Réanimation 14 (2005) 172–176 http://france.elsevier.com/direct/REAURG/ L’imagerie par résonance magnétique et la tomodensitométrie multibarrettes pour l’exploration du cœur : applications possibles en réanimation Cardiac magnetic resonance imaging and multislice computed tomography: potential applications for intensive care patients F. Beygui a,*, A. Furber b, G. Helft a, J.P. Metzger a a Département de cardiologie médicale, institut de cardiologie, groupe hospitalier Pitié-Salpêtrière, 47–83, boulevard de l’Hôpital, 75651 Paris cedex 13, France b Service de cardiologie, hôpital Larrey, centre hospitalier universitaire d’Angers, 4, rue Larrey 49035 Angers, France Résumé L’imagerie par résonance magnétique (IRM) et la tomodensitométrie multibarrettes sont des techniques d’imagerie tridimensionnelles et non invasives permettant d’acquérir des images cardiaques de haute résolution. L’IRM permet une évaluation anatomique et fonctionnelle de toutes les structures cardiaques. L’imagerie de perfusion myocardique et l’étude du contraste myocardique tardif en font la méthode la plus simple et la plus rapide de recherche d’ischémie et de viabilité myocardique. La tomodensitométrie multibarrettes est devenue quant à elle la méthode d’imagerie coronaire non invasive de référence. © 2005 Société de réanimation de langue française. Publié par Elsevier SAS. Tous droits réservés. Abstract Magnetic resonance imaging (MRI) and multislice computed tomography are three dimensional, non-invasive imaging modalities providing high resolution cardiac images. MRI provides anatomic and functional assessment of all cardiac structures. The myocardial perfusion imaging and the assessment of the late enhancement of the myocardial contrast are the simplest and fastest methods for the detection of myocardial ischemia and viability. On the other hand, multislice computed tomography has become the gold standard in the non-invasive visualization of coronary arteries. © 2005 Société de réanimation de langue française. Publié par Elsevier SAS. Tous droits réservés. Mots clés : Imagerie par résonance magnétique ; Tomodensitométrie multibarrettes ; Imagerie cardiaque Keywords: Magnetic resonance imaging; Multislice computed tomography; Imaging, three-dimensional 1. L’IRM cardiaque 1.1. Données techniques L’imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est une technique non-invasive, multidisciplinaire permettant l’acquisition d’images anatomiques et fonctionnelles avec des résolutions temporelles et spatiales élevées. * Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (F. Beygui). Les contre-indications en sont rares, en pratique limitées à la présence de stimulateurs ou défibrillateurs cardiaques, d’objets métalliques intraoculaires ou intracrâniens et les pompes d’injection implantables. Les endoprothèses coronaires ou vasculaires de même que les prothèses valvulaires mécaniques, les clips et les fils d’acier intrathoraciques ne représentent aucunement des contre-indications à la réalisation de l’IRM. C’est une technique en pleine expansion dont les limites, définies par les performances de l’infrastructure électronique 1624-0693/$ - see front matter © 2005 Société de réanimation de langue française. Publié par Elsevier SAS. Tous droits réservés. doi:10.1016/j.reaurg.2005.02.003 F. Beygui et al. / Réanimation 14 (2005) 172–176 et informatique, sont constamment repoussées. Actuellement les constructeurs proposent des appareils spécifiquement dédiés à l’exploration cardiovasculaire, bien que sur la plupart des appareils « généralistes » de dernière génération l’imagerie cardiovasculaire soit très performante. La réalisation d’une IRM était longtemps limitée pour l’exploration des patients de réanimations en raison des interférences entre le champ magnétique et les impulsions de radiofréquence d’une part et l’ensemble des dispositifs électroniques de surveillance et de soins