Diffusion MRI: Technical principles and application to uterine cervical cancer

• Published in: Cancer radiothérapie Vol. 24; no. 5; pp. 368 - 373
• Main Authors: Fournier, L.S., Bats, A.-S., Durdux, C.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: France Elsevier Masson SAS 01.08.2020; Elsevier Masson
• Subjects: Cancer; Cervix uteri; Chemoradiation; Chimioradiothérapie; Col utérin; Diffusion-weighted imaging; Imagerie; Imaging; Life Sciences; Magnetic resonance; Planification; Planning; Pondération diffusion; Résonance magnétique; Traitement; Treatment; Diffusion-weighted imaging; Pondération diffusion; Résonance magnétique; Magnetic resonance; Chimioradiothérapie; Col utérin; Imagerie; Traitement; Cervix uteri; Treatment; Imaging; Chemoradiation; Planning; Planification; Cancer
• ISSN: 1278-3218; 1769-6658
• DOI: 10.1016/j.canrad.2020.02.008

Imaging is involved in the management of uterine cervical cancer with several objectives: 1/to assess local and lymph node extension of the initial disease; 2/evaluate treatment response to conservative therapy; 3/detect recurrences. Pelvic MRI is the first-line examination in all these indications. It is the key element for delineation after image fusion when the indication of chemoradiation therapy is made. It is also essential for guiding the placement of applicators and optimising the dosimetry of brachytherapy. The diffusion-weighted acquisition is a sequence sensitive to the motion of water molecules. It allows distinguishing water molecules with free diffusion from water molecules with diffusion restricted by obstacles such as cell membranes or the cytoskeleton. The diffusion is thus connected to the cellularity of the explored tissue, and the cancers, being hypercellular, will present a high signal. It thus provides additional information thanks to a high contrast between the tumour and the surrounding tissues, facilitating detection, evaluation of the volume and extent of the disease. L’imagerie intervient dans la prise en charge du cancer du col utérin avec plusieurs objectifs : 1/faire le bilan d’extension locale et ganglionnaire de la maladie initiale ; 2/évaluer la réponse au traitement conservateur ; 3/détecter les récidives. L’IRM pelvienne est l’examen de première intention dans toutes ces indications. C’est l’élément clef de la délinéation après fusion d’image lorsque l’indication d’une chimioradiothérapie est posée. Elle est aussi indispensable pour guider la mise en place des applicateurs et optimiser la dosimétrie de la curiethérapie. L’acquisition pondérée en diffusion est une séquence sensible aux mouvements des molécules d’eau. Elle permet de distinguer les molécules d’eau en mouvement dont la diffusion est libre des molécules d’eau dont la diffusion est restreinte par des obstacles tels que les membranes cellulaires ou le cytosquelette. La diffusion est donc reliée à la cellularité du tissu exploré, et les cancers, hypercellulaires, seront en franc hypersignal. Elle apporte ainsi des informations supplémentaires grâce à un contraste élevé entre la tumeur et les tissus environnants, facilite la détection, l’évaluation du volume et de l’extension de la maladie.