GATED SPECT Dr Amel Khelifa I- INTRODUCTION •La tomographie d ’émission monophotonique du myocarde synchronisée (TEMPS) permet en un seul examen une étude couplée de la fonction et de la perfusion du myocarde. •1988 ,Sporn . •1993,Gordon De Puen. •Etats unis. II- METHODOLOGIE : •L ’acquisition en TEMPS est réalisée en même temps qu’une acquisition de tomoscintigraphie myocardique habituelle. la synchronisation a l ’électrocardiogramme est faite ,comme lors d ’une scintigraphie dynamique des cavités cardiaques, avec trois électrodes qui permettent un monitoring de l ’ECG sur scope. •Le sommet de l ’onde R du complexe QRS définit le début du cycle cardiaque. l ’espace RR est divisé en 8 ou 16 intervalles au cours de chacun desquels une image est acquise. •Les tomographies ainsi obtenues représente l état de la perfusion myocardique en différent instants du cycle cardiaque. les images réalisées peuvent être visualisées en boucle ,ce qui permet de simuler le mouvement et d étudier la cinétique globale et régionale, l épaississement du myocarde .l ’image de perfusion est ( l ’image somme ) de ces différentes images fonctionnelles synchronisées. 1- synchronisation a l électrocardiogramme : •Une règle d ’or : la TEMPS apporte des renseignements additionnels d ’ordre fonctionnel mais les contraintes méthodologiques ne doivent en aucun cas générer une dégradation de l ’image de perfusion qui reste l élément principal de l ’examen. •Découpage du cycle RR :l ’utilisation de 8 intervalles par cycle tend a se généraliser, la 3 ou 4 image du cycle étant la télé systole. un découpage en 16 intervalles est parfois réalisé avec comme intérêt de mieux définir l ’instant précis de la télé systole ,ce qui conduit a un calcul de la FEVG plus proche du calcul par les autres méthodes cardiologiques avec des valeurs de FE supérieures(aux alentours de 5%)au calcul sur 8 intervalles. l ’inconvénient majeur est une réduction importante du rapport signal/bruit dans chacune des 16 images obtenues. •Cycles RR acceptés ou rejetés : en fonction des variations de la fréquence cardiaque du patients lors de l’acquisition ,parfois minimes mais quasi-inéluctable ,la dernière image du cycle (en règle la 8 image) subit des variations . Ce problème traité de façon variable par lés constructeurs n’est pas encore totalement résolu .il peut s’agir d’un sous-échantillonnage en cas de cycle court ou d’un sur échantillonnage en cas de cycle long. Si les variations sont importantes, des artefacts (flashing artefacts, dark bands, « flou ») peuvent être génères lors de l’image somme de perfusion. •En règle, une fenêtre de 20% (RR+ /-10%) est utilisée mais qui peut être augmentée a 100% (RR+/- 50%) dans certains cas, acquisition de tous les cycles pour conserver une bonne image somme de perfusion. •Les limites de la synchronisation E.C.G. : elles sont liées aux problèmes rythmiques entraînant une rejet trop important des cycles RR(image somme de perfusion non interprétable) ou l ’acceptation de cycles trop irréguliers (image fonctionnelle non interprétable). Ainsi ne peuvent bénéficier de cette technique les patients ayant une fibrillation auriculaire trop irrégulière ou des extra-systole supra-ventriculaires ou ventriculaires trop nombreuses (>a 1/6 cycles enregistrés) en général, on considère qu’il faut moins de 20% de cycles rejetés pour avoir une image synchronisée acceptable. 