Imagerie de l`infarctus par scanner multicoupes

Revue
mt cardio 2007 ; 3 (4) : 296-301
Imagerie de l’infarctus
par scanner multicoupes
Bernhard L. Gerber
Service de cardiologie, Département des maladies cardiovasculaires, Cliniques universitaires St. Luc, Université Catholique de Louvain,
Bruxelles, Belgique
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Résumé. Le scanner multicoupes a fait des grands progrès ces dernières années. En effet, le scanner multicoupes permet non seulement
l’imagerie non invasive des artères coronaires, mais aussi l’analyse de la fonction ventriculaire. Le scanner multicoupes permet également la
détection de l’infarctus du myocarde. En effet, similaire au Gd-DTPA, les produits de contraste iodés utilisés pour le scanner multicoupes ont
une distribution extravasculaire. Ainsi, le scanner multicoupes permet, d’une façon similaire à l’IRM cardiaque, l’identification de l’infarctus du
myocarde : 1) sur les images précoces, immédiatement après injection de contraste, il permet la visualisation de défets de perfusion qui
correspondent à l’obstruction microvasculaire du au phénomène de no-reflow dans l’infarctus aigu ; 2) sur des images tardives, il permet
également l’identification de la nécrose myocardique par un rehaussement tardif. Cette possibilité d’identification de l’infarctus au scanner
multicoupes pourrait être utile pour l’identification de la viabilité myocardique, c’est-à-dire la prédiction de la réversibilité d’une dysfonction
qui permettrait de décider si un patient devrait être revascularisé ou non. Elle pourrait également permettre la différentiation de cardiopathies
dilatées d’origine ischémique et non ischémique. Le scanner multicoupes pourrait donc devenir une alternative à l’IRM cardiaque. La possibilité
de combiner l’imagerie coronaire, l’analyse de la fonction cardiaque et la viabilité myocardique dans un seul examen rend la technique
particulièrement intéressante pour l’analyse intégrée des patients cardiaques.
Mots clés : scanner multicoupes, infarctus, viabilité myocardique
Abstract. Imaging of myocardial infarcts by multidetector CT. In recent years, multidetector CT (MDCT) technology has made
impressive progress. It allows not only imaging of coronary arteries, but also cine imaging of cardiac function. Recently, it has been
demonstrated that MDCT has also the ability to visualize myocardial infarcts. Indeed, iodated contrast agents employed for MDCT have
extravascular distribution similar to Gd-DTPA. Therefore, similar to contrast enhanced MR, the injection of these contrast agents allows
characterization of infarcts by two contrast patterns: 1) perfusion defects on early images immediately after contrast injection, identifying
microvascular obstruction and the no-reflow phenomenon in acute infarcts, and 2) hyperenhancement on late images, identifying myocardial
necrosis. The ability to identify myocardial infarcts might allow MDCT to be useful for the detection of myocardial viability and thus allow
decisions as to whether patients with coronary artery disease and contractile dysfunction should undergo revascularization not to improve
cardiac function. It may also allow the differentiation of ischemic from non-ischemic origins of dilated cardiomyopathy. MDCT might thus
become an alternative to contrast enhanced MR. The ability to combine coronary imaging, cardiac function and viability in a single exam makes
the technique particularly attractive for the integrated assessment of patients with cardiac disease.
Key words: multidetector CT, infarct, myocardial viability
L
Tirés à part : B.L. Gerber
296
mt cardio, vol. 3, n° 4, juillet-août 2007
qu’il est également possible d’effectuer une imagerie fonctionnelle du
cœur au scanner. En effet, si les images
scanner sont reconstruites d’une façon
rétrospective dans toutes les phases du
cycle cardiaque, il est possible de réaliser également une imagerie ciné du
cœur par scanner. Ceci permet de mesurer les volumes ventriculaires diastoliques et systoliques et de calculer la
fraction d’éjection, et ainsi d’effectuer
une évaluation précise de la fonction
contractile des deux ventricules [6-8].
