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Techniques d’imagerie dans l’exploration des pathologies art

  1. 1. Techniques d’imagerie dans l’exploration des pathologies artérielles cervicocérébrales L Brunereau F Fauchier E Asquier P Rouleau Résumé. – L’angiographie par résonance magnétique et l’angioscanner hélicoïdal sont deux méthodes récentes d’imagerie vasculaire qui ont la particularité d’être peu ou pas invasives. Après quelques rappels sur les principes techniques de ces méthodes d’imagerie vasculaire, le but de cet article est de souligner les avantages, ainsi que les limites de chacune d’entre elles et de définir leur place dans l’exploration des pathologies artérielles cervicocérébrales courantes. © 2000 Editions Scientifiques et Médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés. Mots-clés : angiographie par résonance magnétique (ARM), imagerie par résonance magnétique (IRM), angioscanner spiralé, angioscanner hélicoïdal. Introduction Depuis maintenant plus de 30 ans, l’artériographie conventionnelle est considérée comme examen de référence dans l’exploration vasculaire cervicale et cérébrale. Il s’agit d’une technique parfaitement maîtrisée par les radiologues et par les médecins prescripteurs. Cependant, cette méthode d’imagerie nécessite une ponction artérielle et une injection de produit de contraste iodé qui la rendent éminemment invasive. Selon les séries [4, 12, 13], le taux de morbimortalité imputable à l’artériographie conventionnelle oscille entre 1 et 4 %. Grâce à l’avènement des nouvelles méthodes d’explorations telles que l’échographie-doppler, le scanner (tomodensitométrie [TDM]) et l’imagerie par résonance magnétique (IRM), la tendance est à l’utilisation d’examens à visée vasculaire, non invasifs et fiables, qui apportent aux patients un confort indiscutable. L’exploration vasculaire procurée par un scanner s’appelle un angioscanner hélicoïdal (ASH) ou spiralé et l’exploration vasculaire procurée par une IRM s’appelle une angiographie par résonance magnétique (ARM). Angiographie par résonance magnétique C’est une méthode basée sur les principes mêmes de l’IRM et qui ne fait que privilégier les protons mobiles (protons vasculaires) par rapport aux protons immobiles (protons tissulaires). Malgré de nombreuses publications démontrant son intérêt, l’ARM a tardé à trouver sa place au sein de l’arsenal diagnostique dont disposaient les radiologues, les cliniciens et les chirurgiens pour explorer les vaisseaux cervicocérébraux. Les causes à ce retard étaient multiples Laurent Brunereau : Praticien hospitalier. Florence Fauchier : Chef de clinique. Élisabeth Asquier : Praticien hospitalier. Philippe Rouleau : Professeur des Universités, chef de service. Service de radiologie adultes, hôpital Bretonneau, centre hospitalier universitaire, 2, boulevard Tonnellé, 37044 Tours cedex 1, France. (nécessité d’un délai de mise au point de la technique, de résoudre les problèmes de fiabilité engendrés par de nombreux artefacts, concurrence directe de l’ASH...) mais la cause la plus évidente était certainement la difficulté que nous éprouvions tous à remettre en cause notre habitude d’utilisation ou de prescription de l’artériographie conventionnelle. Les images fournies par l’ARM sont morphologiquement proches de celles de l’artériographie conventionnelle. Pourtant, ses principes d’acquisition sont différents et leur connaissance est un prérequis indispensable à l’utilisation routinière de cette nouvelle méthode d’imagerie vasculaire. TECHNIQUES D’ANGIOGRAPHIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE (tableau I) Les techniques les plus anciennes sont appelées « temps de vol » ou time of flight et « contraste de phase » ou phase contrast. Ces techniques mises au point dès le milieu des années 1980 [33], bénéficient d’un recul suffisant pour être évaluée de façon fiable. La technique temps de vol est une technique robuste et fiable qui a permis d’imposer l’ARM comme examen de référence dans certaines pathologies cervicocérébrales. La technique contraste de phase est de principe et de mise au point plus complexes et d’interprétation plus difficile. Son seul réel avantage est d’apporter des informations quantitatives sur la vitesse circulatoire sanguine. Ces deux techniques ont l’avantage de procurer une imagerie vasculaire sans recourir à une injection d’un produit de contraste. Ceci rend l’ARM totalement non invasive et sans risque si les contre-indications habituelles de l’IRM sont respectées (pacemaker, clips chirurgicaux ferromagnétiques, corps étrangers ferriques intraoculaires). Récemment, une nouvelle technique d’ARM appelée « angiographie en contraste T1 avec injection de gadolinium » ou CE MRA (contrast enhanced magnetic resonance angiography) est apparue [10, 26, 27]. Elle nécessite une injection de produit de contraste (gadolinium) et a permis d’étendre les applications de l’ARM à d’autres territoires que le territoire cervicocérébral (aorte thoracoabdominale, artères des membres inférieurs...). Son évaluation dans différentes indications est en cours. Le principal inconvénient des techniques d’ARM est qu’elles sont sources d’artefacts qui peuvent gêner l’interprétation et amener à des erreurs diagnostiques. Pour les techniques de temps de vol et Encyclopédie Médico-Chirurgicale 31-642-B-30 31-642-B-30 Toute référence à cet article doit porter la mention : L Brunereau, F Fauchier, E Asquier et P Rouleau. Techniques d’imagerie dans l’exploration des pathologies artérielles cervicocérébrales. Encycl Méd Chir (Editions Scientifiques et Médicales Elsevier SAS, Paris, tous droits réservés), AKOS Encyclopédie Pratique de Médecine, 5-0780, Radiodiagnostic – Neuroradiologie-Appareil locomoteur, 31-642-B-30, 2000 , 6 p.
