J Radiol 2009;90:1300-1359© Éditions Françaises de Radiologie, Paris, 2009

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Conférences Antoine Béclère : L'avenirde l'imagerie

DE L'IMAGERIE MULTI-ONDE A L'IMAGERIE D'ELASTICITEM FinkParis - Fronce

Obtenir une image de l'élasticité des tissus avec une résolution sub­millimétrique et à une cadence très élevée, c'est ce que permet defaire le premier dispositif d'imagerie multi-onde développé suivant leprincipe du retournement temporel.Dans un tel dispositif, deux ondes aux caractéristiques très différentesinter-agissent au sein d'un organe pour donner une image quantitativedont le contraste et la résolution spatiale sont optimisés. En combinantdes ondes de cisaillement de fréquences sonores très basses à desondes ultrasonores de compression, on peut obtenir ce type d'images.Le développement d'un échographe révolutionnaire capable de réali­ser jusqu'à 20000 images par seconde du corps humain (exploitantle principe de retournement temporel) et la génération à distanced'ondes de cisaillement au moyen de la force de radiation, permet deréaliser un tel dispositif d'imagerie. C'est le mode Supersonic ShearImaging. De très nombreuses applications de ce dispositif à l'imageriedu sein, du foie, des artères, du muscle, du cœur et de l' œil serontprésentées.

IRM DE DIFFUSION: 25 ANS DEJAD le BihanGif/Yvette - Fronce

Parmi les articles remarquables que publia Einstein en 1905 s'entrouve un qui, contre toute attente, a donné lieu à une méthode trèspuissante d'exploration du cerveau. Le concept de diffusion molécu­laire a été expliqué par Einstein sur la base du mouvement de trans­lation aléatoire des molécules, lié à leur énergie thermique. En 1985il fut possible, pour la première fois, d'obtenir des images du coeffi­cient de diffusion de l'eau dans le cerveau humain avec l'IRM. Durantleurs déplacements les molécules d'eau sondent les tissus biologi­ques, interagissant avec les membranes cellulaires, les macromolécu­les, et nous donnent ainsi des informations uniques sur leurorganisation spatiale microscopique, bien que la résolution des ima­ges IRM reste millimétrique (1). Une application médicale majeurede l'IRM de diffusion de l'eau est l'ischémie cérébrale à la phaseaiguë: la diffusion de l'eau ralentit dans les régions non irriguées cequi permet un diagnostic et un traitement dès les premières heures,avant que l'atteinte soit irréversible. Ce ralentissement de la diffusionest corrélé au gonflement cellulaire qui accompagne l'œdème cyto­toxique, mais le mécanisme exact n'est pas encore complètement élu­cidé. D'autre part, il a été montré que la diffusion de l'eau dans lecerveau était anisotrope, en particulier dans la matière blanche, carles membranes axonales limitent le mouvement de diffusion dans unedirection perpendiculaire aux fibres nerveuses. Cette découverte estaujourd'hui exploitée pour produire des images spectaculaires del'orientation des faisceaux de matière blanche et des connexions intra­cérébrales à partir de la mesure du tenseur de diffusion de l'eau. Ladernière née des applications de l'IRM de diffusion de l'eau est cellede l'IRM fonctionnelle. En effet, il a été récemment découvert que lecoefficient de diffusion de l'eau diminuait légèrement et transitoire-

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ment dans les régions cérébrales activées (2). Cet effet survient plu­sieurs secondes avant l'augmentation connue du débit sanguin qui estutilisée habituellement en neuro-imagerie fonctionnelle (TEP ouIRM) pour obtenir des images de l'activation cérébrale lors de tâchessensorimotrices ou cognitives, et sa découverte représente une avan­cée majeure, offrant potentiellement une approche plus directe et unemeilleure résolution. Ce ralentissement diffusionnel de l'eau s'expli­querait par une couche de molécules d'eau électrostatiquementconfinées par les membranes cellulaires, dont la surface augmente(gonflement cellulaire) durant l'activation. Les mouvements d'eau etles changements de leurs propriétés physiques, comme la diffusion,apparaissent donc au cœur même des processus d'activation neuro­nale (3). L'objectif de cette présentation sera de replacer les propriétésde diffusion de l'eau dans le contexte des tissus biologiques, tellesqu'elle peuvent être détectées par IRM, et de passer en revue lesmécanismes qui sous-tendent l'activation neuronale et leur intimitéavec les propriétés physiques de l'eau, la «molécule de l'esprit» ?(1) Le Bihan D. Nat Rev Neurosci. 2003, 4(6):469-80 ;(2) Le Bihan D, Urayama S, Aso T, Hanakawa T, Fukuyama H. ProcNat! Acad Sci USA. 2006, 103(21):8263-8 ;(3) Le Bihan D. Phys. Med. Biol. 2007 R2 : R57-R90.

LE ROLE DE L'OPTIQUE EN IMAGERIE MEDICALEC BaccaraParis - Fronce

Devant la variété et la qualité des méthodes d'imagerie médicale ilsemble légitime de se poser la question du rôle particulier que peutjouer l'optique dans le diagnostic.Le contraste optique est celui que perçoit le chirurgien quand il atteintl'organe malade, c'est une donnée précieuse que l'on aimerait attein­dre de façon non invasive. Cependant la traversée des tissus du corpshumain par la lumière se fait par des chemins très tortueux car cestissus sont très fortement diffusants : les différentes approches utili­sées aujourd'hui visent donc à contourner cette difficulté et à réaliserdes « biopsies» virtuelles.A faible profondeur (de l'ordre du mm) il est possible de sélectionnerles photons balistiques et d'obtenir des images à haute résolution (del'ordre du micron). Nous parlerons de l'OCT (Optical CoherenceTomography) qui a déjà sa place à l'hôpital en ophtalmologie et desrecherches actuelles sur le diagnostic peropératoire.A plus grande profondeur (quelques cm) la tomographie diffuserévèle bien des contrastes optiques mais avec une résolution médiocre(de l'ordre du cm). Nous montrerons que le couplage de l'optique etde l'acoustique permet de révéler ces contrastes avec la résolution del'échographie acoustique.