PROJET DE RECHERCHE LUMIERE : CAMILLE CODACCIONI – M2 BIM – DÉVELOPPEMENT CÉRÉBRAL

Thème : Cerveau foetal

Développement, utilisation et validation clinique d’un outil de fusion off-line échographie-IRM et échographie-échographie : création d’un atlas du développement cérébral foetal normal entre 16 et 36 SA

Les pathologies cérébrales fœtales représentent un problème de santé publique car elles peuvent entraîner un retard neuro-développemental à court et long terme.

Le développement du cerveau est un processus dynamique de la vie fœtale; il est donc important de définir et reconnaître son aspect normal aux différents âges gestationnels.

L’échographie et l’IRM sont actuellement les deux modalités utilisées pour étudier le développement cérébral.

La complémentarité de ces deux examens permettrait de s’affranchir de leurs limites respectives (par exemple, l’absence de visualisation des flux sanguins en IRM et la limitation de l’exploration du parenchyme cérébral en échographie due à la position fœtale ou aux cônes d’ombres échographiques).

La combinaison de ces deux modalités est permise avec l’imagerie de fusion. Cette modalité d’imagerie est toujours en développement et nécessite des mises au point.

L’imagerie de fusion on-line échographie-IRM associe l’affichage d’une échographie en temps réel et des projections multi-planaires sous un même angle de coupe provenant d’une base de données IRM.

Cependant la fusion de ces deux images en temps réel n’est pas optimale.

Exemple de fusion online US-IRM – Millischer A, Brasseur‐Daudruy M, Mahallati H, Salomon LJ. The use of image fusion in prenatal medicine. Prenatal Diagnosis. 2019 Oct 30;40(1):18–27

Camille Codaccioni
Camille CodaccioniInterne des Hôpitaux de Paris
Projet de recherche réalisé dans le cadre d’un master 2, encadré par le Pr Laurent Salomon et le Dr David Grévent.

Notre objectif pour ce nouveau projet est donc d’évaluer l’utilisation d’un outil de fusion “off line”, c’est-à-dire une compilation d’acquisitions issues de ces deux modalités d’imagerie réalisées l’une après l’autre lors d’un même examen.

Cet outil de fusion off-line utilise un logiciel (GE Healthcare) afin de post-traiter et recaler les acquisitions obtenues : échographie-IRM ou échographie-échographie.

La validation de cet outil sera réalisée via le développement d’un atlas cérébral fœtal à différents âges gestationnels.

La réalisation de cet atlas sera basée sur l’étude de structure cérébrales fines parfois méconnues et pas toujours accessibles en pratique courante. L’obtention de coupes dans les trois plans orthogonaux et la fusion des images nous permettrait ainsi de pouvoir mieux préciser ces structures.

Pour ce projet nous incluons sur la base du volontariat, des patientes entre 16 et 36 semaines d’aménorrhée, ayant un suivi échographique normal, après information sur le protocole de recherche et recueil du consentement signé.

Les patientes bénéficieront :

  • d’une échographie obstétricale focalisée sur le cerveau fœtal par un échographiste référent
  • puis d’un IRM fœtale, au sein de la plateforme LUMIERE à l’Hôpital Necker Enfants Malades.

Nous attendons de cette étude qu’elle permette d’évaluer la faisabilité et l’utilité clinique de l’imagerie de fusion “off-line” échographie-IRM et échographie-échographie.

Nous évaluerons également l’acceptabilité et la satisfaction des couples de cet examen non invasif hors situation de pathologie fœtale.

Par |25 8 2021|Catégories : Cerveau foetal, Imagerie, Physiopathologie|Mots-clés : |

GROS PLAN SUR LE PROTOCOLE DE RECHERCHE « LUMIERE SUR LE FETUS »

Promu par la DRCI de l’APHP, ce protocole nous offre la possibilité de proposer aux femmes enceintes volontaires de faire progresser la recherche médicale et de bénéficier d’une IRM foetale au cours de la grossesse.

