Impact de l'IRM sur la prise en charge d'un cancer de prostate

20 mars 2010

Mots clés : Cancer de la prostate, IRM fonctionnelle, Détection, extension locale, Métastases
Auteurs : François Cornud, Frédéric Lecouvet, Daniel Portalez
Référence : Progrès FMC, 2010, 20, 1, F13-F20
L’IRM du cancer de la prostate est devenue fonctionnelle. Elle est basée sur l’injection intraveineuse de gadolinium, l’imagerie de diffusion et la spectroscopie. Elle peut localiser une tumeur de volume significatif non diagnostiquée par les biopsies et effectuer, en couplant une antenne pelvienne à une antenne endorectale, le bilan d’extension local. La fiabilité du bilan ganglionnaire reste limitée compte tenu de l’absence d’homologation des microparticules de fer nécessaires pour réaliser une lympho-IRM. La détection des métastases osseuses par IRM corps entier est possible et peut être couplée à la recherche de métastases ganglionnaires. L’IRM fonctionnelle est fiable en cas de récidive biologique après radiothérapie ou en cas d’échappement hormonal.

Introduction

Depuis 1991, date de la mise au point d’une antenne de surface endorectale, l’IRM du cancer de la prostate est en pleine évolution.
  • L’IRM fonctionnelle, plus fiable que l’imagerie T2, a pour ambition de compléter les renseignements fournis par les biopsies pour localiser avec précision la ou les tumeurs et d’apprécier leur volume, éléments requis si les thérapies focales ou la surveillance active sont un jour validées .
  • Prédire avec une grande fiabilité l’extension locale du cancer est donc devenu plus nécessaire que jamais. Avec les aimants de 1,5 Tesla, le couplage de l’antenne pelvienne à une antenne de surface endorectale est le garant de cette précision . Le surplus de signal augmente également d’autant plus la qualité de l’imagerie fonctionnelle, notamment la diffusion et la spectroscopie. L’avenir dira si les premiers résultats obtenus avec les aimants de 3 Tesla en feront l’imagerie de référence et si l’utilisation de l’antenne pelvienne seule fournira les renseignements demandés.
  • La fiabilité reconnue du bilan d’extension ganglionnaire par lympho-IRM souffre de l’absence d’homologation de l’injection IV des particules de fer, mais la recherche des métastases osseuses par IRM corps entier est possible avec une sensibilité et une spécificité supérieures à celles de la scintigraphie osseuse qu’elle est appelée à remplacer .
L’objectif de cette rubrique est d’illustrer, en dépit du caractère non validé de certains aspects, comment le tout IRM pourrait devenir un moyen d’imagerie unique pour faire le bilan d’extension locale, régionale et à distance du cancer de la prostate.

IRM et localisation du cancer de la prostate

Un des objectifs de l’imagerie est d’éviter un excès de répétition des biopsies en proposant une alternative aux biopsies de saturation tout en limitant le problème posé par la détection d’un cancer potentiellement latent. Avec l’imagerie T2 (séquence de référence), l’IRM manque de spécificité, car les hyposignaux bénins sont fréquents. Pour améliorer la spécificité de l’imagerie T2, l’IRM fonctionnelle dispose de trois séquences : l’IRM de contraste avec injection de gadolinium (encore appelée IRM dynamique ou de perfusion), l’imagerie de diffusion et la spectroscopie.