L’imagerie ciné permet également de
visualiser le mouvement des valves
doi: 10.1684/mtc.2007.0104
Revue
mtc
e scanner multicoupes a fait de
grands progrès techniques ces dernières années ; cette technique est
prometteuse dans le diagnostic des
maladies cardiovasculaires. En effet,
les études évaluant la plus récente génération de scanners avec 64 barrettes
suggèrent que cette technique permet
actuellement la détection non invasive de la maladie coronaire avec une
sensibilité et spécificité supérieures à
90 % [1-5]. Cependant, la technique
ne permet pas uniquement une imagerie anatomique des structures cardiaques. Des travaux récents ont montré
Principes de la visualisation
de l’infarctus par scanner
Les principes de visualisation de l’infarctus au scanner
ressemblent à ceux connus et employés depuis quelques
années pour la visualisation de l’infarctus en IRM cardiaque [30, 31]. En effet, l’IRM cardiaque permet de visualiser
l’infarctus du myocarde par deux aspects distincts [30, 32,
33]. En effet, les zones sous-endocardiques des infarctus
aigus présentent souvent des zones noires d’hypoperfusion sur des images de premier passage obtenues immédiatement après injection du produit de contraste. Ces
zones d’hypoperfusion sous-endocardiques résultent
d’une arrivée ralentie du produit de contraste par rapport
au myocarde normal. Cette réduction de la perfusion du
centre de l’infarctus par rapport au tissu normal résulte de
l’obstruction de la microvascularisation par nécrose des
capillaires et phénomène de no-reflow dans les infarctus
aigus [30, 32, 33]. Elle n’occupe généralement que la
partie centrale de l’infarctus et n’est observée que dans
l’infarctus aigu. Progressivement, ces zones de no-reflow
se normalisent avec la détersion et la réparation tissulaire
après infarctus. Elles disparaissent donc dans les infarctus
chroniques.
Un deuxième aspect de prise de contraste est observé
en IRM tardivement après injection de produit de
contraste. En effet, sur des images réalisées 10 à 20 minutes après injection de produit de contraste, les infarctus
Liste des abréviations
IRM : imagerie par résonance magnétique
TTC : 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride
aigus et chroniques sont relevés par une zone blanche,
résultant de l’accumulation du produit de contraste dans
toute la zone d’infarctus. Le rehaussement tardif s’explique par l’augmentation du volume de distribution du
produit de contraste extravasculaire [34] dans les zones de
nécrose ou de fibrose par rapport au tissu myocardique
normal et des modifications des cinétiques d’entrée et de
sortie expliquées par cette expansion du volume de distribution du traceur [33]. Ces zones de rehaussement tardif
sont observées aussi bien dans les infarctus aigus que
chroniques. Elles reflètent fidèlement la totalité du volume
nécrosé avec une correspondance parfaite par rapport à
l’histologie [31].
Les produits de contraste iodés utilisés au scanner ont
une composition chimique différente du gadolinium utilisé en IRM (figure 1). Cependant, leur poids moléculaire
et volume de distribution est similaire. En utilisant une
préparation de cœur isolé de lapin avec infarctus, nous
avons pu mesurer les cinétiques d’entrée et de sortie et le
volume du produit de contraste iodé utilisé au scanner, et
les comparer à ceux du gadolinium dans les différentes
régions myocardiques avec et sans nécrose [35]. Nous
avons ainsi pu montrer que les mécanismes de rehaussement et de la visualisation de l’infarctus par scanner
étaient identiques à ceux observés avec l’IRM (figure 2).
Résultats expérimentaux
Déjà, avec la première génération de scanners simple
coupes au début des années 1980, de nombreuses études
expérimentales animales avaient montré la présence de
défets de perfusion correspondant aux zones de no-reflow
dans l’infarctus du myocarde aigu [17, 19, 21, 24-28]. En
revanche, la présence de rehaussement tardif n’a été décrite que beaucoup plus rarement et d’une façon plus
inconstante [18, 20, 22, 23, 27, 29], probablement en
relation avec la mauvaise qualité technique des scanners
de cette époque et avec la grande variabilité du délai de
l’imagerie par rapport au moment d’injection du
contraste.
Plus récemment, avec les scanners de dernière génération qui possèdent la possibilité de synchroniser l’imagerie à l’ECG, la présence de ces aspects caractéristiques a
été confirmée dans des modèles expérimentaux animaux
d’infarctus. Lardo et al. [36] ont montré une excellente
corrélation entre l’étendue des zones d’hypoperfusion
révélées sur des images acquises immédiatement après
injection de contraste et les zones thioflavines négatives
correspondant aux zones de no-reflow. Il a pu également
montrer la présence de zones de rehaussement tardif dans
des infarctus de myocarde frais chez le chien et des
infarctus chroniques chez le cochon. Ces zones de rehaussement tardif étaient corrélées d’une façon précise avec
l’étendue de la nécrose établie par la méthode TTC (2,3,5-
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cardiaques [9, 10]. Elle permet donc de mesurer les surfaces d’ouverture et les orifices de régurgitation de la valve
aortique et mitrale et ainsi l’évaluation de la sévérité des
sténoses [11-13] et insuffisances aortique et mitrale [1416].
