Optimisation de l’angiomammographie et de l’angiotomosynthèse double-énergie

Objectives: The purpose was to optimize the exposure parameters of CESM examinations, to assess the feasibility of contrast-enhanced DBT (CE-DBT) for the detection and the characterization of breast tumors, and to assess CESM-guided stereotactic biopsies. Methods: At first, we optimized the CESM exposure parameters in four different clinical applications for which different levels of average glandular dose and different low energy image quality are required. The optimization of exposure parameters (anode/filter, kVp, mAs) for low energy (LE) and high energy (HE) images at different levels of average glandular dose and different ratios between LE and total doses has been conducted using a simulator of the x-ray mammographic image chain. An experimental validation was then performed through phantom experiments. Secondly, we assessed the potential of CE-DBT based on a dual-energy approach. A new mesh-based anthropomorphic breast phantom was improved and used to evaluate the performance of CESM and then to compare CESM and CE-DBT. Finally, we evaluated the technical feasibility of CESM-guided biopsy. After identifying some technical constraints, we assessed the performance of the recombination of LE and HE images acquired at different times after injection, using simulated images of a geometric phantom with uniform texture, and simulated images of an anthropomorphic textured phantom with and without motion artifacts.Results and conclusion : For the four different clinical indications, optima found by simulation, with resulting SDNRpixel and SDNR2pixel/Dosetotal, were confirmed through real acquisition of images on phantoms. Our results indicate that the SDNR per pixel in recombined CESM images increased in all of the four clinical indications compared to recombined images obtained using SenoBright ® (commercial product used as reference). This result suggests the possibility to detect more subtle contrast enhancements and to decrease the number of false negatives found in clinical CESM examinations. The impact of a new dose allocation between LE and HE exposures was also evaluated on LE image quality. Results from CDMAM phantom experiments indicate that optimized parameters provide similar or acceptable detection compared to standard mammography, except for screening indication when considering the very small diameter objects.The human observer study on anthropomorphic phantom images, taking into account tumor and breast parenchyma enhancement, revealed that detection and characterization sensitivity of iodine-enhanced lesions are not statistically different between 2D CESM and 3D CE-DBT. The most influencing parameters for the detectability and the lesion size assessment were the lesion iodine concentration and the breast density. CESM was significantly more specific than CE-DBT. One of the assumptions to explain this result is the presence of higher noise in CE-DBT than in CESM images. A future improvement for CE-DBT could therefore be the design of a specific reconstruction algorithm minimizing reconstructed noise.With respect to CESM-guided biopsy the proposed scenario pointed out two major constraints, one related to the thermal load of the x-ray tube, the second related to the increased dose due to the repetition of LE and HE images. One proposed solution was to limit the number of LE exposures, requiring the possibility to recombined LE and HE images acquired at different injection time points. Our study showed that the recombination of a HE image with a LE image acquired earlier leads to SDNR changes compared to paired recombination. These changes are function of the enhancement time to peak and the washout of the lesion, and had a limited impact on the lesion detectability.Objectifs : L’objectif a été de d’optimiser les protocoles d’acquisition des examens d’angiomammographie double-énergie, d’étudier la faisabilité de l’angiotomosynthèse pour la détection et la caractérisation des tumeurs mammaires, et d’étudier la faisabilité des biopsies stéréotaxiques sous guidage de l’angiomammographie. Méthodes : Une étude d’optimisation des paramètres d’acquisition de l’angiomammographie a été réalisée dans 4 situations cliniques pour lesquelles la qualité diagnostique requise des images de basse énergie et la dose totale délivrée à la patiente ne sont pas identiques. L’optimisation des paramètres d'exposition (anode/filtre, kVp, mAs) des images de basse énergie (BE) et haute énergie (HE) a été réalisée à partir d’une modélisation théorique de la chaîne d’acquisition. Une validation a été effectuée par mesures expérimentales sur des images de fantôme d’inserts d’iode. Nous avons ensuite étudié la technique d’angiotomosynthèse mammaire basée sur une approche double-énergie. Un nouveau fantôme anthropomorphique numérique du sein et de ses lésions, basé sur l’utilisation de primitives géométriques complexes et d’une technique de maillage surfacique, a été amélioré et utilisé pour évaluer les performances de l’angiomammographie optimisée, puis de l’angiotomosynthèse en comparaison à l’angiomammographie. Enfin, nous avons proposé un scénario pour la réalisation d’un examen de stéréotaxie avec injection d’un agent de contraste iodé et étudié la faisabilité de recombinaison d’image de haute et de basse énergie acquises à des temps différents de l’injection.Résultats et conclusion : Les optima des paramètres d’exposition trouvés par simulation avec les valeurs de SDNRpixel et SDNR2pixel /Dosetotale qui en résultent, ont été confirmés expérimentalement. Les valeurs de SDNR par pixel dans les images recombinées sont augmentées pour toutes les indications cliniques en comparaison à celle obtenues avec SenoBright ® (produit commercial de référence). L'impact sur la qualité de l’image de BE, évalué par des expérimentations sur fantôme CDMAM, a montré que les paramètres optimisés fournissent une détection similaire ou acceptable par rapport à la mammographie standard, à l’exception de l'indication de dépistage lorsque l’on considère les objets de très petits diamètres.L’étude de lecture humaine d’images simulées d’un fantôme anthropomorphique du sein incluant le rehaussement glandulaire physiologique et différents modèle tumoraux n’a pas montré d’augmentation significative de sensibilité de détection des acquisition 3D d’angiotomosynthèse comparativement aux acquisitions 2D d’angiomammographie. Les deux paramètres qui influençaient le plus la sensibilité était la concentration en iode des tumeurs et la densité du sein. L’angiomammographie était par ailleurs significativement plus spécifique que l’angiotomosynthèse. Une perspective d’amélioration pour l’angiotomosynthèse pourrait donc être l’utilisation d’algorithmes de reconstruction 3D spécifiques de cette modalité qui minimiseraient le bruit de reconstruction. Le scénario proposé pour la réalisation de biopsies sous guidage de l’angiomammographie, a mis en évidence deux contraintes techniques que sont l’échauffement du tube à rayons X et le surcroit de dose dû à la répétition des paires d’acquisitions en haute et basse énergies. Une des solutions envisagées a été de limiter le nombre d’acquisitions de BE. Notre étude a montré que la recombinaison d’une image HE avec une image BE acquise antérieurement modifiait le SDNR des lésions simulées comparativement à une recombinaison appariée d’images BE et HE acquises au même temps de l’injection. Ces modifications dépendaient du temps du pic de rehaussement maximal et du washout de la lésion

