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Neurologie
Nouvelles techniques d'imagerie scanner et IRM pour l'étude des vaisseaux cervicoencéphaliques
Cours de Neurologie
 

 

Introduction :

L’atteinte des gros vaisseaux cervicaux représente l’une des trois grandes causes de l’ischémie cérébrale.

L’artériographie constitue la méthode de référence pour préciser le type d’atteinte vasculaire.

Cet examen nécessite une ponction de l’artère fémorale, un cathétérisme des troncs supra-aortiques ainsi qu’une injection de produit de contraste iodé.

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Le risque de complication thromboembolique lié au cathétérisme n’est pas négligeable et peut être estimé entre 1 et 4 % selon les études.

Ce risque apparaît d’autant plus important que le sujet est âgé et que la durée d’examen est longue.

Le recours aux techniques d’imagerie non invasives devrait permettre de repousser de plus en plus loin les indications de l’angiographie conventionnelle.

Parmi elles, l’échographie-doppler est un examen de choix en raison de sa parfaite innocuité et des renseignements à la fois morphologiques et hémodynamiques qu’il apporte mais il ne peut être utilisé comme seul outil diagnostique car si cette méthode est sensible, elle reste assez peu spécifique.

En scanner, les progrès les plus récents concernent l’acquisition hélicoïdale ou spiraléeapparue au début des années 1990 permettant une exploration rapide et précise des éléments vasculaires.

Enfin, en ARM, de nouvelles séquences d’imagerie rapides en acquisition 3D se sont développées très récemment permettant d’obtenir, après injection de produit de contraste, une étude vasculaire sur une grande hauteur en un temps rapide.

Le principe et les résultats de ces nouvelles techniques d’imagerie scanner et imagerie par résonance magnétique (IRM) seront discutés et illustrés à partir d’exemples précis issus de notre expérience.

Angioscanner hélicoïdal :

A - Principe :

La rotation conventionnelle qui équipait jusqu’ici la plupart des appareils scanographiques était basée sur des mouvements alternatifs du tube et un repositionnement de celui-ci entre chaque coupe.

L’acquisition des images était dite séquentielle car le déplacement de la table s’effectuait uniquement entre chaque coupe.

La rotation continue constitue une avancée technologique importante : l’ensemble tube-détecteurs tourne à vitesse constante autour du patient et selon un même sens.

Si cette rotation continue du tube s’associe à un déplacement simultané de la table d’examen, l’acquisition est dite hélicoïdale.

Le gain de temps est très important carle volume exploré est balayé en un seul temps, très court, de l’ordre de 30 secondes.

Cette technique est particulièrement performante pour l’exploration vasculaire et utilise une quantité relativement faible de produit de contraste.

Cette rapidité d’acquisition, d’un grand confort pour le patient, va permettre de supprimer ou de diminuer les artefacts cinétiques liés aux mouvements respiratoires ou de déglutition.

Les artefacts créés par la pulsatilité des structures artérielles seront également fortement diminués.

En revanche, la rotation continue va entraîner un échauffement important du tube pouvant limiter la durée de l’acquisition et la hauteur d’exploration.

Des progrès récents ont été réalisés concernant les capacités thermiques et d’évacuation de la chaleur de l’anode, ainsi que sur la qualité des détecteurs, ce qui permet d’obtenir des images de qualité sur une plus grande hauteur.

B - Technique d’examen :

Un examen scanographique hélicoïdal des vaisseaux du cou se déroule en plusieurs étapes et nécessite le choix de multiples paramètres.

Le patient est installé sur la table d’examen en décubitus dorsal après la mise en place d’un abord veineux antécubital.

Un cliché digitalisé du rachis cervical de profil permet de sélectionner le volume à explorer.

La tête doit être suffisamment défléchie pour éviter les artefacts d’origine dentaire.

Des coupes séquentielles sans injection peuvent être réalisées afin de repérer le niveau des bifurcations et évaluer l’importance des calcifications vasculaires.

En effet, la présence de calcifications pariétales volumineuses à l’origine des artères carotides internes nécessite, après injection, un filtre de reconstruction adapté pour une analyse optimale de la lumière vasculaire.

Un balayage hélicoïdal ou spiralé avec injection de produit de contraste iodé est ensuite programmé.

Le patient doit rester parfaitement immobile pendant toute la durée de l’examen en gardant une respiration douce et en évitant tout mouvement de déglutition.

L’épaisseur de coupe est habituellement de 2 ou 3 mm.

Une épaisseur de coupe trop fine entraîne un bruit surajouté au niveau de l’image alors qu’une épaisseur trop importante entraîne une perte de définition des contours.

La vitesse de déplacement de la table peut varier de 2 à 4 mm/s selon la hauteur à explorer.

La notion de pitch traduit l’étirement du volume exploré.