La possibilité de visualiser l’infarctus du myocarde au
scanner après injection de produit de contraste avait déjà
été suggérée dans des expériences animales au début des
années 1980 [17-29]. Cependant, à cette époque, les
scanners étaient unicoupes et nécessitaient plusieurs minutes pour réaliser une imagerie complète du cœur.
D’autre part, une synchronisation cardiaque n’était pas
possible, du fait d’importants artefacts de mouvement.
Dès lors, l’utilisation clinique de cette technique était
impossible pour visualiser l’infarctus chez l’homme. Avec
l’avènement des scanners multicoupes, la possibilité
d’une telle visualisation des infarctus au scanner à été
réactualisée. Cette possibilité ouvre de nouvelles perspectives à l’évaluation des maladies cardiovasculaires par
scanner.
Imagerie de l’infarctus par scanner multicoupes
Gd-DTPA
H2CHN
O
O
O
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N
OH2
Iomeprol
CONHR
O
Gd O
O N
N
O
NHCH2
O
CONHR
CH
RI NOC
N-C -C-CH-N
OC
CO
CH2
CH2
Poids moléculaire
700
777
Distribution
extravasculaire
extravasculaire
Demi-vie (min)
70
70
CON R
Figure 1. Comparaison des structures moléculaires et des propriétés du Gd-DTPA et de l’ioméprol.
triphenyltetrazolium chloride). D’une façon similaire, notre groupe [35] a pu monter chez le lapin une bonne
corrélation entre la taille de rehaussement tardif et l’étendue de la nécrose par TTC. Chez le cochon, nous avons pu
montrer que le rehaussement tardif était détectable entre 4
et 24 minutes après injection du produit de contraste avec
un optimum 10 minutes après injection du produit de
contraste. Ces résultats étaient comparables à ceux de
Lardo et al. [36] qui ont préconisé un temps optimal de
visualisation de l’infarctus 5 minutes post-injection du
contraste. Ces résultats ont été également confirmés par
d’autres groupes [37-39].
perfusion chez 11 patients sur 16 avec un infarctus aigu.
Quinze de ces patients avec infarctus aigu présentaient un
rehaussement tardif (figure 3). Ce rehaussement tardif
existait également chez 19 patients sur 21 avec infarctus
chronique. Nous avions également observé une corrélation excellente des zones de rehaussement tardif au scanner avec ceux en IRM cardiaque (r = 0,89) et une bonne
corrélation sur l’identification de ces régions au point de
vue régional (82 % de correspondance). Cependant, le
scanner ne permettait pas une qualité de visualisation
aussi bonne de l’infarctus que l’IRM cardiaque. Plus récemment des résultats similaires ont été confirmés par
Sanz et al. [41].
Résultats cliniques
Utilité clinique potentielle
La possibilité de visualiser l’infarctus de myocarde par
scanner a également récemment été montrée chez
l’homme. Mahnken et al. [40] ont établi la possibilité de
visualiser l’infarctus aigu par un rehaussement tardif chez
28 patients et ont comparé le scanner à l’IRM cardiaque.
Notre groupe [35] a montré la présence de zones d’hypo-
Myocarde normal
Revue
Vol extravasculaire ± 20 %
La détection de la présence d’un infarctus pendant un
examen au scanner pourrait avoir plusieurs implications
importantes. La première implication serait l’utilisation de
cette information pour la détection de la viabilité myocardique. En effet, la présence d’un infarctus transmural dans
Infarctus aigu
Cardiomyocytes nécrosés
Infarctus chronique
Tissu fibreux
Vol extravasculaire ± 100 %
Vol extravasculaire ± 70 %
Figure 2. Distribution du produit contraste iodé dans le myocarde normal, l’infarctus aigu et l’infarctus chronique. Dans le myocarde normal,
peu de volume de distribution est accessible à l’agent extravasculaire. Dans l’infarctus aigu, le volume de distribution de l’agent de contraste
est augmenté par la rupture des membranes cellulaires permettant accès à l’espace intracellulaire. Similaire dans l’infarctus chronique, le
volume de distribution de l’agent extravasculaire est augmenté par présence d’un tissu fibreux contenant beaucoup de protéines extravasculaires tel que le collagène.
