitorer ce traitement en temps réel,
par mesure de la température dans les tissus (thermométrie). La cartographie de température permet
de mesurer en temps réel l'efficacité et la sécurité du traitement, puisqu'il est nécessaire de franchir un
certain seuil de température pour que le territoire de la lésion se nécrose, tout en épargnant bien sûr
les tissus sains. Actuellement le traitement par US focalisés sous IRM a obtenu le marquage CE pour
deux indications : pour le traitement des fibromes utérins et pour le traitement palliatif des métastases
des cancers osseux. D'autres applications sont aujourd'hui à l'étude. Grâce à son partenariat exclusif
avec la firme israélienne Insightec et son appareil Exablate 2000 (adapté aux traitements non
chirurgicaux des fibromes utérins - Réf : CHU Tours), GE Healthcare propose Exablate 2000, doté d'une
table d'IRM mobile du Signa dans laquelle a été intégré le transducteur d'ultrasons.
Philips travaille aussi un système du même type, dont le prototype est installé à l'hôpital St-André de
Bordeaux et utilisé en routine clinique. Les ultrasons y sont émis en 3D et non plus point par point.
Suite chirurgicale IRM : l'idée est de proposer une suite combinée d'un bloc opératoire avec une IRM,
dans deux pièces proches ou dans la même pièce, pour permettre la réalisation d'un contrôle peropératoire par IRM. L'objectif est de vérifier l'avancée de l'intervention chirurgicale, afin de la compléter
ou la réajuster si nécessaire. GE Healthcare offre aujourd'hui une suite chirurgicale IRM, appelée « MR
Surgical Suite », composée de deux salles situées côte à côte, une salle d'IRM 1.5T ou 3T et une salle
de bloc opératoire, qui présentent des équipements indépendants mais connectables. Pour réaliser cette
suite, GE Healthcare a développé en étroite collaboration avec la société MAQUET, un sur-plateau
chirurgical s'insérant sur la table d'opération 1150 de MAQUET, et pouvant se translater sur le chariot
mobile d'IRM de GE, qui est ensuite acheminé jusqu'à l'IRM via une porte coulissante entre les 2 salles,
et que soit alors effectué le contrôle per-opératoire sous IRM. Actuellement, les interventions sont
ciblées principalement sur la neurochirurgie (tumeurs cérébrales, résection de gliomes, tumeurs
hypophysaires) et la chirurgie du rachis.
Siemens a développé en partenariat avec Brainlab, deux suites, la « Brain suite IMRI rotating table » ou
la table d'opération pivote sur son socle vers l'IRM située à coté dans la même salle, et la « Brain SUITE
MIYABI » ou la table d'opération se déplace jusqu'à l'IRM dans la salle d'à côté. Une salle mixte
angiographie-IRM est également proposée par Siemens. De plus, Siemens entretient un autre
partenariat avec la société canadienne IMRIS, qui intègre une IRM 1.5T ou 3T dans une salle
d'opération, avec la particularité d'un statif mobile qui se translate vers le patient sans avoir besoin de
le mobiliser. 22 systèmes de ce type sont aujourd'hui en service dans le monde.
Pour Philips, l'IRM per-opératoire est aussi un fort axe de développement, avec l'étude de la pose de
stents ou d'électrodes sous IRM, et le drainage de kystes guidés par IRM (en cours à Minneapolis).
Deux nouvelles plateformes en 3T
Le marché du 3T reste un enjeu majeur pour tous les constructeurs. Le 3T confirme son domaine de
prédilection pour la neuroradiologie, avec des applications pour les maladies neurodégénératives ou
neuropsychologiques
(Alzheimer,
schizophrénie,
autisme,
hyperactivité,
émotions,
troubles
obsessionnels compulsifs…). Le 3T est soumis au problème de la SAR (Specific Absorption Rate) et à
certains artéfacts, notamment de susceptibilité magnétique. Pour autant ses apports sont considérables
dans tous les domaines nécessitant de disposer d'un fort signal (perfusion, diffusion, arterial spin
labelling), d'une acquisition rapide (angiographie MR, IRM cardiaque, acquisitions en apnée), ou d'une
bonne séparation (spectroscopie, séquences de suppression de graisse). En IRM 3T, Siemens propose la
machine Magnetom VERIO avec un tunnel de 70 cm de diamètre, dotée du TIM et de la technologie True
Form, et le Magnetom TRIO TIM avec un tunnel de 60 cm.
L'Achieva 3T TX de Philips :
Philips lance fin 2008 l'émission parallèle, sous le nom de technologie MultiTransmit. Cette
innovation majeure, qui pourrait faire date dans le monde de l'IRM, sera commercialisée en 2009
sur la plateforme 3T renommée ACHIEVA 3T TX.
