Thèse C. Dromain

, par  Albine Pinseel

Projet These de Sciences – Clarisse DROMAIN - 12/12/2010
Apport du produit de contraste en
mammographie numérique.
Contexte de l’étude
Le cancer du sein est la premi€re cause de mortalit , toutes causes confondues, pour les femmes entre 35
et 55 ans. Plus de 10000 d c€s par cancer du sein sont d clar s chaque ann e en France. Une Europ enne
sur 10 aura un cancer du sein au cours de sa vie. Sachant que la probabilit qu’une tumeur produise des
m tastases augmente avec sa taille, il est de toute premi€re importance de d tecter les tumeurs de fa‚on
pr coce.
La mammographie a prouv sa capacit ƒ mettre en vidence des tumeurs infra centim triques et des
l sions non palpables. C’est l’examen le plus favorable face aux crit€res d’efficacit et de co„t pour la
d tection des l sions de petite taille. L’utilisation de la mammographie seule pour le d pistage du cancer
du sein a conduit dans plusieurs essais ƒ une r duction de la mortalit par cette maladie d’environ 30 %
pour les femmes de 50 ans et plus, et d’environ 18 % pour les femmes de 40 ƒ 50 ans (1, 2).
Cependant, la mammographie conventionnelle pr sente des limites telles que la superposition des tissus
pouvant …tre responsable de l sions masqu es et de faux positifs certaines l sions subtiles telles que les
distorsions architecturales. Sa sensibilit globale est de 78% variant de 48% dans les seins de densit
lev e, en particulier chez les femmes jeune de moins de 50 ans ƒ 98% dans les seins graisseux de faible
densit (3)
L’IRM dynamique avec injection de produit de contraste qui permet l’ tude de l’angiog n€se des tumeurs,
est actuellement consid r e comme la technique d’imagerie la plus sensible pour la d tection des cancers
du seins et pour son bilan d’extension.(4, 5, 6). De par ses capacit s, elle s’ins€re donc dans la cha‡ne
d’imagerie s nologique comme un compl ment utile ƒ la mammographie par rayons X en cas de l sions
quivoques en mammographie et chographie, de suspicion de r cidive dans un sein ant rieurement trait ,
dans le bilan d’extension des cancers nouvellement diagnostiqu s, dans l’ valuation de la chimioth rapie
n oadjuvante et pour la recherche de la tumeur primitive en cas d’ad nopathie axillaire. L’IRM avec
injection d’un ch late du Gadlinium est galement devenue l’examen de r f rence pour le d pistage des
femmes porteuses de mutations g n tiques BRCA1 et 2 et ƒ risque lev de d velopper des cancers du
sein (7). Toutefois, l’IRM ne remplace pas l’examen de mammographie qui reste la modalit d’imagerie de
r f rence dans l’exploration des seins, en particulier pour les femmes asymptomatiques.
Depuis quelques ann es, la mammographie num rique plein champ (8, 9, 10) permet d’envisager de
nouvelles applications que l’utilisation du couple cran-film avait jusqu’ƒ pr sent exclues, en raison des
limitations inh rentes ƒ la technologie de d tection et d’enregistrement des clich s. L’utilisation de
produits de contraste en mammographie et leur mise en vidence par traitement num rique des images
devient accessible, ainsi que la reconstruction d’images 3D ƒ partir d’un ensemble de projections du sein
acquises sous diff rents angles de vue. L’ tude de l’angiog n€se tumorale devient alors possible en
mammographie. Les patientes b n ficieraient alors d’un examen qui poss€derait les avantages cumul s
de la mammographie et de l’IRM. Ainsi, peut-on esp rer un diagnostic plus pr coce et plus fiable du
cancer du sein, plus facilement disponibles pour un co„t r duit de l’examen.
