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Radiologie
Angiographie par résonance magnétique et bases d’interprétation
Cours de Radiologie
 

 

 

Introduction :

L’angiographie numérisée par rayons X, de par son ancienneté, est considérée comme l’examen de référence en imagerie vasculaire.

Il s’agit d’un examen exposant le patient à des complications potentiellement sévères.

Des techniques d’imagerie volumique se sont développées pour ces explorations vasculaires, permettant l’étude de la lumière vasculaire, de sa paroi et de son environnement.

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Parmi elles, l’angiographie par résonance magnétique (ARM) présente des avantages importants, en particulier l’absence d’irradiation et l’excellente tolérance du produit de contraste.

Les objectifs de cet article sont de présenter les principales techniques d’acquisition en ARM.

La technique d’ARM-3D avec injection de produit de contraste est actuellement la plus répandue ; son principe, les paramètres d’acquisition et d’injection, les pièges diagnostiques et les limites de cette technique sont abordés ; le déroulement pratique d’un examen est détaillé, ainsi que la place des séquences d’ARM parmi la diversité des séquences d’imagerie par résonance magnétique (IRM).

Nous détaillons dans un deuxième temps, de façon non exhaustive, l’apport de l’ARM dans ses principales applications cliniques.

Des évolutions et perspectives de l’ARM sont citées en conclusion.

Techniques :

L’exploration vasculaire en IRM a débuté par des techniques d’ARM sans injection de produit de contraste.

Ces techniques permettent d’obtenir des images de qualité diagnostique satisfaisante, au prix d’une longue durée d’examen.

À partir de 1995 est apparue la technique d’ARM avec injection de gadolinium ; c’est cette technique qui s’impose actuellement dans la plupart des applications.

Elle permet aujourd’hui d’obtenir très rapidement et sans risque pour le patient des informations vasculaires de très bonne qualité pour l’ensemble des régions vasculaires à explorer par l’imagerie.

A - TECHNIQUE D’ANGIOGRAPHIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE SANS INJECTION DE PRODUIT DE CONTRASTE :

Il existe de nombreuses techniques d’ARM sans injection de produit de contraste.

Nous rappellerons seulement les deux principales techniques : le temps de vol (« time of flight ») et le contraste de phase.

1- Technique de temps de vol :

Cette technique repose sur les différences d’aimantation entre les tissus stationnaires, dont le signal est minimal, et le sang circulant, dont le signal est maximal, grâce à l’utilisation du phénomène d’entrée de coupe.

Cette technique fait appel à l’émission répétée d’impulsions de radiofréquence qui vont basculer l’aimantation de tous les protons situés dans la région d’intérêt (volume d’acquisition).

À cause de la répétition de ces impulsions dans un temps trop court pour permettre la repousse du signal T1, le signal des protons est atténué.

Ce phénomène est appelé saturation. Les protons tissulaires, du fait de leur immobilité, sont totalement saturés et ne donnent plus aucun signal.

Les protons intravasculaires, du fait de leur mobilité, subissent moins ce phénomène de saturation et restent orientés selon l’axe du champ magnétique B0.

Ils donnent donc un signal intense contrastant avec les tissus environnants.

Cet effet correspond au phénomène d’entrée de coupe.

Cette technique permet une étude sélective des artères et des veines par l’application de bandes de présaturation supprimant sélectivement le signal du flux artériel ou veineux.

Ces séquences peuvent être réalisées dans tous les plans de l’espace, en 2D ou 3D.

L’acquisition doit, au mieux, être réalisée dans le plan le plus perpendiculaire au flux analysé.

Par exemple, pour l’aorte abdominale, le plan d’exploration est proche du plan axial, nécessitant un nombre de coupes important et donc un temps d’acquisition élevé, limite importante de cette méthode.

L’étude de la vascularisation cérébrale intracrânienne en haute résolution bénéficie toujours de l’utilisation de cette technique.

2- Angiographie par résonance magnétique par contraste de phase :

Le contraste entre les vaisseaux et les tissus environnants est obtenu par la différence de phase entre les spins circulants et ceux statiques.

Un gradient bipolaire est appliqué. Les spins statiques sont défocalisés puis refocalisés.

L’application de ces gradients de champ magnétique est donc responsable d’un déphasage entre les protons circulants et ces protons stationnaires.

L’intensité de ce déphasage est directement proportionnelle à la vitesse des protons circulants.

L’acquisition peut se faire en 2D ou en 3D.

Cette technique est adaptée à la visualisation des vaisseaux à flux lent mais, en revanche, elle ne visualise pas de façon adéquate les vaisseaux comportant des zones de turbulences.

Cette méthode permet de visualiser les structures vasculaires et surtout de quantifier leur flux.

3- Limites des acquisitions sans injection :

Ces méthodes permettent la visualisation des structures vasculaires, sans injection de produit de contraste, mais avec d’importantes contraintes qui en limitent l’utilisation :

– champ d’exploration réduit ;

– temps d’acquisition long ;

– sur- ou sous-estimation de sténose vasculaire liée aux artefacts de déphasage et de saturation ;

– résolution spatiale limitée.

De nombreuses autres techniques ont été utilisées et les recherches se poursuivent vers la possibilité de réaliser une imagerie vasculaire sans injection.

La technique de spin labelling, avec marquage des spins par une onde de radiofréquence, est en cours d’évaluation.

B - ANGIOGRAPHIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE 3D AVEC INJECTION DE GADOLINIUM (ARM-3D-GD) :

La technique d’ARM-3D-Gd repose principalement sur des publications de Prince et al et en France de Douek et al.

Cette technique permet d’acquérir en quelques secondes un volume tridimensionnel où les vaisseaux apparaissent en hypersignal, rehaussés par l’injection de gadolinium.