IRM de contraste (IRM dynamique ou de perfusion)

L’IRM dynamique compare la cinétique du gadolinium dans la tumeur, dans la prostate normale et hyperplasique. Les paramètres sont le flux d’entrée du produit de contraste (rehaussement ou wash-in) et son retour vers le plasma après la diffusion dans l’interstitium (lavage ou wash-out) ().
  • Il est possible de mesurer les variations de signal des tissus (approche qualitative [1, 4] ou semi-quantitative ) ou de concentration de gadolinium (approche quantitative) après l’arrivée du bolus dans la prostate . Les cancers dans la zone périphérique de volume supérieur à 0,5 cc peuvent être localisés avec une sensibilité supérieure à celle de l’imagerie T2, surtout s’ils ne sont pas palpables , variant de 60 à 97 % et avec une spécificité moyenne de 85 % . La localisation des cancers antérieurs, qui échappent à la première série de biopsies, en est notablement améliorée .
  • Quelle que soit la technique utilisée, l’IRM dynamique a deux limites : l’inflammation prostatique et l’hyperplasie bénigne ().
    • L’inflammation prostatique est couramment détectée par l’IRM dynamique, soit dans des sextants en isosignal (), soit dans des hyposignaux bénins. La sensibilité très élevée de l’IRM dynamique (> 85 %) se fait donc au détriment d’une spécificité qui ne dépasse pas 75 % dans certaines études [5, 6].
    • L’hypervascularisation de l’hyperplasie bénigne est extrêmement fréquente et simule celle du cancer (). Les nodules hyperplasiques stromaux sont en hyposignal souvent franc et ajoutent à la confusion . Des critères morphologiques caractéristiques des cancers sur l’imagerie T2 ont donc été décrits pour localiser les tumeurs dont le volume dépasse 0,7 cc . Depuis, ils sont utilisés dans toutes les séries . Quand ils sont présents, l’IRM dynamique procure une amélioration modeste et non significative de la fiabilité pour localiser la tumeur, comparée à celle de l’imagerie T2 .
    Figure 2 : Limites de l’IRM dynamique.
    A : Prostatite. Zone périphérique quasiment homogène sur la séquence T2. Concentration élevée de gadolinium (AUC), Ktrans et Kep élevés, simulant le cancer. Pas de carcinome sur les 26 prélèvements effectués.
    B : Hyperplasie bénigne. PSA : 11 ng/ml, en hausse. Trois nodules d’HBP finement cerclés sur la séquence en T2, sans hyposignal suspect. Zone périphérique remarquablement normale. AUC, Ktrans et Kep élevés dans plusieurs nodules hyperplasiques, simulant le cancer. Biopsies de saturation sans cancer décelable.
Figure I : Imagerie dynamique
1A : Qualitative et semi-quantitative.
(a) : Rehaussement précoce qualitatif visuellement détectable (flèche) dans une tumeur antérieure. Le wash-out n’est pas perceptible par cette technique.
(b) : Courbe de la cinétique du gadolinium dans la région d’intérêt : la pente du pic est raide, le pic est élevé et la pente du lavage est décroissante.
1B : Imagerie fonctionnelle quantitative avec codage couleur des différents paramètres (même patient).
(a) : Hyposignal T2 antérieur droit derrière le stroma (flèche).
(b) : Pente de la courbe raide avec valeur élevée de la constante de transfert Ktrans (flèche).
(c) : Concentration élevée du gadolinium pendant les 60 premières secondes de perfusion (flèche, AUGd).
(d) : Lavage précoce avec valeur élevée de la constante de lavage Kep (flèche).

Imagerie de diffusion

La diffusion des molécules d’eau est libre dans un milieu liquidien et entravée dans les tissus proportionnellement au nombre d’obstacles (membrane cellulaire, etc.) que rencontrent les molécules d’eau.
Il est possible de calculer un coefficient de diffusion qui quantifie la baisse de la diffusion (coefficient apparent de diffusion ou ADC). La séquence est courte (< 5mn) et robuste, et représente actuellement le complément le plus séduisant à la perfusion pour donner à l’IRM fonctionnelle une fiabilité optimale ().
Figure 3 : Combinaison de l’IRM dynamique et de diffusion.
(a) : Tumeur de la zone périphérique quasi-isointense sur l’imagerie T2 (flèche).
(b-c) : Valeurs élevées des constantes de transfert Ktrans et Kep (flèche). À noter également des anomalies similaires dans l’adénome et la zone périphérique gauche (*).
(d) : Chute de l’ADC dans la zone périphérique droite, siège de la tumeur. L’hyperhémie des autres territoires est bénigne.
Le calcul du coefficient apparent de diffusion augmente la fiabilité de l’imagerie T2 pour localiser un cancer de la zone périphérique. L’IRM de diffusion a comme avantage principal une meilleure spécificité (85 %) que l’IRM dynamique pour la zone périphérique, l’ADC ne chutant pas dans la majorité des foyers de prostatite. Pour la zone de transition, l’hyposignal T2 des nodules stromaux s’accompagne d’une chute de l’ADC qui simule celle du cancer. L’imagerie T2 reste donc, pour l’instant, la séquence de référence pour la localisation des cancers développés dans l’adénome.