Il est égal au produit de la vitesse de déplacement de la table par la durée de rotation du tube sur l’épaisseur nominale de coupe.

En utilisant un pitch de 1, l’épaisseur réelle de coupe est très proche de l’épaisseur nominale, ce qui permet d’obtenir une bonne résolution spatiale et une faible distorsion des images dans l’axe longitudinal.

Les autres éléments à définir avant l’acquisition concernent principalement le temps de balayage ainsi que les paramètres d’injection.

L’injection doit être suffisamment longue pour obtenir un rehaussement vasculaire homogène, intense, en plateau, pendant toute la durée de l’acquisition.

L’utilisation d’un produit de contraste non ionique, à forte concentration en iode, permet d’obtenir un très bon contraste vasculaire, une bonne tolérance et un faible risque de toxicité locale en cas d’extravasation.

Pour l’exploration des troncs supra-aortiques, le protocole habituel comprend un temps d’acquisition d’environ 30 secondes et une dose totale de 100 à 120 mL de produit de contraste injectée à un débit de 3 mL/s.

Un délai de 20 secondes entre le début de l’injection et le début de l’acquisition permet d’obtenir un bon contraste dans la majorité des cas.

Cependant, chez les patients insuffisants cardiaques, le temps de transit du bolus peut être allongé et il est alors conseillé de réaliser au préalable une série de coupes en mode dynamique centrée sur la carotide primitive avec injection d’une faible quantité de produit de contraste afin de déterminer précisément le temps d’apparition du pic de rehaussement intravasculaire.

Une fois l’acquisition terminée, le patient peut sortir de la salle d’examen mais il faut attendre le traitement informatique des données brutes pour visualiser les images dans le plan axial (environ 10 minutes).

Ce traitement consiste à convertir les données volumiques en données planes grâce à des algorithmes d’interpolation qui tendent à corriger les artefacts liés aux mouvements de la table.

L’incrément, le type d’interpolation, le filtre de reconstruction, les fenêtres et le champ de vue sont déterminés par l’opérateur.

C - Traitement de l’image :

Trois modes de reconstruction vasculaire sont réalisés en routine, le plus souvent de façon différée, sur une console de traitement indépendante : bidimensionnelle (2D) multiplanaire, 3D surfacique et MIP (maximum intensity projection).

Un quatrième type de reconstruction, d’apparition plus récente, semble très prometteur pour l’étude des lésions vasculaires calcifiées.

Il s’agit des reconstructions 3D volumiques permettant d’obtenir une imagerie par transparence.

Nous allons détailler le principe du traitement de ces images puis nous en résumerons les avantages et inconvénients sous forme d’un tableau comparatif.

1- Reconstructions bidimensionnelles multiplanaires :

Ce sont des représentations 2D réalisées selon n’importe quel plan de l’espace.

Les coupes longitudinales orientées dans l’axe du vaisseau permettent l’étude des bifurcations carotidiennes.

Cependant, l’ensemble du vaisseau est rarement visualisé sur un seul plan de coupe et l’analyse peut s’avérer difficile lorsque les artères apparaissent tortueuses.

Il est alors possible de guider l’orientation du plan de coupe à partir de reconstructions tridimensionnelles surfaciques et de réaliser des coupes selon une orientation irrégulière (reconstruction curviligne).

Il s’agit d’une méthode de reconstruction rapide permettant de visualiser simultanément la lumière artérielle et les structures adjacentes mais elle nécessite un opérateur entraîné car le degré d’une sténose carotidienne peut être faussement majoré.

2- Reconstructions tridimensionnelles surfaciques :

Elles sont obtenues après avoir défini un niveau de densité appelé « valeur seuil ».

Tous les voxels dont la densité est inférieure à ce seuil seront éliminés de l’image alors que tous les voxels de densité supérieure seront sélectionnés et représentés selon la même tonalité.

Une impression 3D est ensuite obtenue par des techniques informatiques d’ombrage et de surfaces cachées : les pixels les plus proches de l’observateur apparaissent les plus blancs, et si plusieurs structures se projettent dans le même axe de vision, seuls les pixels les plus proches sont représentés.

Une sélection de la région d’intérêt peut être réalisée afin d’éliminer les structures gênantes (veine jugulaire, os, cartilage).

Il est possible ensuite de visualiser les images selon l’angle de vue souhaité mais l’information en densité est perdue en raison du choix d’un seuillage.

Ainsi, les calcifications pariétales seront confondues avec la lumière artérielle car ces deux structures ont une densité élevée.

D’autre part, le choix de la valeur seuil est difficile et aléatoire, ce qui peut conduire à une sur- ou sousestimation du degré de sténose.

3- Projections MIP :

Elles sont d’utilisation courante en IRM et se rapprochent de l’angiographie conventionnelle car les images sont obtenues par projection sur un plan et selon un axe donné, des pixels d’intensité maximale (MIP).