1- Principe :

La valeur spontanée du T1 du sang circulant est de l’ordre de 800 à 1 200 millisecondes, bien supérieure à celle de la graisse (environ de 270 millisecondes à 1,5 T).

L’injection intraveineuse d’un chélate de gadolinium, agent de contraste paramagnétique, amène de façon transitoire, lors de son premier passage intravasculaire, le T1 du sang à une valeur comprise entre 50 et 100 millisecondes, c’est-àdire très inférieure à celle de la graisse et des tissus environnants.

Une acquisition volumique en écho de gradient tridimensionnel, pondérée T1, synchronisée à l’injection, permet de recueillir l’hypersignal vasculaire.

Cette technique d’ARM-3D-Gd est indépendante du type de flux sanguin et par conséquent des artefacts générés par les turbulences.

Les acquisitions peuvent être réalisées dans un plan parallèle aux vaisseaux, ce qui permet une étude sur une longueur plus importante, avec un temps d’acquisition court compatible avec une apnée.

Les séquences d’ARM-3D-Gd portent des noms variables en fonction des constructeurs (FLASH ou Turbo-MRA pour Siemens ; Fast-SPGR pour GE ; pas de nom spécifique chez Philips : 3D gradient-echo gadolinium-enhanced MRA).

2- Paramètres techniques :

* Caractéristiques requises de l’imageur :

Les acquisitions en ARM-3D-Gd nécessitent l’utilisation d’un aimant d’au moins 1 T.

Le développement de ces séquences n’est possible que sur des machines possédant des gradients élevés (pente au moins égale à 20 mT/m), avec des temps de montée rapide, inférieurs ou égaux à 800 microsecondes.

Ces hypergradients permettent de réduire nettement le temps de répétition (TR) et donc le temps d’acquisition, rendant possible une acquisition dans le temps d’une apnée.

* Paramètres des séquences d’angiographie par résonance magnétique 3D avec injection de gadolinium :

Les séquences d’ARM-3D-Gd sont des séquences en écho de gradient rapide.

À ces séquences est incorporé un gradient de déphasage par la radiofréquence (spoiling) qui détruit toute l’aimantation transversale persistante et assure une pondération T1 « pure » ; ceci permet une meilleure suppression des tissus statiques adjacents.

Le choix des paramètres de la séquence d’ARM-3D-Gd pour une étude donnée résulte d’un compromis entre résolution spatiale, résolution temporelle et volume d’exploration. Le temps d’écho (TE) et le TR doivent être courts.

Le TR court est le principal élément de la diminution du temps d’acquisition ; il permet également la saturation des tissus stationnaires.

Sur des appareils récents, on dispose de TR de l’ordre de 3 à 5 millisecondes et TE de 1,2 à 2 millisecondes.

L’angle de bascule a peu d’influence sur le contraste vasculaire.

Habituellement, des angles plutôt élevés (de 50° à 60°) sont utilisés dans l’imagerie artérielle et un peu plus faibles (de 30° à 40°) dans l’imagerie veineuse.

Suivant la localisation, il peut être nécessaire d’éliminer la graisse de l’image.

Il existe deux possibilités en fonction de l’efficacité des séquences.

La première consiste en l’acquisition d’un masque, c’est-à-dire une acquisition à blanc (sans gadolinium) qui permet d’éliminer la graisse par soustraction des images.

La seconde possibilité, fournissant de meilleurs résultats, supprime la graisse au moment de l’acquisition grâce à une impulsion préparatoire.

Ceci a pour conséquence d’augmenter le TR, donc le temps d’acquisition ; c’est pourquoi seules les séquences sur machines à fort gradient permettent d’obtenir ce résultat.

La bande passante pour ces séquences d’ARM-3D-Gd doit être optimisée pour une acquisition rapide, c’est-à-dire la plus large possible.

La possibilité de choisir un champ de vue large est l’un des grands avantages des acquisitions d’ARM-3D-Gd ; ceci est particulièrement bien adapté aux étages où de larges territoires anatomiques doivent être couverts : imagerie thoracique, abdominale et des membres inférieurs.

Mais, si le champ de vue est élargi et que la taille de la matrice reste la même, il y a alors une perte de la résolution spatiale.

Si, en revanche, on augmente la taille de la matrice pour conserver la même résolution spatiale, alors la durée de l’acquisition augmente, car le nombre de lignes augmente.

En pratique, le champ de vue varie en fonction de la zone explorée entre 300 et 500 mm.

Il est souvent utile de faire appel à des matrices et des champs de vue rectangulaires.

Quand le volume d’intérêt est relativement épais, l’augmentation du nombre de partitions conduit à allonger le temps d’acquisition.

Des coupes plus épaisses peuvent être programmées mais ceci aux dépens de la résolution spatiale dans cette direction.

En pratique, les épaisseurs de coupes sont le plus souvent choisies entre 1,5 et 2,5 mm de façon à assurer la couverture complète des structures vasculaires à étudier et permettre des reconstructions multiplanaires de qualité suffisante.

D’une manière générale, un compromis est à faire entre le temps d’examen le plus court, le meilleur rapport signal sur bruit, la résolution optimale et le champ de vue couvrant l’ensemble de la région d’intérêt.

* Injection de produit de contraste :

+ Produit de contraste :

L’agent de contraste actuellement employé est un chélate de gadolinium ; ses propriétés pharmacocinétiques sont proches de celles des produits de contraste iodés.

Cet agent paramagnétique provoque, après injection intraveineuse, un raccourcissement du T1 du sang circulant puis, en quelques minutes, des espaces extracellulaires des tissus dans lesquels il diffuse.

Aux doses recommandées, ce produit ne présente pas de néphrotoxicité et les effets indésirables sont rares (1/200 000).