Spectroscopie et IRM de la prostate

La spectroscopie-IRM (SIRM) recueille une information métabolique qui reflète les concentrations relatives de divers métabolites prostatiques (citrate, choline, créatine).
Le ratio choline+créatine/citrate est utilisé pour différencier les spectres suspects des spectres normaux ; au-delà de 0,75, le cancer devient probable . Dans une étude multicentrique portant sur une centaine de corrélations avec l’examen des pièces de prostatectomie radicale, la fiabilité de la spectroscopie avec un aimant de 1,5 Tesla n’apparaît cependant pas supérieure à celle de l’imagerie T2 .

Synergie des différentes séquences d’imagerie fonctionnelle

La fiabilité de l’IRM fonctionnelle peut être améliorée en combinant les séquences (). En pratique clinique, avec un aimant d’1,5 Tesla, la réalisation des trois séquences rend l’examen fastidieux pour le patient, l’équipe médicale et paramédicale.
Avec deux séquences fonctionnelles, il est rapporté une sensibilité supérieure à 90 % et, avantage principal, une spécificité de 80-90 % et une fiabilité d’au moins 85 % .
  • La spectroscopie-IRM est cependant une séquence longue qui manque de robustesse, car environ 30 % des spectres ne sont pas interprétables . On ne peut qu’attendre qu’elle reprenne peut-être de l’intérêt avec les aimants de 3 Tesla.
  • En attendant, le couple IRM dynamique-diffusion est devenu plus attrayant que la combinaison spectroscopie-diffusion ou spectroscopie-IRM dynamique. Dans tous les cas, la corrélation avec l’imagerie T2 reste un outil très précieux, en particulier pour la détection des cancers de la zone de transition .

IRM et extension locale du cancer de la prostate

Quand l’antenne pelvienne a pu être couplée à l’antenne de surface (endorectale), l’analyse détaillée de l’anatomie zonale et notamment de la capsule de la prostate est devenue possible. La recherche de signes occultes d’extension extraprostatique a été pendant plusieurs années le seul objectif de l’IRM.
Celle-ci ne détecte que les stades pT3a étendus, définis en IRM par la présence de plus d’un millimètre de cancer perpendiculairement à la surface de la prostate. Depuis 1999, des signes spécifiques ont été décrits, mettant fin aux variations importantes de sensibilité et de spécificité rapportées dans les études antérieures . Dans toutes les études postérieures à 1999, seuls les signes directs sont désormais retenus .
Le stade T3b n’est classiquement détectable que dans sa portion extraprostatique. Il est cependant désormais possible de détecter par IRM dynamique un envahissement de la portion intraprostatique des vésicules ().
Figure 4 : Envahissement extraprostatique.
(a) : Hyposignal de la tumeur de la base gauche avec lavage précoce (flèche). Extension dans la graisse périprostatique (tête de flèche).
(b) : Hyperhémie de la paroi des deux canaux éjaculateurs dans la zone centrale, normalement hypovasculaire.
(c) : Épaississement de la paroi des vésicules avec hyperhémie bilatérale. Stade pT3b avec envahissement de la portion intra et extraprostatique des deux vésicules.