En effet, c’est au cours des neuf mois de la grossesse que se créent les fondations de ce que sera notre vie future, avec un impact important sur notre santé d’enfant et d’adulte. C’est pendant cette période cruciale que peuvent apparaître certaines maladies, dont le retentissement peut perdurer tout au long de la vie et générer des handicaps permanents et sévères. Or la détection, le diagnostic exact et l’établissement d’un pronostic précis de ces anomalies restent encore difficiles dans le suivi actuel de la grossesse, qui repose essentiellement sur l’échographie. C’est pourquoi l’utilisation et le développement de techniques modernes d’imagerie sont aujourd’hui indispensables pour permettre aux médecins de mieux voir et mieux examiner le fœtus. Aux côtés de l’échographie, l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est une technique qui a connu un important développement ces dernières années. En effet, l’IRM peut apporter des informations complémentaires à l’échographie, anatomiques et fonctionnelles, afin d’optimiser le dépistage, le diagnostic et l’évaluation pronostic en prénatal. 

Avec “LUMIERE sur le fetus”, et grâce à la contribution de femmes enceintes entre 16 et 36 semaines d’aménorrhée, nous souhaitons évaluer la faisabilité de techniques IRM avancées dans quatre types de situations cliniques pour lesquelles l’IRM n’est actuellement pas réalisée lors de leur suivi de grossesse.

Après plusieurs mois de recrutement, la plateforme héberge 3 master de recherche et une thèse de science travaillant activement sur différentes thématiques dans le cadre de ce projet. 

Le retour des familles étant aujourd’hui plus que positif, nous espérons à terme que pas moins de 650 patientes auront participé à cette expérience inédite. 

Plus de visibilité sur le déroulé de l’expérience sont à venir. En attendant, pour plus d’informations n’hésitez pas à lire notre fiche info ou à nous contacter sur notre adresse mail : lumiere.nck@aphp.fr.

Juste un petit mot pour vous dire un grand merci suite à ma visite d’hier. Votre accueil chaleureux, souriant, pétillant était vraiment très agréable. 

Nous avons hâte de recevoir les quelques vues 3D (d’échographie) et (vidéos/capture) de l’IRM vues hier. Un bébé positionné aussi « bizarrement », ça se partage avec la famille ! 

Très belle journée à toute l’équipe.

Mme E. Patiente à 27+3 SA.

Merci pour ces images !

C’est important que la recherche permette à la médecine de faire des progrès et je suis contente de pouvoir y participer un peu.

Merci pour votre travail. Je vous souhaite une bonne continuation.

Mme B. Patiente à 25 + 6 SA.

Merci pour l’envoi des ces images, j’espère qu’elles vous aideront à avancer encore un peu plus.

Celles de l’IRM sont plutôt marrantes.

On dirait un personnage de dessins animés !

Bonne recherche et bonne continuation à toute votre équipe.

Mme S. Patiente à 34+4 SA

UN ECHOGRAPHE DE DERNIERE GENERATION POUR LA PLATEFORME LUMIERE

Respectant son plan de marche en temps et en heure malgré la crise sanitaire, la plateforme LUMIERE complète son équipement matériel.
Après l’IRM, installée et opérationnelle depuis plus d’un an, un appareil d’imagerie d’ultrasons de toute dernière génération entre en fonction au sein de la plateforme LUMIERE. Optimisé grâce aux mains expertes de Chloé Arthuis, Benjamin Deloison et Jean-Philippe Baultet avec l’aide de Grégoire Potelle, product leader chez General Electric, cet échographe Voluson E10 sera en particulier destiné à développer l’imagerie de fusion, une technique d’imagerie d’avenir où deux sources d’images, IRM et échographie, opèrent simultanément. Un programme de recherche spécifique permettra en particulier de mieux comprendre le développement cérébral foetal en imagerie.