Les volumes injectés sont faibles, évitant ainsi les effets secondaires liés à la surcharge osmolaire que l’on peut rencontrer avec les produits de contraste iodés.

Les flacons de chélates de gadolinium sont dosés à 0,5 mmol/mL.

D’une manière générale, la dose standard est de 0,1 mmol/kg (soit 0,2 mL/kg) ; cependant, certaines indications peuvent nécessiter l’injection de 0,2 voire 0,3 mmol/kg (soit de 0,4 à 0,6 mL/kg) en une ou plusieurs injections, en particulier pour l’étude des artères des membres inférieurs.

Certaines équipes injectent une dose fixe de 40 mL quel que soit le poids du patient.

Les volumes de produit de contraste étant dans tous les cas faibles, l’injection de gadolinium doit être immédiatement suivie d’une injection de sérum physiologique à débit identique.

Ceci a pour but de « laver » la tubulure et la veine périphérique, et de « pousser » le bolus de produit de contraste dans la circulation sanguine à haut débit, puis vers l’organe à étudier.

+ Espace k et injection de produit de contraste :

En IRM, le préalable à la formation de l’image est l’acquisition de l’espace k (ou espace de Fourier) ; celui-ci est composé d’un encodage en fréquence de l’ensemble des signaux recueillis pendant la séquence.

L’analyse de l’espace k ne peut donner une image qu’après l’application d’une formule mathématique (la « transformée de Fourier »).

Au centre du plan de Fourier se trouvent les fréquences faibles, correspondant aux variations lentes du signal ; elles déterminent le rapport signal sur bruit et le contraste de l’image.

En périphérie du plan de Fourier se trouvent les fréquences élevées ; ce sont elles qui constituent les détails de l’image et déterminent la résolution spatiale.

Il existe différentes techniques d’acquisition de l’espace k et le moment où est lu le centre du volume de Fourier varie selon les séquences. Pour des séquences « classiques », la lecture du plan de Fourier se fait, en général, ligne par ligne, de haut en bas, en totalité.

Ce type de balayage n’est pas adapté aux séquences d’ARM-3D-Gd où l’on s’intéresse principalement à la partie centrale de l’espace de Fourier.

Les séquences dites « centriques » permettent de débuter le balayage du plan de Fourier par son centre, avec une lecture ligne par ligne vers la périphérie.

Dans ce type de séquence, l’acquisition du contraste représente cependant une proportion relativement importante du temps total d’acquisition : ainsi, pour mieux « saisir » le temps vasculaire à explorer (éviter le retour veineux lors d’une exploration artérielle par exemple), il est nécessaire de recourir à des temps d’acquisition de séquence très courts, au détriment de la résolution spatiale.

De façon plus récente, il est possible de réaliser un balayage elliptique de l’espace k en partant de son centre ; l’acquisition du contraste devient alors très courte (moins de 10 % du temps total de la séquence).

Le temps total peut être alors un peu allongé de manière à obtenir une meilleure résolution spatiale.

Il est donc important pour chaque séquence d’ARM-3D-Gd de consulter dans les caractéristiques techniques la façon dont est réalisé le balayage du plan de Fourier et en particulier le moment de la séquence où est acquis le centre de cet espace ; il faut en effet faire coïncider ce moment avec le pic de contraste dans la région d’intérêt.

Avec le raccourcissement du temps d’acquisition (séquence inférieure ou égale à 15 secondes), l’injection de gadolinium peut couvrir l’ensemble de l’acquisition, optimisant ainsi le signal et la résolution.

Des techniques particulières d’acquisition du plan de Fourier ont par ailleurs été développées.

Il est par exemple possible, en acquérant une ligne sur deux du plan de Fourier qui est complétée lors de la reconstruction avec des lignes de valeurs zéro (zero filling), de doubler soit la résolution spatiale dans le plan, soit le nombre de coupes lorsque cette méthode est appliquée selon l’axe de sélection de coupe.

+ Mode d’injection :

L’injection du bolus de produit de contraste puis du sérum physiologique peut être manuelle ou réalisée par un injecteur automatique amagnétique.

L’injection manuelle peut donner des résultats satisfaisants, mais il a été montré que l’utilisation d’un injecteur automatique améliorait le contraste de manière significative, ainsi que la reproductibilité de l’examen.

Le protocole d’injection doit être adapté au patient (état hémodynamique), au site à explorer et à la séquence d’ARM-3D-Gd afin d’obtenir une présence maximale et homogène du produit de contraste dans le vaisseau étudié durant l’acquisition des lignes centrales de l’espace de Fourier.

Un mauvais timing est à l’origine d’un contraste insuffisant si la séquence est déclenchée trop tôt par rapport à l’injection ou bien d’une superposition avec d’autres structures vasculaires si la séquence est déclenchée trop tard.

Il existe différentes méthodes permettant la synchronisation de l’injection et de l’acquisition. Une première méthode consiste en la détermination préalable à l’acquisition en ARM-3D-Gd du temps de transit vasculaire.

Un bolus de 1 à 2mL de gadolinium est injecté dans les mêmes conditions que pour l’ARM-3D-Gd ; en même temps démarre une acquisition monocoupe à l’aide d’une séquence d’écho de gradient ultrarapide répétée toutes les 1 à 2 secondes, centrée sur le vaisseau à étudier et perpendiculaire à celui-ci.

Le temps circulatoire est la durée entre le début de l’injection du produit de contraste et l’apparition du produit de contraste dans le vaisseau à étudier.

Cela peut être apprécié de façon visuelle ou sur la courbe de rehaussement en fonction du temps.

Cette courbe est obtenue automatiquement, en mesurant l’intensité du signal dans le vaisseau, par une région d’intérêt.

D’autres techniques ont été développées afin d’éviter d’avoir à réaliser le bolus-test qui allonge la durée d’examen.