Ce type de reconstruction nécessite une sélection rigoureuse de la région d’intérêt et le choix préalable de l’axe de projection et du nombre de vues désiré.

Cette technique apporte des informations en densité, ce qui permet notamment de distinguer la lumière vasculaire injectée de tonalité grise des calcifications qui apparaissent en blanc.

En revanche, la représentation spatiale est impossible sur une seule projection expliquant qu’une calcification située à distance du vaisseau puisse se projeter en bordure de la lumière vasculaire.

Les reconstructions MIP peuvent être appliquées à tout un volume ou seulement à quelques coupes.

Les images MIP appliquées à de faibles volumes ont l’avantage d’être obtenues plus rapidement.

4- Reconstructions tridimensionnelles volumiques :

Il s’agit d’un mode de reconstruction beaucoup plus récent en cours d’évaluation.

Cette technique possède théoriquement de nombreux avantages par rapport aux reconstructions MIPet surfaciques car elle garde les avantages de chaque méthode sans en avoir les inconvénients.

Un histogramme d’intensité des voxels permet de représenter graphiquement la distribution des différentes valeurs de densité comprises dans le volume.

Les images sont ensuite obtenues par sélection de un ou plusieurs groupes de voxels à partir de cet histogramme.

Cette sélection est représentée par un ou plusieurs graphiques appelés trapèzes en raison de leur forme.

Une valeur d’opacité est ensuite appliquée pour chaque trapèze permettant de définir leur transparence relative.

L’image angiographique est obtenue par projection sur un plan selon un axe donné et selon un angle de rotation déterminé.

Pour l’étude des lésions vasculaires calcifiées, il est nécessaire de sélectionner deux trapèzes.

Le premier doit être centré sur des valeurs de densité de même niveau que le produit de contraste intravasculaire avec une valeur d’opacité élevée afin d’obtenir une analyse optimale de la lumière artérielle.

Le second doit être centré sur des densités élevées, de type calcique, avec une valeur d’opacité aussi faible que possible de façon à obtenir un effet de transparence et visualiser la lumière artérielle à travers les plaques calcifiées adjacentes.

Ce mode de reconstruction apparaît donc très intéressant pour l’étude des sténoses athéroscléreuses calcifiées de la bifurcation carotidienne.

Son utilisation est cependant délicate et nécessite un opérateur entraîné ainsi qu’une informatique puissante.

D - Principales indications et résultats :

1- Athérosclérose des vaisseaux cervicaux :

Les lésions sont distribuées de façon assez caractéristique au niveau des segments proximaux des artères cervicales.

Les bifurcations carotidiennes, l’origine des artères carotides internes et l’origine des artères vertébrales constituent des sites privilégiés de l’athérosclérose.

Les études multicentriques sur l’endartériectomie carotidienne ont prouvé le bénéfice de la chirurgie en cas de sténose carotidienne symptomatique supérieure à 70 % en diamètre et plus récemment, en cas de sténose asymptomatique supérieure à 60 %, à condition que le taux de morbidité soit faible y compris celui lié à l’angiographie.

Les travaux rapportés dans la littérature sur l’angioscanner hélicoïdal sont assez peu nombreux et ne concernent que des groupes limités de patients.

Ces études ont surtout évalué la concordance globale entre le scanner hélicoïdal et l’angiographie conventionnelle pour la classification du degré de sténose dans les différents sous-groupes de l’étude NASCET et se sont peu intéressées à la caractérisation de la plaque.

La concordance globale est satisfaisante mais variable selon les auteurs car la technique utilisée n’a pas toujours été la même.

Les premières études n’ont montré qu’une faible concordance avec l’angiographie mais la technique utilisée était peu adaptée à l’étude des bifurcations carotidiennes.

Des études plus récentes prouvent que l’estimation du degré de sténose est d’autant plus précise que le rétrécissement est sévère avec un taux de concordance variant de 82 à 96 % selon les auteurs et la technique utilisée et une sensibilité et une spécificité proches de 100 % pour la détection des sténoses de haut grade, surtout si l’on s’aide de la lecture des coupes natives dans le plan axial ou des reconstructions 2D multiplanaires.

En revanche, les reconstructions 3D surfaciques apparaissent nettement moins fiables en raison du choix arbitraire de la valeur seuil.

Toutes les études ont également prouvé la fiabilité du scanner pour la distinction entre occlusion et sténose préocclusive grâce à la lecture des coupes axiales, ce qui constitue un élément très important pour la conduite à tenir thérapeutique.

Il n’existe en revanche aucune étude dans la littérature sur l’analyse morphologique de la plaque en scanner.

Les calcifications au sein de la plaque sont naturellement très bien détectées en scanner mais cela n’est pas d’un grand intérêt sur le plan clinique et pronostique.

