Echographie de contraste et microcirculation tissulaire abdominale. Aspects fondamentaux et applications cliniques

Qualitative and quantitative assessment of abdominal organs perfusion using contrast-enhanced ultrasound

• Auteur / Autrice : Christine Hoeffel
• Direction : Laurent Lucas, Jean-Michel Correas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie biomédical
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Reims

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie médicale

Imagerie ultrasonore

Imagerie par résonance magnétique

Mots clés libres

Imagerie fonctionnelle, Produits de contraste, Perfusion, Microbulles

Résumé

Ce travail a pour but d’étudier le potentiel de l’imagerie fonctionnelle ultrasonore de contraste (Ifus) viscérale abdominale, qualitative et quantitative. Trois grands axes de recherche sont abordés: 1) Le premier axe consiste à démontrer à partir d’une étude ex vivo sur un modèle porcin que l’évaluation quantitative de la perfusion rénale par échographie de contraste est significativement améliorée par une prise en compte de l’intensité du signal au niveau d’une entrée artérielle. Néanmoins, d’autres paramètres sont à prendre en compte pour assurer la reproductibilité des mesures de la perfusion tissulaire, principalement le phénomène d’atténuation du faisceau ultrasonore par les microbulles de contraste. 2) Le deuxième thème consiste à préciser la valeur de l’Ifus abdominale pour la détection tumorale. La première étude rapporte des performances diagnostiques de l’échographie de contraste comparables à celles de l’imagerie par résonance magnétique pour la détection de métastases hépatiques de tumeurs carcinoïdes. La deuxième étude démontre l’intérêt, notamment en termes de spécificité et de valeurs prédictives, de l’échographie de contraste pour la détection précoce du reliquat tumoral après traitement par radiofréquence percutanée des tumeurs rénales, par rapport aux modalités d’imagerie de référence. 3) Le troisième thème concerne l’intérêt de la quantification par échographie de contraste de la perfusion de tumeurs rénales pour le diagnostic de malignité et la caractérisation tissulaire de ces tumeurs. L’échographie de contraste présente des avantages uniques : faible coût, absence d’irradiation et de toxicité rénale, et excellente résolution temporelle. L’Ifus requiert cependant encore des améliorations et une standardisation pour une bonne reproductibilité et une utilisation clinique. Elle peut néanmoins procurer des informations quantitatives sur la microcirculation qui nécessitent d’être corrélées à celles obtenues avec d’autres méthodes d’imagerie fonctionnelle

The aim of this work was to study the potential for contrast-enhanced functional ultrasound imaging (Cefui) to assess the abdominal microcirculation, according to three major axes of research: 1) The first axis consisted in proposing and validating a new method improving non invasive contrast-enhanced renal blood flow measurements, using the mean signal intensity in a feeding artery in order to normalize contrast-enhanced renal blood flow estimation. However, while these ex vivo results suggest that this technique has great potentials, other parameters, mainly ultrasound beam attenuation, must be taken into account to obtain reproducible measurements. 2) The second axis consisted in evaluating qualitative abdominal Cefui for tumoral detection. For the detection of liver metastases from carcinoid tumor, the first study reports sensitivity values for contrast-enhanced ultrasound similar to those obtained with enhanced computed tomography. The second study demonstrates that Cefui provides high specificity and predictive values for the early detection of residual tumor after radiofrequency ablation of renal tumors even though its sensitivity remains lower than that of contrast-enhanced CT. 3) The third axis deals with added diagnostic value in terms of characterization of renal tumors of quantitative assessment of tumor perfusion compared to that of qualitative analysis. Abdominal Cefui has unique advantages including low cost, availability, absence of renal toxicity and radiation, and excellent temporal resolution. However, it still requires improvements and standardization to be reproducible and be transferred to the clinical setting. It may somehow yield quantitative information with respect to abdominal organs microcirculation. Further studies correlating Cefui results with those of other functional imaging methods are needed