Reproductibilité inter et intra observateur de l`analyse des

Reproductibilité inter et intra
observateur de l’analyse des
paramètres fonctionnels du
ventricule droit en IRM
Jeannette Fares, Jérôme Caudron,
Valentin Lefebvre, Pierre Hugues Vivier,
Jean Nicolas Dacher
Service de Radiologie Centrale
CHU de Rouen, Université de Rouen
Contact: [email protected]
INTRODUCTION (1)
„
„
„
„
„
„
L’altération de la fonction VD a un rôle déterminant dans le
pronostic des patients atteints d’insuffisance cardiaque, en postinfarctus, ou au cours de l’évolution d’une hypertension artérielle
pulmonaire (1-3)
La fonction ventriculaire droite peut être évaluée par différentes
méthodes d’imagerie (4-8) parmi lesquelles l’IRM cardiaque est
considérée comme la technique de référence
La reproductibilité de l’IRM a été largement validée pour les
paramètres du ventricule gauche (VG) (9-12)
En revanche peu d’études ont étudié la reproductibilité intra et inter
observateur des paramètres fonctionnels du VD (13-15), qui a une
géométrie complexe
Deux études ont évalué la reproductibilité intra et inter observateur
sur des séquences dynamiques « balanced SSFP » utilisées
actuellement en routine pour l’exploration cardiaque (16-17)
Ces études ont montré que, hormis pour la masse VD, la
reproductibilité pour les volumes et la fraction d’éjection du VD
était bonne.
INTRODUCTION (2)
„
„
„
„
La variabilité des mesures conditionne la reproductibilité des
résultats obtenus avec les outils diagnostiques
L’utilisation en routine clinique et la diffusion des outils
diagnostiques tels que l’IRM cardiaque pour l’étude du VD est très
dépendante de cette reproductibilité
L’expérience des observateurs est un facteur reconnu influençant
la reproductibilité
Par ailleurs, chaque étape de l’analyse des paramètres
fonctionnels du VD en IRM est sujette à une variabilité intra- et
inter- individuelle:
…
…
…
…
„
Choix de la phase systolique
Choix de la coupe basale en diastole et en systole
Choix de la coupe apicale en diastole et en systole
Délinéation des contours endo- et épicardiques
Enfin, une bonne reproductibilité doit être obtenue dans des délais
compatibles avec une utilisation quotidienne
OBJECTIFS
„
„
L’objectif principal de cette étude était d’évaluer la
reproductibilité intra et inter observateur de la
mesure des paramètres fonctionnels du VD avec les
séquences dynamiques de type Fast Imaging in Steady
State Precession (True-FISP®) en IRM 1,5 Tesla
(Symphony, Siemens®), dans des délais d’analyse
compatibles avec la pratique quotidienne
Le deuxième objectif était de déterminer les facteurs
influençant cette variabilité
MATERIEL ET METHODE 1
„
„
Inclusion prospective de 60 patients consécutifs
Examen IRM réalisé pour toute indication courante
„
Critères d’exclusion:
… Fibrillation auriculaire (compromettant la qualité des
mesures)
… Contre-indications à l’IRM
„
Information donnée aux patients (orale et manuscrite)
et recueil du consentement éclairé
Les examens ont été anonymisés
„
„
Validation par le Comité d’Éthique pour la Recherche
Non Interventionnelle (CERNI, Rouen)
MATERIEL ET METHODE 2
„
Méthode d’analyse:
„
3 observateurs indépendants
… 2 observateurs expérimentés (respectivement 3 ans et 1,5 ans),
appelés ultérieurement « experts »
… 1 observateur débutant (interne), appelé ultérieurement