Indications de l’IRM endorectale

Localisation du cancer après biopsies négatives

Le moment idéal pour réaliser l’IRM n’a pas encore fait l’objet d’un consensus. Les études qui rapportent un taux de détection d’environ 30 % en ciblant les biopsies sur les anomalies de la spectroscopie-IRM ne fournissent pas le renseignement recherché, car le taux de détection n’est pas exprimé en fonction du nombre de séries de biopsies négatives précédant l’IRM qui varie de 1 à 5 . Il paraît logique que l’IRM soit intercalée avant la deuxième série de biopsies s’il est envisagé des prélèvements antérieurs. Biopsier en échographie une cible uniquement détectée par IRM pose le problème de la superposition du territoire à prélever avec les deux imageries. Cette superposition peut être « mentale » et le sextant anormal en IRM fait l’objet de plusieurs prélèvements dirigés . Cette méthode est probablement bien adaptée aux prélèvements postérieurs. La superposition peut également se faire par fusion des images en introduisant les données de l’IRM dans l’échographe . La technique est particulièrement bien adaptée aux prélèvements des lésions antérieures.

Valeur pronostique de l’IRM fonctionnelle

Elle inclut dans un protocole unique l’estimation du volume tumoral, la présomption de la présence de grades élevés non présents sur les biopsies et le bilan d’extension local.

Estimation du volume d’un cancer de la prostate nouvellement diagnostiqué

Cette information concerne avant tout les patients présumés à risque faible
  • Notre expérience sur une série de 55 patients (avec PSA<10ng/ml, score de Gleason<7, moins de 33 % de biopsies positives sans biopsie avec longueur de cancer>7mm), les pièces de prostatectomie ont trouvé 92 tumeurs distinctes. Cinquante-neuf d’entre elles (59/92 soit 63 %) avaient un volume >0,2cc et l’IRM fonctionnelle (diffusion et perfusion) a pu en détecter 51 (51/59 soit 86 %), incluant 27 pT2a, 14 pT2b et 10 pT2c. L’IRM fonctionnelle a donc un rôle à jouer pour upgrader un volume tumoral dont la sous-estimation par les biopsies est connue .
  • À l’inverse, la place de l’IRM pour présumer la présence d’un cancer non significatif reste à déterminer. En utilisant la spectroscopie, une étude a rapporté que la fiabilité du nomogramme de Kattan pouvait être améliorée en faisant passer la valeur de l’aire sous la courbe ROC du nomogramme intermédiaire de 0,73 à 0,85 (p<0,02) . Cependant, une autre étude a montré qu’un cancer inapparent en spectroscopie ne permettait pas de prévoir l’évolutivité de la tumeur en la comparant à celle des cancers métaboliquement visibles . Une étude a montré que l’IRM de diffusion et l’imagerie T2 manquaient les tumeurs où le rapport tissu tumoral/tissu sain était inférieur à 60 % . Notre étude montre également que huit cancers de volume > 0,2cc (8/59 soit 14 %) n’ont pas été détectés par l’association IRM de diffusion et IRM dynamique.

Détection des grades élevés

La valeur pronostique de l’IRM de diffusion est en cours d’évaluation. Les cancers de prostate avec grades élevés auraient un coefficient significativement plus bas que celui des cancers de bas grade si on ne tient compte que de la diffusion purement tissulaire (dite lente), en éliminant la partie vasculaire (dite rapide) de la diffusion (). Cette information n’a cependant pas été corrélée à l’examen des pièces de prostatectomie radicale .
Figure 5 : Valeur pronostique de l’imagerie de diffusion.
PSA : 8 ng/ml. Une biopsie positive (apex gauche, score de Gleason 6, 6 mm de cancer). Bilan avant curiethérapie (risque faible). Hyposignal apical bilatéral, antérieur sur la séquence T2 (flèches, T2). Chute asymétrique du coefficient de diffusion, plus marquée du côté droit (ADC lent). Wash-in et wash-out élevés des deux côtés (Ktrans, Kep, flèches). Nouvelles biopsies dirigées en avant dans les deux apex : Gleason 7 à droite, 8 mm de cancer (risque intermédiaire). À noter l’hyperhémie bénigne bilatérale de la zone périphérique. Chirurgie refusée par le patient. Curiethérapie remplacée par radiothérapie externe.