2- Paramètres d’acquisition et de traitement des images : •Il n ’y a aucune règle absolue concernant ces paramètres qui dépendent du matériel utilisé, du traceur et de la dose injectée, des habitudes de l ’utilisateur, voire du morphotype du patient. Le but est d’obtenir un rapport signal/bruit optimal sur chacune des images synchronisées au cours du cycle cardiaque et d’optimiser en parallèle l’image somme de perfusion. •Acquisition en mode « step and shoot » •matrice 64 64;180° ou 360° •30,32,60 ou 64 images •25a 60 secondes par image en fonction des autres paramètres. •Reconstruction par rétroprojection filtrée, utilisation le plus souvent d ’un filtre de type butterworth avec des fréquences de coupure plus faibles qu ’en tomoscintigraphie conventionnelle. a. Traceur: implications méthodologiques •traceurs technétiés : •ils ont permis la mise au point et le développement de la TEMPS et ont été utilisés dans l ’immense majorité des publications qui ont permis de valider celle-ci. •La synchronisation peut être faite indifféremment sur une étude de repos ,de stress ou sur les deux. dans la séquence repos-stress, celle-ci est optimisée lors de l étude « post-stress »avec injection de la plus forte dose de traceur (high dose). •Si l ’on utilisé une acquisition double isotope :repos thallium-effort technétium, la synchronisation est préconisée sur l ’étude d ’effort. • thallium 201 : •plusieurs publications ont permis de valider la TEMPS utilisant le TL •Germano et Coll comparent cette technique avec la TEMPS utilisant un traceur technétie et trouvent une bonne corrélation entre celles-ci. •Plus récemment, Tadamura et Coll montrent une bonne corrélation entre la TEMPS thallium et L ’IRM avec reconstruction 3D concernant la FEVG ,l étude de cinétique et d épaississement segmentaire. •Cependant d ’autres travaux mettent en avant une moindre qualité d ’imagerie du TL avec une densité de coup sur chaque image synchronisée d ’a peu prés la moitié par comparaison avec le TC et une réduction du rapport signal/bruit par un facteur 0,71 . •Dans un travail récent portant sur 33 patients ,G.De Puey et Coll concluent que la TEMPS TL est inférieur a la TEMPS mibi a cause d ’une moindre qualité d ’images avec une moins bonne reproductibilité inter-observateur pour l étude de la cinétique et de l épaississement segmentaire .par contre , la FE globale du VG peut être parfaitement calculée par la TEMPS TL . •Fernand et Coll mettent en avant les mêmes problèmes avec des possibilités d ’erreurs en TEMPS TL particulièrement pour les basses FEV. III- PARAMETRES FONCTIONNELS ET VALIDATIONS DES RESULTATS 1) Algorithme de traitement : •Plusieurs méthodes algorithmiques ont été décrites pour quantifier les paramètres de la TEMPS toutes ces méthodes estiment un contours endocardique et epicardique de chaque image synchronisée. •De Puey, Nichols et Coll : ( St-Lukes -New-York) . •Goris et Coll : ( Stanford ). •William et Taillon : (Chicago ). •1995 ,Germano et Coll : (Cedar Sinaï-Los Angeles)présentent un traitement totalement automatique dénommé quantitative gated SPECT (QGS).cet algorithme travaille en trois dimensions sur les coupes petit axes, applique un fit gaussien ,segmente le ventricule gauche ,trace les contours endocardique et épicardique ,le plan valvulaire ,de chaque image synchronisée et calcul les paramètres de volumes et de fraction d éjection .le caractère automatique et reproductible de l ’algorithme ,une bonne validation •Des résultats notamment pour le calcul de la FE ,expliquent que le programme QGS soit actuellement le plus répandu auprès des différent constructeurs. 