Télécharger le poster

Méthodologie de contourage
reproductible pour la fonction
ventriculaire gauche et droite en IRM
Laurent Gengler, Trung Lethahn
C. Lions, Z. El Negheoui, M. Midulla, K. Akkari, J.-P. Beregi
Service d’Imagerie Cardio-Vasculaire Diagnostique et Interventionnelle
Hôpital Cardiologique – CHRU de Lille
Introduction
• De multiples pathologies cardiaques ont une répercussion
directe sur la fonction cardiaque
• La quantification précise et reproductible de cette fonction
cardiaque est indispensable afin d’en déterminer la sévérité et
l’efficacité des thérapeutiques
• De nombreuses techniques invasives ou non permettent
d’évaluer la fonction ventriculaire globale et régionale avec des
reproductibilités très variables
Introduction
• L’IRM s’est rapidement imposée comme méthode de référence
grâce à une excellente résolution spatiale, en contraste et
temporelle ainsi qu’à son excellente reproductibilité1
• Cependant les séquences et la méthodologie de contourage en
IRM sont variables d’une étude à l’autre
• L’objectif principal de notre travail est d’étudier la
reproductibilité inter- et intra-observateur de notre
méthodologie de contourage pour 3 observateurs avec des
profils différents
• L’objectif secondaire est d’étudier la reproductibilité entre le
contourage manuel et semi-automatique
Méthodologie
Population :
Analyse rétrospective de 30 patients après sélection aléatoire dans notre
banque de données de 10 cardiomyopathies hypertrophiques, 10
cardiomyopathies dilatées et 10 dysplasies arythmogènes du ventricule droit
Protocole :
IRM 1,5 Tesla (Achieva, Philips, Eindhoven, Pays-Bas)
Antenne cardiaque dédiée en réseau phasé 5 éléments
Séquence ciné en écho de gradient à l’état d’équilibre en coupe petit axe
Epaisseur de coupes de 5 mm et incrément de 5 mm
Matrice 168 x 144 et FOV de 400mm
25 phases par cycle cardiaque
Synchronisation ECG
Aquisitions en apnée de 10-15 secondes
Méthodologie
Analyse des images :
Par 3 opérateurs avec des profils différents afin
d’évaluer la reproductibilité inter-observateur : 1
radiologue senior expérimenté, 1 radiologue junior en
formation et 1 manipulatrice en électro-radiologie avec
une formation minimale
De manière indépendante
Répété à 1 mois d’intervalle pour évaluer la
reproductibilité intra-observateur
Méthodologie
Méthodologie de contourage :
•
Volumétrie selon la méthode de Simpson modifiée :
Volume = somme des surfaces multipliées par l’épaisseur de coupe et
l’incrément
Masse = (volume télédiastolique – volume télésystolique) multiplié par la
densité myocardique (1,05 g/cm3)
•
Contourage semi-automatique et manuel des contours endocardiques et
épicardiques du VG sur l’ensemble du cycle cardiaque
•
Contourage manuel endocardique en télédiastole et télésystole du VD
•
La télédiastole et télésystole étaient respectivement définies comme les
surfaces intracavitaires les plus grande et petite
•
Le contourage semi-automatique nécessitait un contourage manuel en
télédiastole de tous les plans de coupes ventriculaires gauche avec
extension automatique aux autres phases du cycle cardiaque
•
Les trabéculations et les muscles papillaires étaient inclus dans le volume
Méthodologie
•
En basal, les coupes présentant une paroi épaisse, étaient considérées
comme ventriculaires, alors que les coupes présentant une paroi fine,
étaient considérées comme atriales. Si la coupe basale différait en
télédiastole (ventriculaire) et télésystole (atriale), lié au racourcissement
ventriculaire dans son grand axe de 10-15% en systole2, on appliquait la
technique d’omission de coupe (la coupe atriale en télésystole n’étant
pas prise en compte). Le plan valvulaire atrio-ventriculaire était inclus.
