publié le
Radiologie Générale et Pédiatrique, Hôpital Charles Nicolle, CHU de Rouen
Radiologie Pédiatrique, CHU La Timone, Marseille
Radiologie Générale, HEGP, Paris
Le langage courant de la radiologie a adopté le terme d’uro IRM pour recouvrir les examens à visée morphologique (urographique) et les examens à visée fonctionnelle (quantification de la fonction rénale séparée et de l’excrétion des urines).
Dans ce cours, nous distinguerons les deux entités (uro IRM, rénographie diurétique) : l’investissement nécessaire pour leurs mises en place respectives est radicalement différent.
Une analyse de la littérature montre que si l’analyse urographique par IRM a été largement développée chez l’adulte, c’est dans le monde pédiatrique que les travaux les plus complets ont été accomplis dans le cadre de la rénographie fonctionnelle.
1. Particularités techniques de l’examen chez l’enfant
Un environnement pédiatrique et la mise en œuvre des conditions habituelles bien connues des radio pédiatres sont utiles (sédation, contention, surveillance).
Si l’analyse dynamique des reins requiert un enfant aussi calme que possible, il n’est pas indispensable qu’il soit endormi profondément. Un des avantages de la technique chez l’enfant par comparaison à l’adulte est lié au faible déplacement longitudinal des reins au cours du cycle respiratoire.
On accordera un soin tout particulier à la qualité de la voie d’abord veineuse pour la réalisation d’examens fonctionnels. Il est indispensable de limiter au maximum l’espace mort séparant le site d’injection du point d’entrée veineux pour obtenir un bolus efficace donnant lieu à une courbe interprétable.
L’IRM ne délivre aucune irradiation, sa résolution en contraste est excellente, sa résolution spatiale est suffisante à la visualisation d’un uretère modérément dilaté. Rappelons que les sels de Gadolinium sont très peu allergisants et ne présentent pas de néphro-toxicité contrairement aux produits de contraste iodés.
Urographie par IRM
L’uro IRM peut d’ores et déjà remplacer l’urographie intra veineuse pour le bilan morphologique des uropathies malformatives, en particulier chez le nouveau-né (où l’immaturité fonctionnelle rénale reste problématique pour l’UIV). Elle repose avant injection sur des séquences de type HASTE (ou SS FSE) très pondérées T2. Les coupes épaisses sont particulièrement intéressantes dans les plans coronal et sagittal.
Après injection (ou réinjection) en fin d’examen fonctionnel, on peut programmer une acquisition volumique pondérée T1 (séquence de type ARM ou plus simplement SE T1).
Cette évaluation est particulièrement pertinente pour l’analyse anatomique des duplications urétérales.
Le temps nécessaire à l’examen morphologique est considérablement inférieur à celui d’une urographie intra-veineuse.
Rénographie par IRM
Le temps nécessaire à l’examen fonctionnel (acquisition dynamique monocoupe FSE ou FFE après bolus d’une faible dose de gadolinium) est comparable à celui de la rénographie diurétique. La technique est largement développée ci-après.
2. Mise en place de l’IRM fonctionnelle
Dans notre centre, nous appliquons la technique décrite par Wiltrud Rohrschneider dans ses nombreuses publications. Cette technique nécessite une mise au point préalable. Il faut en effet s’assurer que la séquence utilisée (écho de gradient T1) est presque purement pondérée T1 et que la relation entre la concentration de gadolinium et le signal est linéaire dans la zone physiologique. Nous avons résolu ce problème en étudiant un fantôme constitué de tubes à essai emplis d’une solution de gadolinium chauffée à 37° et de concentrations croissantes. Ce fantôme a été réalisé de façon symétrique (tubes de concentrations équivalentes placés en miroir) et placé pour l’étude des différents couples séquence/antenne précisément au milieu de l’aimant (Fig. 2).
La courbe suivante montre les résultats obtenus en fonction de variations paramétriques simples d’une séquence FFE (TE =1.5ms / 90°) : TR 4.4 ms avec antenne corps, TR 10 ms avec antenne corps en réseau phasé sans anti repliement, TR 13 ms avec antenne corps en réseau phasé et anti repliement.
Le meilleur compromis pour obtenir une qualité d’image suffisante et une relation linéaire avec notre machine (Philips, Gyroscan NT 1.0T) était une séquence Fast Field Echo assortie d’un anti-repliement enregistrée à l’aide d’une antenne en réseau phasé (Synergy Body). On constate sur cette courbe tout l’intérêt des faibles doses car la linéarité s’estompe au-delà de concentrations de 5 mmol/l de gadolinium (les concentrations rénales atteintes avec les doses habituelles sont plutôt de l’ordre de 15 mmol/l).
Notons que nous n’avons pas pu appliquer notre technique sur l’autre équipement de notre établissement pour des raisons d’homogénéité insuffisante du champ magnétique (asymétrie droite-gauche). Cette phase préalable de test apparaît donc indispensable avant toute mise en place locale de la technique. Elle peut être effectuée par le service biomédical.
Par ailleurs, l’analyse des images cliniques n’étant pas conviviale et adaptée sur notre imageur, nous avons développé un « plug-in » dédié du freeware Image J (logiciel d’analyse d’images au format DICOM du NIH).