  2. 2. 31-642-B-30 Techniques d’imagerie dans l’exploration des pathologies artérielles cervicocérébrales Radiodiagnostic de contraste de phase, les artefacts dus au flux sanguin sont les plus problématiques [3, 8]. La technique CE MRA semble moins sujette à ce type d’artefacts mais possède actuellement une résolution spatiale limitée. PROTOCOLE D’EXPLORATION Il varie en fonction de l’indication et dépend des possibilités de l’appareil dont on dispose. Sur les nouveaux appareils, toutes les techniques sont réalisables et le protocole fait appel : – soit à une ou plusieurs séquences temps de vol ; – soit à une séquence CE MRA ; – soit à la conjonction des deux techniques. Il est évidemment possible d’associer des séquences standards d’IRM (T1, T2, T1 gadolinium...) aux séquences d’ARM. Le temps d’examen est pour le patient de 20 minutes, si l’on ne fait que des séquences d’ARM, et de 30 minutes si on y associe des séquences d’IRM. Toutes ces méthodes d’ARM font appel à un post-traitement différé de réalisation simple et rapide et qui donne des reconstructions vasculaire tridimensionnelles. Les logiciels les plus utilisés sont le maximum intensity projection (MIP) ou le volume rendering technique (VRT). Le post-traitement est automatisé et ne prend que 15 minutes au radiologue pour obtenir les images vasculaires. Toutes ces images sont fournies sur un support « film » habituel. ANGIOGRAPHIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE ET ANATOMIE VASCULAIRE CERVICOCÉRÉBRALE Il est possible de dépister des variantes anatomiques artérielles cervicocérébrales avec l’ARM : – les anomalies d’allongement [5, 6] telles que les sinuosités, les boucles et les plicatures particulièrement fréquentes au niveau des artères carotides internes et des artères vertébrales ; – les absences congénitales (fig 1) ou les hypoplasies artérielles carotidiennes ou vertébrales ; – les anastomoses carotidobasilaires [30] telles que les artères trijéminées, hypoglosses ou proatlantales ; – les variantes du cercle anastomotique de Willis [9, 24]. Dans cette indication, l’ARM est particulièrement intéressante pour évaluer les artères communicantes antérieures ou postérieures (fig 2) dans l’hypothèse d’une occlusion thérapeutique d’une artère carotide interne. Pour l’étude des artères cervicales, on utilise la technique temps de vol ou la technique CE MRA. En revanche, pour l’étude des artères cérébrales, on n’utilise que la technique temps de vol. ANGIOGRAPHIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE ET STÉNOSES CAROTIDIENNES ATHÉROSCLÉREUSES Dans les études NASCET (étude nord-américaine) et ECST (étude européenne) [11, 22], les lésions athéroscléreuses des bifurcations carotidiennes sont cotées en quatre stades en fonction du degré de sténose de l’artère carotide interne : – sténose de bas grade de 0 à 29%; – sténose de grade intermédiaire de 30 à 69 % ; – sténose de haut grade de 70 à 99 % ; – occlusion (100 %). Les études confrontant l’ARM et l’artériographie conventionnelle dans l’évaluation des sténoses carotidiennes symptomatiques utilisent les techniques temps de vol ou CE MRA (fig 3, 4). Dans cette indication précise, l’ARM temps de vol confrontée à l’artériographie conventionnelle possède une sensibilité de 89 à 100 % et une spécificité de 64 à 100 % selon les études [2, 14, 15, 18, 20, 21, 23]. La technique CE MRA apporte aussi des résultats très proches de ceux de l’artériographie conventionnelle [29]. Tableau I. – Avantages et inconvénients des techniques d’angiogra-phie par résonance magnétique. Avantages Inconvénients Temps de vol Pas d’injection Artefacts (flux sanguin++) Disponibilité sur tous les appareils Petit champ d’exploration Bonne résolution spatiale Séquences longues Reproductibilité Principe simple Contraste de phase Pas d’injection Faible disponibilité Quantification des vitesses Principe et interprétations complexes Artefacts (flux sanguin++) Séquences longues CE MRA Large champ d’exploration Résolution spatiale limite Séquences courtes Injection indispensable Moins d’artefacts de flux Faible disponibilité CE MRA : contrast enhanced magnetic resonance angiography. 