L'imagerie parallèle, lancée à la fin années 90 par Philips avec le SENSE fonctionne actuellement
uniquement en réception chez tous les fournisseurs. Dans l'approche SENSE (ou ASSET), plusieurs
éléments d'antenne associée chacun à un canal d'acquisition recueillent, sur une coupe ou un
volume, une sous-image dans le plan de Fourier. Ces sous-images Fourier sont ensuite
transformées en sous-images anatomiques dont est extraite la coupe analysée par le radiologue.
Cette nouvelle technique a été mise à profit pour améliorer selon l'objectif poursuivi, un ou
plusieurs éléments du fameux triptyque de l'IRM : Temps d'acquisition, Signal/bruit, Résolution
spatiale. L'imagerie parallèle en émission reprend en partie ce principe, car l'onde RF est diffusée
via une antenne émettrice à deux entrées. Plus encore, deux émetteurs RF distincts génèrent des
impulsions différentes en fréquence, phase et signal. Ainsi, deux images sont recueillies pendant
l'acquisition.
L'intérêt est triple : d'une part, l'acquisition est fragile à 3 Teslas en raison des artefacts multiples
(dont l'artefact dielectrique), et des tolérances d'homogénéité du champ B1. En particulier, les
images abdominales sont souvent jugées de qualité inférieure à celles acquises en 1.5 T, en raison
de zones noires. L'émission parallèle vise à réduire ces zones d'ombre, car les zones anatomiques
sont excitées par deux fréquences différentes. L'émission RF est en quelque sorte un « scialytique
RF », diluant les ombres. D'autre part, Philips annonce une possibilité de réduction importante du
temps d'acquisition jusqu'à 40% grâce à cette technologie. Enfin, celle-ci peut être aussi mise à
profit en réduisant l'énergie transmise aux tissus, le SAR (Specific Absorption Rate).
La diffusion de ces nouvelle machines est prévue à compter de l'année 2009, sachant qu'un
exemplaire est déjà installé à Bonn.
La SIGNA DiscoveryTM MR750 de GE :
GE Healthcare présente au RSNA 2008 sa nouvelle IRM SIGNA DiscoveryTM 750, avec un nouveau
statif à 3T et un tunnel de 60 cm : cette IRM présente une gestion thermique avancée, avec de
nouveaux composants solides pour les gradients et l'ajout d'un circuit de refroidissement à l'eau
dans le statif ; elle dispose d'une nouvelle technologie, appelée OpTix, qui lui permet d'améliorer le
SNR jusqu'à 27% par rapport à une transmission classique analogique du signal RF : le
convertisseur analogique numérique est en fait intégré dans le statif de cette IRM, au lieu d'être
déporté comme actuellement dans le local technique ; ainsi le signal RF amplifié et numérisé est
transmis par fibre optique au système de traitement et de reconstruction, plus efficacement et
avec une meilleure immunité au bruit électronique.
Toshiba annonce une prochaine machine Vantage 3T pour 2009, et Hitachi souhaite également se
positionner sur ce marché.
La croissance d'une offre alternative
A coté des aimants haut de gamme avec un champ vertical de 1T à 1.2T, ou des IRM cylindriques à
champ horizontal de 1.5 et 3T, qui concentrent les innovations technologiques les plus poussées,
de nombreux produits parfois nouveaux étaient présentés au RSNA 2008. Cette offre multiforme
répond à des besoins sur lesquels il est intéressant de se pencher :
Nous trouvons tout d'abord la famille des aimants tunnel haut champ moyenne gamme: Siemens
avait ouvert la voie l'an dernier en sortant le Magnetom Essenza, rejoint par Philips cette année
avec l'Achieva SE. Ces appareils ne se lancent pas dans la course aux nombres de canaux et à la
puissance maximale des gradients. Ils sont conçus pour faire du travail de base correctement,
moyennant un investissement plus léger (800 k€), des coûts d'exploitation limitées (notamment en
consommations d'Hélium et d'électricité), avec des contraintes d'installation simplifiées.
La seconde famille est donc celles des IRM à champ modéré corps entier (< 1T). Conçues en
champ vertical avec des aimants permanents, elles sont donc par nature ouvertes, et affranchies
de toutes les contraintes financières et techniques liées au refroidissement des aimants
supraconducteurs par l'Hélium. Derrière Hitachi, leader mondial dans ce domaine, les grands
constructeurs maintiennent ce type d'équipement à leur catalogue - A l'exception de Philips qui en
a abandonné la fabrication, mais la société chinoise Neusoft détenue à 100% par le groupe
hollandais propose ce type de produits.