Principaux axes de la recherche proposée
La recherche propos e a pour but d’investiguer l’apport de l’utilisation de produits de contraste inject s par
voie intraveineuse dans les examens de mammographie num rique (angiomammographie) et de
tomosynth€se num rique du sein (angiotomosynth€se). Cette recherche comportera une forte composante
clinique avec en particulier la validation de plusieurs prototypes d’imagerie bidimensionnelle et
tridimensionnelle et l’ valuation de leur place et de leur apport dans la pratique clinique. Elle apportera Projet Th€se de Sciences – Clarisse DROMAIN - 12/12/2010
aussi une contribution au design de l’application d’imagerie, tant au niveau des protocoles d’acquisition
qu’au niveau des outils de revue et d’analyse des donn es acquises.
La recherche propos e s’appuie sur les d veloppements technologiques r alis s par diff rentes quipes de
recherches et en particulier par l’ quipe de Recherche Appliqu e en Imagerie du Sein de GE Healthcare,
d veloppements initi s en 2000 et toujours actifs (11-14). Une partie de la recherche a d jƒ t men e
dans le cadre de projets financ s par le Minist€re de la Recherche (RNTS 2002, RNST 2005) et a donn e
lieu ƒ plusieurs publications.
Au cours de ces recherches nous avons montr lors d’une tude clinique r alis e chez 20 patientes (22
cancers) la faisabilit de l’acquisition de s quences temporelles d’images permettant la mise en vidence
de la prise de contraste par des l sions mammaires (angiomammographie temporelle) (15). La principale
limite de cette approche technique tait la pr sence d’importants art facts de mouvement, d gradant la
qualit des images de soustraction, ainsi que l’analyse limit e ƒ une seule incidence et un seul sein.
Ces limites nous ont incit ƒ poursuivre nos recherches sur une autre technique d’angiomammographie
qui est la technique en double nergie. Pour l’angiomammographie double nergie, on se propose
d’acqu rir, apr€s injection intraveineuse du produit de contraste, des couples d’images, en utilisant un
spectre de basses nergies pour l’une et un spectre de hautes nergies pour l’autre. En combinant les
images de basses et de hautes nergies, il est alors possible de g n rer une image ne contenant que
l’information produit de contraste qui aura diffus dans le sein. Une tude clinique pr liminaire r alis e
chez 26 patientes a montr la faisabilit technique et clinique de cette approche (16). Cependant les
param€tres d’acquisition utilis s dans cette tude n’ taient pas optimis s pour l’obtention de la meilleure
annulation des textures lors de la recombinaison des images de haute et basse nergies. Par ailleurs
l’acquisition d’une seule incidence et l’utilisation de param€tres d’"acquisition ne conduisant pas ƒ la
maximisation de la visibilit des prises de contraste combin e ƒ la minimisation de la dose d’irradiation
dans cette tude constituent une limite pour l’application clinique.
Parall€lement nous avons valu l’apport de la tomosynth€se du sein puis de l’angiotomosynth€se double
nergie (17-18). Une tude clinique pr liminaire d’angiotomosynth€se double nergie r alis e chez 11
patientes a permis d’identifier rapidement des limites en terme de qualit d’images en particulier un
probl€me de mauvaise soustraction du tissu glandulaire non tumoral et un probl€me de r solution en
contraste.
Les diff rents axes de recherche propos s sont un prolongement direct de l’exp rience acquise en
angiomammographie, tomosynth€se mammaire et angiotomosynth€se et des questionnements techniques
et cliniques qui ont man s de ces recherches. Le contenu exact de la recherche d pendra des
collaborations qui pourront …tre mises en œuvre en particulier avec l’ quipe de Recherche Appliqu e en
Imagerie du Sein de GE Healthcare. Ces axes de recherche sont :
La cin‚tique de la prise de contraste
Afin d’optimiser l’acquisition des images pour obtenir la meilleure r solution en contraste de la prise de
contraste iod e il est n cessaire de mieux comprendre la cin tique de rehaussement tissulaire apr€s
injection de produit de contraste iod . Nous souhaitons tudier l’impact des diff rents param€tres
d’injection du produit de contraste iod en termes de quantit , concentration en iode, d bit d lai et type
(mono ou biphasique) d’injection sur la cin tique de rehaussement de la glande mammaire non tumorale
et des tumeurs mammaires. Nous analyserons statistiquement les r sultats obtenus en terme d’intensit de
la prise de contraste.
