SCANNER DES ARTERES CORONAIRES Optimisation des

SCANNER DES ARTERES CORONAIRES
Optimisation des techniques d’acquisition
P. Fouvez1, K. Yasunaga1, S. Willoteaux1,
F. Durand2, C. Lions1, V. Gaxotte1,
Z. Negaiwi1, G. Rosey3, J.P. Beregi1
ICONO
1
2
3
Service de Radiologie Cardiovasculaire, hôpital cardiologique, CHRU Lille
Service de Radiologie, hôpital de Lens
Service de Cardiologie, hôpital cardiologique, CHRU Lille
INTRODUCTION
La réalisation d ’un scanner des artères coronaires nécessite une
technique rigoureuse. De la qualité de l’examen dépend la
visualisation complète ou non du réseau coronaire ainsi que la
facilité et rapidité de l’interprétation.
La réussite de l’examen dépend à la fois de facteurs liés au
patient et à la technique d ’acquisition.
L ’optimisation de ces paramètres est présentée ici. Les données
sont issues de notre expérience sur un appareil Siemens
Sensation 64 et des données récentes de la littérature.
Le post-traitement des images ne sera pas évoqué.
PLAN
Préparation du patient
Installation du patient
Choix de la hauteur d ’exploration
Acquisition sans injection / Score calcique
Protocoles d ’injection
Paramètres d acquisition
Techniques de reconstruction
Evolutions technologiques
Conclusion
Bibliographie
PREPARATION DU PATIENT
Interrogatoire et consignes
Eviter la consommation de caféine le jour de l’examen
Recherche des contre-indications habituelles
Voie veineuse de bon calibre (18G) au pli du coude, à droite
Informer le patient sur :
la nécessité de ne pas bouger pendant l’examen
la possible sensation de chaleur lors de l ’injection pour éviter toute surprise
entraînant des mouvements
l ’importance des apnées
Certains préconisent l’administration d’oxygène sous masque
pendant quelques minutes avant le début de l’acquisition. Cela
permet d’allonger le temps d’apnée de quelques secondes et de
maintenir un rythme cardiaque plus stable entre le début et la fin
de l’acquisition.
PREPARATION DU PATIENT
Place des dérivés nitrés
L ’objectif des dérivés nitrés est d ’améliorer la visualisation du
réseau artériel coronaire proximal et surtout distal.
Leur utilisation nécessite des précautions, notamment la prise
de la tension artérielle avant administration.
Selon une étude récente (Dewey), la prise de dérivés nitrés
juste avant l’examen, (1,2mg de nitroglycerine en sub-lingual)
permettait d ’augmenter de manière significative le diamètre
proximal des artères coronaires.
Toutefois, dans la littérature, il n ’existe que très peu de
données concernant leur utilisation et il n ’a pas été retrouvé
d ’étude sur l ’association des dérivés nitrés aux β -bloquants.
Dewey Rofo 2006;178:600-604
PREPARATION DU PATIENT
Importance de la fréquence cardiaque
La diminution de la fréquence cardiaque est primordiale avec les scanners 16
coupes.
Cet objectif persiste avec l ’utilisation des scanners 64 coupes.:
Une réduction du rythme cardiaque permet d ’obtenir des données de qualité sur
une seule reconstruction le plus souvent, simplifiant l ’interprétation.
Avec une fréquence cardiaque basse, les données peuvent être extraites
uniquement en diastole, permettant l ’utilisation de la modulation de dose, sans
compromettre la qualité diagnostique de l ’examen.
Une baisse de la fréquence cardiaque permet l ’utilisation d ’une reconstruction
monosegmentaire.