Dual-energy contrast-enhanced digital mammography: initial clinical results of a multireader, multicase study

Abstract Introduction The purpose of this study was to compare the diagnostic accuracy of dual-energy contrast-enhanced digital mammography (CEDM) as an adjunct to mammography (MX) ± ultrasonography (US) with the diagnostic accuracy of MX ± US alone. Methods One hundred ten consenting women with 148 breast lesions (84 malignant, 64 benign) underwent two-view dual-energy CEDM in addition to MX and US using a specially modified digital mammography system (Senographe DS, GE Healthcare). Reference standard was histology for 138 lesions and follow-up for 12 lesions. Six radiologists from 4 institutions interpreted the images using high-resolution softcopy workstations. Confidence of presence (5-point scale), probability of cancer (7-point scale), and BI-RADS scores were evaluated for each finding. Sensitivity, specificity and ROC curve areas were estimated for each reader and overall. Visibility of findings on MX ± CEDM and MX ± US was evaluated with a Likert scale. Results The average per-lesion sensitivity across all readers was significantly higher for MX ± US ± CEDM than for MX ± US (0.78 vs. 0.71 using BIRADS, p = 0.006). All readers improved their clinical performance and the average area under the ROC curve was significantly superior for MX ± US ± CEDM than for MX ± US ((0.87 vs 0.83, p = 0.045). Finding visibility was similar or better on MX ± CEDM than MX ± US in 80% of cases. Conclusions Dual-energy contrast-enhanced digital mammography as an adjunct to MX ± US improves diagnostic accuracy compared to MX ± US alone. Addition of iodinated contrast agent to MX facilitates the visualization of breast lesions

Target heterogeneity in oncology : the best predictor for differential response to radioligand therapy in neuroendocrine tumors and prostate cancer

