Introduction: Le besoin non satisfait d'imagerie abdominale sans contraste

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est devenue un outil indispensable pour évaluer le rein et le foie, offrant un contraste sans précédent entre les tissus mous et les capacités multiplanaires. Dans la pratique actuelle, les agents de contraste à base de gadolinium (ACV) sont systématiquement administrés pour détecter et caractériser les lésions focales, évaluer l'anatomie vasculaire et quantifier la fonction des organes. Cependant, la prise de conscience croissante des risques associés aux milieux de contraste, y compris la fibrose systémique néphrogène (FSN) chez les patients présentant une insuffisance rénale sévère, des réactions allergiques aiguës et des dépôts de gadolinium dans le cerveau, a stimulé un changement majeur dans le domaine.

Nous nous concentrerons sur quatre techniques de base qui ont connu le raffinement clinique et technique le plus important : l'imagerie pondérée par diffusion (DWI), l'imagerie dépendante du niveau d'oxygène sanguin (BOLD), l'étiquetage des spins artériels (ASL) et les méthodes de relaxation avancées.

Imagerie à diffusion assistée (IBD) : Au-delà de l'évaluation qualitative

Physique et flux de travail clinique actuel

Dans les tissus, la microstructure des tissus, telle que la densité cellulaire, l'intégrité tubulaire et l'infiltration fibrotique, limite directement la diffusion de l'eau. Le coefficient de diffusion apparent (CDA) sert de biomarqueur principal; les valeurs de CDA diminuées sont associées à l'hypercellularité tumorale, tandis que la fibrose et l'inflammation sont également moins diffusives. L'IQD clinique moderne est généralement effectuée avec une imagerie échoplanaire à prise unique (EPI) utilisant au moins deux valeurs b (p. ex. 50 et 800 s/mm2). Les progrès récents comprennent l'utilisation d'imagerie parallèle, l'accélération simultanée multi-stics (SMS) et des séquences de mouvements-broussailles qui réduisent les artefacts respiratoires, permettant une IQD de haute qualité chez les patients à respiration libre.

Applications rénales de l'IQD

Les méta-analyses indiquent systématiquement une sensibilité et une spécificité supérieures à 85 % pour la différenciation du carcinome à cellules rénales claires (ccRCC) de l'angiomyolipomas pauvre en graisses, basé sur des seuils ADC. La technique aide également à caractériser les tumeurs papillaires et à prédire le grade tumoral. Au-delà de la caractérisation des lésions, le DWI permet d'évaluer la maladie rénale diffuse. Dans les maladies rénales chroniques (CKD), le CAD cortical est corrélé inversement avec la fibrose histologique et le déclin de la GFR. Les travaux récents utilisant le mouvement incohérent intravoxel (IVIM) — un modèle multi-b-valeurs DWI qui sépare la diffusion pure de la microperfusion — ont ajouté une sensibilité vasculaire, permettant de mesurer le débit tubulaire et la fraction de perfusion dans la médulla rénale.

IQD et ÉTAT DE LA FIBROSE hépatiques

Dans le foie, le DWI est de plus en plus utilisé pour la détection des lésions et le stade de fibrose. Pour les lésions hépatiques focales, le DWI aide à la discrimination des hemangiomas, des kystes et des métastases du carcinome hépatocellulaire primaire (CHC). Une valeur b plus élevée du DWI (≥800 s/mm2) améliore la conspicuité des lésions en supprimant le signal de fond du foie. Pour les maladies diffuses, le CAD a été validé contre l'histopathologie comme biomarqueur de la fibrose hépatique dans les maladies chroniques de l'hépatite C et des maladies non alcooliques du foie gras (NAFLD).

Niveau d'oxygène sanguin–dépendant (BOLD) IRM: Imagerie d'oxygénation fonctionnelle

Principes et progrès techniques

Dans les régions où la consommation d'oxygène est élevée ou où la perfusion est faible, l'augmentation de la concentration de désoxyhémoglobine réduit la T2*, ce qui entraîne une perte de signal sur les séquences de gradient-écho pondérées par T2*. L'effet de BOLD fournit ainsi une oxygénation tissulaire. Dans les reins, le gradient d'oxygène corticomédullaire est essentiel pour maintenir la capacité de concentration et la fonction tubulaire. L'IRM de BOLD RENAL rapporte traditionnellement le paramètre R2* (1/T2*), qui augmente avec l'hypoxie. Les améliorations techniques récentes comprennent : (1) les séquences de gradient-écho multiécho qui cartent R2* dans le rein et le foie dans une seule souffle-arrêt, (2) les acquisitions de BOLD 3D qui couvrent l'ensemble de l'organe, et (3) les méthodes de déclenchement respiratoire qui éliminent la contamination des mouvements.

