Faisabilité de l’IRM de Flux dans la région cervico-faciale · Faisabilité de l’IRMde Flux...

Faisabilité de l’IRM de Flux dans la région

cervico-facialeJ.B. Bettoni1,2,3, G. Pagé3, S. Dakpé1,2, S. Testelin1,2, B. Devauchelle1,2, J-M. Constans2,3 et O. Balédent3

1 - Service de chirurgie maxillo-faciale, CHU Amiens2 - Institut Faire Faces, Amiens3 - Laboratoire BioFlowImage, Amiens4 - Service de radiologie diagnostique, CHU Amiens

1

IntroductionValidation de la méthode in vitro

Etude de faisabilité in vivo

Discussion

La microchirurgie cervico-faciale

La microchirurgie cervico-faciale

1mm

Comblement de la perte

de substance

Choix des vaisseaux

receveurs

1mm

Anastomoses

microchirurgicales



Discussion

2

Quelle est la place de l’IRM dans la préparation

vasculaire?

Déphasage (1)

Principe physique de l’IRM de flux4,5

4 -Markl M. and al. Time-Resolved Three-Dimensional Phase-Contrast MRI. Journal of Magnetic Resonance Imaging 17:499-506 (2003)

5 - Enzmann R, Ross M.R., Marks M.P. and Pelc J. Blood Flow in Major Cerebral Arteries Measured by Phase-Constrast Cine MR. American Journal of Neuroradiology 15:123-129, Jan 1994

Gra

die

nt

1

Gradient

bipolaire

Phase (1)

Gra

die

nt

2 Gradient

bipolaire

Phase (2)

Spin immobile

Gra

die

nt

1

Gradient

bipolaire

Gra

die

nt

2

Gradient

bipolaire

Déphasage (2)

Spin en mouvement

Plus le ΔΦ est important plus le pixel est intense

ΔΦ



Discussion

3

Principe de l’ « IRM de Flux »

3D contraste de phase

angiographique2D ciné IRM-PC

Volume Plan de coupe



Discussion

VJE

VJIACI

ACE

AV

4



Discussion

Développement et évaluation de la précision de l’IRM de flux

Pourcentage d’erreur (%) =100x(Q mesuré - Q réel)

Q réel

Ø=5mm Ø=2mm

Ø=3mm

Ø=4mm

Q connuQ1 Q2

Q3

Q4

5



Discussion

Antenne

Antenne tête 32 éléments Antenne microscopique 47

Séquence 3D PCA 2D Ciné IRM-PC 3D PCA 2D Ciné IRM-PC

TE/TR (ms) 3/5 13/8 3/5 13/8

Résolution Spatiale

(mm3) 0,5*0,5*1 0,5*0,5*3 0,6*0,6*1,2 0,15*0,15*2

FOV (mm2) 240*240 120*120 140*140 50*50

Vitesse d’encodage

(cm/s) 30 30-45 30 25-45

Nombre d’image(s)

par cycle cardiaque 1 16 1 16

Temps d’acquisition

(min:sec) 5:33 1:30 3:36 2:30

Pourcentage d’erreur 2,8 % 2,6 %

47mm

6

Etablir la faisabilité de l’IRM de flux dans la régioncervico-faciale en constituant une base de données devaleurs normales hémodynamiques des flux pour lesartères les plus fréquemment utilisées enreconstruction cervico-faciale1,6 :•artère thyroïdienne supérieure•artère linguale•artère faciale•artère maxillaire interne•artère temporale superficielle.

Objectif

1 - Zhang C, Sun H, Xu L, Ji T, He Y, Yang W, Hu Y, Yang X, Zhang Z. Microsurgical free flap reconstructions of the head and neck region : Shanghai experience of 34 years and 4640 flaps. Int. J. Oral Maxillofac. Surg. 2015; 44: 675-684

6 - Eckardt and al. Reconstruction of defects in the head and neck with free flaps : 20 years experience. Britidh Journal of Oral and Maxillofacial Surgery 45(2007), 11-15



Discussion

7

Matériels

Pourcentage d’erreur (%) = 100*([débit mesuré-débit réel]/débit réel)