Pour cela, on peut utiliser des β-bloquants per os (+/- en intra veineux)
PREPARATION DU PATIENT
Contre-indications des β-bloquants
Bradycardie sinusale < 60
TAS < 100 mmHg
Allergie
Décompensation cardiaque
Asthme ou bronchospasme, BPCO sévère
Bloc auriculo-ventriculaire de 2ème ou 3ème degré non appareillé
Grossesse
Précautions pour l ’injection IV :
si BPCO sans β-agoniste
en cas de prise d’agents bloquant le nœud atrio-ventriculaire (inhibiteur
calcique, digoxine, autres β-bloquants)
Utilisation des β-bloquants
Exemple d’algorithme
< 65 : pas de β-
Fréquence cardiaque
> 65 ou FC irrégulière et > 60
β- en l ’absence de contre-indication
Métoprolol P.O. 50 mg, scope 1H, FC/15 min
FC < 65
FC : fréquence cardiaque
β- : β-bloquant
D’après Pannu
AJR 2006;186:S341-S345
FC > 65
Réaliser une apnée de 15 sec
Si FC > 65 ou irrégulière et > 60
β- IV (métoprolol) en respectant les précautions
- 2,5 mg sur 1 min
- si FC > 65 après 5 min : 2ème dose 2,5mg
- puis si FC > 65, 2 doses de 5 mg séparées de 5
min ( max 15 mg IV au total)
Si β- IV: surveillance TA/FC post-procédure de 30 min
Si bronchospasme: inhalation β-agoniste
Si FC < 45: atropine, ou β1-agoniste (dopamine) si résistance
INSTALLATION DU PATIENT
Importance du tracé ECG nécessitant un bon
positionnement des électrodes
Bras surélevés
1
2
1 : sur la ligne médiane de la clavicule droite,
juste en dessous de la clavicule
2 : sur la ligne médiane de la clavicule gauche,
juste en dessous de la clavicule
3 : au niveau du 6ème ou 7ème espace intercostal
3
CHOIX DE LA HAUTEUR
D ’EXPLORATION
La hauteur d ’exploration dépend de l ’indication du coroscanner.
Début:
• Pour l ’étude des coronaires natives, on débute juste
au-dessus de la carène 1
• En cas d ’arc supérieur gauche proéminent, on
commencera 1 à 2 cm plus haut 2
• Pour un contrôle de pontage coronaire, on débute
- au sommet de l ’arc aortique s ’il s ’agit d ’un
pontage veineux 2
- ou au niveau des clavicules s ’il s ’agit d ’un
pontage mammaire 3
Fin:
2 cm au-dessous de la silhouette cardiaque 4
3
2
1
4
ACQUISITION SANS INJECTION ET
SCORE CALCIQUE
2 techniques sont possibles :
Acquisition en mode séquentiel avec synchronisation
prospective, pendant la diastole, permettant une irradiation
moindre. Ce type d ’acquisition est sensible à l ’arythmie.
Acquisition en mode spiralé avec synchronisation
rétrospective.
ACQUISITION SANS INJECTION ET
SCORE CALCIQUE
Double intérêt :
Permet la quantification des calcifications des artères coronaires,
notamment par le score d ’Agatston, corrélé à la survenue d’ événements
coronariens. Toutefois, ce score demeure peu utilisé en pratique clinique
en France.
Pour certaines équipes, en cas de score calcique élevé, l’acquisition avec
injection n’est pas réalisée, en raison des difficultés prévisibles d’analyse
sur les segments calcifiés. Ceci doit être nuancé en fonction de la question
posée par l’examen et de la localisation des calcifications.
Objectif de l'injection
de produit de contraste
Rehaussement
uniforme des cavités
gauches à 300 HU ou
plus
Réduire au minimum
les artefacts dus au
contraste dans la
veine cave supérieure
et le ventricule droit
PROTOCOLES D ’INJECTION
Le choix du produit de contraste et les protocoles sont discutés
dans la littérature.
Concentration de 300 à 400 mg Iode/ml
Quantité : 80-90 cc
Débit : la majorité des équipes utilisent un débit élevé, de 4 ml/s
jusque 7 ml/s; toutefois, l’utilisation de débits supérieurs à 4
ml/s augmente nettement le risque d’extravasation de produit de
contraste.
Les produits fortement concentré en iode doivent être tiédis au
préalable pour permettre des débits d’injection élevés.
Injection de produit de contraste
Impact du type de produit de contraste et de sa
concentration en Iode (en mg d’Iode/ml)
Cademartiri. Radiology 2005;236:661-665
(Scanner 16 « coupes ».