Il semble que les ulcérations soient rarement bien délimitées, sauf lorsqu’elles sont volumineuses.

Dans une étude de Link rapportée en 1996 et portant sur 46 patients consécutifs, sur dix images d’ulcération visibles en angiographie, une seule a été détectée en scanner.

Il n’a pas été publié non plus de corrélation entre la densité de la plaque et les données anatomopathologiques.

Pourtant, il est probable que l’aspect fortement hypodense d’une plaque soit en rapport avec des remaniements hémorragiques alors que les plaques fibreuses, peu symptomatiques, apparaissent volontiers plus denses.

L’évaluation des lésions athéroscléreuses cervicales par scanner hélicoïdal comporte des limites liées essentiellement au caractère segmentaire de l’exploration.

Dans le territoire carotidien, l’étude des siphons carotidiens et des gros troncs proximaux est difficile en raison du trajet complexe de ces artères et de leur environnement osseux et veineux.

La présence de calcifications au sein de la paroi artérielle peut d’autre part gêner l’interprétation des images, surtout si elles sont volumineuses, concentriques et situées au contact de la lumière injectée.

L’évaluation de la lumière vasculaire devient alors parfois impossible sur les représentations surfaciques et MIP, malgré la réalisation de multiples projections.

Dans le territoire vertébrobasilaire, les vaisseaux sont difficilement analysables en raison de leur petit diamètre, de la hauteur importante à explorer, des rapports osseux et des variations anatomiques fréquentes.

La détection des lésions sténosantes à l’origine des artères vertébrales est en particulier très difficile.

Enfin, l’évaluation du polygone est possible au cours du même examen mais, contrairement à l’échographie-doppler, elle n’est que morphologique et nécessite une deuxième injection de produit de contraste.

2- Dissection artérielle carotide et vertébrale :

L’angiographie conventionnelle constituait autrefois l’examen essentiel pour le diagnostic de dissection des artères cervicales ; l’aspect le plus évocateur étant celui d’une sténose progressive, irrégulière, filiforme, étendue sur plusieurs centimètres, parfois associée à une image de faux anévrisme.

À l’étage carotidien, la dissection débute le plus souvent en aval du bulbe et se poursuit jusqu’au segment intrapétreux où l’artère retrouve alors un calibre normal.

Dans le territoire vertébrobasilaire, la dissection est souvent localisée à la portion terminale de l’artère vertébrale.

L’artériographie n’étudie que le retentissement de la dissection sur la lumière artérielle et de ce fait, apparaît peu spécifique dans les cas de dissection à forme occlusive.

L’angioscanner, en revanche, apporte des arguments directs et indirects grâce à son étude simultanée de la paroi artérielle et de la lumière vasculaire.

L’analyse des images natives dans le plan axial en coupes fines sur une grande hauteur est alors d’un intérêt fondamental.

Le segment disséqué apparaît augmenté de calibre et présente une lumière sténosée et excentrée se rehaussant lors de l’injection (flux circulant) associée à une zone hypodense en « croissant » (hématome intrapariétal) parfois cerclée d’un liseré hyperdense.

L’association d’une sténose longue et irrégulière et d’un anévrisme est très évocatrice de dissection.

La sensibilité et la spécificité de l’angioscanner sont proches de 100 % pour le diagnostic de dissection des artères carotides.

Dans notre expérience, l’augmentation de calibre de l’artère carotide est le signe le plus constant et le plus spécifique constituant souvent le seul critère diagnostique dans les formes occlusives.

Ce signe doit être recherché sur les coupes les plus basses du scanner cérébral sans injection réalisé en urgence dans le cadre du bilan d’infarctus du sujet jeune.

Dans le suivi évolutif des dissections artérielles, l’angioscanner hélicoïdal peut également avoir une place importante permettant de décider d’un traitement antiagrégant au long cours en cas d’anévrisme, de sténose résiduelle ou d’angiopathie sous-jacente.

Le suivi des anévrismes postdissection dans le territoire carotidien est particulièrement bien évalué en scanner.

Notre expérience dans ce domaine montre que les dissections à forme sténosante régressent complètement dans la plupart des cas alors que les formes occlusives se reperméabilisent très souvent dans les 2 ou 3 mois suivant la dissection, laissant parfois place à une artère d’aspect hypoplasique.

Les anévrismes apparaissent stables ou diminuent de taille dans la moitié des cas.

L’épaississement pariétal qui représentait un des meilleurs signes de dissection au stade aigu régresse dans la majorité des cas et seul un discret épaississement de la paroi peut être observé à long terme dans de rares cas.

E - Limites de la technique :

Cet examen ne peut pas être considéré comme dépourvu de risque en raison de son irradiation et de la nécessité d’injecter un produit de contraste iodé, ce qui peut limiter ses indications, notamment chez les patients diabétiques, âgés, allergiques ou insuffisants rénaux.