L’extension locale du cancer

  • En 2009, le traitement chirurgical des stades T3 dits limités est redevenu une option admise, procurant un contrôle local satisfaisant de la maladie, d’autant plus que les marges de résection sont négatives. En cas de risque intermédiaire, le siège exact de la tumeur et ses contacts avec la capsule sont des informations aussi importantes à récolter que la détection du franchissement lui-même, pour éviter une marge positive .
  • En cas de risque faible, le patient devient candidat à une alternative au traitement chirurgical. Une stadification aussi précise que possible pour affirmer l’absence de stade pT3 devient l’enjeu principal. Le couplage de l’antenne pelvienne avec une antenne de surface endorectale prend alors tout son intérêt. Nous préconisons également l’acquisition en coupes millimétriques qui procurent le plus petit voxel utilisable avec un aimant de 1,5 Tesla (0,5cc). La sensibilité pour détecter les stades pT3 étendus évolue de 70 % à 86 % .

IRM et extension régionale et générale

Extension ganglionnaire

Comme en tomodensitométrie (TDM), la détection des métastases ganglionnaires par IRM repose sur la mise en évidence de ganglions hypertrophiés. Or des ganglions de taille normale peuvent être envahis (en particulier dans le cancer de la prostate). Une méta-analyse a montré que la sensibilité de l’IRM était de 39 % avec une spécificité de 82 % .
La lympho-IRM par injection intraveineuse de microparticules de fer captées par les macrophages des ganglions normaux permet, avec un aimant de 1,5 Tesla, la détection de métastases dans des ganglions de plus de 5 mm avec une sensibilité de 100 % et une spécificité de 96 % . Une étude a montré que la visibilité des ganglions de moins de 5 mm était significativement améliorée avec un aimant de 3 Tesla. La lecture de l’examen a par ailleurs été spectaculairement facilitée par l’imagerie de diffusion pour interpréter la séquence après l’injection IV des particules de fer . Malgré leur intérêt clinique démontré, les agents de contraste super paramagnétiques n’ont malheureusement pas encore été homologués.

Détection des métastases osseuses

Les deux principales caractéristiques des métastases osseuses du cancer de prostate sont leur localisation quasiexclusive sur le squelette axial (crâne, vertèbres, côtes, bassin, humérus et fémurs proximaux) et leur aspect ostéocondensant lié à la stimulation de l’ostéoblastose .
  • La scintigraphie osseuseElle est utilisée depuis des dizaines d’années pour le dépistage des métastases osseuses. Ses limites sont bien connues.
    • Elle manque de spécificité, car l’ostéoblastose non tumorale (arthrose, etc.) fixe également le marqueur.
    • Elle ne détecte les métastases que quand l’ostéoblastose est prononcée, c’est-à-dire à un stade avancé. Sa sensibilité varie de 46 % à 70 % ().
      Figure 6 : Métastases osseuses.
      A : Discordance entre la scintigraphie osseuse (flèches, A et B) qui montre l’existence d’un foyer d’hyperfixation et la radiographie centrée (C) qui est normale. Métastase évidente à l’IRM (D).
      B : IRM du corps entier, coupes frontales. (A) En pondération T1, métastase en L3 en hyposignal net (flèche). L’os normal est en hypersignal (contenu graisseux). (B) En imagerie T2 (optionnelle) avec saturation de graisse, les os normaux ont un hyposignal du fait de l’extinction du signal de la graisse ; la métastase est en hypersignal. La séquence en imagerie de diffusion atténue la visibilité des tissus normaux et rend évidente la lésion osseuse (flèche).
    • Elle ne permet pas de mesurer la réponse thérapeutique des lésions osseuses car la fixation du Tc 99m reflète de manière médiocre la taille et l’activité d’une métastase.
  • L’IRM du squelette
    • La supériorité de l’IRM sur la scintigraphie pour détecter les métastases osseuses est connue depuis plus de vingt ans, mais la difficulté à explorer des volumes étendus a limité la diffusion de l’examen.
    • L’IRM est plus sensible que la scintigraphie, car elle détecte les métastases osseuses avant que l’ostéoblastose ne soit perceptible sur la scintigraphie (). Les images en pondération T1 font en règle le diagnostic . Limitée à l’étude du squelette axial, (colonne vertébrale, bassin et fémurs proximaux), elle représente même le moyen le plus fiable pour la détection des métastases .
    • L’IRM permet en outre une mesure précise de la taille des métastases et de la réponse à la thérapie .

