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Imagerie Cardiaque non-invasive

Mis à jour le 13/08/2010 par SFR

Imagerie non invasive cardiaque : vers la maturité ?
Non-invasive cardiac imaging: towards-maturity ?


François Bonnet (1), Jean-Pierre Laissy (2)
(1) Service d'Imagerie Médicale – Hôpital Robert Debré - Reims
(2) Service d'Imagerie Médicale - Hôpital Bichat - Paris

En dépit d'un programme scientifique très riche, les sessions consacrées à l'imagerie cardiovasculaire n'ont pas donné lieu à de véritables nouveautés, mais plutôt à une consolidation des acquis récents.

L'imagerie cardiovasculaire connaît un essor grandissant et ne cesse de se développer comme le soulignent Levin et al dans leur communication (SSC 08-01). En effet entre 1993 et 2002, il existe une augmentation de 34 % du nombre d'examens radiologiques non invasifs avec une augmentation très marquée de l'imagerie cardiovasculaire non invasive qui croît de 74 % sur cette période. Cette modification est secondaire à la fréquence de la pathologie cardiovasculaire chez les patients mais aussi à l'avènement du scanner et surtout de l'IRM (croissance de 5000 %). L'imagerie cardiovasculaire non invasive représente à elle seule 29 % des examens radiologiques.
Il devient donc incontournable de s'intéresser aux différentes techniques actuelles qui sont promises à un avenir certain et grandissant.

Imagerie non invasive des coronaires
Malgré des améliorations constantes en terme d'acquisitions et de logiciels de reconstructions, l'IRM reste encore inférieure au scanner 16 canaux. Dans une étude de 20 patients présentant une atteinte coronarienne attestée par la coronarographie, l'ARM et le scanner 16 canaux avaient les mêmes sensibilités de 92 % alors que la spécificité était respectivement de 62 % et 91 %.
Le seul avantage de l'ARM par rapport au scanner est une appréciation plus précise des segments calcifiés (Ozgun, SSA 0804 page 273). Les mêmes valeurs sont retrouvées dans une autre étude (Maintz SSA 0805 page 273), retrouvant des sensibilités et spécificités respectives de 88 et 82 % pour l'ARM, et de 95 et 94 % pour le scanner, en dépit, et cela pour les deux études, d'une qualité d'images estimée supérieure pour l'IRM par rapport au scanner.
Un des défauts de l'ARM est de n'examiner que des petits volumes d'acquisition avec une épaisseur de coupes plus importante.
Une autre limite de l'ARM est d'évaluer moins de segments distaux que le scanner (68 % contre 85 %).
Les objectifs à court terme de l'ARM sont de pouvoir obtenir une acquisition cœur entier à l'instar du scanner (Weber MRM 2003 ; 50 : 12123).
Une telle étude a été effectuée chez 39 patients en séquence d'échonavigateur 3D avec un facteur d'accélération de 2, avec une épaisseur de coupes de 1,5 mm. La sensibilité et la spécificité de l'ARM par artère étaient de 83,3 et 97,7 %, et par patient de 87,5 % et de 91,3 % (Ichikwa SSE 0803 page 388).
Pour ce qui est du scanner les résultats concernent encore des appareils à 16 canaux (Fig 1). Une étude menée avec un scanner à 40 détecteurs chez 97 patients apporte des résultats relativement décevants, avec une sensibilité et une spécificité artère par artère de 72 % et 93 % (SSE 0804).
Malgré ces résultats mitigés, plusieurs présentations affichées vantaient les mérites des 64 détecteurs par rapport aux 16 détecteurs en imagerie des coronaires (1762 CA, 1763 CA), et notamment dans les contrôles après pose de stents (1764 CA)

Evaluation de la fonction ventriculaire gauche
La résolution temporelle du scanner s'améliore progressivement, permettant de faire de l'imagerie fonctionnelle de la contraction ventriculaire.
Dans une comparaison de 20 patients examinés à la fois en scanner 16 canaux et IRM cardiaque fonctionnelle (true fisp), une étude démontre que le scanner reste néanmoins limité pour des fréquences cardiaques supérieures à 70/mn, l'IRM autorisant des fréquences cardiaques supérieures (Boll SSA 0802 page 272).
Néanmoins, une comparaison de 32 patients en scanner 16 canaux et échographie montre une excellente corrélation entre les deux techniques pour l'ensemble des mesures ventriculaires (QIU SSA 0809 page 274).
Dans une autre étude comparant la fonction ventriculaire gauche chez 40 patients coronariens en TDM 16 canaux (résolution temporelle 100 msec) par rapport à l'IRM (résolution temporelle de 30 msec) la corrélation interobservateur qu'il s'agisse des lecteurs ou entre les deux techniques était excellente (Belge SSA 806 page 273).