Certains constructeurs proposent la détection automatique de l’arrivée du bolus de produit de contraste (type SmartPrep TM de GE).

Il s’agit d’une synchronisation automatique par l’imageur qui lance la séquence d’ARM-3D-Gd une fois que le seuil de rehaussement préfixé dans le vaisseau exploré est atteint. D’autres constructeurs proposent un système dit de « fluoro-IRM ».

Il s’agit d’une séquence 2D, soustraite en temps réel, réalisée avant la séquence d’ARM-3D-Gd, au début de l’injection du produit de contraste, permettant au médecin de visualiser pratiquement en temps réel le rehaussement du vaisseau exploré et donc de lancer l’acquisition 3D au moment opportun.

Une dernière technique (acquisition dynamique) consiste en la réalisation de plusieurs séquences d’ARM-3D-Gd courtes, lancées dès le début ou rapidement après le début de l’injection de produit de contraste.

La série ou les séries où le rehaussement vasculaire est le plus élevé sont utilisées pour les reconstructions.

Des soustractions peuvent être réalisées, soit avec un masque acquis avant l’injection, soit avec une série rehaussée à un temps différent de l’injection : soustraction de la série artérielle au temps veineux pour l’exploration des veines mésentériques et du tronc porte.

Ces séquences d’ARM-3D-Gd rapides imposent de diminuer la résolution spatiale.

Cette technique donne en revanche des images à contraste élevé de la lumière vasculaire en favorisant la synchronisation du rehaussement avec la lecture du centre du plan de Fourier, sur l’une des acquisitions.

Des développements technologiques récents comme le sensitivity encoding (SENSE) et le simultaneous magnetization of spatial harmonics (SMASH), permettent de diminuer par deux ou trois le temps d’acquisition, sans réduction de la résolution spatiale ; ceci est particulièrement utile si on utilise cette méthode d’acquisitions dynamiques.

Le débit d’injection influence la qualité de l’examen.

En effet, le gain de signal est proportionnel à la quantité de chélate de gadolinium présente dans le sang.

Ainsi, plus le TR de la séquence est court, plus la concentration doit être élevée et donc plus le débit est important.

Pour un TR de 3,2 millisecondes, un débit de 1 à 2 mL/s est utilisé.

L’inconvénient des débits élevés est l’obtention d’un retour veineux plus intense qui peut gêner l’interprétation artérielle.

En pratique, des débits d’injection de 1 ou 2 mL/s sont suffisants.

Des protocoles d’injection biphasiques sont décrits : la totalité du volume de produit n’est pas injectée au même débit pendant l’acquisition, mais deux moitiés du volume sont injectées à des débits différents.

Ceci est employé par exemple pour l’exploration des artères des membres inférieurs par paliers successifs avec suivi de bolus.

Ceci permet alors de bénéficier d’une concentration élevée au début de l’acquisition avec un débit plus élevé ; la durée d’injection est allongée grâce à l’injection à débit moindre de la seconde moitié du volume de produit de contraste.

* Reconstruction :

Compte tenu du nombre élevé d’images natives en ARM-3D-Gd, il est recommandé d’utiliser une console de visualisation et de reconstruction.

Cette étape permet d’apporter une aide dans l’analyse de la lumière vasculaire ; l’étude de la paroi vasculaire, de son environnement et de l’organe perfusé sont, en général, réalisées dans le plan axial transverse.

En cas de doute ou d’anomalies, l’analyse des coupes natives est impérative.

Une série de coupes peut être effectuée avant injection de contraste et peut servir de masque pour le traitement d’image des séquences injectées.

Les différents modes de reconstruction sont les mêmes que ceux employés en angioscanner.

Les deux principales techniques les plus appliquées sont le maximum intensity projection (MIP) et les multiplanar reconstructions (MPR).

Les reconstructions en mode MIP correspondent à la projection sur un plan des pixels d’intensité maximale, aboutissant, avec les séquences d’ARM-3D-Gd, à un angiogramme similaire à une angiographie conventionnelle.

Les images originales peuvent tout d’abord être segmentées afin d’éliminer la superposition de structures vasculaires ou anatomiques indésirables et pour diminuer les artefacts de recouvrement.

Cette projection peut être réalisée sur les images natives ou sur une série avec soustraction.

Le plan de projection peut être modifié en temps réel, donnant ainsi l’impression que l’on tourne autour des structures vasculaires.

Pour la prise de clichés sur film, on choisit en général un nombre impair de plans de projection, de façon à obtenir une vue de face.

Certaines limites existent avec cette technique : surestimation des sténoses vasculaires ; non-visualisation des portions thrombosées d’un anévrisme ou d’un faux chenal de dissection.

Les mesures de distance et de diamètre ne peuvent pas être réalisées sur des reconstructions en MIP.

Les séquences d’ARM-3D-Gd permettent l’acquisition d’un volume.

Le mode multiplanaire est utilisé pour générer des images dans tous les plans de ce volume.

Cette technique permet de réaliser des coupes perpendiculairement à l’axe du vaisseau à étudier ou au contraire de l’aligner sur sa longueur.

Ces coupes 2D sont souvent très informatives, particulièrement pour la quantification de sténoses.

Ce type de reconstruction permet également de mesurer de façon précise les diamètres vasculaires.

Les reconstructions en mode 2D curvilignes s’apparentent au MPR : un curseur est positionné dans le vaisseau à étudier et une ligne est tracée manuellement dans ce vaisseau visualisé à l’écran à partir d’une projection en MIP ; cette ligne est ensuite « mise à plat », permettant de dérouler l’axe vasculaire étudié.

Les techniques de reconstruction en volume rendering technique (VRT), 3D surfacique et en angioscopie virtuelle sont réalisables sur le volume de données acquis par ARM-3D-Gd.