Tumor or target heterogeneity (TH) implies presence of variable cellular populations having different genomic characteristics within the same tumor, or in different tumor sites of the same patient. The challenge is to identify this heterogeneity, as it has emerged as the most common cause of ‘treatment resistance’, to current therapeutic agents. We have focused our discussion on ‘Prostate Cancer’ and ‘Neuroendocrine Tumors’, and looked at the established methods for demonstrating heterogeneity, each with its advantages and drawbacks. Also, the available theranostic radiotracers targeting PSMA and somatostatin receptors combined with targeted systemic agents, have been described. Lu-177 labeled PSMA and DOTATATE are the ‘standard of care’ radionuclide therapeutic tracers for management of progressive treatment-resistant prostate cancer and NET. These approved therapies have shown reasonable benefit in treatment outcome, with improvement in quality of life parameters. Various biomarkers and predictors of response to radionuclide therapies targeting TH which are currently available and those which can be explored have been elaborated in details. Imaging-based features using artificial intelligence (AI) need to be developed to further predict the presence of TH. Also, novel theranostic tools binding to newer targets on surface of cancer cell should be explored to overcome the treatment resistance to current treatment regimens.http://www.mdpi.com/journal/cancerspm2021Nuclear Medicin

Proposal of early CT morphological criteria for response of liver metastases to systemic treatments in gastroenteropancreatic neuroendocrine tumors:Alternatives to RECIST

RECIST 1.1 criteria are commonly used with computed tomography (CT) to evaluate the efficacy of systemic treatments in patients with neuroendocrine tumors (NETs) and liver metastases (LMs), but their relevance is questioned in this setting. We aimed to explore alternative criteria using different numbers of measured LMs and thresholds of size and density variation. We retrospectively studied patients with advanced pancreatic or small intestine NETs with LMs, treated with systemic treatment in the first-and/or second-line, without early progression, in 14 European expert centers. We compared time to treatment failure (TTF) between responders and non-responders according to various criteria defined by 0%, 10%, 20% or 30% decrease in the sum of LM size, and/or by 10%, 15% or 20% decrease in LM density, measured on two, three or five LMs, on baseline (≤1 month before treatment initiation) and first revaluation (≤6 months) contrast-enhanced CT scans. Multivariable Cox proportional hazard models were performed to adjust the association between response criteria and TTF on prognostic factors. We included 129 systemic treatments (long-acting somatostatin analogs 41.9%, chemotherapy 26.4%, targeted therapies 31.8%), administered as first-line (53.5%) or second-line therapies (46.5%) in 91 patients. A decrease ≥10% in the size of three LMs was the response criterion that best predicted prolonged TTF, with significance at multivariable analysis (HR 1.90; 95% CI: 1.06–3.40; p =.03). Conversely, response defined by RECIST 1.1 did not predict prolonged TTF (p =.91), and neither did criteria based on changes in LM density. A ≥10% decrease in size of three LMs could be a more clinically relevant criterion than the current 30% threshold utilized by RECIST 1.1 for the evaluation of treatment efficacy in patients with advanced NETs. Its implementation in clinical trials is mandatory for prospective validation. Criteria based on changes in LM density were not predictive of treatment efficacy. Clinical Trial Registration: Registered at CNIL-CERB, Assistance publique hopitaux de Paris as “E-NETNET-L-E-CT” July 2018. No number was assigned. Approved by the Medical Ethics Review Board of University Medical Center Groningen.</p

Optimization of contrast enhanced digital mammography and contrast enhanced digital breast tomosynthesis