Le volume étudié est souvent limité car il existe un compromis entre la hauteur explorée et la qualité des images.

Ainsi, l’analyse sera d’autant plus précise que les coupes sont fines, le déplacement de table réduit et l’incrément faible.

Le temps nécessaire au posttraitement des images peut être long si l’on réalise une segmentation rigoureuse de la région d’intérêt et si plusieurs techniques de reconstruction sont appliquées.

Angiographie par résonance magnétique avec injection de gadolinium :

Les principales séquences utilisées en ARM faisaient appel jusqu’à ces dernières années à des techniques en « temps de vol » appelées également time of flight (TOF) ou en « contraste de phase ».

En ARM en temps de vol, l’hypersignal vasculaire est secondaire à un phénomène d’entrée de coupe : les protons mobiles passent d’un état d’équilibre à un état excité en entrant dans la coupe, ce qui est responsable d’un signal intense alors que les protons immobiles sont continuellement excités et ne donnent aucun signal.

L’ARM en contraste de phase est plus rarement utilisée car plus complexe d’utilisation.

Cette technique est basée sur l’analyse de la phase des protons mobiles par application de deux gradients de même intensité mais de sens opposé.

Le déphasage des spins étant proportionnel à leur vitesse de déplacement, cette méthode permet de déterminer le sens du flux et apporte une analyse quantitative sur les vitesses d’écoulement.

Les nombreuses études publiées depuis une dizaine d’années sur l’évaluation de l’ARM ont montré que la technique en temps de vol, la plus simple et la plus répandue, était responsable d’artefacts liés au flux sanguin entraînant une perte de signal intravasculaire.

Ces artefacts constituent le facteur limitant essentiel pour l’analyse des sténoses.

En effet, lorsque le flux est laminaire, les protons sont en phase (orientés dans le même sens) et le signal obtenu est homogène alors que lorsque le flux est turbulent, en aval d’une sténose par exemple, les protons sont orientés de façon aléatoire et cette dispersion de phase des spins entraîne une perte de signal, expliquant la majoration du degré et de l’étendue d’une sténose.

Un autre artefact est représenté par la saturation des flux lents au cours de leur traversée dans le volume étudié entraînant une perte de signal dans l’artère carotide en aval d’une sténose sévère.

Les deux autres facteurs limitants essentiels de l’ARM en temps de vol sont le temps d’acquisition des images (5 à 10 minutes) qui nécessite une parfaite coopération du patient ainsi que la hauteur explorée relativement limitée ne permettant pas d’étudier l’ensemble des vaisseaux cervicoencéphaliques depuis les ostia jusqu’au polygone deWillis.

L’amélioration progressive des séquences et des appareils IRM permet aujourd’hui de pallier ces inconvénients.

A - Principe :

Cette méthode utilise des séquences très rapides en écho de gradient 3D dont les paramètres doivent être optimisés de façon à obtenir la meilleure résolution spatiale possible avec un temps d’acquisition inférieur à 1 minute.

Sans injection, les protons immobiles et le sang circulant apparaissent fortement hypo-intenses par effet de saturation car les impulsions très rapprochées et répétées émises par l’antenne entraînent un état d’excitation permanent des protons d’où l’absence de signal.

Seule la graisse peut apparaître en discret hypersignal.

L’injection de gadolinium va entraîner un tel raccourcissement du temps de relaxation T1 du sang circulant que celui-ci devient impossible à saturer, d’où un hypersignal intense des vaisseaux lors du passage du bolus.

Cet hypersignal n’est pas lié aux phénomènes d’entrée de coupe comme dans la technique en temps de vol mais traduit un remplissage vasculaire par le gadolinium.

Lorsque l’opacification vasculaire est homogène, cette technique permet d’obtenir un contraste uniforme sur tout le plan de coupe passant par le vaisseau.

Le volume d’acquisition peut donc être orienté parallèlement au vaisseau, sans risque de saturation du signal, même en cas de flux très lent ou de sténose.

L’intérêt de cette nouvelle séquence pour l’étude des vaisseaux du cou réside dans l’analyse complète des artères depuis les ostia jusqu’au polygone grâce à l’utilisation d’un grand champ et d’une antenne vasculaire spécifique.

Le temps d’acquisition rapide permet par ailleurs de diminuer les artefacts liés aux mouvements.

Enfin, cette séquence est très peu sensible aux flux turbulents provoqués par une sténose. Les paramètres d’injection doivent être programmés avec précision si l’on veut obtenir un contraste artériel optimal.

En effet, le signal IRM est fonction des différentes fréquences constituant l’image (plan de Fourier) dont la répartition spatiale varie du centre à la périphérie.