Nous investiguerons la mod lisation des tumeurs du sein pour aborder la cin tique des prises de contraste
ainsi que leurs morphologies : 1) mod€le num rique compartimental, 2) mod€le animal 3) comparaison
avec la TDM (tomodensitom trie) de perfusion
Nous aborderons le th€me de la variabilit physiologique et de son impact sur les choix techniques mises
en œuvre et les r sultats cliniques obtenus. Analyse comparative aux donn es IRM par type histologique
et mol culaire de cancers du sein. Projet Th€se de Sciences – Clarisse DROMAIN - 12/12/2010
Nous investiguerons l’impact sur les r sultats cliniques de l’utilisation de diff rents produits de contraste
pr sentant diff rentes caract ristiques (e.g., osmolarit , concentration, produit de contraste
macromol culaire, …).
Angiotomosynth€se
La premi€re tape consistera ƒ justifier d’un point de vue technique et clinique l’int r…t de d velopper
l’angiotomosynth€se mammaire (apport de la tomosynth€se en angiomammographie) et de d finir des
crit€res permettant de prendre la d cision de red marrer une nouvelle tude clinique avec un second
prototype. Pour cela nous analyserons les r sultats obtenus avec le premier prototype afin d’identifier
diff rents crit€res technologiques (e.g., r manence du d tecteur, contribution du rayonnement diffus , …)
et crit€res cliniques (e.g., rehaussement mod r des tissus normaux) pouvant …tre en cause et faire l’objet
d’am liorations.
Nous contribuerons ƒ l’impl mentation de nouvelles solutions techniques et comparerons l’apport en
termes d’information physique et en termes d’information clinique. Nous sp cifierons et tudierons
l’int r…t des diff rentes solutions de visualisation en angiotomosynth€se (e.g., MIP sur volume entier du
sein vs CESM).
Visualisation des donn‚es (angiomammographie et angiotomosynth€se)
L’objectif de notre recherche sera galement de participer ƒ la d finition de nouveaux modes de
visualisation des donn es de l’angiomammographie et de l’angiotomosynth€se, au d veloppement des
applications de quantification et de CAD (Computer-Aided Detection) et ƒ l’ valuation clinique de la
performance de ces outils.
Imagerie interventionnelle
Nous d finirons les besoins pour la biopsie et rep rage pr op ratoire des l sions en angiomammographie
et en angiotomosynth€se. Nous participerons au d veloppement de prototypes en laboratoire et de
prototypes cliniques que nous valuerons.
Probl‚matiques cliniques (angiomammographie et angiotomosynth€se)
Notre recherche devra enfin s’appliquer ƒ mieux appr hender les apports et les limites cliniques de la
mammographie avec injection en comparaison aux autres modalit s d’imagerie du sein. Nous tudierons
la performance clinique de l’image basse nergie de l’angiomammographie versus l’image de
mammographie standard (sans injection) dans le but de pouvoir potentiellement s’affranchir de la
r alisation d’une mammographie conventionnelle en plus d’une angiomammographie. De m…me nous
tudierons la performance clinique des images de reconstruction basse nergie de la l’angiotomosynth€se
comparativement ƒ la tomosynth€se standard. On s’int ressera en particulier ƒ la visibilit des
microcalcifications (e.g., microcalcifications poussi reuses) et ƒ la comparaison de la sensibilit de
d tection des cancers dans le cadre d’un examen de d pistage pour femmes ƒ haut risque.
Nous tudierons l’apport de l’angiomammographie bi et tridimensionnelle dans le sous-groupe des cancers
intracanalaires qui constituent un d fi particulier en imagerie du sein. Nous comparerons les performances
de l’angiomammographie et de l’angiotomosynth€se versus l’IRM et la mammographie en termes de
sensibilit et de bilan d’extension. Nous analyserons les raisons de la diff rence de r sultats entre ces
diff rentes modalit s (r solution en contraste, prise de contraste visible en IRM et non visible en CESM,
faux positifs …). Nous analyserons galement l’impact du biais de recrutement ƒ l’IGR sur les r sultats
cliniques obtenus.