Objectifs : L’objectif a été de d’optimiser les protocoles d’acquisition des examens d’angiomammographie double-énergie, d’étudier la faisabilité de l’angiotomosynthèse pour la détection et la caractérisation des tumeurs mammaires, et d’étudier la faisabilité des biopsies stéréotaxiques sous guidage de l’angiomammographie. Méthodes : Une étude d’optimisation des paramètres d’acquisition de l’angiomammographie a été réalisée dans 4 situations cliniques pour lesquelles la qualité diagnostique requise des images de basse énergie et la dose totale délivrée à la patiente ne sont pas identiques. L’optimisation des paramètres d'exposition (anode/filtre, kVp, mAs) des images de basse énergie (BE) et haute énergie (HE) a été réalisée à partir d’une modélisation théorique de la chaîne d’acquisition. Une validation a été effectuée par mesures expérimentales sur des images de fantôme d’inserts d’iode. Nous avons ensuite étudié la technique d’angiotomosynthèse mammaire basée sur une approche double-énergie. Un nouveau fantôme anthropomorphique numérique du sein et de ses lésions, basé sur l’utilisation de primitives géométriques complexes et d’une technique de maillage surfacique, a été amélioré et utilisé pour évaluer les performances de l’angiomammographie optimisée, puis de l’angiotomosynthèse en comparaison à l’angiomammographie. Enfin, nous avons proposé un scénario pour la réalisation d’un examen de stéréotaxie avec injection d’un agent de contraste iodé et étudié la faisabilité de recombinaison d’image de haute et de basse énergie acquises à des temps différents de l’injection.Résultats et conclusion : Les optima des paramètres d’exposition trouvés par simulation avec les valeurs de SDNRpixel et SDNR2pixel /Dosetotale qui en résultent, ont été confirmés expérimentalement. Les valeurs de SDNR par pixel dans les images recombinées sont augmentées pour toutes les indications cliniques en comparaison à celle obtenues avec SenoBright ® (produit commercial de référence). L'impact sur la qualité de l’image de BE, évalué par des expérimentations sur fantôme CDMAM, a montré que les paramètres optimisés fournissent une détection similaire ou acceptable par rapport à la mammographie standard, à l’exception de l'indication de dépistage lorsque l’on considère les objets de très petits diamètres.L’étude de lecture humaine d’images simulées d’un fantôme anthropomorphique du sein incluant le rehaussement glandulaire physiologique et différents modèle tumoraux n’a pas montré d’augmentation significative de sensibilité de détection des acquisition 3D d’angiotomosynthèse comparativement aux acquisitions 2D d’angiomammographie. Les deux paramètres qui influençaient le plus la sensibilité était la concentration en iode des tumeurs et la densité du sein. L’angiomammographie était par ailleurs significativement plus spécifique que l’angiotomosynthèse. Une perspective d’amélioration pour l’angiotomosynthèse pourrait donc être l’utilisation d’algorithmes de reconstruction 3D spécifiques de cette modalité qui minimiseraient le bruit de reconstruction. Le scénario proposé pour la réalisation de biopsies sous guidage de l’angiomammographie, a mis en évidence deux contraintes techniques que sont l’échauffement du tube à rayons X et le surcroit de dose dû à la répétition des paires d’acquisitions en haute et basse énergies. Une des solutions envisagées a été de limiter le nombre d’acquisitions de BE. Notre étude a montré que la recombinaison d’une image HE avec une image BE acquise antérieurement modifiait le SDNR des lésions simulées comparativement à une recombinaison appariée d’images BE et HE acquises au même temps de l’injection. Ces modifications dépendaient du temps du pic de rehaussement maximal et du washout de la lésion.Objectives: The purpose was to optimize the exposure parameters of CESM examinations, to assess the feasibility of contrast-enhanced DBT (CE-DBT) for the detection and the characterization of breast tumors, and to assess CESM-guided stereotactic biopsies. Methods: At first, we optimized the CESM exposure parameters in four different clinical applications for which different levels of average glandular dose and different low energy image quality are required. The optimization of exposure parameters (anode/filter, kVp, mAs) for low energy (LE) and high energy (HE) images at different levels of average glandular dose and different ratios between LE and total doses has been conducted using a simulator of the x-ray mammographic image chain. An experimental validation was then performed through phantom experiments. Secondly, we assessed the potential of CE-DBT based on a dual-energy approach. A new mesh-based anthropomorphic breast phantom was improved and used to evaluate the performance of CESM and then to compare CESM and CE-DBT. Finally, we evaluated the technical feasibility of CESM-guided biopsy. After identifying some technical constraints, we assessed the performance of the recombination of LE and HE images acquired at different times after injection, using simulated images of a geometric phantom with uniform texture, and simulated images of an anthropomorphic textured phantom with and without motion artifacts.Results and conclusion : For the four different clinical indications, optima found by simulation, with resulting SDNRpixel and SDNR2pixel/Dosetotal, were confirmed through real acquisition of images on phantoms. Our results indicate that the SDNR per pixel in recombined CESM images increased in all of the four clinical indications compared to recombined images obtained using SenoBright ® (commercial product used as reference). This result suggests the possibility to detect more subtle contrast enhancements and to decrease the number of false negatives found in clinical CESM examinations. The impact of a new dose allocation between LE and HE exposures was also evaluated on LE image quality. Results from CDMAM phantom experiments indicate that optimized parameters provide similar or acceptable detection compared to standard mammography, except for screening indication when considering the very small diameter objects.The human observer study on anthropomorphic phantom images, taking into account tumor and breast parenchyma enhancement, revealed that detection and characterization sensitivity of iodine-enhanced lesions are not statistically different between 2D CESM and 3D CE-DBT. The most influencing parameters for the detectability and the lesion size assessment were the lesion iodine concentration and the breast density. CESM was significantly more specific than CE-DBT. One of the assumptions to explain this result is the presence of higher noise in CE-DBT than in CESM images. A future improvement for CE-DBT could therefore be the design of a specific reconstruction algorithm minimizing reconstructed noise.With respect to CESM-guided biopsy the proposed scenario pointed out two major constraints, one related to the thermal load of the x-ray tube, the second related to the increased dose due to the repetition of LE and HE images. One proposed solution was to limit the number of LE exposures, requiring the possibility to recombined LE and HE images acquired at different injection time points. Our study showed that the recombination of a HE image with a LE image acquired earlier leads to SDNR changes compared to paired recombination. These changes are function of the enhancement time to peak and the washout of the lesion, and had a limited impact on the lesion detectability

