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Coloscopie virtuelle par scanner

  1. 1. Coloscopie virtuelle par scanner G Schmutz T Iyriboz Résumé. – La coloscopie virtuelle est un nouveau développement très prometteur de la radiologie digestive. C’est une méthode non invasive, bien tolérée, sans danger pour l’étude de la muqueuse colique. Elle risque de totalement modifier l’approche du dépistage des cancers du côlon. Les études préliminaires indiquent une fiabilité qui dépasse celle du lavement baryté en double contraste et qui approche celle de la coloscopie conventionnelle. © 2000 Editions Scientifiques et Médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés. Mots-clés : scanner, coloscopie, polype, cancer colique. Introduction Le scanner hélicoïdal à acquisition volumique est devenu ces dernières années le principal mode d’exploration morphologique de la cavité abdominopelvienne. La rapidité des acquisitions supprime les artefacts de mouvement et optimise l’injection de produit de contraste. L’acquisition volumique autorise, à partir des données brutes, la reconstruction différée d’incidences multiplanaires en deux dimensions (2D) et de reconstructions en trois dimensions (3D) avec rendu surfacique ou volumique externe ou endoluminal. Parmi ces reconstructions, l’une présente des potentialités particulières, c’est le rendu endoscopique à l’origine de l’endoscopie virtuelle. Cette technique a été appliquée pour l’étude bronchique, vasculaire et urinaire. Pour le côlon, la coloscopie virtuelle est une méthode non invasive, bien tolérée, dont la fiabilité dépasse celle du lavement baryté en double contraste et approche celle de la coloscopie. Généralités Le cancer colorectal est la seconde cause de mortalité par cancer en France et dans les pays industrialisés. La détection et la résection précoce des polypes coliques est la méthode de choix pour la prévention de ce cancer. Malgré ces données scientifiques, plus de 50 % des patients à risque de plus de 50 ans ne sont soumis à aucun test de dépistage. La coloscopie, reconnue comme « gold standard » méconnaît, suivant les séries (10 à 20 %), des lésions muqueuses et dans 10 à 15 % des cas [34], la totalité du cadre colique n’est pas étudiée. Cette technique impose une consultation et un environnement anesthésiques, souvent indispensables à la bonne tolérance de la procédure et à l’origine d’un coût variable avec accroissement des risques. À ceci s’ajoute un risque faible, mais non négligeable, de perforation colique, à savoir une à deux pour 1 000 à 2 000 examens [7]. Gérard Schmutz : Professeur des Universités, praticien hospitalier, service de radiologie générale, centre hospitalier universitaire, avenue de la Côte-de-Nacre, 14033 Caen cedex, France. Tunç Iyriboz : Assistant professor of radiology, chief clinical image management, 500 university Drive Hershey PA 17033, Pennsylvania, United States of America. De ce fait, le développement de la coloscopie virtuelle, méthode fiable, sûre, efficace et non invasive, permet d’envisager un accroissement et un élargissement de la population pouvant bénéficier d’une exploration colique de dépistage à large échelle afin de déceler d’éventuels polypes [14]. Une étude récente tend à démontrer l’absence de bénéfice financier dans le recours à la coloscopie virtuelle par rapport à la coloscopie conventionnelle [28]. En fait, dans cette étude, le surcoût anesthésique n’est pas intégré et les coûts sont des données américaines différentes de la France. Pour être compétitive en coûts par rapport à la coloscopie conventionnelle, la coloscopie virtuelle doit avoir une acceptabilité de la part des malades supérieure de 20 % par rapport à la coloscopie conventionnelle et avoir un coût inférieur de moitié à celui de la coloscopie conventionnelle. C’est déjà le cas en France et les développements techniques futurs réduiront de façon importante le coût de l’examen, notamment aux États-Unis. Dès 1993, les premières images d’endoscopie virtuelle sont obtenues au cours