Evaluation de l'ischémie myocardique, TDM ou IRM ?
De nombreuses communications ont rapporté l'intérêt de la TDM en perfusion myocardique précoce et tardive alors que les sessions consacrées à l'IRM de perfusion s'orientaient plutôt sur l'évaluation de l'utilité de l'IRM de stress.
En TDM, il est possible de détecter des phénomènes d'obstruction microcirculatoire se traduisant par un retard d'opacification sous-endocardique sur les images de coro-TDM (Fig 2). Cette caractéristique a été utilisée en urgence pour connaître la valeur de la technique comme tri des patients ayant syndrome coronarien aigu sans onde Q. A partir de 28 patients, la sensibilité de ce signe associé à la détection d'un sténose coronaire > 50 % dans le même territoire donne des valeurs de sensibilité et de spécificité de 100 % et 89 %, respectivement (Tanaka, SSJ09-01, P 480).
La nouveauté réside dans l'utilisation du rehaussement tardif, comme en IRM, pour l'évaluation de la « viabilité » myocardique. Deux méthodes ont été proposées, fournissant des informations similaires à celles de l'IRM en termes de topographie et du nombre de segments atteints par l'infarctus. La première effectuée avec un appareil à 16 détecteurs 15 minutes après injection (Mahnken SSJ09-02, p 481) est très irradiante puisqu'en synchronisation rétrospective ; la deuxième effectuée avec un appareil à 40 détecteurs 7-8 minutes après injection ((Rutten SSJ09-03 p 481) est peu irradiante car en basse tension (80 kVp, 120 mAs, coupes de 3 mm) et non synchronisée (dose ≤ 1 mSv).

En IRM, l'imagerie de stress se développe. Certains proposent l'étude de la réserve contractile avec la Dobutamine, d'autre sur la réserve coronaire avec l'adénosine (ou avec le dipyridamole, moins maniable). Pour un niveau de sécurité élevé avec l'administration d'adénosine, il est recommandé de disposer d'une surveillance ECG 12 dérivations, et de poser 2 voies veineuses 22G pour le Gadolinium et 24 G pour l'injection de l'agent pharmacologique de stress (Wolff, RC 103, p 75).
L'IRM de stress avec Dobutamine a été testée en utilisant une séquence cinéIRM avec facteur d'accélération SENSE 2 autorisant une acquisition de 18 sec d'apnée. Une seule complication (dysrégulation hypertensive) sur 35 patients a été observée. Les sensibilité et spécificité étaient de 80 % et 83 %, respectivement (Sommer, SSC05-01, p 325). Dans un étude similaire sur 130 dossiers, l'agrément interobservateur était de k = 0,71 (Janssen, SSC05-03, p 326). Dans la détection de la maladie coronaire silencieuse, la dobutamine est alors utilisée à forte dose ; la valeur pronostique de ce test chez les gens non revascularisés est élevée, puisque l'existence de troubles de contractilité touchant plus de 2 segments s'était accompagnée de 25 % d'évènements coronariens, alors qu'en l'absence de tels troubles seulement 8 % des patients avaient eu un événement coronarien (Barkhausen SSC05-04, p 326).

TDM et valvulopathies
Les indications TDM cardiaques dépassant le cadre de l'imagerie des coronaires, et son évaluation dans les valvulopathies apparaît tout à fait intéressante.

La valve aortique
Lee et al (SSC08-O2) se sont intéressé à l'apport du scanner 16 canaux dans l'évaluation des insuffisances aortiques chez 45 patients ayant une dilatation de l'anneau aortique en le comparant à l'échographie transoesophagienne et transthoracique.
Ils réalisaient des reconstructions de 3 mm d'épaisseur dans l'axe et perpendiculairement à l'axe de la valve aortique en milieu de systole et diastole après une acquisition avec synchronisation cardiaque. La sévérité de la régurgitation aortique était mesurée en fonction du défaut de coaptation des valvules et quantifiée selon 4 grades.
Les résultats avaient une bonne corrélation avec l'échographie pour les mesures de dilatation de l'anneau aortique ainsi que pour l'importance de la régurgitation.
De plus le scanner détectait, en préopératoire, des lésions coronariennes éventuelles.