* Pièges diagnostiques, artefacts, difficultés d’interprétation et limites :

Les séquences d’ARM-3D-Gd aux étages thoracique ou abdominopelvien sont le plus souvent réalisées en apnée.

La nontenue de cette apnée peut engendrer un flou.

Toutefois, Maki et al ont montré que, chez les patients ne pouvant pas tenir l’apnée pendant la durée complète de l’acquisition, les artefacts respiratoires pouvaient être minimisés en ne faisant tenir l’apnée que pendant l’acquisition du centre du plan de Fourier, en début d’acquisition pour une acquisition « centrique » de l’espace k ; la non-tenue de l’apnée pendant l’acquisition de la périphérie de l’espace k dégrade peu la qualité de l’image.

Un mauvais positionnement du volume d’acquisition peut produire des faux positifs d’occlusion artérielle.

C’est le cas par exemple lorsque, avec un volume d’acquisition coronal, la portion la plus postérieure des artères iliaques externes ou des artères poplitées sort de ce volume ; la reconstruction en MIP de face donne alors l’impression d’une occlusion ; l’étude du MIP de profil, des coupes en MPR et des coupes natives montre les vaisseaux sortant du volume d’acquisition.

Un mauvais timing d’injection peut provoquer des artefacts et des difficultés d’interprétation.

Lorsque l’acquisition est réalisée trop précocement par rapport à l’injection, les bords de la lumière vasculaire apparaissent opacifiés alors que la région centrale ne l’est pas ; il s’agit d’une concentration insuffisante de produit de contraste au moment de l’acquisition des lignes centrales du plan de Fourier.

Cet artefact est en général facilement identifiable ; toutefois, il peut apparaître sous la forme d’une fine ligne centrale noire au sein du vaisseau qu’il ne faut pas prendre pour une dissection artérielle.

Lorsque l’acquisition est réalisée trop tardivement par rapport à l’injection, la superposition de différents temps vasculaires (artériel et veineux) peut rendre difficile l’interprétation, particulièrement sur les reconstructions en MIP.

Les reconstructions en mode MPR et les coupes natives permettent de mieux différencier les structures vasculaires.

Les artefacts de susceptibilité en rapport avec des prothèses métalliques articulaires, des clips chirurgicaux, des fils de sternotomie, peuvent mimer des sténoses ou occlusions vasculaires.

La connaissance du passé chirurgical du patient est alors nécessaire à l’interprétation des images. Les séquences d’écho de gradient rapide sont très sensibles à l’effet T2*.

L’effet paramagnétique du gadolinium à forte concentration peut produire des inhomogénéités locales du champ magnétique, responsables d’un déphasage local des spins lors des séquences en écho de gradient rapide.

Normalement, le gadolinium est suffisamment dilué lorsqu’il atteint le territoire vasculaire à étudier pour ne pas causer cet artefact de susceptibilité magnétique.

Cependant, lors de l’étude des artères sous-clavières, une concentration résiduelle élevée de gadolinium dans la veine adjacente, du côté de l’injection, peut causer une perte de signal, d’où une fausse impression de sténose ou de thrombose artérielle.

Si l’injection est réalisée par une veine périphérique du bras gauche, cet artefact peut se produire dans l’artère sous-clavière gauche, mais également en regard du tronc veineux innominé gauche à l’origine des troncs artériels supra-aortiques.

Il est donc recommandé de réaliser les injections par une veine du membre supérieur droit pour les ARM-3D-Gd de la crosse aortique, sauf si l’on suspecte une lésion de l’artère sous-clavière droite.

Une manière de limiter cet artefact est de réduire le TE de la séquence d’ARM-3D-Gd et de diluer le produit de contraste (en augmentant alors le débit d’injection).

Comme avec les méthodes d’ARM sans injection de gadolinium, mais à un moindre degré, les images obtenues par ARM-3D-Gd ont tendance à surestimer les sténoses artérielles.

Ce problème est accentué sur les reconstructions en mode MIP et VRT, d’où la nécessité d’analyser de façon systématique les coupes natives.

La quantification morphologique des sténoses reste difficile en ARM-3D-Gd.

Les endoprothèses artérielles sont de plus en plus régulièrement utilisées dans les traitements endovasculaires périphériques.

Ces stents provoquent des artefacts d’importance variable suivant la nature du métal, le maillage, le diamètre et la longueur du stent...

Le nombre de stents disponibles sur le marché augmente rapidement avec le développement des techniques de traitement endoluminal ; ceci rend difficile la comparaison des répercussions de ces différents stents sur la visualisation de la lumière vasculaire.

De plus, les artefacts décrits pour certains stents peuvent être d’importance variable dans les études in vitro et in vivo.

Au maximum, il existe un vide complet de signal segmentaire, limité au stent, qu’il ne faut pas prendre pour une thrombose ; l’absence de circulation collatérale contournant cette « thrombose » d’aspect trop net est un élément permettant de rectifier le diagnostic.

L’aspect de vide de signal peut être limité aux extrémités du stent, en rapport avec des repères d’un métal différent qui matérialisent ses extrémités.

Au total, même si certains stents ne provoquent pas de vide complet de signal, le diagnostic de resténose intra-stent n’est pas actuellement réalisable par la technique d’ARM- 3D-Gd.

La diminution du TE, par l’augmentation de la puissance des gradients, permettra d’améliorer la qualité de la visualisation intra-stent.

La résolution spatiale des séquences d’ARM-3D-Gd est encore limitée.

D’une résolution spatiale faible peut résulter une inexactitude dans les mesures des diamètres vasculaires, particulièrement pour les vaisseaux de petit calibre ; la quantification d’un degré de sténose vasculaire est également limitée par ce problème de résolution spatiale.