d’examens tomodensitométriques (TDM) et, en 1996, le pneumo-colo-scanner, après insufflation colique, est proposé comme méthode d’analyse endoluminale colique [22]. De nombreux organes sont étudiés par endoscopie virtuelle : bronches [11, 20, 30, 31, 32], vessie [6, 19], artères... Il est également possible d’effectuer la coloscopie virtuelle par IRM, mais à l’heure actuelle une seule équipe préconise cette pratique [4, 17, 23, 27]. Technique Quelles que soient les équipes, les grandes lignes de la procédure sont identiques : le côlon est préparé comme pour une coloscopie conventionnelle. L’examen commence par une insufflation colique d’air ambiant, voire de gaz carbonique, jusqu’au seuil de la douleur. La distension est favorisée par l’administration d’antispasmodiques intraveineuse (Glucagont, Viscéralginet, Spasfont). Les acquisitions volumiques sont ensuite effectuées en apnée à l’aide d’une hélice unique (25 à 45 s), du diaphragme au périnée ou de deux à trois hélices successives (20 à 25 s), analysant la partie haute de l’abdomen, la partie moyenne, puis la partie inférieure avec chevauchement. Les scanners récents multibarrettes permettent plus Encyclopédie Médico-Chirurgicale 33-430-A-40 33-430-A-40 Toute référence à cet article doit porter la mention : Schmutz G et Iyriboz T. Coloscopie virtuelle par scanner. Encycl Méd Chir (Editions Scientifiques et Médicales Elsevier SAS, Paris, tous droits réservés), Radiodiagnostic - Appareil digestif, 33-430-A-40, 2000, 7 p.
  2. 2. 33-430-A-40 Coloscopie virtuelle par scanner Radiodiagnostic *A *B *A *B *C 2 Polype dégénéré du côlon droit. La colonoscopie n’a pu atteindre le côlon droit. A. L’acquisition de type scan-view met en évidence une tumeur du cæcum. B, C. La lésion est mieux vue sur les incidences en 2D en procubitus. D. L’image est indiscutable sur la vue endoluminale. facilement l’acquisition de la totalité de l’abdomen et du pelvis en une hélice. Lors des compromis techniques, il est préférable de réduire l’épaisseur de coupes et d’augmenter le « pitch » [3]. Les paramètres sont variables suivant les équipes : épaisseur de coupes de 1,5 à 5 mm ; reconstruction de 1 à 3mm avec chevauchement ; pitch de 1 à 2, tension de 110-120 kV avec 70 à 100 milliampères (mA), temps de rotation 1 seconde [18]. Pour la plupart des centres, une seconde étude est effectuée en procubitus afin de mobiliser les résidus fécaux ou liquidiens éventuels (fig 1). Les paramètres d’acquisition sont identiques. Aucune injection de produit de contraste n’est effectuée. Certaines équipes recommandent une injection de produit de contraste intraveineuse lorsque les résidus fécaux sont nombreux, afin de différencier une selle d’un polype. Si une anomalie viscérale est décelée ou si la lésion colique est un cancer manifeste, une étude avec contraste endoveineux est 1 Polype malin du côlon transverse gauche. A. En décubitus dorsal, une lésion nodulaire de 28 mmest bien visible. B. En plaçant le malade en décubitus latéral droit, la lésion sessile ne se déplace pas. effectuée. En moins d’un quart d’heure, l’examen est réalisé et les patients considèrent cette exploration comme moins désagréable que la coloscopie ou le lavement baryté [25]. Les données acquises au scanner sont ensuite transférées sur une console de traitement, Sun ou Silicone Graphics. Les coupes axiales sont alors traitées afin d’obtenir des images 2D dans les différents plans de l’espace et des images 3D, notamment avec une vision endoluminale (fig 2). Le rendu volumique fournit des images de meilleure qualité que le rendu surfacique. La totalité des images obtenues sont revues coupe par coupe ou avec un mode « ciné-loop ». Pour la vision endoluminale, certaines machines (Voyager, Vitrea) permettent une navigation autonome et interactive [29]. D’autres nécessitent la détermination du centre de la lumière colique afin de permettre le cheminement endoluminal de l’endoscopie *D 2