Par |26 2 2021|Catégories : Imagerie, Placenta|Mots-clés : , , |

PROJET DE RECHERCHE LUMIERE : MISE AU POINT D’UNE TECHNIQUE ASL STANDARDISÉE DANS L’ÉTUDE DE LA PERFUSION PLACENTAIRE CHEZ LA FEMME ENCEINTE

Mathilde Jacquier
Mathilde JacquierInterne des Hôpitaux de Paris
Projet de recherche réalisé dans le cadre d’un master 2, encadré par le Pr Laurent Salomon et le Dr David Grévent.

L’évaluation de la perfusion placentaire constitue l’objet de ce travail, conduit par Mathilde Jacquier sous la direction de Laurent Salomon et de David Grévent.

Le dysfonctionnement du placenta est impliqué dans des pathologies fréquentes de la grossesse comme le retard de croissance intra-utérin (RCIU) d’origine vasculaire ou la pré-éclampsie. Ces deux pathologies sont à l’origine d’une morbi-mortalité foetale et néonatale importante, justifiant leur dépistage précoce. Les outils diagnostiques de la fonction placentaire dont nous disposons aujourd’hui ne répondent qu’imparfaitement à son évaluation.

L’IRM fonctionnelle placentaire, notamment en mode ASL, objet de ce travail de recherche au sein de la plateforme Lumiere, permettra de bien mieux appréhender la physio-pathologie des insuffisances placentaires, étape indispensable à l’élaboration de stratégies thérapeutiques. Le mode ASL permet une évaluation quantitative de la perfusion placentaire là où les autres modes n’apportent qu’une évaluation qualitative. En outre, elle ne demande pas d’injection de produit de contraste, d’où son innocuité pour la mère autant que pour le foetus.

L’identification de ces pathologies repose actuellement sur «un faisceau d’arguments» :

1/ Cliniques : signes fonctionnels d’hypertension artérielle
2/ Biologiques : protéinurie
3/ Échographiques

L’échographie évalue la fonction placentaire indirectement par l’étude des Doppler utérins maternels et ombilicaux foetaux. On observe la triade chronologique suivante : élévation des index de résistance – diastole nulle – reverse flow. Cet outil parait aujourd’hui insuffisant de par son haut taux de faux positifs (des foetus de petits poids bien portants sont considérés comme des RCIU) et de faux négatifs (l’insuffisance placentaire n’est détectée qu’après l’apparition d’un RCIU ou d’une pré-éclampsie, tardivement après le début du dysfonctionnement placentaire).

Diastole ombilicale nulle

Reverse flow sur l’artère ombilicale

Actuellement utilisée en pratique courante en diagnostic anténatal à visée morphologique, l’IRM permet également une approche fonctionnelle.

Plusieurs paramètres placentaires fonctionnels peuvent être évalués par IRM :

1/ La perfusion placentaire (obtention d’un PBF : placenta blood flow) par les techniques de DCE (Dynamic Contrast Enhancement) et d’ASL (arterial spin labeling).
2/ L’oxygénation placentaire par les techniques BOLD (Blood Oxygen Level Dependent) et de relaxométrie.
3/ L’architecture tissulaire et la fraction de perfusion par l’IVIM (Intra Voxel Incoherent Motion) et ADC (Apparent Diffusion Coefficient)

Notre étude se concentre sur la technique d’ASL car elle présente un double avantage. Elle permet une évaluation quantitative de la perfusion placentaire contrairement à la DCE ou à l’IVIM et elle ne nécessite pas d’injection de produit de contraste (contrairement à la DCE). Elle est donc sans danger pour la femme enceinte et pour le foetus.

Deux groupes vont être constitués :

1/ Un premier groupe de patientes dont la grossesse se déroule sans complication
2/ Un deuxième groupe de patientes dont le dépistage prénatal échographie a décelé un RCIU d’origine vasculaire présumée (estimation du poids foetal inférieur au 10ième percentile et anomalies Doppler à l’échographie)

Les grossesses entre entre 20 et 36 semaines d’aménorrhée seront incluses après information sur le protocole de recherche et recueil du consentement signé.