Omni300
Visi320
Omni350
Iom350
Artères coronaires
Aorte descendante
Cademartiri. Radiology 2005;236:661-665
Iom400
PROTOCOLES D ’INJECTION
Utilisation d ’un injecteur double tête avec injection d ’un bolus à
vitesse constante de produit de contraste, suivie d ’un bolus de
sérum physiologique (30 à 50 ml).
intérêt du sérum
hausse du réhaussement artériel
baisse des artefacts de durcissement des cavités droites
absence de produit de contraste résiduel dans le système veineux
baisse de 15 à 20% de la quantité de produit de contraste injecté
Pour certains, injection biphasique : la moitié du produit de
contraste à haut débit, puis l ’autre moitié à bas débit +/dilution.
cela permet un réhaussement homogène des cavités droites mais sans
gêner l ’interprétation de l ’artère coronaire droite
PROTOCOLES D ’INJECTION
2 possibilités pour le début de l’acquisition :
Bolus test:
Séries à base dose dans l’aorte ascendante après injection de 20 ml à 4-5 ml/s
(utiliser le débit de l’examen) et de sérum
Temps idéal : pic de rehaussement de l’aorte + 5 sec
Avantages :
diminue l’effet de surprise de l’injection
permet de faire débuter l ’apnée quelques secondes avant le début de l ’injection pour
éviter les artefacts de mouvements sur les coupes les plus hautes
Détection automatique de l ’arrivée de produit de
contraste:
Le choix du seuil est discuté, variant de 120 à 200 UH, dans l’aorte ascendante
Avantage : une seule injection de produit de contraste
PARAMETRES D ’ACQUISITION
Exemple de protocole
Siemens Sensation 64:
Acquisition cranio-caudale
Pitch : 0,24
Collimation 64 x 0,6
120 kV, 700 mAs
Vitesse de déplacement de la table : 9,2 mm par rotation
Injection de 80 cc d ’ioméprol (Iomeron 400 mg/ml), à 4 à 5
ml/s, suivie de l ’injection d ’un bolus de 40 ml de sérum
physiologique
Détection automatique de l’arrivée de produit de contraste,
seuil : 140 UH, région d ’intérêt : aorte ascendante
Axe z
Pitch et fréquence cardiaque
Gap
Temps
Influence d’un pitch trop élevé par rapport à la
fréquence cardiaque
Des données sont manquantes (« Gap ») aboutissant à
un aspect de flou de l’image par endroit.
Pitch et fréquence cardiaque
Un protocole standard est utilisé pour des fréquences cardiaques
au dessus de 50/min
Le pitch doit être abaissé (0.18) pour des fréquences cardiaques
inférieures à 50/min
Pour le Sensation 64 Siemens, le temps de rotation doit passer de
0.33 s à 0.37 s pour les fréquence en dessous de 50/min
La fréquence cardiaque baisse habituellement en début d’apnée.
Pour un patient ayant une fréquence juste au dessus de 50/min
avant l’acquisition, il est nécessaire de tester l’apnée avant
l’injection de produit de contraste pour vérifier si la fréquence
reste stable ou passe en dessous de 50/min.
PARAMETRES D ’ACQUISITION
Irradiation et modulation de dose
Modulation de
la dose en
fonction du
cycle
cardiaque
DIASTOLE
La modulation de dose selon l’ECG permet de diminuer de 30 à
50% la dose totale.
La modulation de dose selon l’ECG nécessite un rythme
cardiaque régulier.
Irradiation et modulation de dose
Exemples de dose reçue avec un scanner 64
barrettes (120kV, 880mAs) :
pour un homme : 13,4 mSv sans modulation
8 mSv avec modulation
pour une femme : 18,9 mSv sans modulation
11,3 mSv avec modulation
Coronarographie
diagnostique : 3 à 10 mSv
Jill supplement to Applied Radiology 2005
Modulation de dose
en fonction de l’ECG
Systole
Diastole
TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION
Technique mono ou pluri segmentaire
Algorithme de reconstruction à partir des données acquises sur
180°
2 possibilités de reconstruction :
Reconstruction mono segmentaire (si FC < 65 bpm)
une image est produite à partir d ’un seul cycle cardiaque
Reconstruction pluri segmentaire (si FC > 65 bpm)
une image est produite à partir des données issues de plusieurs cycles cardiaques:
2 segments maximum pour Siemens
2 ou 4 segments pour General Electric, selon la fréquence cardiaque
TECHNIQUES DE
RECONSTRUCTION
Technique mono segmentaire
Reconstruction mono
segmentaire (si FC < 65
bpm)
Une image est produite à
partir d ’un seul cycle
cardiaque
Desjardins. AJR 2004;182:993-1010
TECHNIQUES DE
RECONSTRUCTION
Technique pluri segmentaire
Reconstruction pluri
segmentaire (si FC > 65
bpm).