2) FEVG : un très grand nombre de publications ont permis de valider la FEVG calculé en TEMPS comparée aux autres méthodes cardiologiques : •Méthodes isotopiques : premier passage (Germano,He ,Nichols ) et ventriculographie isotopique a l équilibre (Bateman ,DePuey,Everaert,Nichols). •Méthodes non isotopiques : échographie bi-dim. et tri-dim. (Cwajg,Mathew) ventriculo angiographie (Nichols,Williams) ou IRM 3D (Tadamura) •Germano et Berman réalisent une meta analyse sur 29 séries publiées par des auteurs anglosaxons •Sur un total de 1095 patients ,le coefficient de corrélation est de r-0,87 par rapport aux autres techniques de mesure de la FE. •En TEMPS la valeur normale de FE est de 50 a 58. % ( pour un découpage du cycle en 8 intervalles),donc plus basse qu ’en ventriculo-angiographie Variations •Un découpage du cycle RR en 16 intervalles permet de mieux préciser les images de fin de systole et fin de diastole avec une FE plus élevée de 5% par rapport au découpage du cycle en 8 intervalles. •En cas de « petite cavité cardiaque »(sexe féminin ,hypertrophie myocardique )le VTS est sous-estimé ce qui crée une sur-estimation de la FEVG .cet effet est plus important en TEMPS TL. •Manrique et Coll montrent qu ’en TEMPS TC ou TL ,la FEVG calculée par le programme QGS est sous estimée chez les patients ayant une dysfonction VG sévère (FEVG basse)et en cas de large defect perfusionnel. •En cas d ischémie sévère ,le problème dune sidération myocardique prolongée explique une diminution de la FEVG lors d ‘ une étude post-stress •En cas d ’anévrisme du VG ,les algorithme sont en règle pris par défaut et l ’ évaluation des paramètres ne tient pas compte du mvt dyskinétique. •2.3 cinétique et épaississement segmentaire •La TEMPS permet une étude de la fonction ventriculaire segmentaire par analyse visuelle ou quantifiée de la cinétique régionale et de l ’épaississement systolique du myocarde •dans un travail portant sur 58 patients ,Chua et Coll notent une parfaite corrélation entre les résultats de la TEMPS et ceux de l échographie (91%pour la cinétique,90% pour l ’épaississement) •Anagnostopolous et Coll. valident l étude segmentaire de cinétique et d ’épaississement du myocarde en TEMPS sur une série de 24 patients par rapport a l ’IRM.mais les corrélations sont moins bonnes pour les segments myocardiques ayant une atteinte perfusionnelle sévère en raison d ’une densité de coups insuffisante. 3)Volumes ventriculaires •Cwajg et coll. retrouvent sur une série de 109 patients ,une très bonne corrélation pour le VTS mais une moins bonne corrélation pour le VTD par comparaison avec l échographie. •Iskandrian et Coll. comparent chez 24 patients indemnes de shunts intracardiaques ou de valvulopathie , FEVG et volumes ventriculaires mesurés par TEMPS et une par une technique de référence qui associe cathétérisme avec thermo-dilution et scintigraphie au premier passage. •Les valeurs normales sont : TEMPS technique de référence •FEVG 50%+/-14 54%+/-13 •VES 54ml +/- 16 67ml+/-17 •VTD 122ml +/-71 130ml +/-44 •VTS 68ml+/-61 63ml+/-38 ••la reproductibilité des mesures des volumes ventriculaires par la TEMPS est excellente , r:0,99 •cependant les constatations pratiques montrent que l ’appréciation exacte des volumes est délicate en TEMPS mais aussi avec toutes les autres techniques non invasives. •Ceci est particulièrement sensible dans les cas difficiles de cardiopathies valvulaire ou congénitale des cardiomyopathie. •A part ,il faut souligner l ’ intérêt de l évaluation visuelle ou quantifiée des VV lors d ’un examen en TEMPS pour détecter ,un sur les images « post stress »un aspect de dilatation myocardique ischémique transitoire . Le terme DIT regroupe probablement deux entités physiopathologiques associant une véritable dilatation cavitaire ischémique et surtout une ischémie diffuse sous endocardique intéressant la totalité du VG . •Mazzanti et Coll. montrent que la mise en évidence d ’une DIT est très spécifique pour identifier les patients ayants une coronaropathie sévère . IV- INTERET CLINIQUE : .1.Apport diagnostic : •d ’une façon générale ,un intérêt de la TEMPS est d accroître la valeur diagnostic de la scintigraphie myocardique de perfusion ,en améliorant la spécificité ,en diminuant le nombre d ’examen douteux et peut-être ,en améliorant légèrement la sensibilité dans certaines indications. .2.spécificité : •la synchronisation ECG des images perfusionnelles permet une meilleure détection des artefacts d ’atténuation qui intéresse soit la paroi antérieure (atténuation mammaire) soit la paroi inférieure (atténuation diaphragmatique en DD) •En scintigraphie myocardique , un artefact d ’atténuation est responsable d ’un défaut de fixation permanent du traceur aux deux temps de l ’examen .cet aspect est aussi retrouvé chez le coronarien ,en cas d ’IDM ou de myocarde hibernant. •De Puey et coll. étudient 180 patients ayant une hypofixation permanente . 102 patients ont des ATCD d ’IDM et 96% d ’entre eux ont une altération de la FVG sur l étude TEMPS .sur 78 patients sans ATCD d ’IDM , 60 patients (77%) ont une FVG normale ce qui correspond a un artefact d ’atténuation et 18 patients (23%) ont une altération de la FVG ce qui correspond a un IDM sans onde Q ou a un myocarde hibernant . •Ainsi dans cette étude le taux d ’hypofixation permanente non explique (pas d ’IDM dans les ATCD) passe de 14% a 3% grâce a la TEMPS •Taillefer et Coll. présentent une étude prospective réalisée chez 115 femmes ,la spécificité de la scintigraphie myocardique passe de 84.4% pour la TEMP au mibi a 92.2% pour la TEMPS au mibi (p:0.0004). ••Ainsi en TEMPS l ’association d ’une hypofixation permanente avec conservation d ’une bonne cinétique ventriculaire et d ’un épaississement pariétal normal ou subnormal identifie de façon très spécifique un artefact d ’atténuation. 3. diminution du nombre d ’examen « douteux » •Smanio et Coll. sur 285 examens TEMPS consécutifs interprètes par deux observateurs ,sans TEMPS puis avec TEMPS le nombre de scintigraphie interprétée comme douteuse passe de 89 a 29 . •chez les patients avec une très faible probabilité de coronaropathie le taux de scintigraphie interprète comme normal passe de 74% a 93%. •Chez les patients coronariens prouves par angiographie le taux de scintigraphie interprété comme pathologique passe de 78% a 92%. 4. Amélioration de la sensibilité •L amélioration de la sensibilité est une notion mois certaine qui demande confirmation par d ’autres études 5. Apport pronostic •La valeur pronostic de la scintigraphie myocardique est maintenant bien établie et reconnue en cardiologie ,ainsi que l intérêt de la scintigraphie dans l évaluation du risque chez le coronarien (risk stratification). •De la même façon ;la FEVG ,que l ’on peut maintenant évaluer de façon fiable en TEMPS est une donnée chiffrée qui a une valeur PC fondamentale chez le coronarien en particulier après IDM. •Les différents renseignements apportés par la TEMPS avec étude de la perfusion et de la fonction myocardique ont-ils une valeurs PC complémentaire et additive ? •Deux publications apportent une réponse positive a cette question : •Hachamovitch et Coll. montrent que le calcul de la FEVG en TEMPS permet de mieux préciser le PC spontanément mauvais des patients ayant une scintigraphie myocardique nettement anormale .la mesure de la FE individualise un premier groupe de patients a très mauvais PC (altération perfusionnelle + FEVG <. a 50% le taux d événement grave est de 5.8% par an ) et un deuxième groupe de patients dont le PC est moins mauvais (altération perfusionnelle +FEVG >. 50%,le taux d événement graves est de 2.2%par an). ••Dans un travail publie récemment Tali Sharir et Coll. présentent le suivi sur 569 jours (+/106) de 1680 patients consécutifs ayant eu une TEMPS avec protocole double isotope .les courbes ROC permettent de définir des valeurs seuil de mauvais PC : • FEVG <. 