En ce qui concerne les rétrécissements aortiques, Mahnken et al (SSC08-04) ont effectué à l'aide d'un scanner 16 canaux une étude sur 75 patients afin de corréler le degré de sténose des valves aortiques à l'importance des calcifications de la valve en confrontant les résultats au cathétérisme cardiaque.
Ils ont utilisé une collimation de 0,75 x 12 et les images étaient reconstruites à 60 % de l'espace RR avec une épaisseur de 3 mm et un incrément de 2 mm.
Le degré de calcification aortique était estimé par le score d'Agatston, la masse et le volume calcique.
Ces auteurs concluent qu'il existe une relation entre la sévérité des sténoses et l'importance des calcifications ce qui devrait permettre aux scanners de réaliser des examens préopératoires complets dans le bilan des rétrécissements aortiques.

La valve mitrale
La dynamique de la valve mitrale apparaît analysable au scanner comme le montre Alkadhi et al chez 41 sujets sains. Ils ont étudiés avec un scanner 16 canaux en mode ciné les mouvements de la valve mitrale. Pour ce faire ils ont reconstruit les images de la valve mitrale tous les 5% de l'espace R-R dans l'axe et perpendiculairement à l'axe de la valve mitrale. Ils n'ont pas retrouvé d'artéfact important et la qualité des images permet une étude de qualité des différents composants de la valve avec une bonne reproductibilité.
Néanmoins la qualité des reconstructions était meilleure en diastole et en systole que lors des phases de transition et l'analyse de la cinétique était supérieure perpendiculairement à l'axe de la valve.

Haraokawa et al (SSC08-03) ont réalisé sur fantôme cardiaque l'évaluation du volume du ventricule gauche et leur conclusion est qu'il faut une résolution temporelle inférieure à 20 % d'un battement cardiaque pour évaluer le volume du ventricule gauche avec moins de 5 % d'erreur.

Le travail de Kim et al (SSC08-07) s'est concentré autour de la découverte d'une infiltration graisseuse de la paroi du ventricule droit chez les sujets asymptomatiques (ne présentant pas de signe de dysplasie arythmogène du ventricule droit). Sur une période d'une année, ils ont réalisé 214 examens cardiaques de routine avec un scanner 16 canaux et ont retenu comme remplacement graisseux de la paroi du ventricule droit une densité inférieure à 30 UH.
Dans cette série, 16 % de leur population présentait une infiltration graisseuse du ventricule droit sans anomalies électriques à l'électrocardiogramme.

La plaque athéromateuse et ses caractéristiques
Dans le domaine de la plaque d'athérosclérose les différentes communications étaient principalement tournées vers le scanner et la majorité d'entre elles étaient réalisées sur animaux ou fantômes.

Néanmoims Seo et al (SSA03-01)ont étudié chez 32 patients la capacité du scanner 16 canaux à détecter des plaques lipidiques et des zones de nécrose traduisant un risque élevé de rupture d'une plaque. Ils ont confronté le scanner à l'échographie endovasculaire (gold standard).
Leurs critères diagnostiques reposaient sur la détection de plaques avec une densité inférieure à 60 UH.
Leur sensibilité approchait les 70% pour une spécificité d'environ 90% avec une bonne corrélation interobservateurs (Kappa 0,608).

Pour Cheruki et al ( SSA03-3) la détection des plaques à risque de rupture passe par le repérage des microcalcifications développées dans les cœurs lipidiques qui ne sont pas vues avec les scanners traditionnels et retrouve une bonne corrélation entre l'histologie et la localisation des microcalcifications. À l'aide d'un scanner à haute résolution.

La réalisation de coupes plus fines permet donc d'obtenir une idée plus précise des calcifications des coronaires.
Cet avis est partagé par Sachdev et al (SSA03-02) qui ont comparé l'influence de différentes épaisseurs de coupes sur la détermination de la masse calcique.
Ce travail réalisé sur des animaux confirme que des coupes de 1,25 mm permettent d'évaluer plus précisément de façon significative la masse calcique coronarienne que des coupes de 2,5mm et 5mm.