Renal BOLD en pratique

L'IRM BOLD est particulièrement utile pour évaluer l'ischémie rénale et évaluer la réponse aux inhibiteurs ou diurétiques de l'enzyme de conversion de l'angiotensine. Chez les patients atteints de sténose de l'artère rénale, BOLD peut détecter l'hypoxie médullaire avant la diminution du GFR. Des études ont montré que les valeurs de R2* dans la médulla sont corrélées avec le flux sanguin rénal et prédisent une aggravation de la fonction rénale.

BOLD hépatique: Inflammation, fibrose et stéatose

Dans le foie, BOLD a été utilisé pour évaluer la fibrose et l'inflammation hépatiques. L'hépatite chronique conduit à une augmentation de la consommation d'oxygène par infiltration de cellules immunitaires et de cellules stellaires activées, détectables par une R2 élevée*. Une méta-analyse de BOLD hépatique pour la fibrose stadée a rapporté une sensibilité commune de 80% et une spécificité de 75% pour la fibrose F≥2, bien que la performance soit inférieure à celle de l'élastographie MR. Cependant, BOLD peut être ajouté à un protocole hépatique standard non contrasté sans coût supplémentaire et peut être effectué en quelques minutes. Une application plus récente est d'évaluer la stéatose hépatique: le dépôt de graisse elle-même ne modifie pas directement R2*, mais combiné avec la cartographie T2*, BOLD peut séparer les effets du fer et des graisses.

L'étiquetage des spins artériels (ASL): Perfusion quantitative sans contraste

Comment fonctionne l'ASL et les innovations récentes

L'étiquette de spin artériel est une méthode entièrement non invasive pour mesurer la perfusion de tissu à l'aide de protons d'eau marqués magnétiquement dans le sang artériel en tant que traceur endogène. Dans le rein et le foie, l'ASL utilise habituellement une seule impulsion d'inversion pour l'étiquetage du sang entrant dans les artères principales d'alimentation (par exemple, artère rénale ou axe cœliaque), suivie d'un retard (délai post-étiquetage) pour permettre au sang marqué d'atteindre le parenchyme. Les images pondérées par perfusion qui en résultent sont soustraites des images témoins et ajustées à un modèle cinétique pour estimer le débit sanguin rénal (RBF) ou la perfusion hépatique en millilitres par 100 g par minute.

ASL rénale: surveillance du RGF et des maladies vasculaires

Chez les patients hypertendus, la perfusion corticale réduite précède les dommages structurels et l'ASL peut identifier la perfusion asymétrique dans la sténose de l'artère rénale. La technique est également utilisée pour surveiller la perfusion de greffe — une baisse de la perfusion de la FBR sur l'ASL peut indiquer le rejet ou le retard de la fonction greffée avant la biopsie. Dans la néphropathie diabétique, l'ASL révèle des déclins de perfusion précoces même lorsque la FBR est toujours normale. L'avantage clé est la capacité d'effectuer des mesures répétées sans contraste: cela permet des tests de stress (p. ex. après le captopril) et un suivi longitudinal.

ASL hépatique : défis et progrès

L'ASL hépatique est plus difficile que l'ASL rénale en raison du mouvement respiratoire, de la double circulation sanguine (artère hépatique et veine porte) et de la nécessité de retarder la transmission des marqueurs après l'étiquetage. Néanmoins, les récents développements techniques – en particulier l'utilisation de PCASL à déclenchement respiratoire avec lectures 3D multi-captures – ont rendu l'imagerie de la perfusion hépatique possible. La perfusion hépatique quantitative dérivée de l'ASL est bien corrélée avec la perfusion par voie de contraste CT et 15O-eau PET. Les applications comprennent l'évaluation d'une maladie hépatique diffuse : en cirrhose, la perfusion hépatique totale est diminuée et la fraction artérielle augmente. Dans le HCC, les tumeurs présentent une perfusion élevée et hétérogène qui peut être distinguée du parenchyme hépatique adjacent.