L'HAS s'est penchée sur la problématique des IRM bas champ (autre nom pour champ modéré) et
a publié un rapport en juin 2008 à leur sujet, couvrant les aspects cliniques et médico économiques. Elle conclut que « ces machines peuvent intervenir dans le cadre du dépistage d'une
pathologie ostéo-articulaire et/ou neuro-encéphalique et du suivi thérapeutique. Elles offrent un
intérêt pour l'imagerie de l'enfant, le cas échéant, de la femme enceinte, des patients
claustrophobes et obèses », en préconisant la levée des autorisations pour ce segment.
La troisième famille alternative est celle des IRM dédiées. Cette famille évolue également,
puisqu'au RSNA 2008, ONI présentait un nouvel appareil 1.5T dédié aux examens ostéoarticulaires des extrémités. Le rapport HAS les recommande dans deux situations :
- L'évaluation comparative avec d'autres modalités, notamment dans le pronostic et le suivi
thérapeutique de la polyartrite rhumatoide.
- Les services d'accueil des urgences pour explorer la traumatologie du genou, voire de la cheville
et du coude, au sein d'un pôle d'excellence de pathologie ostéo-articulaire, disposant d'un plateau
d'imagerie dont l'activité annuelle est supérieure à 2000 actes.
La quatrième famille est celle des IRM posturales. Contrairement à Fonar en proie à des difficultés
boursières courant 2008, les deux autres fabricants étaient présents : Paramed avec son
prototype de MR open, et Esaote, avec le G-scan, IRM télécommandée déjà installée à plusieurs
exemplaires dans le monde. L'objectif est de réaliser des clichés en charge du rachis et des
articulations, ainsi que des études dynamiques, ce qui est possible avec ces solutions originales.
Il est à noter que le coût de revient d'un examen est bien plus faible avec ces différentes familles
de machines, ce qui pourrait être source d'économies en adaptant le forfait technique. Signalons
dans ce domaine qu'à l'inverse, la cotation est plutôt sous-estimée en 3T, (le tarif est identique au
1.5T), et pour certains examens longs (cardio IRM par exemple), les examens à une valeur de
champ donné étant soumis à un tarif unique...
CONCLUSION
Ce RSNA 2008 a de quoi faire rêver en IRM : de nouveaux aimants, des percées technologiques
(dont l'émission parallèle), des confirmations de potentiel (cancérologie, interventionnel et ARM
sans gado) et beaucoup de sujets innovants. L'espace d'exposition était encore plus vaste qu'en
2007, avec un troisième hall en supplément… Et pourtant, qu'en sera-t-il de ces promesses en
2009, année qui s'annonce économiquement difficile sur le plan mondial? La demande, comme la
capacité d'innovation et de production des industriels sont difficilement prévisibles. Si elles se
maintiennent, l'IRM continuera sa croissance…
Au-delà de ces interrogations globales, le retour de Chicago vers la France fait vivre un autre
atterrissage, dans la réalité du sous-équipement français en matière d'IRM. Le paradoxe français
peut-il subsister ? A l'heure ou la SFR met en priorité « l'IRM et le scanner pour tous les patients et
toutes les pathologies », dans la lignée du « Guide du bon usage des examens d'imagerie médicale
» élaboré en 2005, la situation française tourne au non-sens. Pour la cinquième année
consécutive, la SFR avec l'association ISA (Imagerie Santé Avenir) a impulsé une étude menée par
le cabinet Cemka Eval auprès d'un échantillon de 200 services ou cabinets de radiologie sur les
délais d'attente pour un rendez-vous d'IRM en 2008. Citons les principaux résultats :
- 35,4 jours de délai moyen pour un rdv d'IRM, alors que le plan cancer préconise un délai de 15
jours !
- Persistance des inégalités régionales
- 3 fois plus d'appareils par millions d'habitants en Norvège ou en Allemagne qu'en France…
Ce diagnostic n'est malheureusement qu'une confirmation d'un état connu. La situation française
est absurde médicalement, puisque les maladies à incidence croissante, comme certains cancers,
ou maladies neurodégénératives liées au vieillissement de la population sont des domaines
d'excellence de l'IRM : L'accès aux soins est clairement insuffisant.
L'absurdité est également financière : ces problèmes d'accès induisent des examens préalables
supplémentaires sur d'autres modalités, des retards dans le diagnostic donc le traitement, un coût
certain pour l'Assurance Maladie qui doit assumer des conséquences collatérales en transports et
journées d'arrêt maladie.
Un constat analogue a été posé en Belgique en 2007 : notre voisin a pris une mesure
exceptionnelle et immédiate d'augmentation de son parc de 60 %, qui a été suivie d'effet puisque
quasiment la moitié du programme est réalisée fin 2008.
Pourquoi pas la même démarche en France ? L'enquête ISA conclut à la nécessité de 150
autorisations exceptionnelles immédiates. Comme dirait un ancien habitant de Chicago : Yes we
can !