La chambre de chasse était exclue pour le VG et inclus pour le VD. Le
contourage du VD était adapté afin d’obtenir un VES équivalent à celui
du VG +/- 10%.3
•
En médio-ventriculaire et apical les muscles papillaires et les
trabéculations sont inclus dans le volume et exclus de la masse.
•
Au niveau de l’apex on effectuait uniquement un contourage
épicardique pour le calcul de la masse.
Méthodologie
Fonction VG
Fonction VG Télédiastole : contourage endocardique (vert) et épicardique (jaune)
Apex
Médioventriculaire
Base
Fonction VG Télésystole : contourage endocardique
Apex
Médioventriculaire
Base
Méthodologie
Fonction systolique VG
Fonction diastolique VG
Méthodologie
Fonction VD
25 phases par coupe !
Télédiastole
Télédsystole
Fonction VD : Télédiastole
Apex
Médioventriculaire
Base
Fonction VD : Télésystole
Apex
Médioventriculaire
Base
Méthodologie
Fonction systolique VD
Méthodologie
Données recueillies :
Volume télédiastolique (VTD), volume télésystolique
(VTS), volume d’éjection systolique (VES), fraction
d’éjection (FE) du VG et VD
Masse cardiaque VG
Fonction diastolique du VG: first filling volume (FFV),
time of first peak filling rate (TFF), second filling volume
(SFV), time of second filling rate peak (TSF), time of
minimal filling rate (TMF)
Méthodologie
Analyse statistique:
• La méthode de Fleiss à été utilisée afin d’évaluer la
reproductibilité
• Pour la reproductibilité intra-observateur le coefficient de fiabilité
Ro de Fermanian a été utilisé : • Ro > 0,91 : Très bon
• 0,71 < Ro < 0,91 : Bon
• 0,51 < Ro < 0,71 : Modéré
• 0,31 < Ro < ,51 : Médiocre
• Ro < 0,31 : Très mauvais ou
nul
• Pour la reproductibilité inter-observateur il faut que le coefficient
R > 0,8 pour qu’il y ait reproductibilité
Résultats
Résultats
Fonction VG
systolique et diastolique
Reproductibilité intra-observateur
Observateur
Senior
Junior
Manipulatrice
VTD
VTS
VES
FE
Masse
FFV
TFF
SFV
TSF
TMF
0,97915 0,97655 0,92505 0,94641
0,86696
0,9092
0.99619 0.99734 0.95431 0.97979
0.97420
0.89452 0.88435 0.87450 0.97406 0.81347
0.85118 0.99801 0.95488 0.91422
0.94889
0.61642 0.77301 0.86272 0.58439 0.76149
0,64111 0,85756 0,99366 0,66024
Résultats
Fonction VD
Reproductibilité intra-observateur
Observateu
Senior r
Junior
Manipulatrice
VTDVD
VTSVD
VESVD
FEVD
0,97602
0,96788
0,7461
0,85876
0.97712
0.96972
0.92444
0.91325
0.98119
0.98295
0.92345
0.79988
Résultats
Fonction VG
systolique et diastolique
Reproductibilité inter-observateur
Observateur
VTD
VTS
3 Observateurs M1
0,997
0,99439
0,96269 0,98708
0,92788
3 Observateurs M2
0,88666
0,98897
0,90634 0,90762
Junior/Senior M1
0.99689
0.99361
0.83090
Manip/Senior M1
Manip/Senior M2
Junior/Senior M2
VES
FE
Masse
FFV
TFF
SFV
TSF
TMF
0,71056 0,73118 0,85302
0,91675
0,68647
0,87156
0,71663 0,85354 0,89746
0,54874
0,58956
0.96734 0.98821
0.93445
0.59545 0.71165 0.87284
0.94711
0.65400
0.98507
0.90402 0.86404
0.90271
0.84569 0.88547 0.91847
0,65235
0.52487
0.99679
0.99201
0.96594 0.98722
0.93399
0.81732 0.62081 0.86022
0.92452
0.77938
0.98361
0.98984
0.87637 0.96241
0.81221
0.66996 0.91120 0.84783
0.52364
0.51607