Techniques émergentes non contrastantes : cartographie T1, cartographie T2 et MRE

T1 et T2 Relaxométrie

Dans le foie, les valeurs T1 indigènes sont fortement corrélées avec la fibrose et l'inflammation — le temps T1 augmente lorsque la matrice extracellulaire s'étend. Combiné à la cartographie T2* pour corriger pour le fer, le paramètre sans modèle -CT1= (T1) corrigé a été validé pour le déclenchement de la NAFLD et de la fibrose dans de grands essais multicentriques. Pour le rein, la cartographie T1 indigène peut détecter la fibrose et l'oedème; le T1 cortical élevé chez les patients atteints de CKD est corrélé avec l'expansion interstitielle. La cartographie T2 est moins établie pour les reins mais montre des promesses pour détecter la pyélonéphrite aiguë. L'ajout de ces séquences à un protocole non contrasté n'ajoute que 2 à 3 minutes de temps de balayage et peut fournir des seuils quantitatifs pour la stratification de la maladie.

M. Élastographie (MRE)

L'élastographie MR est la méthode la plus précise et non contrastante pour évaluer la fibrose hépatique, avec une sensibilité supérieure à 90 % pour la fibrose avancée. L'EMI agit en propageant les ondes de cisaillement mécaniques à travers le foie et en mesurant leur vitesse, ce qui augmente avec la rigidité tissulaire (fibrosis). Les séquences modernes de EMI utilisent des vibrations 60-80 Hz, des lectures EPI 2D gradient-echo ou spin-echo et des algorithmes d'inversion des ondes automatisées.

Mise en oeuvre clinique : stratégies et pièges

Pour de nombreuses institutions, un protocole hépatique non contrasté simplifié peut comprendre : un HASTE axial pondéré en T2, un DWI (b50, b800), un T1 pondéré en phase/hors phase, un T1 natif et un MRE 2D. Pour l'imagerie rénale : un T2, un DWI, un ASL, un BOLD et un T1 cartographie. Lorsqu'il est appliqué chez des patients présentant des contre-indications au gadolinium (eGFR <30 mL/min/1.73m², prior allergic reaction, or patient preference), these protocols can replace 80–90% of contrast-enhanced studies, with some diagnostic loss only for detecting small (<1 cm) hypervascular metastases or for evaluating complex vascular anatomy like active bleeding. Many radiology departments are now adopting ACR guidance[ qui appuie des solutions de remplacement non contrastées comme étant de première ligne dans les populations à risque.

Limitations à garder à l'esprit

  • DWI: Sous réserve d'artefacts de sensibilité provenant de l'air, des endoprothèses et du fer; le CDA peut être confondu par la graisse, la nécrose cellulaire et l'oedème.
  • BOLD: R2* est influencé par le fer, l'hématocrite et le volume sanguin — pas par une oxygénation pure.
  • ASL: Perfusion de SNR inférieure à la perfusion dynamique améliorée par contraste (DCE); peut manquer des lésions hypervasculaires avec des temps de transit très courts; disponibilité encore limitée sur les scanners plus âgés.
  • MRE: Taux de défaillance jusqu'à 10% chez les patients obèses ou ceux qui ont des ascites massives; différents fournisseurs utilisent différentes fréquences de vibrations, affectant les seuils de rigidité.

Orientations futures et recherche

La prochaine vague d'innovation portera probablement sur : a) la reconstruction d'apprentissages profonds pour accélérer l'acquisition et réduire les artefacts; b) l'acquisition simultanée de plusieurs paramètres, p. ex., l'utilisation combinée de DWI et de BOLD en une seule séquence pour gagner du temps; c) l'élimination des artefacts de mouvement par autogage sans navigateur; et d) l'imagerie synthétique de contraste dédiée où les séquences indigènes sont utilisées pour générer des images virtuelles améliorées par contraste (p. ex., l'utilisation de la diffusion pour prédire le raccourcissement de la T1). À mesure que ces méthodes sont arrivées à maturité, l'objectif est de réaliser un examen complet de l'IRM non contrastée qui peut remplacer les études améliorées par le gadolinium pour la plupart des indications cliniques.

Conclusion

L'IRM non contrastée du rein et du foie est passée d'une alternative rudimentaire à une trousse d'outils sophistiquée capable de fournir des informations structurelles et fonctionnelles. La cartographie DWI, BOLD, ASL, T1/T2 et MRE offrent chacun des indications uniques et complémentaires, allant de la cellularité et de l'oxygénation à la perfusion et à la rigidité. Grâce aux améliorations techniques continues, aux protocoles validés et aux preuves cliniques croissantes, ces méthodes sont prêtes à être adoptées plus largement.