Protocole antenne 32 éléments* 2,8

Protocole antenne microscopique 47* 2,3IRM 3T Philips Achieva dStream

Tête 32 éléments Microscopique 47

Logiciel de traitement des données « Flow »

IRM de Recherche Les antennes

(*Evaluation sur fantôme de bifurcation au cours de mon Master 1)


Etude de faisabilité Matériels et Méthodes

Discussion

8

Protocole en 3 temps

1er temps

Mise en place Artères étudiées Séquences

artères maxillaires •

internes (AMI)

artères temporales •

superficielles (ATempS)

• T1 sans injection de

Gadolinium

• 3D Contraste de Phase

(Venc 30cm/s)

• 2D Ciné IRM-PC (AMI et

AtempS)

2ème et 3ème temps

Mise en place Artères étudiées Séquences

artères thyroidïennes •

supérieures (ATS)

artères linguales (AL)•

artères faciales (AF)•

• 3D Contraste de Phase

(Venc 30cm/s et 10cm/s)

• 2D Ciné IRM-PC (ATS,

AL et AF)

Méthodes

Coronale

Sagittale 1cm 1cm



Discussion

9

Le logiciel « Flow »7,8

Segmentation dynamique semi-

automatique

7 - Balédent O, Fin L, Khuoy L, Ambarki K, Gauvin A-C, Gondry)Jouet C and Meyer M-E. Brain Hydrodynamics Study by Phase-Contrast Magnetic Resonance Imaging and Transcranial Color Doppler. Journal of Magnetic Resonance Imaging24:995-1004(2006)

8 - Balédent and al. Cerebrospinal fluid dynamics and relation with blood flow : a magnetic resonance study with semiautomated cerebrospinal fluid segmentation. Invest Radiol. 2001 Jul;36(7):368-77

Section

Débit Vitesse



Discussion

10

Population + temps acquisition

Population et temps d’acquisition :

• 30 sujets sains inclus de façon prospective

• 14 femmes et 16 hommes

• âgés de 21 à 55 ans (moyenne d’âge 28 ans)

• 285 artères étudiées

• 1 examen stoppé lors de l’acquisition anatomique suite à la

découverte d’un cavernome cérébral

• temps d’acquisition moyen 1h40


Etude de faisabilité Résultats

Discussion

11

Artère

thyroïdienne

supérieure

Artère linguale Artère faciale

Artère

maxillaire

interne

Artère

temporale

superficielle

Section

intraluminale

(mm2)

3,5 (±1,5) 3,7 (±1) 5,8 (±2) 5,4 (±1,7) 3,3 (±1,5)

Diamètre

intraluminal

(mm)

2,1 (±1,4) 2,2 (±1,1) 2,7 (±1,6) 2,6 (±1,5) 2 (±1,4)

Artère

thyroïdienne

supérieure

Artère linguale Artère faciale

Artère

maxillaire

interne

Artère

temporale

superficielle

Pourcentage

d’identification95% (55/58) 98% (57/58) 100% (58/58) 100% (58/58) 98% (57/58)

Résultats anatomiques

98% des artères d’intérêts identifiées

Diamètre moyen des vaisseaux de l’ordre de 2mm



Discussion

12

Résultats anatomiques

Variation anatomique du carrefour artériel thyro-lingo-facial9,10

origines séparées Tronc lingo-facial Tronc thyro-lingo-facial

ATS

AL

AF

ATSATS

ALAL

AFAF

75% 2%23%

9 - Shima H, von Luedinghausen M, Ohno K and Michi K. Anatomy of microvascular anastomosis in the neck. Plast Reconstruct Surg. 1998 Jan;101(1):33-41

10 - Mata J R, Mata F R, Souza M C, Nishija H and Ferreira T A. Arrangement and prevalence of branches in the external carotid artery in humans. Ital J Anat Embryol. 2012;117(2):65-74



Discussion

13

Résultats hémodynamiques

Flux moyen mesuré pour chaque artère d’intérêt



Discussion

Patient de 30 ans présentant une malformation artério-veineuse centro-facialeLe bilan IRM de flux après une 1ère scéance d’embolisation des artères :•linguales droite et gauche•faciale droite•sphénopalatine droite•maxillaire interne droite