contenant des éléments ferromagnétiques de l’autre. Ces interférences sont bilatérales avec dans un sens, la possibilité de dérèglement des appareils de monitoring et de soins — pousses-seringues électriques, appareils de ventilation artificielle etc. —, la possibilité d’apparition de courants induits dans les câbles et risque de brûlure et dans l’autre, la génération d’artéfacts d’imagerie par les dispositifs médicaux. Ces interférences sont d’autant plus importantes que le champ magnétique est puissant et que la distance entre le champ magnétique et les dispositifs est courte. Ces problèmes ont été très largement réglés par les constructeurs en remplaçant les électrodes métalliques par des électrodes en fibres de carbone, les conducteurs ferromagnétiques par des fibres optiques ou par des transmissions en micro-ondes ou tout simplement en allongeant les tubulures non ferromagnétiques des appareils de monitoring ou des pousses-seringues. Il est possible de réaliser une IRM dans des conditions de sécurité optimale pour la plupart des patients des services de réanimation [1–3]. Les séquences les plus utilisées en imagerie cardiaque sont les séquences écho de spin pondérées en T1 ou T2 en imagerie anatomique et les séquences en écho de gradient avec segmentation de l’espace K en apnée ou plus récemment les séquences en précession libre (SSFP : steady state free precession) pour l’imagerie dynamique et fonctionnelle. Les séquences ultrarapides en échoplannar peuvent être utilisées en imagerie de perfusion ou lorsqu’une apnée de 15 à 20 secondes n’est pas réalisable ou enfin en présence de difficulté de synchronisation à l’électrocardiogramme, ceci au prix d’une perte en résolution spatiale. 1.2. Indications cliniques de l’IRM cardiaque 1.2.1. Pathologies de l’aorte thoracique Dissection, anévrisme ou hématome intrapariétal de l’aorte sont parfaitement explorés en termes de diagnostic ou en termes de suivi. L’avantage de la technique par rapport à l’échocardiographie est la visualisation de longs segments dans le plan de l’aorte, de l’extension aux branches et l’appréciation des rapports de l’aorte avec les organes avoisinant. La sensibilité et la spécificité de la technique sont de 100 % pour les dissections de l’aorte ascendante et descendante. La sensibilité est de 93 % — comparable à l’échocardiographie transthoracique et au scanner — pour les dissections de la crosse aortique [4,5]. La sensibilité et la spécificité de l’IRM dans le diagnostic des hématomes intrapariétales aortiques, les lésions ulcérées de l’aorte et les lésions post-traumatiques approchent les 100 % [6,7]. 173 1.2.2. Tumeurs et masses cardiaques L’IRM est extrêmement utile dans le diagnostic des masses cardiaques et paracardiaques notamment d’allure inhabituelle en échocardiographie. Elle permet d’explorer les composantes extracardiaques des tumeurs médiastinales et leurs extensions dans les grands vaisseaux. L’IRM permet un certain degré de caractérisation tissulaire [8] — aidée par les images avant et après injection de produits de contraste paramagnétiques — apportant des éléments de diagnostic différentiel entre les thrombi et différents types de tumeurs intracardiaques [9]. 1.2.3. Pathologie du péricarde L’IRM est très performante dans le diagnostic des tumeurs, kystes et épanchements péricardiques mais son principal apport concerne le diagnostic des péricardites chroniques constrictives. L’IRM permet de visualiser l’épaississement péricardique et l’épanchement péricardique éventuellement présent sur des séquences anatomiques. En imagerie dynamique on peut visualiser la butée diastolique des cavités contre le péricarde et grâce aux méthodes de « tagging », on peut visualiser l’absence de glissement entre l’épicarde ventriculaire et le péricarde. Les autres stigmates de la péricardite chronique constrictive tels que la dilatation de la veine cave, l’ascite et l’épanchement pleural, et la dilatation auriculaire peuvent être visualisés au cours du même examen [10,11]. 