  3. 3. Radiodiagnostic Coloscopie virtuelle par scanner 33-430-A-40 *A *B *A *B *A *B virtuelle [16]. L’analyse nécessite une étude complémentaire simultanée des vues 3D endoluminales [1, 9, 10] et des vues 2D axiales ou multiplanaires [7] (fig 3, 4). L’existence d’une image 2D en cartouche de la vue endoluminale permet de préciser la topographie exacte de la lésion (fig 5). La durée de la manipulation des images par le médecin varie entre 15 et 45 minutes [8]. Certaines techniques informatiques permettent une analyse plus ou moins automatisée (Automated-Path) de ce chemin endoluminal, réduisant en conséquence le temps médecin [24]. Les doses d’irradiation ont été régulièrement réduites et sont inférieures de 25 à 75 % à un examen scanographique standard abdominopelvien [13], car la différence de contraste est élevée entre la paroi colique et la lumière colique. Avec deux acquisitions (procubitus et décubitus), l’irradiation totale est identique à celle 3 Pli colique. A. La vue endoluminale permet d’aborder les deux lumiè-res au niveau de l’angle splénique. B. La vue en 2D confirme le pli colique saillant. 4 Polype sessile de 8 mm. Le nodule est visible en vue endo-luminale (A) et sur la vue 2D (B). 5 Polype sessile néoplasique. A, B. Lésion nodulaire d’implantation large sur l’angle splénique. La lésion est localisée au sein du côlon sur la petite image 2D (en bas à droite). d’un lavement baryté. Une réduction plus importante des paramètres d’irradiation entraînerait une dégradation du rapport signal sur bruit avec perte d’information et de résolution spatiale [18]. Résultats cliniques Cette méthode a été évaluée par des études in vitro [3], mais surtout à partir de séries de malades porteurs de cancers coliques [5, 22] et de patients présentant des polypes coliques. Ces études préliminaires portant sur plus de 2 000 malades démontrent une sensibilité de plus de 75 % et une spécificité supérieure à 90 % pour des cancers coliques et les polypes de plus de 10 mm. La sensibilité chute à 70 % pour les polypes compris entre 5 et 10 mm et à 28 % pour les 3
  4. 4. 33-430-A-40 Coloscopie virtuelle par scanner Radiodiagnostic polypes de moins de 5 mm [12]. La sensibilité s’élève à 85 % lorsqu’on utilise une double acquisition en procubitus et en décubitus [26]. Des études récentes prospectives plus larges (100 patients) révèlent une sensibilité totale de 82 % et une spécificité de 84 %, avec une valeur prédictive positive de 82 % et négative de 84 % [8]. Pour les polypes compris entre 6 et 9 mm (fig 6), la sensibilité et la spécificité s’élèvent respectivement à 94 et 92 % et les valeurs prédictives sont de 94 % pour la positive et 92 % pour la négative [8]. Pour les polypes supérieurs à 10 mm, la sensibilité, la spécificité, la valeur prédictive positive, la valeur prédictive négative sont de 96 % [8]. De plus, ces études révèlent certains avantages particuliers de la coloscopie virtuelle par rapport à la coloscopie conventionnelle [14]. Ainsi, la coloscopie virtuelle peut étudier le côlon en amont d’une lésion obstructive [5] et analyser de manière antégrade et rétrograde les berges des haustrations, révélant des lésions qui peuvent être méconnues par la coloscopie conventionnelle [7, 8]. Limites Les principales difficultés diagnostiques sont représentées par les résidus solides ou liquides à l’intérieur de la lumière intestinale [7]. Les anomalies sont plus faciles à identifier sur les coupes 2D car sur les images 3D endoluminales, elles apparaissent comme des formations en relief endoluminales et donc similaires aux véritables polypes (fig 7). Néanmoins, l’aspect saillant des lésions est souvent moins net et moins régulier (fig 8). La réalisation de deux spirales en positions différentes permet la mobilisation des résidus liquidiens. Ainsi, cette double étude qui accroît l’irradiation améliore nettement la détection de polypes de 10 mm en passant d’un taux 6 Petits polypes dans une polypose. A. La vue 2D met en évidence trois polypes de 2,89, 4,14 et 6,04 mm au niveau de la jonction sigmoïde-côlon des-cendant. B. Les trois polypes sont également visibles