On peut également être gêné dans l’analyse des reconstructions avec un aspect de « marches d’escalier » ; ceci peut, par exemple, faire porter à tort le diagnostic de dysplasie d’artère rénale. Une des limites habituelles de l’IRM est l’absence de visualisation des calcifications vasculaires.

La méconnaissance de calcifications artérielles peut avoir des conséquences importantes ; ces calcifications peuvent rendre difficile un clampage chirurgical lors d’une intervention sur l’aorte abdominale par exemple.

Un cas particulier est l’exploration des axes vasculaires iliaques avant transplantation rénale, les calcifications artérielles étant souvent particulièrement importantes chez le patient insuffisant rénal ; elles peuvent compliquer l’implantation de l’artère du greffon sur l’axe iliaque ; un scanner sans injection peut être réalisé en complément de l’ARM-3D-Gd des axes iliaques.

* Déroulement pratique de l’examen :

+ Préparation du patient :

Comme pour tout examen par IRM, l’interrogatoire recherche les contre-indications habituelles à ce type d’exploration.

À côté de la préparation habituelle du patient, il existe quelques spécificités liées à l’examen vasculaire :

– nous avons vu que les patients « vasculaires » sont parfois porteurs de stents métalliques ; on retient un délai de 6 semaines entre la pose d’un stent coronaire et la réalisation d’une IRM (délai d’endothélialisation du stent) ; il ne s’agit pas d’une contreindication absolue, surtout en cas d’urgence ;

– le patient est informé, en salle de préparation, du déroulement de l’examen afin de limiter son anxiété, ce facteur pouvant jouer sur le débit cardiaque ; on insiste également sur la nécessité de l’immobilité pendant l’examen ;

– l’apnée est nécessaire dans les explorations thoracoabdominales ; le plus souvent, la motivation du patient suffit ; des essais d’hyperventilation sont réalisés en salle de préparation ; une ceinture de contention peut être mise en place lors de l’examen pour l’étude abdominopelvienne ; parfois, la mise en place d’un masque d’oxygène est nécessaire ;

– une voie veineuse de bon calibre est posée au pli du coude ; pour l’exploration de l’aorte thoracique ou des troncs supra-aortiques, on choisit le bras droit pour éviter d’éventuels artefacts dus au passage du gadolinium dans le tronc veineux innominé gauche.

+ Choix de l’antenne :

L’antenne corps peut être utilisée à chaque fois qu’il faut privilégier une hauteur d’exploration importante, avec l’avantage d’un champ magnétique homogène, par exemple pour l’étude en un temps de l’aorte thoracique et abdominale.

C’est également l’antenne utilisée par certains constructeurs pour l’acquisition avec suivi de bolus dans l’étude des artères des membres inférieurs.

L’antenne en réseau phasé est utilisée afin de favoriser la résolution spatiale et le rapport signal/bruit.

Il est possible, chez des patients de taille moyenne, d’explorer l’ensemble de l’aorte thoracique et abdominale en positionnant l’antenne en réseau phasé en longueur plutôt qu’en largeur.

Dans tous les cas, les bras du patient doivent être placés en dehors du volume d’acquisition afin d’éviter le repliement.

Il existe des antennes dédiées à l’étude des troncs supra-aortiques, avec la possibilité d’évaluer l’ensemble des vaisseaux encéphaliques de la crosse jusqu’au polygone de Willis.

Certains constructeurs proposent des antennes dédiées à l’étude des artères des membres inférieurs.

+ « Gating » cardiaque :

Certaines séquences nécessitent la mise en place préalable d’électrodes pour le recueil du signal électrocardiographique (ECG).

C’est le cas des séquences d’écho de gradient multiphases.

Ces séquences sont utiles lorsqu’il est nécessaire de coupler un examen cardiaque à celui de l’aorte thoracique ou lorsque l’on souhaite étudier l’aorte thoracique en mode cinémultiphase (coarctation aortique et dissection aortique par exemple).

Les séquences morphologiques en écho de spin à l’étage thoracique donnent des images de meilleure qualité lorsqu’elles sont synchronisées à l’ECG.

Par exemple, les acquisitions en écho de spin T1 avec gating cardiaque sur l’aorte thoracique donnent alors une bonne définition de la paroi vasculaire et permettent des mesures fiables des diamètres aortiques.

Les séquences de vélocimétrie par contraste de phase nécessitent également un gating cardiaque.

+ Monitorage respiratoire :

Il permet de vérifier la qualité des apnées ; de plus, certaines acquisitions en IRM à l’étage thoracique peuvent être réalisées avec synchronisation par rapport à la respiration.

+ Choix des séquences :

Ces séquences d’ARM-3D-Gd sont rarement employées seules.

Le temps vasculaire de l’examen s’intègre le plus souvent dans une exploration plus large.

Même si l’examen a une indication « vasculaire pure », l’étude de la paroi et de l’environnement vasculaire est réalisée par des séquences morphologiques.

Par exemple, les séquences en écho de spin sont particulièrement utiles à l’étude de la paroi aortique à l’étage thoracique ou abdominal.

Une prise de contraste pariétale tardive peut être appréciée sur des coupes morphologiques après injection de gadolinium ; ceci se rencontre dans les anévrismes inflammatoires et les pathologies inflammatoires artérielles comme la maladie de Takayasu.

L’acquisition en ARM-3D-Gd des coupes natives se fait selon l’axe du vaisseau pour visualiser le maximum de longueur dans un minimum de coupes.

Les structures vasculaires sont repérées sur ces coupes morphologiques en 2D ; ceci permet de positionner la boîte matérialisant le volume d’acquisition d’ARM-3D-Gd.