Ainsi, le centre du plan de Fourier contient les basses fréquences et détermine le contraste de l’image alors que la périphérie contient les fréquences élevées et détermine l’analyse des contours de l’image.

Il est donc très important de coordonner parfaitement l’acquisition des images avec l’injection de gadolinium.

Pour obtenir un contraste artériel intense, le pic de concentration maximale du gadolinium dans les artères cervicales doit coïncider avec la lecture des lignes centrales du plan de Fourier qui se produit, le plus souvent, au milieu de la séquence.

La quantité de produit de contraste, le débit d’injection, le délai entre le début de l’injection et l’acquisition constituent, comme en angioscanner hélicoïdal, des paramètres fondamentaux pour une imagerie vasculaire de qualité.

B - Technique d’examen :

1- Installation du patient et repérage :

L’examen est réalisé à l’aide d’une antenne vasculaire émettrice-réceptrice recouvrant l’ensemble de la tête et du cou.

Une voie veineuse périphérique avec une tubulure remplie de 5 mL de gadolinium est posée au pli du coude.

L’examen doit débuter par la réalisation d’une vingtaine de coupes dans le plan axial en temps de vol 2D centrées sur la région cervicale permettant le repérage des axes carotidiens et vertébraux depuis la crosse de l’aorte jusqu’à la base du crâne.

Une séquence d’ARM 3D est ensuite programmée dans le plan coronal.

Le volume d’acquisition est positionné à partir des coupes axiales de repérage de façon à inclure très précisément les axes carotidiens et vertébraux sur l’ensemble de leur trajet.

Il est conseillé de réaliser une première séquence d’ARM avant injection de gadolinium afin de s’assurer du bon positionnement des coupes.

2- Paramètres de la séquence :

Le temps de répétition (TR) et le temps d’écho (TE) doivent être très courts, respectivement inférieurs à 10ms et 5 ms, de manière à obtenir une saturation importante des tissus environnants.

Pour optimiser le contraste, l’angle de bascule doit être idéalement proche de 30° et le champ de vue suffisamment large pour couvrir l’ensemble des vaisseaux du cou.

Les autres paramètres de la séquence doivent être adaptés à la petite taille des vaisseaux étudiés en sachant qu’un compromis est nécessaire entre la résolution spatiale, le volume d’exploration et le temps d’examen.

Dans notre expérience, l’épaisseur de coupe doit être inférieure à 2 mm avec une matrice d’au moins 256 x 256 pixels.

Les coupes acquises dans le plan frontal sont obtenues dans un volume dont l’épaisseur antéropostérieure doit atteindre 7 cm si l’on veut être sûr d’étudier simultanément les artères carotides et vertébrales.

Enfin, le temps d’acquisition total ne doit pas excéder 50 secondes car, au-delà, le retour veineux peut gêner considérablement l’analyse des images.

3- Injection de gadolinium :

La séquence dynamique est ensuite acquise, le plus souvent après injection manuelle d’environ 20 mL de gadolinium pur à un débit de 1 mL/s suivie d’un bolus de 20 mLde sérum physiologique pour rincer la tubulure.

Le délai entre le début de l’injection et le début de la séquence doit être programmé de façon à ce que le pic de rehaussement artériel se situe au milieu de la séquence.

Chez un sujet jeune sans antécédent cardiaque, le temps de transit du produit de contraste entre une veine périphérique et les artères carotides est d’environ 20 secondes. Ainsi, pour une séquence d’ARM de 40 secondes, le gadolinium doit être injecté au début de la séquence.

4- Reconstruction des images :

La série injectée est ensuite transférée sur une station de travail où des reconstructions MIP sont habituellement réalisées dans le plan sagittal.

Un volume d’intérêt est préalablement défini de façon à visualiser l’ensemble des artères carotides et vertébrales depuis leur origine jusqu’au polygone de Willis.

Dans un deuxième temps, en cas d’anomalie vasculaire focalisée détectée sur la série globale ou en cas de superposition artérielle par les structures veineuses, des reconstructions MIP centrées sur les zones d’intérêt ou des reconstructions 2D multiplanaires peuvent être réalisées afin d’apporter des informations morphologiques plus précises.

Des reconstructions 3D surfaciques et 3D volumiques sont également possibles sur les consoles les plus modernes.

Il est parfois utile de réaliser une soustraction des images entre les séries avant et après injection afin d’améliorer le contraste par élimination du bruit de fond.

C - Résultats :

1- Études préliminaires :

Il s’agit d’une technique encore très récente dont les travaux publiés concernent essentiellement l’étude de l’aorte thoracoabdominale.

Les résultats ont prouvé la fiabilité de cette méthode pour l’analyse de l’aorte et de ses branches permettant l’évaluation des lésions sténo-occlusives.