Imagerie par résonance magnétique avec séquence de diffusion des tumeurs endocrines du pancréas

Les tumeurs endocrines du pancréas (TEP) sont rares. Elles sont sporadiques dans 95% des cas, mais peuvent être associées à des maladies génétiques comme la néoplasie endocrinienne multiple de type 1. L imagerie de ces tumeurs fait intervenir différentes modalités diagnostiques (écho-endoscopie, scintigraphie à l octréotate marqué, angiographie, prélèvements veineux étagés). La place de la tomodensitométrie avec injection de produit de contraste et surtout de l imagerie par résonance magnétique (IRM) est actuellement mal définie. De plus, il existe des controverses quant à l aspect de ces tumeurs (signal et cinétique de rehaussement) et quant à la séquence la plus sensible pour leur détection. Par ailleurs, l utilisation des séquences de diffusion, prometteuses dans l imagerie abdominale, n a jamais été utilisée dans les TEP. L objectif de notre travail est d évaluer la sensibilité de l IRM avec séquences de diffusion dans la détection des TEP, de déterminer les meilleures séquences à utiliser et de décrire les caractéristiques morphologiques et la cinétique de rehaussement de ces tumeurs.PARIS6-Bibl.Pitié-Salpêtrie (751132101) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocSudocFranceF

Apport des techniques d'imagerie dans le diagnostic et l'évaluation des tumeurs neuro-endocrines de la tête et du cou, laryngées et extra laryngées

Introduction: Les tumeurs neuro-endocrine (TNE) sont rares, de localisation ubiquitaire. Leur fréquence dans la forme laryngée est estimée à 3%. Ces tumeurs sont caractérisées par leur fixation en immuno histochimie et l association au syndrome de prédisposition aux tumeurs . Matériels et méthode: Nous avons revu les dossiers de 17 patients traités à l institut Gustave Roussy pour des TNE laryngées et extra-laryngées entre janvier 1984 et janvier 2002. Notre étude comprenait 12 hommes et 5 femmes, âgés entre 13 et 70 ans et d âge moyen estimé à 61 ans. L analyse a porté sur les données cliniques, biologiques et d imagerie (scintigraphie, TDM et IRM). Résultats L aspect des TNE en TDM était celui d une tumeur bourgeonnante et infiltrante chez 53% des patients. La taille moyenne des lésions laryngées était inférieure à 3cm chez 70% des patients plutôt supérieure à 4 cm pour les formes extra-laryngées (57%). La prise de contraste s effectuait de façon homogène sans rehaussement de la muqueuse pour 76% des tumeurs. Les calcifications étaient exceptionnelles. Les TNE sont des tumeurs lymphophiles, 47% d extension ganglionnaire lors du diagnostic initial. L extension métastatique était fréquente, observée chez 58% des patients. La survie variait de façon significative en fonction du type histologique, le pronostic le plus défavorable étant attribué aux formes peu différenciées et à petites cellules. Conclusion: Notre étude confirme le caractère rare des TNE. L aspect en imagerie conventionnelle par TDM et IRM est aspécifique, cependant ces investigations demeurent indispensables au bilan d extension loco-régional pré-thérapeutique. La TDM a montré sa supériorité sur l IRM pour le diagnostic des extensions osseuses, tandis que l IRIVI était supérieure pour le bilan d extension des TNE extra-laryngées. La scintigraphie aux récepteurs de la somatostatine présente une sensibilité et une spécificité élevée lors du diagnostic. Malgré le faible caractère sécrétoire, le bilan biologique doit être réalisé à titre systématique.PARIS13-BU Serge Lebovici (930082101) / SudocSudocFranceF

Imaging of Small Bowel, Colon and Rectum

XIII, 182 p. 26 illus., 7 illus. in color.online