Les appareils récents permettent l’acquisition rapide d’un volume de données en contraste de phase ; les reconstructions immédiates en mode MIP de face et de profil ne sont pas de qualité diagnostique suffisante, mais servent à positionner les volumes d’ARM-3D-Gd ; cette méthode est employée pour l’exploration en trois paliers, avec suivi de bolus, des axes artériels des membres inférieurs.

D’une manière générale, le choix du plan d’acquisition du volume d’acquisition dépend des structures vasculaires à étudier ; généralement, le plan coronal est retenu pour l’étude des artères pulmonaires, des artères carotides, de l’aorte abdominale, des artères rénales et des artères des membres inférieurs.

Pour l’étude spécifique de l’artère mésentérique supérieure, le plan sagittal est préférable.

Pour l’étude de l’aorte thoracique, le choix entre les plans coronal et sagittal se fait suivant l’anatomie du médiastin ; sur les appareils récents, le positionnement du volume d’acquisition peut se faire en oblique, dans le plan de la crosse aortique.

Deux options sont possibles pour la réalisation des séquences d’ARM-3D-Gd :

– l’acquisition en mode dynamique de plusieurs séquences courtes ; nous avons vu que cette technique favorise la résolution en contraste au détriment de la résolution spatiale ; l’avantage de cette méthode est d’obtenir des acquisitions à des temps différents de la progression du bolus de contraste ; ceci est particulièrement intéressant chez les enfants présentant des cardiopathies complexes opérées, avec des montages chirurgicaux parfois complexes ; les explorations vasculaires digestives bénéficient également de cette technique d’acquisition ;

– l’acquisition d’une seule séquence synchronisée au rehaussement maximal dans la région à explorer, en favorisant cette fois la résolution spatiale.

Pour les indications cardiothoraciques, les séquences en écho de gradient multiphases sur le coeur et le médiastin apportent des informations sur la cinétique cardiaque ; ces séquences apportent également des informations semi-quantitatives sur les vitesses par la présence de vide de signal (flow-void) dans les zones d’accélération du flux sanguin (zone de coarctation aortique par exemple).

Les séquences de vélocimétrie par contraste de phase donnent accès, en post-traitement, à une estimation des vitesses circulatoires et des débits.

Ces séquences sont par exemple employées pour le calcul des débits aortique et pulmonaire.

* Interprétation. Communication des images :

L’interprétation se fait au mieux sur console de visualisation et de reconstruction.

Les examens par IRM génèrent un nombre de plus en plus important d’images, particulièrement les séquences d’ARM-3D-Gd.

Ceci pose le problème du support ou du moyen de communication de ces images (films, CD-rom, réseau…) aux correspondants et au patient.

Le choix dépend des possibilités techniques disponibles et des habitudes des différents intervenants.

Applications cliniques :

Le scanner multibarrette avec l’angioscanner et l’IRM avec ARM arrivent à maturité grâce aux importantes évolutions technologiques ; leurs indications en pathologie vasculaire se recoupent fréquemment.

Les deux techniques offrent la possibilité d’étudier la lumière vasculaire, mais aussi sa paroi et son environnement.

L’angioscanner offre une meilleure résolution spatiale et la possibilité de voir les calcifications vasculaires ; l’ARM présente l’avantage d’un produit de contraste non néphrotoxique et d’être non irradiante.

Dans le cadre de l’urgence, l’IRM pose le problème de la surveillance clinique du patient ; le scanner est de réalisation rapide et est plus disponible.

Ces éléments orientent vers une modalité plutôt qu’une autre ; en pratique, la disponibilité et les habitudes de chaque équipe jouent un grand rôle dans les schémas diagnostiques (scanner ou IRM).

La liste des applications cliniques de l’ARM citées dans cet article n’est pas exhaustive.

Dans certains cas, dans un cadre pathologique, l’ARM est demandée pour l’étude spécifique d’un segment vasculaire, par exemple l’étude des artères rénales chez un patient polyathéromateux hypertendu.

Dans d’autres cas, l’ARM a pour objectif de faire le bilan le plus complet possible d’une pathologie vasculaire étendue ; c’est le cas par exemple dans la dissection aortique. Nous rendons compte des différentes indications en détaillant les principales applications, soit par territoires vasculaires, soit par pathologies.

A - EXPLORATIONS CERVICOENCÉPHALIQUES :

1- Sténose athéromateuse des artères carotides :

Le degré d’une sténose de la carotide interne proximale est le critère principal pour porter l’indication de son traitement.

L’angiographie était jusqu’alors l’examen de référence pour calculer le pourcentage de sténose en diamètre et différencier une sténose d’une occlusion. Les taux de complications de cet examen peuvent toutefois contrebalancer le bénéfice de la chirurgie.

L’Agence nationale d’accréditation et d’évaluation en santé (ANAES) a publié en 2001 un rapport sur la place de l’« angio-RM, angio-scanner et échographie-doppler dans l’exploration préopératoire des sténoses carotidiennes proximales de la carotide interne cervicale ».

Ce rapport rappelait les données essentielles tirées des grandes études multicentriques randomisées américaines et européennes.

L’ARM en temps de vol était la technique IRM de référence il y a encore quelques années pour l’analyse morphologique des sténoses carotidiennes extracrâniennes.

Cette technique présentant des limites, l’ARM-3D-Gd l’a totalement remplacée dans cette indication.

Cette technique permet une exploration complète des troncs supra-aortiques depuis leurs origines jusqu’au polygone de Willis grâce à l’utilisation d’un grand champ et d’une antenne vasculaire spécifique.

Une technique rigoureuse d’examen est nécessaire ; le minimum requis pour l’exploration d’une sténose de la carotide interne proximale a été décrit à l’occasion d’une étude randomisée nationale multicentrique actuellement en cours (Endartériectomie versus angioplastie chez les patients ayant une sténose carotide symptomatique Serrée [EVA-3S]).