1 Absence congénitale de l’artère carotide interne droite. Angiographie par réso-nance magnétique (temps de vol) cervicocérébrale : pe-tit calibre de l’artère caro-tide primitive droite (têtes de flèche). Absence de flux dans l’artère carotide in-terne droite (flèche). 2 Hypoplasie de l’artère communicante postérieure gauche. Angiographie par résonance magnétique (temps de vol) intracrânienne : bonne visibi-lité de l’artère communicante postérieure droite et de l’artère communicante antérieure (têtes de flèche). Non-visibilité de l’artère communicante postérieure gauche (flèche). 2
  3. 3. Radiodiagnostic Techniques d’imagerie dans l’exploration des pathologies artérielles cervicocérébrales 31-642-B-30 Dans les dépistages des occlusions carotidiennes, les techniques temps de vol (surtout en deux dimensions [2D]) et CE MRA possèdent d’excellentes sensibilité et spécificité (fig 5) [2, 3, 10, 15, 23, 25, 29, 32]. Compte tenu des excellentes performances de l’ARM, il est possible de considérer cette méthode d’imagerie comme complément préchirurgical indispensable à l’échographie-doppler dans la prise en charge des sténoses carotidiennes symptomatiques [23]. ANGIOGRAPHIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE ET DISSECTION DES ARTÈRES CERVICALES La dissection des artères cervicales est définie par la survenue d’un hématome dans la paroi artérielle. Il existe schématiquement trois formes : la forme sténosante, la forme occlusive et la forme anévrismale. Cette dissection peut concerner les artères carotides internes et/ou les artères vertébrales. Le diagnostic des dissections carotidiennes dans le premier mois après leur survenue, fait maintenant appel à l’ARM (temps de vol) qui a démontré de telles performances (sensibilité 95 %, spécificité 5 Occlusion de l’artère carotide interne gauche. Angiographie par réso-nance magnétique (temps de vol) cervicocérébrale : ab-sence de signal de flux dans la totalité de l’artère caro-tide interne gauche (flè-ches). 100 %), que l’artériographie conventionnelle n’est généralement plus indiquée (fig 6, 7) [17]. En revanche, le diagnostic avec l’ARM des dissections vertébrales à la même phase pose plus de problèmes car ces artères possèdent un segment endothoracique (segment V1), un autre segment dans le canal transversaire (segment V2) et présentent un calibre variable et plus petit que celui des artères carotides internes. Dans cette indication, la spécificité de l’ARM temps de vol est excellente (100 %) mais sa sensibilité est faible (25 %). ANGIOGRAPHIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE ET ANÉVRISMES INTRACRÂNIENS Récemment plusieurs études ont démontré que l’ARM pouvait jouer un rôle majeur dans le dépistage des anévrismes intracrâniens grâce à des séquences temps de vol (fig 8) [7, 28]. Le seuil de détection des anévrismes semble être aux alentours de 3 mm. La majorité des hémorragies méningées survenant avec des anévrismes dont la taille excède 5 mm, on peut considérer que l’ARM temps de vol est actuellement l’examen idéal pour la recherche d’anévrismes asymptomatiques chez des patients à risque (polykystose rénale, antécédents familiaux de rupture anévrismale). Angioscanner hélicoïdal PRINCIPES Le principe de la technique hélicoïdale regroupe une rotation continue du tube à rayons X autour du patient et le déplacement concomitant et à vitesse constante de la table d’examen. Le profil 3 Sténose de haut grade de l’artère carotide interne gauche. A. Angiographie par résonance magnétique (temps de vol) cervi-cale : rétrécissement sévère du diamètre de l’artère carotide in-terne gauche dans son segment bulbaire (flè-che). B. Angiographie par résonance magnétique (ARM) CE MRA cer-vicocérébrale : même constatation que sur la séquence temps de vol (flèche) mais avec une résolution spatiale plus faible compte tenu du choix d’un large champ de vue. *A *B 4 Sténose du siphon carotidien droit. Angiographie par résonance magnétique (temps de vol) in-tracrânienne : réduction du calibre du segment C5 du siphon carotidien droit (flèche) par rapport au côté gau-che. 3