1.2.4. Cardiopathies congénitales L’IRM permet une bonne visualisation des anomalies anatomiques, la localisation des cavités cardiaques et leurs connections ainsi qu’une quantification des shunts. L’IRM prend tout son intérêt chez l’adulte peu échogène et dans le suivi des réparations complexes utilisant des dérivations multiples notamment chez le patient multiopéré [12,13]. 1.2.5. Évaluation des dimensions et de la contractilité ventriculaire au repos ou au stress L’IRM, en permettant des acquisitions tridimensionnelles, fournit des mesures de masse, de volumes et de fraction d’éjection ventriculaires gauches sans utilisation de modèles géométriques approximatifs, bien plus précises et reproductibles que l’échocardiographie (variabilité 2 fois plus faible des mesures) [14,15]. Avec les séquences d’acquisition rapides en écho de gradient on obtient en quelques minutes des images précises avec une résolution temporelle de l’ordre de 50 ms. La masse, l’épaisseur et l’épaississement pariétal, la fonction contractile globale et segmentaire sont étudiés de façon qualitative et quantitative (Figs. 1 et 2). Ces séquences couplées aux stress pharmacologiques — dobutamine — peuvent être appliquées à l’étude de l’ischémie ou viabilité myocardique [16], notamment lorsqu’elles sont associées au « tagging » permettant une analyse fine et quantitative de la contraction myocardique segmentaire. L’IRM est par ailleurs l’une des rares techniques d’imagerie permettant la quantification précise des volumes, fonction et masse myocardique ventriculaires droites dans les 174 F. Beygui et al. / Réanimation 14 (2005) 172–176 Fig. 1. Coupe grand-axe du ventricule gauche montrant une dilatation ventriculaire et une séquelle d’infarctus antérieur étendu avec une paroi amincie. OG : oreillette gauche ; VG : ventricule gauche. conditions normales ou pathologiques [17,18]. Cette caractéristique en fait actuellement la technique d’imagerie de référence, bien qu’imparfaite, dans le diagnostic des dysplasies arythmogènes du ventricule droit notamment lorsqu’elle visualise une dilatation et des troubles de cinétique segmentaire ventriculaires droits associés à un amincissement de la paroi et à une infiltration graisseuse [19]. 1.2.6. Imagerie de perfusion myocardique Par l’association des techniques d’imagerie rapide, l’utilisation d’agents de contraste paramagnétique et un stress pharmacologique (dipyridamole ou adénosine), on obtient des images de premier passage du produit de contraste, à l’état basal et au stress permettant de visualiser et de quantifier les zones ischémiques (hyposignal au stress) [20,21]. Ces séquences ont été parfaitement validées et ont une sensibilité de 87 % et une spécificité de 85 % dans la détection de la maladie coronaire, comparables à la tomographie d’émission de proton et supérieurs à la tomoscintigraphie myocardique [22]. Ces séquences permettent de détecter l’ischémie myocardique de façon qualitative en quelques minutes et de quantifier l’étendue de l’ischémie par l’analyse et l’expression en échelle de couleur des courbes d’intensité du signal en fonction du temps. Des séquences d’imagerie tardives, environ 20 minutes après l’injection du produit de contraste, permettent d’évaluer la viabilité myocardique par l’étude de l’extension transmurale de l’hypersignal tardif visualisant de façon quasi anatomique l’étendue de la nécrose myocardique. Ces séquences ont une valeur diagnostique comparable à la tomographie d’émission de positon dans la recherche de viabilité myocardique [23] et prédisent de façon précise la récupération de la contractilité myocardique après revascularisation [24]. 