Une image est produite à
partir des données de
plusieurs cycles
cardiaques.
Desjardins. AJR 2004;182:993-1010
TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION
En cas de modification du rythme cardiaque durant
l’acquisition, la sélection du mode mono ou pluri segmentaire
peut se faire automatiquement selon la fréquence cardiaque:
système ACV (Adaptative Cardio Volume) chez Siemens
Adaptive cardio volume
Image 168
Fréquence cardiaque inférieure à 65/min
Reconstruction mono segmentaire
Résolution temporelle à 164 ms
Temps de rotation du tube 330 ms
Image 257
Fréquence cardiaque supérieure à 65/min
Reconstruction pluri segmentaire
Résolution temporelle à 113 ms
Temps de rotation du tube 330 ms
TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION
Choix de l’intervalle R-R
On sélectionne a posteriori la ou les phases de
reconstruction des images
Celles-ci sont choisies :
Soit en % de l ’intervalle R-R: délai relatif
Soit en ms avant/après l’onde R: délai absolu/délai
absolu inverse
TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION
100%
+x% -x%
Délai relatif
RR
2
Temps
+ x ms
Délai absolu
Temps
- x ms
Délai absolu inverse
Temps
TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION
Choix de l’intervalle R-R
Le plus simple est de programmer de façon
systématique des reconstructions couvrant l’ensemble
du cycle cardiaque, en pourcentage, tous les 10%.
La contrainte est alors le nombre d’images générées.
Des outils de prévisualisation permettent de
reconstruire rapidement un ou deux niveaux de coupe
sélectionnés, tous les 5 %.
Cette technique permet de choisir de façon séparée les
meilleurs phases pour les artères coronaires droite et
gauche.
TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION
Choix de l’intervalle R-R
Selon une étude récente (Leschka), quelque soit
la fréquence cardiaque, les meilleures images
étaient obtenues à 60 % de l’intervalle R-R (soit
en médio-diastole) sur un scanner 64 barrettes.
Leschka. Eur Radiol 2006;16: 1964-1972
TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION
Choix du filtre
Filtre intermédiaire : pour les artères coronaires
natives.
Filtre dur avec renforcement des contours si:
Stent coronaire
Calcifications coronaires importantes
TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION
Choix du filtre
Reconstruction en filtre
« dur », spécifique à la
visualisation des stents
(B46f).
Images « bruitées »
mais meilleur analyse
de la lumière intra-stent
Ici, hypodensité intrastent témoignant d’une
resténose
TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION
Epaisseur de coupes/ Incrément:
On utilise des coupes sub-millimétriques
chevauchées : coupes de 0,6 à 0,8 mm, avec un
incrément de 0,3 à 0,5 mm afin d’optimiser le
reformatage
TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION
Champ de vue
Haller. AJR 2006:187:105-110
Le champ de vue doit
être centré et zoomé sur
le cœur
Une reconstruction avec
un champ de vue large
doit être réalisée en
fenêtre parenchymateuse,
même si la totalité du
thorax n’a pas été
couverte par le volume
d’acquisition
EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES
Le passage de scanner 16 au 64 coupes a
essentiellement permis d’améliorer la
visualisation des segments distaux.
Mais le scanner 64 coupes n’a pas levé toutes les
limites de cette technique notamment en terme
de résolution spatiale et temporelle par rapport à
la coronarographie.
EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES
Les avancées technologiques possibles peuvent
porter essentiellement sur:
L’augmentation du nombre de coupes acquises par
tour de spire,
La réduction du temps de rotation du tube.
Le scanner « bitube » (Siemens) constitue une
innovation particulière permettant:
L’utilisation d’algorithme de reconstruction sur 90° grâce à l ’utilisation de 2 tubes,
D’obtenir une résolution temporelle de 83 ms, indépendante de la
fréquence cardiaque.
CONCLUSION
De nombreux facteurs influencent la qualité globale d’un
scanner des artères coronaires.
Cet examen nécessite une technique rigoureuse.
L’enjeu principal est la visualisation de l’ensemble des segments
coronaires
La facilité et rapidité d’interprétation dépendent de la qualité de
l’examen avec notamment la possibilité ou non d’utiliser les
outils de post-traitement automatisés
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