L’avenir : extension osseuse et ganglionnaire par IRM pour les patients présumés métastatiques ?

Le bilan du squelette axial peut être désormais réalisé avec un module corps entier qui peut explorer de un à cinq segments corporels, la dernière option couvrant la totalité du squelette, de la voûte crânienne aux orteils ().
Si on se limite au protocole proposé par Lecouvet et al. (rachis entier, bassin, fémurs proximaux), on explore trois des cinq segments , ce qui réduit notablement le temps de l’examen. On peut donc associer dans le même examen l’acquisition volumique abdomino-pelvienne en coupes millimétriques pour l’étude des chaînes ganglionnaires et le bilan osseux. L’IRM corps entier devra, dans cette indication, être comparée au PET scan à la choline marquée.

IRM et suivi d’un cancer traité

Après prostatectomie radicale, l’IRM ne peut détecter des signes de récidive locale qu’à un taux de PSA >1,5 ng/ml . L’imagerie est donc en règle négative pour localiser une récidive locale au taux de PSA où la décision de traiter est prise (> 0,2 ng/ml).
Après radiothérapie, l’IRM dynamique est en revanche fiable pour détecter la récidive locale et diriger les biopsies. Elle est recommandée avant une prostatectomie de rattrapage .
En cas d’échappement hormonal, l’IRM devient utile pour détecter les métastases osseuses. Certains centres recommandent l’IRM du squelette axial pour mesurer la réponse des métastases osseuses au traitement par les protocoles de chimiothérapie plus objectivement que par la scintigraphie osseuse .
Conclusion
En dépit de l’absence d’homologation des microparticules de fer, il est possible en 2009 de prendre en charge par IRM exclusive un cancer de la prostate nouvellement diagnostiqué et son évolution après traitement si une récidive biologique survient.
Les indications du scanner se limitent aux contre-indications de l’IRM. Le rôle du PET scan est à préciser et l’avenir à cinq ans dira s’il représente une alternative à l’IRM dans la détection des micrométastases ganglionnaires ou des métastases osseuses.
Les points essentiels à retenir
  • L’association IRM dynamique/IRM de diffusion procure le meilleur rapport sensibilité/spécificité pour localiser un cancer de prostate non détecté par les biopsies.
  • Avec un aimant de 1,5 Tesla, le meilleur rapport signal sur bruit, c’est-à-dire la meilleure résolution spatiale et la qualité de l’IRM de diffusion, est obtenu, comme sur tous les autres organes, avec une antenne de surface (endorectale) couplée à l’antenne pelvienne.
  • Estimer une présomption de stade pT2 par IRM fonctionnelle avec une fiabilité aussi élevée que possible est un enjeu majeur en cas de risque faible si la surveillance active ou les traitements focaux sont un jour validés.
  • L’IRM corps entier est appelé à remplacer le couple scintigraphie osseuse-scanner dans l’évaluation du risque métastatique, ganglionnaire ou osseux.
  • L’IRM fonctionnelle est un outil fiable pour détecter les récidives locales, régionales ou générales après radiothérapie ou quand s’installe une résistance hormonale.

Conflit d’intérêt

Aucun.