1.2.7. Imagerie des artères coronaires L’imagerie des artères coronaires se heurte à des difficultés techniques en rapport avec la petite taille et la tortuosité des vaisseaux, la superposition des signaux coronaires, graisseux et épicardiques, et la mobilité cardiaque et respiratoire. Différents types d’acquisition, en 2 ou 3D, en écho de gradient ou échoplannar, en apnée ou avec des navigateurs respiratoires, en acquisition cartésienne ou spiralée et différents types de logiciels de reconstruction ont été utilisés pour ce type d’imagerie. En pratique la valeur prédictive négative de la technique est bonne, notamment si l’on veut éliminer des lésions du tronc commun gauche ou des lésions tritronculaires (Tableau 1). En revanche, la valeur prédictive positive reste très médiocre [25]. Le développement des séquences rapides 3D, d’imagerie en temps réel, de navigateurs, d’agents de contraste paramagnétiques intravasculaires, d’antennes de surface adaptées voir d’antennes transœsophagiennes, devrait permettre d’améliorer les performances de la coro-IRM dans les années à venir. Fig. 2. Coupe petit-axe ventriculaire gauche en écho de gradient sans injection de produit de contraste avec les contours endocardiques et épicardiques ventriculaires gauche et droit. F. Beygui et al. / Réanimation 14 (2005) 172–176 Tableau 1 Valeur diagnostique de la Coro-IRM (d’après Kim et al., [25]) Interprétable Longueur Sensibilité Spécificité VPP VPN TCG 88 % 10mm 67 % 90 % 30 % 98 % IVA 81 % 55mm 88 % 52 % 56 % 86 % CX 68 % 30mm 53 % 70 % 29 % 86 % CD 93 % 80mm 93 % 72 % 69 % 94 % Tout 84 % TCG ou 3VD – 93 % 42 % 69 % 94 % 100 % 85 % 54 % 100 % TCG : tronc commun gauche ; IVA : artère interventriculaire antérieure ; CX : artère circonflexe ; CD : artère coronaire droite ; 3VD : atteinte tritronculaire ; VPP et VPN : valeurs prédictives positive et négative. 1.2.8. Les myocardites aiguës L’IRM peut se montrer utile dans le diagnostic et le suivi des myocardites. Elle montre sur des séquences pondérées en T1 une prise de contraste myocardique après injection de produit de contraste à la phase aiguë des myocardites [26]. Cette prise de contraste est réversible et peut orienter le diagnostic différentiel entre myocardites aiguës et cardiomyopathies dilatées stables et diriger éventuellement les biopsies endomyocardiques en visualisant les régions les plus inflammatoires. Néanmoins l’IRM ne fournit aucune information sur l’étiologie de la myocardite. 1.2.9. Transplantation cardiaque L’IRM cardiaque peut avoir un intérêt dans la détection des rejets de greffe cardiaque. Les signes en faveur d’un rejet sont une augmentation des temps de relaxation myocardique T1 et T2 [27,28], une prise de contraste après injection de produit de contraste [29] et une diminution du rapport PCr– ATP en spectroscopie par résonance magnétique [30]. Ces signes habituels dans les premières semaines après la transplantation doivent disparaître après quatre semaines. 1.2.10. Évaluation des flux, application aux pathologies valvulaires La quantification précise de la vélocité sanguine, sans nécessité d’agent de contraste est un atout majeur de l’IRM. Ces séquences couplées à une imagerie anatomique de bonne résolution permettent d’apprécier les régurgitations valvulaires [31] et leurs conséquences en cas de doute ou de difficultés techniques de l’échocardiographie ou dans le cadre d’une exploration cardiovasculaire globale par l’IRM. 2. La tomodensitométrie multibarette La résolution temporelle médiocre de la tomodensitométrie conventionnelle est à l’origine d’artéfacts de mouvement, rendant ininterprétable l’imagerie cardiaque. Le développement technologique de la tomodensitométrie s’est fait dans deux sens : • l’élimination de toutes les contraintes mécaniques avec les scanners à faisceau d’électron pouvant atteindre une résolution temporelle de l’ordre de 50 ms, parfaitement adaptée à l’imagerie cardiaque ; 175 • la multiplication des rangées de détecteurs — actuellement jusqu’à 64 rangées — associée à un mouvement longitudinale de la table d’examen et une acquisition