La plupart des équipes utilisent des séquences rapides en apnée d’environ 30 secondes avec parfois injection de fortes doses de gadolinium (0,2 à 0,4 mmol/kg), aucun effet néphrotoxique grave n’ayant été observé.

Plus récemment, cette technique a été adaptée à l’étude des artères cervicales avec plusieurs travaux rapportant les différents protocoles techniques et les modalités d’injection appliquées aux artères carotides.

Notre expérience repose sur une collaboration étroite avec le service de neurologie vasculaire de Lille qui reçoit chaque année 1 000 patients présentant un infarctus cérébral.

Durant ces 2 dernières années, nous avons évalué l’ARM des vaisseaux cervicoencéphaliques dans le cadre du bilan étiologique de l’infarctus cérébral et, depuis ces derniers mois, nous utilisons cette technique en routine clinique.

2- Athérosclérose des artères cervicales :

Nos résultats sont particulièrement intéressants pour l’évaluation des lésions cervicales athéroscléreuses et en particulier pour la quantification du degré de sténose carotidienne.

C’est une méthode simple, rapide, ne nécessitant pas de post-traitement complexe et permettant une étude simultanée des artères cervicales, du polygone de Willis et du parenchyme cérébral.

Les images de reconstruction vasculaire se rapprochent de l’angiographie conventionnelle avec une très bonne concordance entre les deux examens.

La sensibilité et la spécificité de l’ARM avec gadolinium apparaissent excellentes pour la détection des sténoses carotidiennes de haut grade (> 70 %) et pour le diagnostic d’occlusion avec cependant une discrète tendance à la surestimation du degré de sténose.

En effet, dans les sténoses très serrées, nous avons parfois observé un vide de signal segmentaire au niveau du rétrécissement avec opacification faible du segment d’aval.

Cette perte de signal peut avoir plusieurs explications : l’application du logiciel MIP à partir des coupes natives peut entraîner une perte d’information par élimination des pixels de faible intensité et ceci est d’autant plus net que la résolution spatiale de la séquence est faible.

Ces artefacts liés au MIP sont bien connus enARM temps de vol et expliquent la nécessité d’analyser et de comparer les coupes natives avec les reconstructions vasculaires de l’arbre artériel.

Malheureusement, l’orientation du volume d’acquisition dans le plan coronal en ARM avec injection ne permet pas une évaluation fiable de la lumière vasculaire à partir des coupes natives, et seule la réalisation secondaire de coupes 2D multiplanaires dans l’axe du vaisseau permet d’éviter ces artefacts.

À un moindre degré, cette perte de signal observée au niveau de la sténose peut être en rapport avec un remplissage inhomogène de l’artère par le gadolinium ou un effet de turbulence lié à la sténose entraînant un déphasage des protons.

Pour l’exploration du système vertébrobasilaire, l’ARM avec injection semble également être un examen intéressant pour la détection des sténoses serrées à l’origine des artères vertébrales et pour le diagnostic d’occlusion .

Cependant, la petite taille des vaisseaux explique la faible spécificité de l’ARM.Ainsi, chez quelques patients, nous avons diagnostiqué à tort des sténoses ostiales des artères vertébrales alors que l’artériographie était normale.

3- Autres lésions :

Chez le sujet jeune, l’ARM avec injection associée à une étude morphologique de la paroi en séquence T1 permet de faire le diagnostic de dissection au stade aigu.

En effet, l’IRM en coupes axiales T1 est spécifique devant la présence d’un hématome de paroi hyperintense de forme semilunaire , alors que l’ARM avec injection de gadolinium est sensible en retrouvant une lumière artérielle rétrécie en regard de l’hématome et parfois un anévrisme.

En cas de sténose longue et effilée sur plusieurs centimètres, la lumière artérielle peut disparaître de façon segmentaire après reconstruction en raison des artefacts liés au MIP.

La lecture des coupes de repérage en temps de vol 2D est alors très importante pour s’assurer de la bonne perméabilité du vaisseau.

À distance de l’épisode aigu, l’ARM avec injection constitue également un examen de choix pour le suivi évolutif des dissections, en particulier dans les formes anévrismales.

Parmi les autres diagnostics étiologiques, l’angéite des gros vaisseaux, la dysplasie fibromusculaire et les emboles endoluminaux peuvent être détectés en ARM lorsque les lésions apparaissent suffisamment importantes et étendues.

D - Limites et perspectives :

L’étude des bifurcations carotidiennes est toujours possible en raison de leur situation centrale dans le volume d’acquisition avec un excellent contraste entre la lumière vasculaire hyperintense et les structures avoisinantes hypo-intenses.

En revanche, l’analyse simultanée du siphon carotidien et du polygone deWillis est plus difficile en raison de problèmes de centrage et d’une résolution spatiale encore insuffisante.