Plusieurs posters se sont intéressés aux problèmes des plaques athéromateuses, notamment un qui a souligné un intérêt préférentiel pour le scanner par rapport à l'IRM (1755CA) cette dernière offrant néanmoins une caractérisation tissulaire plus précise mais présentant une résolution spatiale moins bonne ainsi qu'une durée d'examen plus longue.

Il est retrouvé une sensibilité et une spécificité élevées du scanner dans l'évaluation des plaques en comparaison de l'échographie endovasculaire mais le scanner sous estime facilement les plaques quand les lésions sont avancées et surestime les sténoses lorsqu'il existe d'importantes calcifications (1757CA).
Pour d'autres (1761CA) le scanner est utile pour les sténoses inférieures à 40% en évaluant la charge calcique, il est intéressant pour évaluer les sténoses entre 40% et 70% mais manque de résolution pour les sténoses supérieures à 70%.
La résolution spatiale avec des scanners 16 canaux est actuellement insuffisante pour évaluer les sténoses intrastents.

La communication de Kipfmueller et al (SSG09-à9) quant à elle nous fait l'éloge du scanner à capteurs plans en le comparant aux scanners 4 et 16 multicanaux dans l'étude des différents segments coronaires et des stents sur 5 cadavres humains. La résolution des capteurs plans approche les 0, 25 mm ce qui leur permet d'analyser les branches coronaires jusqu'au 5ème degré. Les résultats sont plus précis de manière significative par rapport aux scanners 4 et 16 multicanaux.
La précision diagnostique s'étend même à 100% pour les sténoses intrastents mais dans des conditions statiques. Il existe en effet moins d'artéfacts ce qui permet l'étude endoluminale.
Cet avenir alléchant reste pour le moment expérimental car la faible résolution temporelle et l'irradiation importante des scanners à capteurs plans rendent inapplicable à l'heure actuelle cette technique chez les patients.

Lisaukskas et al (SSG09-03) se sont aussi intéressé aux capteurs plans en réalisant une étude ex vivo de la morphologie des artères coronaires. Ils ont comparé les résultats à ceux de l'endoscopie intravasculaire pour retrouver une bonne corrélation entre les 2 méthodes.

Du point de vue des innovations techniques
Dey et al ( SSA03-04) ont développé une assistance de reconnaissance automatisée par ordinateur qui peut potentiellement détecter les plaques molles lipidiques à risque de rupture.

Greenberg et al ont réalisé avec un scanner 16 canaux une étude afin d'optimiser la qualité des images en fonction du cycle cardiaque et obtiennent la meilleure qualité d'image entre 36 % et 48 % de la systole et 68 % et 91 % de la diastole chez des patients présentant un rythme cardiaque entre 74 et 100 bpm.

Earls et al (SSG09-07) comparent l'effet d' une injection monophasique de 130 cc de produit de contraste à une injection biphasique de 100 cc de produit de contraste et de 30 cc de sérum physiologique sur la qualité des images, ils concluent que l'injection biphasique entraîne une diminution de la quantité de produit de contraste tout en permettant d'obtenir une qualité d'image meilleure. En effet le sérum physiologique qui se trouve dans les cavités droites lors de l'examen n'est pas responsable d'artéfacts.

Nikolaou et al (SSG09-01) ont comparé 2 protocoles d'injections l'un utilisant un produit de contraste avec une concentration d'iode de 300 mg injecté à 3,3 mml/s, l'autre de 400 mg à 2,5 mg/s.
Le rehaussement intravasculaire obtenu apparaît identique dans les 2 cas ce qui laisse penser qu'il est intéressant d'utiliser un produit concentré pour pouvoir diminuer le débit d'injection.


Légende des figures

Figure 1
Imagerie du tronc commun, de la circonflexe, de l'interventriculaire antérieure et de ses branches obtenue avec un appareil TDM à 16 canaux.
16-channel contrast-enhanced CT image of the main coronary trunk, left circumflex and left anterior decending arteries.




Figure 2
Reconstruction petit axe d'un examen TDM en synchronisation ECG rétrospective après injection chez un patient porteur d'un infarctus par occlusion de la coronaire droite : défaut d'opacification inférobasal.
Short axis post-contrast CT view of a myocardial infarction related to right coronary obstruction : inferobasal perfusion defect