L’IRM sera réalisée sur le site de la fondation LUMIERE (Hôpital Necker).

Nous attendons de cette étude qu’elle permette d’évaluer la faisabilité de l’ASL chez la femme enceinte dans l’évaluation de la perfusion placentaire.

Si tel est le cas, notre objectif sera :

1/ De définir la séquence type d’ASL : méthode de marquage du sang (PASL, FAIR, E-ASL, VS-ASL), TE (temps d’écho), TR (temps de répétition) …
2/ D’évaluer l’acceptabilité et la reproductibilité de cette technique.
3/ De comparer les données obtenues (PBF : placental Blood flow) avec celles obtenues par échographie (IP Doppler de l’artère utérine et ombilicale)

Une étude histologique des placenta imagés sera réalisées afin d’évaluer la qualité de l’angiogénèse dans les deux groupes.

IRM FONCTIONNELLE : LE MODE ASL

« Image marquée »
Image «contrôle»
Soustraction de l’image marquée et de l’image contrôle, on obtient le Placental Blood Flow (PBF)

Crédit : Benjamin Deloison. Imagerie fonctionnelle placentaire par résonance magnétique : étude de la perfusion placentaire

LES DIFFÉRENTES TECHNIQUES EN IRM FONCTIONNELLE

ON THE ROAD AGAIN !

Organisées dans l’enceinte du Collège St Anne d’Oxford, les Journées de travail «In Utero MRI 2020» ont réuni, les 7, 8 et 9 Janvier 2020, de nombreuses équipes travaillant sur l’imagerie fonctionnelle du placenta par IRM. L’occasion de faire un point d’étape sur les progrès de cette technologie émergeante dont l’intérêt ne fait que s’affirmer avec le temps, et qui mobilise nombre d’équipes de par le monde.

LUMIERE, représentée par Laurence Bussières, David Grévent et Laurent Salomon, auxquels s’étaient associées Hélène Collinot, Sarah Nahmani (Necker-Enfants malades) et Marie Brasseur (CHU Rouen), a partagé, par la voix de Laurent Salomon, sa reflexion sur l’actualité de cette technique et sur ses perpectives d’avenir.

 

Par |1 2 2020|Catégories : Imagerie|Mots-clés : , , , |

UNE TECHNIQUE D’ÉVALUATION NON INVASIVE DE LA PERFUSION PLACENTAIRE PAR ASL (ARTERIAL SPIN LABELING) MRI, TESTÉE SUR LE RAT

Non-invasive assessment of placental perfusion in vivo using arterial spin labeling (ASL) MRI: A preclinical study in rats.
Deloison BSalomon LJQuibel TChalouhi GEAlison MBalvay DAutret GCuenod CAClement OSiauve N.
 2019 Feb;77:39-45. doi: 10.1016/j.placenta.2019.01.019.

Ce travail, mené par une équipe intégrant des membres de LUMIERE, a fait l’objet d’une publication dans la revue Placenta (Volume 77 – February 2019).

Par |13 4 2019|Catégories : Biologie, Imagerie, Placenta|Mots-clés : , , , |

LES SUJETS DE RECHERCHE DU PROJET LUMIERE VALIDÉS PAR DEUX NOUVEAUX TRAVAUX

Deux publications récentes viennent confirmer la pertinence du projet LUMIERE, en soulignant tout l’intérêt de l’IRM dans l’évaluation de la fonction placentaire chez l’animal comme chez l’Homme. Tel est précisément l’un des principaux axes de recherche de LUMIERE, avec la perspective de progrès décisifs dans la prise en charge de pathologies graves de la grossesse, tels que le retard de croissance intra utérin et/ou la pré-éclampsie.