M1 et M2 = contourage manuel 1ère et 2ème sessions
A = contourage automatique
Résultats
Fonction VD
Reproductibilité inter-observateur
Observateur
VTDVD VTSVD VESVD FEVD
3 Observateurs M1 0,93461
0,94063
0,84379
0,84324
3 Observateurs M2 0,9471
0,95711
0,8802
0,82504
Junior/Senior M1
0.97978
0.97949
0.87541
0.93545
Junior/Senior M2
0.97059
0.96403
0.91169
0.76594
Manip/Senior M1
0.91396
0.91922
0.76328
0.80685
Manip/Senior M2
0.92531
0.94490
0.83421
0.87977
M1 et M2 = contourage manuel 1ère et 2ème sessions
Résultats
Fonction VG
systolique et diastolique
Observateur
Contourage manuel versus
automatique
VTD
VTS
VES
FE
Masse
FFV
TFF
SFV
TSF
TMF
Senior M1/A
0,99952
0,9882
0,89474 0,93732
0,99993
0,86385 0,45988 0,89685 0,99824 0,70223
Senior M2/A
0,97885 0,991111 0,79615 0,94782
0,86603
0,85504 0,90264 0,88082 0,99304 0,95992
Junior M1/A
0.99978 0.99032 0.89801 0.93672
0.99895
0.91518 0.95866 0.94730 0.99317 0.81931
Junior M2/A
0.99641 0.98798 0.89159 0.94005
0.97433
0.79518 0.75878 0.89278 0.89391 0.79440
Manip M1/A
0.99981 0.99216 0.86025 0.92337
0,99895
0.64760 0.84079 0.89635 0.98279 0.88236
Manip M2/A
0.85135 0.99062 0.88297 0.82270
0.94889
0.60581 0.58493 0.93907 0.58434 0.81945
M1 et M2 = contourage manuel 1ère et 2ème
sessions
Discussion
• La reproductibilité inter- et intra-observateur de la
fonction systolique ventriculaire gauche et droite est
excellente.
• Le contourage semi-automatique comparé au
contourage manuel présente également une excellente
reproductibilité pour la fonction systolique du ventricule
gauche.
• Par contre la reproductibilité pour la fonction diastolique
ventriculaire gauche est modérée, tant en inter- et intraobservateur que pour le contourage manuel versus semiautomatique. Ceci peut en partie s’expliquer par les 10
cardiopathies dilatées présentant une importante
altération de la fonction diastolique avec désorganisation
de la courbe de remplissage ventriculaire gauche.
Discussion
• Notre étude présente comme originalité de démontrer la
reproductibilité intra-et inter-observateur de 3 profils
différents : un senior avec de l’expérience, un junior en
cours de formation et une manipulatrice sans expérience.
• On note l’absence de courbe d’apprentissage,
contrairement à une autre étude.17
• Ceci implique qu’une bonne connaissance de l’anatomie
cardiaque et une technique de contourage rigoureuse
suffisent pour être reproductible, indépendamment du
niveau d’expérience.
Bibliographie
•
1.
Bellenger NG, Francis JM, Davies CL, et al. Establishment and performance of a magnetic resonance cardiac function
clinic. J Cardiovasc Magn Reson. 2000;2(1):15-22.
•
2.
Rogers WJ, Jr., Shapiro EP, Weiss JL, et al. Quantification of and correction for left ventricular systolic long-axis
shortening by magnetic resonance tissue tagging and slice isolation. Circulation. Aug 1991;84(2):721-731.
•
3.
Helbing WA, Rebergen SA, Maliepaard C, et al. Quantification of right ventricular function with magnetic resonance
imaging in children with normal hearts and with congenital heart disease. Am Heart J. Oct 1995;130(4):828-837.
•
4.