avec la vue endoluminale. de détection de 75 à 85 % [7]. Afin de faire disparaître cette difficulté en réduisant la contrainte de la préparation pour le malade, des études sont en cours pour marquer les selles au sulfate de baryum ou au gadolinium pour la colo-IRM, en donnant à boire au patient du produit de contraste 1 ou 2 jours avant l’examen [33]. Pour le baryum, les résultats ne semblent pas concluants ; pour le gadolinium, le prix est un obstacle non négligeable et l’efficacité de la procédure n’est pas encore démontrée. Pourtant, en marquant aussi les selles, il serait possible de réaliser en même temps un effacement électronique automatique de celles-ci [14]. L’analyse endoluminale nécessite une bonne distension de la lumière colique car l’endoscope virtuel doit être éloigné de la lésion endoluminale pour permettre une meilleure analyse endoluminale [25]. De plus, l’épaississement pariétal colique ne peut être affirmé que si la distension luminale est optimale [22]. Il existe des artefacts liés aux caractéristiques de reconstruction, c’est notamment le cas de l’artefact de balayage qui produit des cercles concentriques sur les parois coliques [8, 14, 25]. Il est facilement traité par lissage de l’image. En diminuant l’épaisseur de coupe et en réduisant le pitch, ces cercles concentriques sont réduits. Les artefacts de mouvement donnent naissance à une image linéaire, en relief sur les images endoluminales. Les contours coliques apparaissent également flous [18]. Le baryum et les corps métalliques qui modifient brutalement l’atténuation des rayons X entraînent des artefacts sur les contours coliques [26]. Lors de l’analyse des images obtenues, l’étude des reconstructions 2D et 3D est effectuée simultanément [7, 8, 14]. Une anomalie décelée sur une vue 2D axiale est immédiatement contrôlée par une vue endoluminale (fig 9, 10). L’épaississement pariétal colique peut être également contrôlé et étudié par simple basculement ou rotation de la lumière colique selon les modes de reformatations multiplanaires *A *B 7 Coloscopie virtuelle. Large polype de 4,5 cm de diamètre de l’angle splénique. A. Le pédicule obstrue la lumière colique. B. La surface du polype apparaît polylobée et lisse. *A *B 4
  5. 5. Radiodiagnostic Coloscopie virtuelle par scanner 33-430-A-40 *A *B *A *B *A *B (fig 11). Une étude comparant l’apport des images 2D et 3D confirme leur complémentarité indispensable, avec une sensibilité voisine pour chaque analyse [7]. Les limites actuelles de la coloscopie virtuelle sont celles d’une préparation colique insuffisante (fig 12) [22]. Un défaut d’insufflation et de distension colique limite également l’évaluation endoluminale virtuelle [25]. La tolérance clinique est généralement bonne, supérieure à la coloscopie, mais l’irradiation (voisine d’un lavement baryté en double contraste) est un facteur à intégrer, surtout dans une perspective de dépistage chez des sujets jeunes [14]. Le temps médecin nécessaire pour effectuer l’endoscopie virtuelle avec quatre études successives coliques complètes, à savoir déplacement 8 Cancer colique plan. A, B. La vue endoluminale virtuelle met en évidence un épaississement et une rigidité pariétale localisée. La vue en bas à droite localise la lésion sur le cadre colique. 9 Polype versus plis. A. La vue 2D du côlon descendant met en évidence une image nodulaire. B. La vue endoluminale révèle que la lésion correspond à un pli. 10 Polype sessile 3D versus 2D. A. Le polype est bien visible sur la vue endoluminale. B. Sur l’image 2D, la lésion n’est pas visible. antérograde et rétrograde, en incidences de décubitus et de procubitus sur la console de travail, est un facteur limitant important [25]. Place et avenir Par ses qualités, la coloscopie virtuelle peut être envisagée comme une méthode de dépistage des polypes coliques [8]. La coloscopie serait alors réservée aux patients suspects de polypes à la coloscopie virtuelle. Il est difficile actuellement, avec le nombre de scanners disponibles, d’envisager de remplacer toutes les coloscopies de dépistage par une coloscopie virtuelle [2]. Néanmoins, les résultats 5