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mt cardio, vol. 3, n° 4, juillet-août 2007
IRM
Figure 3. Coupes court et long axe comparant des images tardives au scanner à l’IRM. Un infarctus antérieur (flèche) est identifié par une zone
de rehaussement tardive. Il existe également un caillot apical (astérisque).
une zone de dysfonction ventriculaire avec occlusion
coronaire, implique l’absence de myocarde viable et donc
la non-réversibilité de la dysfonction. Par opposition, une
zone de dysfonction ventriculaire sans nécrose implique
la viabilité de cette zone et donc la possibilité d’une
normalisation de la fonction ventriculaire après revascularisation. La possibilité d’utiliser de telles informations de
transmuralité d’infarctus pour prédire la réversibilité myocardique a été établie pour l’IRM cardiaque [42]. Récemment, Habis et al. [43] ont montré que l’information de
rehaussement tardif obtenu au scanner multicoupes peut
également prédire la réversibilité de la dysfonction dans
l’infarctus aigu avec une bonne sensitivité (92 %) et spécificité (100 %).
Une autre utilisation de la caractérisation de l’infarctus
du myocarde serait la possibilité de différentier les cardiopathies ischémiques des cardiomyopathies non ischémiques, d’une façon similaire à l’IRM [44] où différents
aspects typiques des cardiopathies non ischémiques ont
été rapportées. L’avantage potentiel du scanner serait la
possibilité de combiner l’information tissulaire avec une
visualisation des artères coronaires. Cependant, aucune
étude concernant la faisabilité de cette approche n’a encore été réalisée.
Avantages et limites
L’imagerie de l’infarctus par scanner conserve quelques limitations importantes par rapport à la visualisation
de l’infarctus à l’IRM. La qualité de l’imagerie reste actuellement inférieure par rapport à celle obtenue par l’IRM
cardiaque.
D’autre part, la technique nécessite l’injection d’une
dose relativement élevée de produit de contraste (120140 mL), avec un risque potentiel de toxicité rénale. Finalement, l’imagerie expose le patient à une dose d’irradiation non négligeable (10-15 mSv), qui est cependant
équivalente à celle de la médecine nucléaire. Si l’examen
scanner est réalisé avec le but primaire de détecter la
visualisation de l’anatomie coronaire, la détection de l’infarctus ne nécessite cependant plus d’injection additionnelle de contraste et n’ajoute que peu d’irradiation par
rapport à la visualisation des coronaires. Dans ce
contexte, l’information additionnelle est obtenue avec
peu de « frais » supplémentaires.
Les avantages du scanner sont sa plus grande disponibilité et accessibilité par rapport à l’IRM cardiaque. Aussi
la visualisation de l’infarctus au scanner pourrait servir
comme alternative dans les patients qui ont des contre-
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CT
Imagerie de l’infarctus par scanner multicoupes
indications à la réalisation d’une IRM cardiaque (claustrophobie, présence d’un pacemaker ou de défibrillateur
implantable). Finalement, le scanner étudie l’anatomie
coronaire, la fonction et la viabilité dans un examen
intégré d’une durée totale de moins de 10 minutes. Il
pourrait donc éviter de multiples examens au patient et
être intéressant au plan économique.
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Conclusion
Le scanner multicoupes peut identifier l’infarctus du
myocarde avec des aspects de contraste similaires à ceux
décrits en IRM cardiaque. Les infarctus aigus présentent
souvent des zones d’hypoperfusion sous-endocardiques
sur les images acquises immédiatement après injection du
produit de contraste. Ces zones correspondent à l’obstruction microvasculaire (phénomène de no-reflow). Des images acquises tardivement (entre 5 et 15 minutes après
injection du produit de contraste) montrent l’infarctus par
un rehaussement tardif qui correspond précisément à
l’étendue de la nécrose myocardique.
Cette possibilité de visualiser l’infarctus enrichit les
possibilités du scanner, qui devient donc comme l’IRM
une technique d’imagerie intégrée du cœur. Cette technique permet l’évaluation du cœur d’une façon intégrale :
anatomie coronaire, fonction du muscle et des valves et
caractérisation et viabilité tissulaire dans un examen complet d’une durée de moins de 10 minutes.
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