 

 

Par |10 5 2018|Catégories : Imagerie, Placenta|Mots-clés : , |

Mission d’étude auprès de l’IRM 3T du CHU de Nancy

nancyirm

Une mission d’étude a été conduite par Anne-Elodie Millischer, Nathalie Siauve et Laurent Salomon pour le compte de la Fondation LUMIERE auprès de L’IRM 3T du CHU de Nancy. L’un de ses objectifs était d’étudier la façon dont s’organise le partage de cette l’IRM entre activité clinique et activité de recherche. Les activités de recherche y sont assurées au sein de 2 structures :
1/ Le laboratoire IADI (Imagerie Adaptative, Diagnostique et Interventionnelle) que dirige le Pr Jacques FELBLINGER. Cette Unité de recherche INSERM (U947) et UL étudie le développement des techniques et des méthodes afin d’améliorer l’imagerie des organes en mouvement, spécialement en IRM.
2/ Le CIC-IT, autour du Pr Jacques FELBLINGER et de Marine Beaumont, est un Centre d’Investigation Clinique – Innovation Technologique, labellisé CHU (pôle S2R), INSERM (CIC1433) et UL – TD. Il apporte une expertise technique et scientifique axée sur les dispositifs médicaux, les techniques et les protocoles de recherche clinique pour l’IRM.
40% du temps d’occupation de l’IRM 3T concernent les activités de recherche. Parmi les projets en cours de développement, l’axe de recherche obstétricale autour de la vascularisation placentaire, sous la direction du Pr Olivier MOREL, a tout spécialement été discuté dans la mesure où cette question sera centrale parmi les principaux sujets d’étude de LUMIERE.
Au décours de cette visite, il a été prévu que des collaborations se mettent en place entre nos deux structures.

Par |28 2 2016|Catégories : Imagerie|Mots-clés : , |

DÉMARRAGE DU PHRC (PROJET HOSPITALIER DE RECHERCHE CLINIQUE) BOLD-FP

bold irm

Le but de ce travail est d’obtenir des données non invasives sur l’oxygénation foetoplacentaire en IRM par effet BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent). La comparaison des données sur des foetus eutrophe et d’autres en RCIU permettra de déterminer l’apport potentiel de cette technique dans le diagnostic et la prise en charge de placentas dysfonctionnels associés à un risque accru de RCIU. Les inclusions ont commencé.

UNE REVUE DES TECHNIQUES D’IMAGERIE FONCTIONNELLE PLACENTAIRE

logo ajog

L’équipe de la Maternité Necker-Enfants malades est l’auteur d’une revue des techniques d’imagerie fonctionnelle placentaire, à paraître dans un numéro spécial de l’American Journal of Obstetrics and Gynecology.

Functional Imaging of the Human Placenta with Magnetic Resonance
N. Siauve, G. Chalouhi, B. Deloison, M Alison, O Clement, Y Ville, LJ Salomon

ABSTRACT:

Abnormal placentation is responsible for most failures in pregnancy, however an understanding placental functions remains largely concealed from non-invasive, in vivo investigations. Magnetic Resonance Imaging (MRI) is safe in pregnancy for magnetic fields of up to 3 Teslas and is increasingly being used to improve the accuracy of prenatal imaging. Functional MRI (fMRI) of the placenta has not yet been validated in a clinical setting and most data is derived from animal studies. fMRI could be used to further explore placental functions related to vascularization, oxygenation and metabolism in human pregnancies, by using various enhancement processes. Dynamic Contrast Enhanced MRI (DCE-MRI) is best able to quantify placental perfusion, permeability and blood volume fractions. However, the transplacental passage of Gadolinium-based contrast agents represents a significant safety concern for this procedure in humans. There are alternative contrast agents that may be safer in pregnancy, or that do not cross the placenta. Arterial Spin Labeling (ASL) MRI relies on magnetically labeled water to quantify the blood flows within the placenta. A disadvantage of this technique is a poorer signal to noise ratio (SNR). Based on ASL, placental perfusion in normal pregnancy is 176 ± 91 ml.min-1.100 g-1 and decreases in cases with intrauterine growth restriction. Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) and Oxygen Enhanced (OE) MRI do not assess perfusion but measure the response of the placenta to changes in oxygen levels using hemoglobin (Hb) as an endogenous contrast agent. Diffusion Weighted Imaging (DWI) and Intra Voxel Incoherent Motion (IVIM) MRI do not require exogenous contrast agents, instead utilizing the movement of water molecules within tissues. The Apparent Diffusion Coefficient (ADC) and perfusion fraction (f) are significantly lower in placentas of growth-restricted fetuses when compared to normal pregnancies. Magnetic resonance spectroscopy (MRS) has the ability to extract information regarding metabolites from the placenta non-invasively and in vivo. There are marked differences in all 3 metabolites N-acetyl aspartate (NAA)/choline (Cho) levels and inositol/choline ratio between small (SGA) and adequately grown (AGA) fetuses. Current research is focused upon the ability of each fMRI technique to make a timely diagnosis of abnormal placentation that allows for appropriate planning of follow up examinations and optimal scheduling of delivery. These research programs will benefit from using well-defined sequences, standardized imaging protocols and robust computational methods.