  6. 6. 33-430-A-40 Coloscopie virtuelle par scanner Radiodiagnostic *A *B *C des études comparatives actuelles permettent d’envisager cette hypothèse, surtout si les développements informatiques raccourcissent les temps de traitement et permettent le développement d’une endoscopie virtuelle automatique, avec peut-être également une détection automatique des polypes par système expert [14]. En dehors du dépistage des polypes, où les États-Unis semblent largement impliqués [8], les autres applications de la coloscopie virtuelle que l’on peut envisager sont les échecs et les insuffisances de l’endoscopie par anomalie anatomique ou lésionnelle. Les lésions sténosantes rendent plus difficile la vacuité colique d’amont ; néanmoins, dans 75 % des cas, une étude endoscopique virtuelle d’amont est possible [5] (fig 13). La coloscopie virtuelle peut également être envisagée en complément de l’endoscopie en cas de lésion endoluminale décelée à la coloscopie, mais dont l’étiologie exacte reste indéterminée : lésion muqueuse, sous-muqueuse vasculaire ou pariétale ? L’analyse complète de la paroi colique peut faciliter le diagnostic. Il est ainsi possible d’apprécier les lésions péricoliques comme les abcès et les fistules. Contrairement à la bronchoscopie où le franchissement virtuel de la paroi bronchique permet de placer l’endoscope virtuel dans un environnement aérique identique [11, 30, 31], le franchissement de la paroi colique ne permet pas une véritable étude endoscopique de l’espace péricolique. La coloscopie virtuelle, ou plutôt l’étude scanographique du côlon, peut également être envisagée chez les personnes âgées peu valides où la coloscopie ou le lavement opaque sont difficiles à réaliser. Dans cette situation, les images 2D sont alors essentielles [22]. Enfin, dans une optique futuriste, il est possible d’envisager que la coloscopie virtuelle devienne le mode de formation des endoscopies et peut-être même qu’elle permette le téléguidage automatique de la coloscopie réelle pour la résection des polypes. Conclusion La coloscopie virtuelle reste une technique en période d’évaluation. Les 11 Tumeur villeuse dégénérée du sigmoïde. A. En décubitus, les acquisitions 2D ne révèlent que des diverticules et un épaississement sigmoïdien diffus. B. En procubitus, la formation tumorale (21 mm) est bien visible. C. La vue endoluminale confirme la tumeur et les diverticules. 13 Coloscopie incomplète. A. La vue endoluminale révèle une bifurcation de la lumière colique. B. La vue 2D montre une hernie ombilicale à contenu coli-que et explique l’arrêt du coloscope conventionnel au mi-lieu du transverse. *A *B 12 Artefacts. Sur le côlon transverse, on note une li-gne oblique déclive corres-pondant à la présence de liquide. Sur le bord gau-che, on constate des zones transparentes entre les plis, c’est l’image d’accolement du segment colique voisin, bien visible sur l’image 2D. 6
  7. 7. Radiodiagnostic Coloscopie virtuelle par scanner 33-430-A-40 premières études, notamment américaines, confirment les espoirs investis dans cette technique pour le dépistage des polypes, mais des séries plus importantes restent nécessaires. En dehors de cette importante contribution en cancérologie, la coloscopie virtuelle permet déjà, de manière ponctuelle, d’améliorer la qualité de l’étude standard du côlon au scanner. Références [1] Amiel M, Magnin IE, Friboulet D, Moll T, Revel D. L’image-rie médicale en 3D : concepts, bases techniques, applica-tions. Rev Im Med 1995 ; 7 : 107-116 [2] Bond JH. Virtual colonoscopy. Promising, but not ready for widespread use. N Engl J Med 1999 ; 341 : 1540-1542 [3] Dachman AH, Lieberman J, Osnis RB, Chen SY, Hoffmann KR,ChenCTet al. Small simulated polyps in pig colon: sen-sitivity of CT virtual colography. Radiology 1997 ; 203 : 427-430 [4] Debatin JF, Schoenenberger AW, Ludoldt W, Bauerfeind P, Krestin GP. 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