« junior »
„
Analyse deux fois par observateur du ventricule droit (VD) et du
ventricule gauche (VG):
… Volumes ventriculaires télé-diastolique et télé-systolique
… Fraction d’éjection
… Masse
„
1 mois d’intervalle entre les 2 analyses afin de ne pas influencer
la reproductibilité
Analyse dans un ordre randomisé
„
MATERIEL ET METHODE 3
„
Méthode d’acquisition d’images :
… IRM
1,5 Tesla (Siemens®)
… Synchronisation à l’électrocardiogramme
… Séquences CINE True-FISP®
„
20 phases/QRS, en apnée
… Les
coupes utilisées pour l’analyse sont :
„ 1 Plan 4 cavités
„ Une série de coupes dans le petit axe du cœur,
jointives de la base à l’apex (8 à 12 coupes de 8
mm d’épaisseur)
MATERIEL ET METHODE 4
„
Méthode d’analyse:
„
„
Logiciel d’analyse Argus, Siemens®
Chaque observateur doit:
… Repérer la phase correspondant à la systole
… Repérer les coupes basale et apicale en systole et
diastole en repérant les anneaux mitral et tricuspidien
sur une coupe 4 cavités
… Ceci est réalisé grâce à un logiciel de repérage
multiplanaire (cf. diapositive suivante)
… Les numéros des différentes coupes choisies par les
observateurs ont été enregistrées pour une analyse
ultérieure
MATERIEL ET METHODE 5
„
„
„
Délimitation manuelle (VD), semi-automatique (VG) des contours
endocardique et épicardique en systole et en diastole
Le produit de la somme des surfaces par l’épaisseur de coupe
donne les volumes. On en déduit la fraction d’éjection
La masse est obtenue en multipliant la différence des volumes endo
et épicardique par la densité du myocarde (1,05g/cm3)
Exemple pour
le VD
Diastole
Systole
Exemple pour
le VG
Analyse statistique
„
„
„
„
„
„
Les résultats ont été réalisés sous contrôle d’un statisticien
Ils sont exprimés en valeurs moyennes ± déviation standard
pour les variables continues
La reproductibilité intra observateur a été évaluée par la
méthode de Bland Altman, le coefficient de variabilité
(CV) et le coefficient de corrélation intra-classe (ICC)
La reproductibilité inter observateurs a été évaluée avec les
mêmes méthodes uniquement pour les deux observateurs
« experts »
La différence était considérée comme significative pour une
valeur de p<0,05
L’analyse statistique a été réalisée grâce au logiciel Excel
2007 (Microsoft Office®)
Résultats
I. Reproductibilité intra-observateur
II. Reproductibilité inter-observateurs
(inter-experts)
III. Paramètres influençant la variabilité
a: choix de la coupe basale
b: choix de la coupe apicale
c: choix de la phase systolique
IV. Temps d’analyse
I. Reproductibilité intra observateur
„
La reproductibilité intra observateur était bonne pour les
paramètres du VD
„
Elle était cependant meilleure pour les paramètres du
VG
„
La reproductibilité était dépendante de l’expérience des
observateurs, et ce de façon graduelle: expert 1 (3 ans
d’IRM cardiaque) meilleur que expert 2 (1,5 ans),
meilleur que junior (aucune expérience)
„
Le tableau et la figure des 2 diapositives suivantes
résument les résultats
Tableau: Reproductibilité intra observateurs
Paramètre
mesuré
VD
Intra observateur
expert 1
Intra observateur
expert 2
Intra observateur
junior
VTD VD indexé(ml/m²)
M (DS)
CV
ICC
4.08 (6.97)
4.99
0.915
-2.42 (9.54)
6.49
0.883
0.65 (9.89)
6.29
0.902
VTS VD indexé ml/m²)
M (DS)
CV
ICC
2.65 (4.29)
7.04