  4. 4. 31-642-B-30 Techniques d’imagerie dans l’exploration des pathologies artérielles cervicocérébrales Radiodiagnostic *A d’acquisition des données a une forme en « hélice » ou en « spirale » et les coupes sont obtenues dans un second temps grâce à l’utilisation d’un logiciel de post-traitement. La somme des coupes donne un volume à partir duquel on peut reconstruire des images en 2D ou 3D. Dans le domaine vasculaire, les logiciels de reconstruction les plus utilisés sont : pour les images 2D, le multiplanar reconstruction (MPR) ; pour les images 3D, le surface shaded display (SSD), le MIP et le VRT. Pour opacifier les artères, une injection de produit de contraste iodé est indispensable. Les contre-indications à l’ASH sont uniquement celles de l’injection d’iode : allergie vraie, insuffisance rénale. PROTOCOLE D’EXPLORATION Les coupes réalisées doivent être les plus fines possibles (1 mm) pour obtenir une résolution spatiale optimale. La quantité totale de produit de contraste injecté est aux alentours de 100 mL (entre 1,5 et 2 mL/kg). Une parfaite synchronisation entre l’apparition du pic artériel et l’acquisition des images est indispensable. Après la réalisation de l’ASH, un scanner cérébral peut être pratiqué dans le même temps afin d’étudier le parenchyme cérébral à la recherche de séquelles ischémiques ou de zones de rupture de la barrière hématoencéphalique qui contre-indiqueraient temporairement une endartérectomie carotidienne. L’examen dure pour le patient *A *B 20 minutes. En revanche, pour le radiologue, le temps de post-traitement des images est plus long (30 minutes) pour obtenir toutes les reconstructions vasculaires souhaitables. 6 Dissection de l’artère carotide interne gauche (segment moyen). A. Imagerie par réso-nance magnétique sé-quence axiale pondérée T1 : élargissement du diamètre externe de l’artère carotide in-terne gauche, avec hé-matome mural refou-lant la lumière (flè-ches). B. Angiographie par résonance magnétique (temps de vol) cervico-cérébrale : hématome suspendu dans la paroi de l’artère carotide in-terne gauche (flèche). *B 7 Dissection de l’artère carotide interne (segment sous-pétreux). Angiographie par réso-nance magnétique (temps de vol) cervicocérébrale : hématome suspendu dans la paroi de l’artère carotide interne gauche (flèche). 8 Anévrisme sylvien droit. A. Angiographie par résonance magnétique (temps de vol) intracrânienne : image d’addition localisée sur la bifurcation sylvienne droite évoquant un anévrisme sac-ciforme. B. Artériographie conventionnelle : confirmation de l’anévrisme sacciforme de 8 mm de diamètre intéressant la bifurcation sylvienne droite. 4
  5. 5. Radiodiagnostic Techniques d’imagerie dans l’exploration des pathologies artérielles cervicocérébrales 31-642-B-30 *A *B ANGIOSCANNER HÉLICOÏDAL ET STÉNOSES CAROTIDIENNES ATHÉROSCLÉREUSES La concordance entre ASH et artériographie conventionnelle est évaluée entre 85 et 90 % selon les séries [16, 19, 31], tous degrés de sténose confondus. Elle est de 100 % pour les occlusions, de 90 à 100 % pour les sténoses de haut grade (fig 9, 10), et de 60 à 80% pour les sténoses de grade modéré ou faible. L’existence d’une calcification circonférentielle de la plaque athéromateuse rend difficile l’analyse de la sténose et peut être responsable d’une surestimation de son degré par phénomène de durcissement de rayon. L’étude des siphons carotidiens est délicate en ASH. En effet, la proximité des os de la base du crâne et le rehaussement précoce des plexus veineux des sinus caverneux gênent considérablement l’analyse de leurs contours ; cela constitue une des limites majeures de l’ASH dans cette indication. ANGIOSCANNER HÉLICOÏDAL ET ANÉVRISMES INTRACRÂNIENS Il peut être utilisé pour l’étude du polygone de Willis et des artères intracrâniennes (fig 11). Il