imagerie de diffusion en IRM l.f.
diffusion weighted images (DWI)
L’imagerie de diffusion est une technique d’IRM qui étudie la manière dont les molécules d’eau diffusent au sein d’un tissu.
L’IRM est l’imagerie du proton de l’hydrogène et l’eau la principale source d’hydrogène du corps humain. La température du corps est à l’origine d’une agitation thermique (mouvements browniens), donc d’une diffusion des molécules d’eau. Plus l’eau est libre, plus l’agitation est importante, plus la diffusion est grande. Inversement, plus l’eau est liée, plus les obstacles à l’agitation sont importants et plus la diffusion est faible.
En IRM, les mouvements des protons d’hydrogène, surtout s’ils sont importants, sont source de déphasages, responsables d’une diminution du signal. Celle-ci est mesurable à l’aide de séquences adaptées, dites séquences de diffusion : gradients supplémentaires ajoutés à une séquence de type écho planar spin écho. La performance de ces gradients s’exprime par un facteur b. Plus b est important, plus la séquence est sensible au phénomène de diffusion. On observe un hypersignal en cas de diffusion faible, et un hyposignal en cas de diffusion rapide.
Dans un milieu homogène (isotrope) les molécules d’eau diffusent de manière équivalente dans toutes les directions de l’espace. Le coefficient de diffusion D chiffre cette diffusion en mètre/seconde. En IRM, pour des raisons de définition spatiale on mesure non pas le coefficient de diffusion direct de chaque molécule d’eau, mais la moyenne des coefficients de diffusion au sein d’une unité de volume (voxel) : c’est le coefficient de diffusion apparent (CDA).
Les tissus biologiques contiennent des obstacles anatomiques (membranes…) qui ralentissent la diffusion. Ces obstacles peuvent être répartis de façon homogène (tissu isotrope) ou avoir une orientation préférentielle (tissu anisotrope, par exemple les fibres d’un tendon ou d’un nerf) qui privilégie une direction de diffusion par rapport aux autres.
Cette direction préférentielle peut être étudiée par le biais d’une matrice mathématique (le tenseur de diffusion), qui permet une cartographie des faisceaux de fibres nerveuses (tractographie, ou fiber tractography)
Des séquences IRM spécifiques qui nécessitent des gradients puissants donc un appareillage récent, étudient la vitesse de la diffusion (imagerie de diffusion) et sa direction préférentielle (imagerie en tenseur de diffusion).
Cette technique a actuellement de très importantes applications en neurosciences : diagnostic précoce des accidents vasculaires cérébraux ischémiques, diagnostic différentiel entre hématome et tumeur, mise en évidence des maladies de la substance blanche, étude de la direction et de la morphologie des faisceaux de fibres nerveuses du cerveau, de la moelle ou des nerfs (tractographie)... ainsi qu'en hépatologie, en pathologie mammaire… De nouveaux champs sont en cours d'exploration.
D. Le Bihan, médecin radiologue français, membre de l’Académie nationale de Médecine (2003)
Étym. lat. imago : image, représentation
[B2,B3]
Édit. 2018