0.954
-0.60 (4.93)
8.36
0.954
-0.69 (6.14)
7.74
0.936
M (DS)
CV
ICC
2.57 (9.11)
6.9
0.924
-2.9 (15.78)
10.0
0.822
2.26 (22.1)
15.45
0.626
Masse VD indexée (g/m²)
M (DS)
CV
ICC
2.81 (4.31)
8.14
0.689
1.24 (5.0)
8.74
0.634
-0.16 (5.12)
9.05
0.776
-1.33 (4.14)
4.75
0.930
-0.67 (6.47)
6.22
0.851
1.40 (10.48)
10.86
0.600
FE= fraction
d’éjection
VTD VG indexé (ml/m²)
M (DS)
CV
ICC
1.20 (3.38)
1.73
0.994
1.27 (5.92)
2.8
0.983
1.28 (6.32)
3.1
0.980
M = moyenne de la
différence entre 2
mesures
VTS VG indexé (ml/m²)
M (DS)
CV
ICC
1.34 (3.50)
4.05
0.993
0.38 (4.44)
4.93
0.991
0.68 (4.54)
6.25
0.989
CV = coefficient de
variabilité (%)
-0.37 (8.06)
3.28
0.965
1.53 (15.65)
7.62
0.870
0.87 (13.23)
8.0
0.913
ICC = intraclass
correlation
coefficient
1.69 (3.21)
2.59
0.982
-0.12 (6.37)
4.57
0.933
-0.13 (4.99)
3.52
0.964
DS=déviation
standard
-0.73 (3.0)
2.81
0.979
0.47 (4.94)
5.7
0.951
-0.53 (5.86)
6.36
0.934
VE VD (ml)
FEVD (%)
M (DS)
CV
ICC
VG
VE VG (ml)
M (DS)
CV
ICC
Masse VG indexée (g/m²)
M (DS)
CV
ICC
FEVG (%)
M (DS)
CV
ICC
VD= ventricule droit
VG= ventricule
gauche
VTD= volume télé
diastolique
VTS= volume télé
systolique
VE= volume
d’éjection
Reproductibilité intra-observateur de la FE (Bland Altman)
FEVD
FEVG
II. Reproductibilité inter-observateurs
„
„
„
La reproductibilité inter-observateurs experts était bonne
pour les paramètres VD
Elle était meilleure pour les paramètres VG
La reproductibilité était meilleure à la 2ème analyse pour le
VD. Elle restait stable pour le VG.
Tableau 2: Reproductibilité inter-experts pour la Fraction d’éjection
1ère analyse
2ème analyse
M (DS)
CV (DS)
ICC
2.67 (7.15)
8.01
0.794
2.02 (5.75)
5.67
0.865
M (DS)
CV (DS)
ICC
-1.81 (4.45)
5.33
0.952
-3.02 (4.33)
6.43
0.944
Paramètres mesurés
VD
FEVD (%)
VG
FEVG (%)
Reproductibilité inter-observateurs de la FE (Bland Altman)
III. Paramètres influençant la variabilité:
Influence du choix d’une coupe identique
„
Pour analyser l’impact du choix des
coupes basales et apicales
… Nous
avons étudié la reproductibilité intra et
inter observateurs
Choix identique de la coupe basale ou apicale vs.
choix différent
„ Nous présentons l’exemple de l’expert 1 sur les
diapositives suivantes
„
J1
Diapositive 19
J1
cette diapo de même que la suivante sur le choix de la coupe apicale n'est pas suffisamment explicite. On ne comprend pas bien comment vous avez procédé
On ne voit pas que vous ayez utilisé la coupe 4 cavités avec le logiciel courbe dynamique comme mentionné plus haut
Vraiment à clarifier
JND; 13/09/2009
Bland Altman: Influence du choix de la coupe
basale
CV = 4.1
CV = 6.5
ICC= 0.961
ICC= 0.766
Reproductibilité de la FEVD pour l’expert 1 en fonction du choix de la coupe basale
• La reproductibilité de la FEVD était meilleure lorsque l’expert 1
sélectionnait une coupe basale identique en diastole ET en systole
• Les résultats étaient identiques pour les autres observateurs
• Par ailleurs, le choix d’une coupe basale identique était lié à l’expérience:
n=44/60 expert 1; n=38/60 expert 2; n= 34/60 junior
Bland Altman: Influence du choix de la coupe
apicale
CV = 4.3
CV = 5.9
ICC= 0.920
ICC= 0.940
Reproductibilité de la FEVD pour l’expert 1 en fonction du choix de la coupe apicale
• La reproductibilité de la FEVD était peu influencée par le choix de la coupe
apicale pour l’expert 1.