détecte les anévrismes dont la taille est supérieure à 3 mm avec une sensibilité de 96 % et une spécificité de 100 % comparé à l’artériographie conventionnelle. Il peut être proposé dans le cadre d’un dépistage systématique d’anévrismes intracrâniens dans une population à risques (forme familiale, polykystose rénale). En effet, si l’ARM temps de vol constitue actuellement l’examen de choix dans cette indication, cette méthode d’imagerie n’est pas toujours réalisable (contre-indication, non-disponibilité d’une IRM) et l’ASH peut alors être une bonne alternative (fig 12). Certaines équipes l’utilisent même à la phase aiguë d’une rupture anévrismale dans le but d’éviter la réalisation d’une artériographie conventionnelle. 9 Sténose de haut grade de l’artère carotide interne droite. A. Angioscanner hélicoïdal (ASH), reconstruction en trois dimensions (« maximum intensity projection ») : visualisation d’un rétrécissement supérieur à 70 %du calibre de la lumière de l’artère carotide interne droite (flèche). Présence d’une calcification de la plaque athéromateuse (tête de flèche) qui gêne l’interprétation de la lumière résiduelle. B. Angioscanner hélicoïdal, image native dans le plan axial : confirmation de la sténose serrée de l’artère carotide interne droite (flèche). Délimitation nette de la lumière rési-duelle et de la plaque athéromateuse (tête de flèche) (remerciements au Dr Cottier, service de neuroradiologie, centre hospitalo-universitaire, Tours). 10 Sténose de haut grade de l’artère carotide interne gauche. Angioscanner hélicoïdal re-construction tridimension-nelle, (« maximum inten-sity projection ») : sténose filiforme de l’artère carotide interne gauche dans son segment bulbaire (flèche). Absence de calcification de la plaque pouvant gêner l’interprétation (remercie-ments au Dr Cottier, service de neuroradiologie, cen-tre hospitalo-universitaire, Tours). 11 Analyse du polygone deWillis. Angioscanner hélicoïdal tridimensionnel reconstruction tridimensionnel (« surface shaded display ») : bonne visualisation du polygone de Willis et des artères cérébrales (remerciements au Dr Cottier, service de neuroradiologie, centre hospitalo-universitaire, Tours). 5
  6. 6. 31-642-B-30 Techniques d’imagerie dans l’exploration des pathologies artérielles cervicocérébrales Radiodiagnostic Conclusion De nos jours, la prise en charge des pathologies vasculaires cervicocérébrales doit faire appel en première intention à des méthodes d’imagerie non invasives telles que l’échographie-doppler, l’ARM ou l’ASH. L’ARM a déjà démontré une fiabilité incontestable dans l’exploration des sténoses et occlusions carotidiennes athéromateuses, dans l’exploration des dissections carotidiennes et dans la recherche d’anévrismes intracrâniens. L’ASH a démontré des performances comparables à celles de l’ARM dans l’analyse des sténoses et occlusions carotidiennes et dans la recherche d’anévrismes intracrâniens. En outre, ces deux méthodes d’imagerie vasculaire permettent aussi l’exploration du parenchyme cérébral dans le même temps d’examen. Les indications de l’artériographie conventionnelle ont donc toutes les raisons, à l’avenir, de délaisser le versant diagnostique pour se focaliser sur les problèmes thérapeutiques. Références [1] Alberico RA, Ozsvath R, Casey S, Patel M. Helical CT angio-graphy for the detection of intracranial aneurysms. Am J Neuroradiol 1996 ; 17 : 1002-1003 [2] Anderson CM, Lee RE, Lewin DL, Santos De La Torre A, Saloner D. Measurement of internal carotid artery stenosis from source MR angiograms. Radiology 1994 ; 193 : 219-226 [3] Anderson CM, Saloner D, Tsudura JS, Shapiro LG, Lee RE. Artifacts in maximum-intensity-projection display of MR angiograms: pictorial essay. AJR Am J Roentgenol 1990 ; 154 : 623-629 [4] AtlasWS.MRAngiographyin neurologic disease.Radiology 1994 ; 193 : 1-16 [5] Barbour PJ, Castaldo JE, Rae-GrantADet al. Internal carotid artery redundancy is signifiantly associated with dissec-tion. 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