Ce logiciel avec les fonctions uro-IRM et un mode d’emploi simplifié ont été validés puis acceptés par le concepteur du logiciel et est à présent disponible gratuitement sur le site Image J du NIH (http://rsb.info.nih.gov/ij.). Il est placé dans l’arborescence « Collections ».
3. Conduite pratique de l’examen
Notre technique est calquée sur les principes de la rénographie diurétique. Nous réalisons les enregistrements en respiration libre chez un enfant calme. L’analyse de la fonction rénale séparée et la détection des points suivants (base, pic vasculaire v, niveau p, pic glomérulaire g) nécessitent un grand nombre de points sur la courbe pendant les dix premières minutes. Pour cette raison, nous avons réglé notre séquence pour obtenir une image toutes les 5 secondes pendant cette phase.
Toute la difficulté réside dans la détermination de la position des points clés. Le niveau p (p level) est le point le plus déclive de la courbe après le pic brutal lié à l’opacification vasculaire. Il correspond à la quantité de produit de contraste qui a été capté par le rein (totalité du produit de contraste ayant transité par l’artère rénale moins la quantité de produit qui n’a fait que traverser le réseau artério-veineux).
Le pic glomérulaire est situé au sommet de la courbe ascendante après le niveau p ; il survient généralement 2 à 4 minutes après l’injection.
Le gadolinium est injecté (1/4 de la dose usuelle soit 0,025 mmol/kg, dose initialement proposée par Taylor pour éviter l’effet T2 paradoxal) en début d’examen, et le Lasilix au bout de 20 minutes. Après l’injection de diurétique, nous réalisons encore des images plus espacées jusqu’à un total de 40 minutes. Une variante (F-15) consiste à injecter le diurétique 15 minutes avant le gadolinium. Cette technique semble particulièrement adaptée aux petits enfants car elle évite de réveiller le patient au bout des vingt premières minutes de l’examen pour injecter le diurétique. L’interprétation ne semble pas modifiée.
Nous ne réalisons aujourd’hui pas de nouvelle injection systématique à visée angiographique en fin d’examen (détection du vaisseau polaire inférieur dans le cadre des syndromes de jonction) mais ceci est envisageable au prix d’un relatif allongement de la durée totale de l’examen.
4. analyse fonctionnelle
4.1 Mesure de la fonction rénale séparée
Au plan pratique, on dessine une région d’intérêt limitée sur le parenchyme rénal en excluant les cavités. On réalise un graphe intensité du signal/temps centré sur les images dynamiques des dix premières minutes de l’examen. Le logiciel calcule automatiquement la surface sous la courbe pour le rein droit et pour le rein gauche (entre le niveau p et le pic glomérulaire).
On rapporte cette mesure d’aire sous la courbe au volume rénal (nombre de pixels de parenchyme sur une coupe) et on réalise une règle de trois pour en déduire la fonction rénale séparée.
4.2 Mesure de l’excrétion
Cette analyse est basée sur l’évolution sur une quarantaine de minutes du signal global du rein et de ses cavités. Une bonne connaissance de la technique de la rénographie isotopique est utile dans la mesure où tous les pièges de cette technique ont été largement décrits dans un passé récent.
Une région d’intérêt est dessinée autour de l’ensemble du rein (incluant le bassinet) sur la pile (stack) d’images séquentielles.
L’analyse dynamique peut être obtenue avec un logiciel adapté de calcul des images. Il est conseillé de supprimer les images de mauvaise qualité avant de procéder au dessin de la courbe.
Notre outil Image J en permet une analyse facile et conviviale : la courbe est obtenue en cliquant sur l’outil "UroIrmGraph" dans le « RoiManager ».
Les critères d’interprétation sont ceux de O’Reilly :
I normal (descente de courbe après le pic glomérulaire g concave en haut)
II obstruction pathogène (courbe convexe, absence de retour du signal au niveau p)
IIIa stase sans obstacle (excrétion complète obtenue après diurétique)
IIIb résultat équivoque. La courbe ne redescend pas au niveau p mais il existe une élimination substantielle.
Ci-dessous la région d’intérêt adaptée et une courbe d’excrétion de type IIIa.
5. Conclusion
L’Uro IRM doit d’ores et déjà supplanter l’urographie intra-veineuse quand celle-ci est demandée à visée morphologique en complément de l’exploration échographique (bilan pré opératoire par exemple).
Il n’y a à notre avis plus aujourd’hui d’indication valide de l’UIV chez l’enfant dans le domaine des uropathies malformatives.
L’étude fonctionnelle est en cours de validation. Les premiers résultats disponibles montrent que la mesure de la fonction rénale séparée obtenue en IRM est voisine de celle qui est obtenue en MAG3. Les mêmes conclusions seront probablement aussi valables pour l’analyse de l’excrétion, à quelques détails près liés à des différences de pharmacocinétique entre le radio pharmaceutique et le chélate de gadolinium.
Il est absolument indispensable de ne pas répéter les erreurs qui ont émaillé le développement de la rénographie diurétique. Les connaissances de nos collègues nucléaristes sont directement applicables dans la mesure où l’on utilise en IRM les mêmes principes physiologiques.
De même, un pré requis technique (vérification de la linéarité de la relation signal / concentration de gadolinium) est indispensable pour valider la séquence dynamique.
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