LE PHRC (PROJET HOSPITALIER DE RECHERCHE CLINIQUE) PLACENTIMAGE EST ACHEVÉ

IRM placenta

Ce travail avait pour but de s’assurer que la technique d’IRM fonctionnelle placentaire chez la femme enceinte était réalisable, de déterminer les valeurs normales de perfusion placentaire utilisables en pratique clinique pour le futur, et d’acquérir les données fondamentales sur le passage transplacentaire et la pharmacocinétique materno-fœtale du gadolinium.
Le recrutement de ce projet est terminé, et cette étude a été menée à terme dans d’excellentes conditions. Les données sont maintenant en cours d’analyse et seront prochainement publiées.

FETAL CEREBRAL MAGNETIC RESONANCE IMAGING BEYOND MORPHOLOGY

seminar 2 in ultrasound CRI

András Jakab, Ivana Pogledic, Ernst Schwartz, Gerlinde Gruber, Christian Mitter, Peter C. Brugger, Georg Langs, Veronika Schöpf, Gregor Kasprian, Daniela Prayer

Seminars in Ultrasound CT and MRI
In Press Corrected Proof

The recent technological advancement of fast magnetic resonance imaging (MRI) sequences allowed the inclusion of diffusion tensor imaging, functional MRI, and proton MR spectroscopy in prenatal imaging protocols. These methods provide information beyond morphology and hold the key to improving several fields of human neuroscience and clinical diagnostics. Our review introduces the fundamental works that enabled these imaging techniques, and also highlights the most recent contributions to this emerging field of prenatal diagnostics, such as the structural and functional connectomic approach. We introduce the advanced image processing approaches that are extensively used to tackle fetal or maternal movement−related image artifacts, and which are necessary for the optimal interpretation of such imaging data.

http://www.semultrasoundctmri.com/article/S0887-2171(15)00055-4/abstract

Par |12 9 2015|Catégories : Imagerie|Mots-clés : , , , |

DYNAMIC CONTRAST-ENHANCED MAGNETIC RESONANCE IMAGING: DEFINITIVE IMAGING OF PLACENTAL FUNCTION?

G.E. Chalouhi a,b,c, B. Deloison a,b,c, N. Siauve a,c,d, S. Aimot a,b,c, D. Balvay a,c, C.A. Cuenod a,c,d, Y. Ville b, O. Clément a,c,d, L.J. Salomon a,b,c,*

a Laboratoire de Recherche en Imagerie (LRI), INSERM U970, Equipe N2, Paris Cardiovascular Research Center-PARCC, 56 rue Leblanc, 75015 Paris, France
b Obstetrics and Gynecology Department, Assistance Publique e Hôpitaux de Paris, Hôpital Necker-Enfants Malades, 149 rue de Sèvres, 75015 Paris, France
c Université Paris-Descartes, UMR-S970, Paris, France
d Radiology Department, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, Hôpital Européen Georges-Pompidou, 20, rue Leblanc, 75015 Paris, France

 

Par |5 9 2015|Catégories : Imagerie, Placenta|Mots-clés : , , |