De même, chez les patients présentant une lordose cervicale importante ou en cas de vaisseaux très tortueux, la portion proximale des gros troncs artériels ainsi que la portion distale des artères vertébrales peuvent être exclues du volume d’acquisition.

La résolution spatiale est inférieure à celle obtenue par la technique en 3D temps de vol.

En effet, en utilisant des coupes de 1,5 mm et une matrice de 256 x 256, les dimensions du voxel sont comprises entre 1 et 1,5 mm alors qu’elles sont inférieures au millimètre par la technique en temps de vol haute résolution.

Cette résolution moyenne est parfois responsable d’un aspect en « marche d’escalier » ou d’un flou des contours de l’artère sur les reconstructions sagittales qui sont pourtant les plus intéressantes pour l’analyse des bifurcations carotidiennes.

Ceci est lié aux dimensions les plus importantes du voxel dans le sens antéropostérieur qui correspondent à l’épaisseur de coupe.

Le choix des paramètres d’injection peut être difficile à estimer et varie en fonction de l’âge et des antécédents cardiaques du patient.

Si l’acquisition débute trop tôt après l’injection, le rehaussement est à peine visible au sein des artères avec possibilité d’artefacts linéaires hypo-intenses au centre de la lumière artérielle liés à une hétérogénéité du produit de contraste et à un changement brutal d’intensité pendant la lecture de la partie centrale du plan de Fourier.

Inversement, si l’acquisition est trop tardive, seules les structures veineuses sont opacifiées car la barrière hématoencéphalique évite toute diffusion du produit de contraste au sein du parenchyme cérébral.

L’injection manuelle est le plus souvent suffisante mais nécessite une grande habitude et une bonne coordination entre le médecin qui injecte et le manipulateur à la console.

Pour une meilleure reproductibilité, l’utilisation d’un injecteur automatique amagnétique peut être intéressante et permet de mieux contrôler les paramètres d’injection comme en scanner. Une série dynamique peut également être réalisée au préalable afin de déterminer le délai d’injection, mais il s’agit d’une méthode longue, complexe et peu reproductible en cas d’injection manuelle.

Elle nécessite de plus l’injection de quelques millilitres de gadolinium, provoquant une opacification veineuse qui peut être gênante lors de l’acquisition proprement dite.

La détection automatique de l’arrivée du bolus utilisée par certains constructeurs semble être une technique prometteuse, permettant de mieux synchroniser l’acquisition avec l’arrivée du bolus de gadolinium.

L’injection peut être déclenchée automatiquement à partir de coupes axiales répétées toutes les secondes et après détermination d’un seuil d’intensité.

Une technique plus récente associe la lecture sélective du centre du plan de Fourier en mode spiralé et un déclenchement de la séquence par fluoroscopie IRM fournissant des images dynamiques en mode continu.

Une dernière technique consiste en une lecture partielle du plan de Fourier afin de diminuer encore davantage les temps d’acquisition.

L’enchaînement de plusieurs séquences à la suite permet ainsi d’obtenir des images ARM à différents moments du remplissage comme en angiographie conventionnelle mais avec une résolution spatiale encore insuffisante pour une utilisation en routine clinique.

Les nouvelles techniques d’imagerie représentées par l’angioscanner hélicoïdal et l’ARM avec injection de gadolinium permettent aujourd’hui d’évaluer de façon fiable et non invasive les vaisseaux supra-aortiques avec des représentations angiographiques de qualité grâce à des nouveaux logiciels de traitement d’image.

Le scanner apporte des renseignements précis sur la paroi et la lumière artérielle mais c’est un examen irradiant nécessitant une injection d’iode.

L’étude de l’origine des gros troncs artériels et des siphons carotidiens est par ailleurs difficile.

L’ARM avec injection de gadolinium est bien supportée par les patients présentant une ischémie cérébrale.

Cet examen permet une étude vasculaire sur une grande hauteur avec une exploration des vaisseaux cervicoencéphaliques en une seule acquisition.

L’amélioration de la résolution spatiale dans un proche avenir permettra d’analyser avec plus de précision les sténoses athéromateuses, les dissections et les angéites.

Ainsi, dès que les machines seront plus facilement accessibles, il sera possible de proposer la stratégie d’exploration suivante pour les patients présentant une ischémie cérébrale.

Dans l’athérome carotidien, l’angiographie conventionnelle aura de plus en plus tendance à être remplacée par le couple échodoppler-ARM avec injection de gadolinium.

Dans le territoire vertébrobasilaire, l’athérome vertébral, qui est plus difficilement détecté par l’échodoppler, bénéficie également de l’ARM avec injection de gadolinium.

Enfin, chez le sujet jeune, les dissections des vaisseaux cervicaux et les angéites cérébrales sont également mieux détectées par l’IRM et l’ARM avec injection de gadolinium.

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