IRM pulmonaire 3D à temps d'écho ultracourt par acquisition spiralée ou sphérique de l'espace-k : évaluation chez des volontaires sains et dans les atteintes parenchymateuses pulmonaires - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2019

3D Ultrashort Echo Time MRI of the lung using stack-of-spirals and spherical k-space coverages: evaluation in healthy volunteers and parenchymal diseases

IRM pulmonaire 3D à temps d'écho ultracourt par acquisition spiralée ou sphérique de l'espace-k : évaluation chez des volontaires sains et dans les atteintes parenchymateuses pulmonaires

Résumé

Background: ultrashort echo time (UTE) has been shown to improve lung MR imaging quality in three dimensions. The evaluation of 3D-UTE stack-of-spirals VIBE (3D-USV) sequence for parenchymal diseases and a comparison of performance with that of a spherical mode of acquisition is needed. Purpose: to assess MR imaging quality using a prototypical 3D-USV sequence and to compare performance with that of a spherical acquisition using Pointwise Encoding Time Reduction with Radial Acquisition (PETRA). Study type: monocenter, prospective. Population: twelve healthy volunteers and thirty two adult patients with either cystic fibrosis (CF; n=16) or interstitial lung disease (ILD; n=16). Field strength/sequence: both free-breathing 3D-USV and PETRA were completed at 1.5T. Assessment: in healthy volunteers, visual analysis of imaging quality was scored using a Likert scale. Quantitative evaluation of apparent Signal ratio (Sr) and Contrast ratio (Cr) was measured. Patients with CF and ILD completed both CT and MRI. Depiction of structural alterations was assessed using dedicated clinical scores. All evaluations were done in consensus by two readers. Statistical tests: comparison of means was assessed using Wilcoxon signed rank test. Concordance and agreement between CT and MRI were assessed using intraclass correlation coefficient (ICC) and kappa test. Results: in controls, 3D-USV yielded lower artifacts owing to better automatic respiratory synchronization than PETRA (p<0.001). However, Sr and Cr of 3D-USV were found significantly lower by 2.25 and 2.36-fold, respectively (p<0.001). In patients, 3D-USV and PETRA showed comparable performances to assess airway severity in CF (Bhalla score, ICC=0.89 and ICC=0.92, respectively) and presence of structural alterations in ILD such as honeycombing (kappa=0.68 and kappa=0.69, respectively). Data conclusion: 3D-USV enables high-resolution morphological imaging of the lung without need of an external device to compensate respirator motions. Automation and robustness of the method may facilitate clinical application for both airway and interstitial lung investigations.
Contexte : les séquences à temps d'écho ultra-court (UTE) améliorent la qualité de l'imagerie pulmonaire par résonance magnétique en trois dimensions. L'évaluation de la séquence 3D-UTE stack-of-spirals VIBE (3D-USV) dans le cadre des atteintes parenchymateuses pulmonaires et sa comparaison avec un mode de balayage sphérique sont nécessaires. Objectif : évaluer la qualité de l'image obtenue avec la séquence prototype 3D-USV et comparer sa performance à celle de la séquence sphérique Pointwise Encoding Time Reduction with Radial Acquisition (PETRA). Type D'étude : mono-centrique, prospective. Population : douze volontaires sains et trente-deux malades atteints soit de mucoviscidose (CF; n=16) soit d'une maladie interstitielle pulmonaire (ILD; n=16). Puissance du champ/séquence : les deux séquences en respiration libre 3D-USV et PETRA ont été réalisée à 1.5T. Évaluation : chez les volontaires sains, la qualité de l'image a été analysée visuellement avec une échelle de Likert. Une mesure quantitative des rapports de signal (Sr) et de contraste (Cr) apparents a été réalisée. Les patients atteints de CF et d'ILD ont bénéficié à la fois d'une TDM et d'une IRM. Les altérations structurales ont été évaluées à l'aide de scores dédiés. Deux observateurs ont réalisé les différentes évaluations de façon consensuelle. Tests statistiques : la comparaison des médianes a été évaluée avec le test des rangs signés de Wilcoxon. La concordance entre TDM et IRM a été évaluée à l'aide du coefficient de corrélation intraclasse (ICC) et du coefficient Kappa. Résultats : chez les volontaires sains, 3D-USV a produit moins d'artéfacts que PETRA du fait d'une meilleure synchronisation respiratoire (p<0.001). Toutefois, comparativement à PETRA, le Sr et le Cr avec 3D-USV étaient significativement inférieurs de 2.25 et 2.36 fois, respectivement (p<0.001). Chez les malades, 3D-USV et PETRA avaient des performances comparables pour l'évaluation de l'atteinte des voies aériennes en cas de muscoviscidose (score de Bhalla, ICC=0.89 et ICC=0.92, respectivement) et la présence d'altérations structurales en cas d'ILD telles que du rayon de miel (kappa=0.68 et kappa=0.69, respectivement). Conclusion : 3D-USV est une séquence d'IRM pulmonaire en haute résolution ne nécessitant pas de dispositif externe pour la synchronisation respiratoire. L'automatisation de la synchronisation et la robustesse de la séquence pourraient faciliter son application en routine clinique à la fois pour les atteintes des voies aériennes et les atteintes interstitielles.
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Dates et versions

dumas-02102666 , version 1 (17-04-2019)

Identifiants

  • HAL Id : dumas-02102666 , version 1

Citer

Joseph Yazbek. IRM pulmonaire 3D à temps d'écho ultracourt par acquisition spiralée ou sphérique de l'espace-k : évaluation chez des volontaires sains et dans les atteintes parenchymateuses pulmonaires. Médecine humaine et pathologie. 2019. ⟨dumas-02102666⟩
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