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Hépatopathies chroniques : méthodes de quantification en IRM à 1,5 T et 3,0 T pour le diagnostic et le suivi
Résumé
Liver fibrosis is the main complication of chronic liver diseases, and cirrhosis, corresponding to the end-stage of fibrosis, is an important cause of morbi-mortality. The incidence increase of diabetes, metabolism disorders and obesity involve an increase of NAFLD which became the first cause of chronic liver disease in western countries. Since liver biopsy is the gold standard for the diagnosis of chronic liver diseases, inherent risks, intra- and inter-observer variability associated to an important cost motivate a clinical need to develop non-invasive methods for chronic liver disease assessment. Thus, the aim of this PhD thesis was to develop a method allowing the quantification of fat liver content and liver fibrosis using MRI at 1.5 and 3.0 T. For liver fibrosis quantification a method allowing liver perfusion parameters mapping using a MR dynamic contrast enhanced method was developed at 1.5 T. Then, in order to use a multi-parametric approach, a protocol allowing intra-voxel incoherent motion imaging (IVIM) was optimized at 3.0T. The aim was to combine liver perfusion imaging and IVIM. Regarding liver fat content quantification, a method including a correction of relaxation time effects using a disjointed estimation of T1 and T2* relaxation times of fat and water, accounting for the NMR spectrum of fat and resolving the dominant component ambiguity problem was developed. Liver perfusion parameters, in particularly portal perfusion and hepatic perfusion index were found relevant to make the distinction between no fibrosis, non-advanced fibrosis, advanced fibrosis and cirrhosis. About liver fat content quantification, fat volume fraction (FVF) given by our method allowed to quantify liver fat content accurately without cofounding factor-related bias. Moreover, FVF allowed diagnosing histological grade of steatosis with an excellent sensitivity/specificity. Combination of liver perfusion imaging and IVIM is actually under evaluation through the HEPATOMAP study using all the methodology developed through this PhD thesis. Preliminary results of this study have shown that the combination of information acquired with both the fat quantification and IVIM methods could allow distinction between NAFLD and NASH
La fibrose hépatique est la complication de toutes les hépatopathies chroniques et la cirrhose, correspondant à son stade évolué, est responsable d'une importante morbi-mortalité. En lien avec l'augmentation de l'incidence du diabète de type 2, des syndromes métaboliques et de l'obésité l'incidence de la stéatose hépatique non-alcoolique a considérablement augmentée au cours de ces 10 dernières années pour devenir la première cause d'hépatopathies chroniques dans les pays industrialisés. Face à une méthode de référence invasive pour le diagnostic et exposée à une importante variabilité inter et intra-observateur, aux erreurs d'échantillonnage ainsi qu'à un coût élevé, il existe un besoin clinique pour concevoir des méthodes non-invasives pour le diagnostic et le suivi des hépatopathies chroniques. Ainsi, l'objectif de ces travaux de thèse, était de proposer une méthodologie complète permettant la quantification de la graisse intra-hépatique et la quantification de la fibrose par IRM à 1,5 et 3,0 T. Pour la quantification de la fibrose, une méthode permettant la réalisation de cartographies des paramètres hémodynamiques hépatiques en imagerie de perfusion a été développée à 1,5 T. Ensuite, dans l'idée d'utiliser une approche multiparamétrique, nous avons optimisé un protocole permettant l'imagerie du mouvement incohérent intra-voxel (IVIM) sur le foie afin de l'associer à l'imagerie de perfusion à 3,0 T. Concernant la quantification de la graisse intra-hépatique, une méthode incluant une correction des effets des temps de relaxation par estimation séparée des valeurs de T1 et T2* des protons de l'eau et des lipides, une prise en compte des 5 composantes spectrales principales des lipides, ainsi qu'une procédure permettant la levée de l'ambigüité des composantes dominantes a été développée et évaluée à 1,5 et 3,0 T. Les paramètres hémodynamiques hépatiques quantifiés, en particulier le débit portal et l'index de perfusion hépatique, permettent d'établir la distinction entre l'absence de fibrose, une fibrose débutante, une fibrose avancée et une cirrhose. Pour la quantification de la graisse, la fraction volumique de graisse (FVG) donnée par notre méthode permet de quantifier de manière précise la quantité de graisse intra-hépatique en s'affranchissant des différents facteurs pouvant biaiser l’estimation. Par ailleurs, la FVG permet la distinction entre les différents stades histologiques de stéatose avec une excellente sensibilité/spécificité. L'association de l'imagerie de perfusion avec l'imagerie du mouvement incohérent intra-voxel est en cours d'évaluation à travers l'étude HEPATOMAP qui combine toute la méthodologie développée. Les résultats préliminaires de cette étude ont déjà permis de montrer que l'association entre l'IVIM et la méthode de quantification de la graisse permet de distinguer entre la stéatose pure et la stéato-hépatite
Domaines
Imagerie médicale
Origine : Version validée par le jury (STAR)