45% VTS >. 70ml VTD >. 120ml •l étendue de l ’atteinte perfusionnelle et le VTS sont deux variable indépendantes prédictives d événements coronariens . •La FEVG et VTS sont deux variables qui apportent une valeur PC indépendante et complémentaire de l évaluation de l ’atteinte perfusionnelle pour prédire la survenue de décès d ’origine cardiaque ou la survenue d ’un IDM V- APPLICATIONS DIVERSES 1.viabilité myocardique: un segment myocardique est viable s ’il récupère ou améliore sa fonction contractile après revascularisation. nous avons vu ,a la lumière des travaux de Chua et Coll. que laTEMPS a la même valeur que l échographie pour apprécier la cinétique et l épaississement myocardique .pour ces auteurs ,un segment myocardique qui présente une hypoperfusion sévère mais une cinétique et un épaississement conservés est viable ;cependant ,en cas d ’ATCD d ’IDM ,la TEMPS ne peut remplacer une étude de la perfusion myocardique dans des conditions de repos et avec un protocole précis d étude de viabilité. •Dans un article plus récent ,Levine et Coll. montrent que la TEMPS au sesta mibi ,en appréciant de façon couplée perfusion de repos et fonction segmentaire ,est plus sensible que l étude de perfusion seule au sesta-mibi pour la détection des segments viables. •Une autre approche différente,présentée par certains auteurs Iskandrian ,reprend le principe d ‘ étude de viabilité myocardique par échographie de stress. elle consiste a réaliser une acquisition tomographique synchronisée au cours d ’une épreuve pharmacologique a la dobutamine a faible dose ,en utilisant une caméra double tète et un temps court d ’acquisition. ainsi un segment sévèrement hypoperfusé qui présente une amélioration fonctionnelle sous dobutamine doit être considère comme viable. 2.BBG En cas de BBG ,on observe fréquemment un aspect d ’hypoperfusion relative du septum lié en fait aune anomalie de la cinétique du septum et a une diminution de l ’épaississement systolique en relation avec le trouble conductif. Dans un travail récent ,Sugihara et Coll. montrent que cet artefact peut être reconnu en TEMPS par l ’analyse du mouvement septal 3.cardiomyopathie ischémique et non ischémique •En cas de cardiomyopathie dilatée hypokinetique ,il est important de distinguer les étiologies ischémiques et non ischémiques car la thérapeutique est radicalement différente . Le cathétérisme cardiaque est souvent la règle car la scintigraphie myocardique de perfusion n ’a pas une valeur diagnostic suffisante pour différencier ces deux étiologies de façon fiable. •Dans un travail récent portant sur 37 patients ,Danias et coll. Montrent l ’ intérêt de la TEMPS en présence d ’une CMDH .dans le groupe des CMI on observe plus souvent la présence de défauts perfusionnels partiellement réversibles entre l ’effort et le repos ,mais on observe surtout une altération inhomogène de la cinétique ventriculaire •l ’atteinte fonctionnelle est plus diffuse et plus homogène dans le groupe des CMNI 4.étude du VD •La paroi du VD normal est fréquemment visualisée en tomographie du myocarde avec les traceurs technéties .dans certaines pathologie s cardiaques ou pulmonaires ,on observe un aspect d ’hypokinésie -dilatation du VD qui peut être identifié par l étude en TEMPS CONCLUSION •LA TEMPS a l ’ECG représente indéniablement une avancée en cardiologie nucléaire en apportant des renseignements fonctionnels complémentaires de l ’étude de la perfusion myocardique .le rapport entre le coût de l ’examen et la précision des renseignements obtenus s ’en trouve ainsi optimisé.