hélicoïdale, permettant d’obtenir des images de tout le volume cardiaque en quelques secondes avec une résolution spatiale de l’ordre de 200 ms. La technologie à faisceau d’électron, bien que parfaitement adaptée à l’imagerie cardiaque, reste coûteuse et peu accessible. En revanche l’imagerie cardiaque, en particulier l’imagerie coronaire, par tomodensitométrie multibarrettes s’est développée de façon exponentielle ces dernières années. La technique, n’a pas les mêmes limites que l’IRM, mais elle nécessite l’injection d’un produit de contraste iodé. Elle est aussi limitée par sa résolution temporelle qui en pratique n’autorise pas une étude précise des différents temps de contraction cardiaque. Les images sont reconstruites a posteriori avec une synchronisation rétrograde à l’électrocardiogramme. Par ailleurs les images sont sujettes aux artéfacts de mouvement lorsque la fréquence cardiaque est supérieure à 60/min et peut nécessiter un traitement par bêtabloquants avant l’examen dans environ 60 % des cas. En routine on peut obtenir des images cardiaques télédiastoliques avec une résolution spatiale de l’ordre du millimètre en épaisseur de coupe et de l’ordre de 0,5 mm dans le plan de coupe. Les autres limites de la technique sont les calcifications coronaires et les endoprothèses coronaires notamment dans des vaisseaux de petit calibre rendant les images difficilement interprétables. La tomodensitométrie multibarrettes (16 barrettes) dans la détection des lésions coronaires > 50 % est interprétable dans environ 85 à 95 % des cas, en sachant que la plupart des études ont éliminé de principe les artères de moins de 2 mm de diamètre. La sensibilité et la spécificité de la méthode sont de l’ordre de 89 % à 92 % et de 95 à 98 % respectivement [32,33]. Une excellente indication de la technique est la recherche et le suivi des sténoses du tronc commun coronaire gauche puisque la sensibilité et la spécificité de la méthode dans cette indication précise sont de l’ordre des 100 %. La tomodensitométrie multibarrettes a par ailleurs supplanté le scanner conventionnel dans toutes les indications cardiovasculaires thoraciques de celui-ci — dissections, anévrismes, thrombus des cavités gauches ou droites, pathologies du péricarde etc. — puisqu’elle permet d’obtenir des images de qualité supérieure à celles obtenues par un scanner conventionnel sans artéfact de mouvement et avec un temps d’acquisition plus court. 3. Conclusion Le développement de ces techniques d’imagerie cardiaque non invasives et reproductibles représente un progrès réel dans l’évaluation anatomique et fonctionnelle du cœur. L’échocardiographie transthoracique et transœsophagienne, du fait de leur accessibilité et leur mobilité, restent des examens de routine de première ligne parfaitement adaptée à 176 F. Beygui et al. / Réanimation 14 (2005) 172–176 l’imagerie cardiaque en milieu de réanimation. L’IRM et le scanner multibarrettes n’ont aucune vocation à supplanter l’échocardiographie, en cardiologie en général et en pathologie cardiaque en milieu de réanimation en particulier. Les indications préférentielles de ces méthodes restent pour l’instant l’évaluation de la fonction et de la perfusion myocardique pour l’IRM et l’évaluation non invasive des artères coronaires pour la tomodensitométrie multibarrettes. Références [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] Sellden H, de Chateau P, Ekman G, Linder B, Saaf J, Wahlund LO. Circulatory monitoring of children during anaesthesia in low-field magnetic resonance imaging. Acta Anaesthesiol Scand 1990;34:41–3. Lindberg LG, Ugnell H, Oberg PA. Monitoring of respiratory and heart rates using a fibre-optic sensor. Med Biol Eng Comput 1992;30: 533–7. Roth JL, Nugent M, Gray JE, Julsrud PR, Berquist TH, Sill JC, et al. Patient monitoring during magnetic resonance imaging. Anesthesiology 1985;62:80–3. 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