Bilan pré-chirurgical d’une malformation artério-veineuse

centro-faciale

15


Etude de faisabilitéapplication

Discussion

11 - Ambarki K, Hallberg P, Johannesson G, Linden C, Zarrinkoob L, Wahlin A, Birgander R, Malm J and Eklund A. Blood Flow of Ophtalmic Artery in Healthy Individuels Determined by Phase-Contrast Magnetic Resonance Imaging. IOVS April 2013;54(4):2739-2745

0

40

80

120

160

Dé

bit

(m

L/m

in)

0

150

300

450

600

Dé

bit

(m

L/m

in)

Bilan pré-chirurgical d’une malformation artério-veineuse

centro-faciale

16

Soit 2,7 fois le débit moyen d’une

artère temporale superficielle en

situation normale

Courbe de débit de l’artère ophtalmique droite

Courbe de débit de l’artère temporale

superficielle gauche

Débit moyen

=

371mL/min

Débit moyen

=

58mL/min

Soit 34 fois le débit moyen d’une

artère ophtalmique11 en situation

normaleModification du rapport bénéfice/risque d’une

embolisation de l’artère ophtalmique droite


Etude de faisabilitéapplication

Discussion

Depuis la mise en service en septembre 2014 de l’IRM de

recherche GIE-Faire Faces, nous avons :

• créé un fantôme de bifurcation schématisant

l’arborescence carotidienne externe

• optimisé et validé des séquences 2D ciné IRM-PC avec

l’antenne tête 32 éléments

• développé, optimisé et validé des séquences 2D ciné IRM-

PC avec l’antenne microscopique 47

• conçu un protocole d’acquisition en 3 temps permettant la

mesure des flux des artères :

• thyroidiennes supérieures

• linguales

• faciales

• maxillaires internes

• temporales superficielles17



Discussion

Conclusions

• Faisabilité de l’IRM de Flux dans la région cervico-faciale

en situation normale

• Apporté des informations complémentaires pré et post-

opératoire chez 5 patients

18



Discussion

9 - Pedersen H. and al. k-t PCA : Temporally constrained k-t Blast Reconstruction Using Principal Component Analysis. Magnetic Resonance in Medecine 62:706-716(2009)

10 - Stankovic Z, Allen B D, Garcia J, Jarvis K B and Markl M. 4D flow imaging with MRI. Cardiavasc Diagn Ther.2014 Apr;(2):173-192

Méthode :

• évaluation de la précision et faisabilité de séquence avec des

facteurs d’accélération (KTBlast et kt-PCA)9

• développement et optimisation des séquences 4D Ciné IRM-PC10



Discussion

19

Perspectives

Population :

• poursuivre les inclusions « en situation normale »

• évaluer la faisabilité de l’IRM de flux « en situation pathologique » :

- préparation vasculaire (lambeau libre ou MAV)

- suivi des patients irradiés

- suivi des embolisations artérielles

• évaluer la faisabilité de l’IRM de flux dans la prise en charge (bilan

pré-interventionnel et suivi) des allo-transplantations faciales

Faisabilité de l’IRM de Flux dans la région cervico-faciale

J.B. Bettoni, G. Pagé, S. Dakpé, S. Testelin, B. Devauchelle, J-M. Constans et O. Balédent

Remerciements

• M. le Pr Bernard Devauchelle (PU-PH; chef de service de chirurgie maxillo-faciale CHU Amiens)

• Mme le Pr Sylvie Testelin (PU-PH; service de chirurgie maxillo-faciale CHU Amiens)

• Mme le Dr Stéphanie Dakpé (PH; service de chirurgie maxillo-faciale CHU Amiens)

• M. le Dr Olivier Balédent (MCU-PH; Laboratoire BioFlowIamge)

• M. le Pr Jean-Marc Constans (PU-PH; service de radiologie diagnostique CHU Amiens)

• M. Gwénaël Pagé (Doctorant en Physique UTC Compiègne et Laboratoire BioFlowImage)

• Mme Danielle Lembach (manipulatrice en radiologie, service de radiologie diagnostique CHU Amiens)

• Mme Sophie Potier (manipulatrice en radiologie, service de radiologie diagnostique CHU Amiens)

• Mme Caroline Fournez (manipulatrice en radiologie, service de radiologie diagnostique CHU Amiens)

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