Grothues F, Smith GC, Moon JC, et al. Comparison of interstudy reproducibility of cardiovascular magnetic resonance
with two-dimensional echocardiography in normal subjects and in patients with heart failure or left ventricular hypertrophy. Am J
Cardiol. Jul 1 2002;90(1):29-34.
•
5.
Grothues F, Moon JC, Bellenger NG, et al. Interstudy reproducibility of right ventricular volumes, function, and mass
with cardiovascular magnetic resonance. Am Heart J. Feb 2004;147(2):218-223.
•
6.
Peshock RM, Willett DL, Sayad DE, et al. Quantitative MR imaging of the heart. Magn Reson Imaging Clin N Am. May
1996;4(2):287-305.
•
7.
Hundley WG, Hamilton CA, Thomas MS, et al. Utility of fast cine magnetic resonance imaging and display for the
detection of myocardial ischemia in patients not well suited for second harmonic stress echocardiography. Circulation. Oct 19
1999;100(16):1697-1702.
•
8.
Pattynama PM, Lamb HJ, van der Velde EA, et al. Left ventricular measurements with cine and spin-echo MR imaging:
a study of reproducibility with variance component analysis. Radiology. Apr 1993;187(1):261-268.
Bibliographie
•
9.
Semelka RC, Tomei E, Wagner S, et al. Interstudy reproducibility of dimensional and functional measurements
between cine magnetic resonance studies in the morphologically abnormal left ventricle. Am Heart J. Jun 1990;119(6):13671373.
•
10.
Semelka RC, Tomei E, Wagner S, et al. Normal left ventricular dimensions and function: interstudy reproducibility
of measurements with cine MR imaging. Radiology. Mar 1990;174(3 Pt 1):763-768.
•
11.
Plein S, Bloomer TN, Ridgway JP, et al. Steady-state free precession magnetic resonance imaging of the heart:
comparison with segmented k-space gradient-echo imaging. J Magn Reson Imaging. Sep 2001;14(3):230-236.
•
12.
Barkhausen J, Ruehm SG, Goyen M, et al. MR evaluation of ventricular function: true fast imaging with steadystate precession versus fast low-angle shot cine MR imaging: feasibility study. Radiology. Apr 2001;219(1):264-269.
•
13.
Thiele H, Nagel E, Paetsch I, et al. Functional cardiac MR imaging with steady-state free precession (SSFP)
significantly improves endocardial border delineation without contrast agents. J Magn Reson Imaging. Oct 2001;14(4):362367.
•
14.
Grothues F, Boenigk H, Graessner J, et al. Balanced steady-state free precession vs. segmented fast low-angle shot
for the evaluation of ventricular volumes, mass, and function at 3 Tesla. J Magn Reson Imaging. Aug 2007;26(2):392-400.
•
15.
Jahnke C, Nagel E, Gebker R, et al. Four-dimensional single breathhold magnetic resonance imaging using ktBLAST enables reliable assessment of left- and right-ventricular volumes and mass. J Magn Reson Imaging. Apr
2007;25(4):737-742.
•
16.
van der Geest RJ, Buller VG, Jansen E, et al. Comparison between manual and semiautomated analysis of left
ventricular volume parameters from short-axis MR images. J Comput Assist Tomogr. Sep-Oct 1997;21(5):756-765.
•
17.
Karamitsos TD, Hudsmith LE, Selvanayagam JB, et al. Operator induced variability in left ventricular
measurements with cardiovascular magnetic resonance is improved after training. J Cardiovasc Magn Reson. 2007;9(5):777783.
Méthodologie de contourage
reproductible pour la fonction
ventriculaire gauche et droite en IRM
Laurent Gengler, Trung Lethahn,
C. Lions, Z. El Negheoui, M. Midulla, K. Akkari, J.-P. Beregi
Service d’Imagerie Cardio-Vasculaire Diagnostique et Interventionnelle
Hôpital Cardiologique – CHRU de Lille