• Les résultats étaient identiques pour les autres observateurs
• Par ailleurs, le choix d’une coupe distale identique était lié à l’expérience: n=44/60
expert 1; n=41/60 expert 2; n= 28/60 junior
(c) Influence du choix de la phase systolique
CV = 4.3
CV = 6.5
ICC= 0.917
ICC= 0.946
• La reproductibilité de la FEVD était peu influencée par le choix de la phase systolique
pour l’expert 1
• Les résultats étaient superposables pour les autres observateurs
• Par ailleurs, le choix d’une phase systolique identique était liée à l’expérience: n=48/60 expert
1; n=36/60 expert 2; n= 21/60 junior
VI. Durée moyenne d’analyse
Observateurs
„
„
„
„
Observateurs
La durée moyenne d’analyse était de 7,5 ± 1,5 min pour le VG
Elle était plus longue pour le VD: 13 ± 1,9 min
La durée d’analyse était plus courte à la 2ème analyse (p< 0,05) pour
l’ensemble des observateurs
Dans cette étude, l’observateur junior était le plus rapide
DISCUSSION 1
„
Nous avons étudié la reproductibilité de la mesure des
paramètres fonctionnels du VD en IRM et les facteurs l’influençant
„
Nous avons par ailleurs réalisé ces mesures dans des délais
compatibles avec une utilisation quotidienne (10-15
min/examen), ce qui diffère des études précédemment publiées (3040 min/examen)
„
Dans notre étude, l’expérience de l’observateur influençait
considérablement la variabilité, et ce de façon graduelle, avec une
courbe d’apprentissage
En effet, l’observateur le plus expérimenté avait une faible variabilité
pour les paramètres du VD, se rapprochant quasiment de celle du
VG
A l’inverse, l’observateur junior sans expérience préalable avait une
variabilité très importante
„
„
DISCUSSION 2
„
„
„
„
„
Les différentes étapes de l’analyse de la
fonction du VD en IRM ont ensuite été analysées
et leur influence sur la variabilité a été évaluée
Parmi ces étapes, le choix de la coupe basale
est un élément clef qui conditionne en grande
partie la reproductibilité, quelque soit l’expérience
de l’observateur
Dans notre étude, le choix de cette coupe se
faisait après repérage sur une coupe 4 cavités
Ce rôle crucial s’explique par l’importance des
volumes mis en jeu au niveau basal, bien plus
qu’au niveau apical, comme illustré ci-contre
La définition de critères consensuels pour le
choix de la coupe basale semble indispensable
pour améliorer la reproductibilité des paramètres
du VD, comme cela a déjà été fait pour le VG
DISCUSSION 3
„
Le choix de la phase systolique influençait peu la variabilité, là
encore du fait des faibles différences de volume engendrées (20
phases/QRS=peu de variation de volume d’une phase à l’autre)
„
Enfin, nous avons confirmé la bonne reproductibilité de la
mesure semi-automatique des paramètres VG, en concordance
avec les résultats précédemment publiés dans la littérature
„
Limites de notre étude:
… Le nombre de patients inclus était limité
… Peu de cardiopathies congénitales du fait d’un biais de
recrutement
… Le patients « difficiles » (arythmie et difficulté d’apnée) étaient
exclus, les résultats ne peuvent donc pas leurs être appliqués
CONCLUSION
„
„
„
La reproductibilité intra et inter observateurs de la
mesure des paramètres du ventricule droit en IRM est
satisfaisante
Les 2 facteurs influençant principalement la variabilité
sont:
… L’expérience des examinateurs avec une courbe
d’apprentissage
… Le choix de la coupe petit axe basale en diastole et
en systole au début de l’analyse.
Des critères consensuels d’analyse du VD devraient être
définis par les sociétés savantes afin d’améliorer la
reproductibilité au sein et entre les différentes équipes
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REMERCIEMENTS
JF Ménard, pour la supervision de l’étude
statistique
„ La société Siemens (Agnès Malgouyres et
Alexandre Klimoff) pour la mise à
disposition temporaire d’une licence Argus
entièrement dédiée à l’étude
„