Bibliographie
(1) Kerlikowske K, Grady D, Rubin SM, Sandrock C, Ernster VL. Efficacy of screening mammography.
A meta-analysis. JAMA 1995 ; 274(5) : 381-382.
(2) National Cancer Institute Consensus Development Panel. Screening mammography for women ages
40-49. NCI publication 1998.kProjet Th€se de Sciences – Clarisse DROMAIN - 12/12/2010
(3) Kolb TM, Lichy J, Newhouse JH. Radiology 2002, 225:165-175
(4) Tardivon A, Dromain C, Vanel D. Indications de l’IRM. Le Sein, Vol. 11 No 1-2, 2001.
(5) Heywang SH, Wolf A, Pruss E, et al : MR imaging of the breast with Gd-DTPA : use and limitations.
Radiology 171:95-103, 1989
(6) Orel SG, Schnall MD : MR imaging of the breast for the detection, diagnosis, and staging of breast
cancer. Radiology 220:13-30, 2001
(7) Chéreau E, Uzan C, Balleyguier C, Chevalier J, de Paillerets BB, Caron O, Rimareix F, Mathieu MC,
Koskas M, Bourgier C, André F, Dromain C, Delaloge S. Characteristics, treatment, and outcome of
breast cancers diagnoses in BRCA1 and BRCA2 gene mutation carriers in intensive screening
programs including magnetic resonance imaging. Clin Breast Cancer. 2010 Apr ;10(2):113-8
(8) Muller S. Full-Field Digital Mammography designed as a complete system. EJR, Vol.31 (1) ; 25-34,
1999.
(9) Muller S. L’appareil de mammographie numérique plein champ conçu comme un système d’imagerie
complet. Les Cancers Infra-Cliniques du Sein, Cours de Formation Médicale Continue organisé par
la Société Française de Radiologie, Le Kremlin Bicêtre, France, Septembre 1999.
(10) Isnard A, Travade A, Bagard C, Bouchet F. Où en est la mammographie numérique ? Le Sein, Vol.
11 No 1-2, 2001.
(11) Marx C., Facius M., Muller S., Benali K., Malich A., Kaiser W.A. "Contrast Enhanced Digital
Mammography (CEDM) : Phantom experiment and first clinical results". SPIE, Medical Imaging,
San Diego, USA, 24-28 February 2002.
(12) Jeunehomme F. Mammographie numérique avec injection de produit de contraste. Thèse de
doctorat de l’Université Paris-Sud 11. Soutenue le 12 avril 2005.
(13) Skarpathiotakis M., Yaffe M.J., Bloomquist A.K., Rico D., Muller S., Rick A., Jeunehomme F.
"Development of contrast digital mammography". Medical Physics, vol.29(10), pp. 2419-2426,
October 2002.
(14) Puong S. Imagerie du sein multispectrale avec injection de produit de contraste. Thèse de doctorat de
l’Université Paris-Sud 11. Soutenue le 18 décembre 2008.
(15) Dromain C, Balleyguier, C, Muller S, Mathieu, MC, Rochard F, Opollon P, Sigal R. Evaluation of
tumor angiogenesis of breast carcinoma using contrast enhanced digital mammography. AJR 2006
Nov ;187(5):W528-37
(16) Dromain C, Thibault F, Muller S, Rimareix F, Delaloge S, Tardivon A, Balleyguier C Dual-energy
contrast-enhanced digital mammography : initial clinical results.. Eur Radiol. 2010 Sep 14
(17) Dromain C, Boulet B, Caramella C, Bidault F, Balleyguier C. Angiomammographie 3D du sein.
57ème journées françaises de Radiologie, Paris 2009. J Radiol. 2009 -1412
(18) F Thibault , C Dromain, C Malhaire, C Balleyguier, C Breucq, L Steyaert, A Tardivon, E Baldan,
J Aslop. Tomosynthèse numérique en situation diagnostique : étude de performance par revue multi-
lecteur. 58ème Journée Française de radiologie, Paris, 2 oct. 2010, J Radiol 2010

Navigation

AgendaTous les événements