L’objectif de l’IRM dans le bilan d’une sténose carotidienne est d’évaluer le degré de sténose, les suppléances artérielles intracrâniennes et le parenchyme cérébral.

L’ARM-3D-Gd est excellente pour la distinction entre sténose serrée et occlusion (sensibilité et spécificité de 100 %).

Dans le bilan des sténoses carotidiennes supérieures à 70 %, la sensibilité et la spécificité varient selon les publications de 93 à 100 % et de 85 à 100 %, respectivement.

Le siphon carotidien est souvent d’analyse incomplète sur l’ARM- 3D-Gd cervicale, en raison de sa situation haute, en bordure d’antenne.

Une exploration par ARM-3D en temps de vol centrée sur les siphons carotidiens et le polygone de Willis, dans le plan axial transverse, peut compléter l’examen.

Ces séquences peuvent mettre en évidence le retentissement intracrânien d’une sténose serrée, avec un amortissement du signal comparé au côté opposé.

L’intérêt de cette séquence est également de mettre en évidence une éventuelle sténose du siphon carotidien associée.

Les séquences parenchymateuses ont pour but de dépister un infarctus cérébral récent (rupture de la barrière hématoencéphalique) ou ancien (atrophie).

Au stade précoce d’un accident vasculaire cérébral ischémique, les techniques de diffusion-perfusion à l’étage encéphalique vont permettre de détecter l’accident ischémique à un stade où le scanner est encore parfois normal et de prédire son étendue.

Le dépistage d’une sténose athéromateuse est actuellement assuré par l’échographie-doppler.

L’ARM-3D-Gd est indiquée lorsque ce bilan ultrasonore met en évidence une sténose potentiellement chirurgicale.

Le rapport de l’ANAES fait le constat que la chirurgie carotidienne sans artériographie est devenue une réalité.

La plupart des équipes s’accordent en effet pour estimer qu’une concordance des résultats de l’échodoppler et de l’ARM-3D-Gd est suffisante pour poser une indication chirurgicale.

Toutefois, l’analyse de la littérature montre que la chirurgie carotidienne sans artériographie nécessite un contrôle de qualité des examens diagnostiques réalisés.

La place actuelle de l’angioscanner est moins bien définie dans cette indication.

Cet examen pourrait venir en complément du couple échodoppler/IRM, notamment en cas de discordance entre ces deux examens.

2- Anévrisme intracrânien :

La prévalence des anévrismes intracrâniens est augmentée par rapport à la population générale dans certaines populations dites à risque : personnes ayant un ou plusieurs antécédents familiaux de rupture anévrismale et personnes porteuses d’une polykystose rénale familiale.

Le dépistage des anévrismes intracrâniens asymptomatiques peut être alors indiqué.

L’angioscanner et l’ARM ont à peu près la même sensibilité pour la détection des anévrismes de plus de 3 mm (96 et 95 % respectivement). Pour les anévrismes inférieurs à 3 mm, la sensibilité de l’angioscanner reste relativement élevée (61 %) alors qu’elle baisse pour l’ARM à 38 %.

Compte tenu de ces éléments, en particulier pour les patients porteurs de polykystose rénale, et donc potentiellement d’une insuffisance rénale, l’ARM est actuellement la technique à utiliser pour ce dépistage.

La principale séquence d’ARM utilisée actuellement pour l’étude du polygone de Willis et la détection des anévrismes intracrâniens est la séquence en temps de vol.

L’acquisition doit avoir la meilleure résolution spatiale possible.

Elle doit permettre d’explorer toutes les artères cérébrales ou cérébelleuses, sièges habituels des anévrismes.

Le rôle de l’ARM est également de signaler l’existence de variantes anatomiques du polygone de Willis ; en effet, l’absence d’un segment de ce polygone est une notion importante à connaître avant d’envisager un geste thérapeutique.

Selon une étude récente, les séquences d’ARM-3D-Gd dynamiques avec injection de contraste en bolus seraient plus sensibles que les séquences d’ARM-3D en temps de vol dans cette indication.

Dans le contexte d’anévrisme intracrânien rompu, une fois le diagnostic d’hémorragie sous-arachnoïdienne porté, l’étape diagnostique suivante est habituellement du domaine de l’artériographie, qui est la première étape du traitement endovasculaire.

En cas de traitement chirurgical d’un anévrisme intracrânien, la présence de clips chirurgicaux sur le collet anévrismal contreindique ou rend ininterprétable l’ARM-3D en temps de vol en raison des artefacts générés : le modèle de clip intracrânien employé doit être précisé avant de réaliser l’examen afin de vérifier l’absence de contre-indication.

Les coils (platine) employés pour le traitement endovasculaire ne génèrent pas d’artefact.

Le suivi des patients porteurs d’un anévrisme intracrânien traité par coils peut être réalisé par IRM avec ARM ; dans cette indication, certaines équipes ne réalisent alors l’artériographie qu’en cas de doute en ARM sur une éventuelle recanalisation du collet.

B - DISSECTION AORTIQUE ET HÉMATOME DISSÉQUANT :

Devant une suspicion clinique de dissection aiguë de l’aorte, la ou les techniques d’imagerie doivent confirmer le diagnostic, différencier les dissections concernant l’aorte thoracique ascendante des autres types de dissection et rechercher les signes de gravité.

La dissection de l’aorte thoracique ascendante constitue une urgence chirurgicale : remplacement de l’aorte thoracique ascendante associé ou non à un remplacement valvulaire aortique.

Lorsque l’aorte ascendante n’est pas concernée par la dissection, le traitement est suivant les cas médical seul ou associé à un traitement endovasculaire.

En contexte d’urgence, l’angioscanner est probablement l’examen le plus informatif : il permet de répondre à la grande majorité des objectifs, avec notamment l’étude des branches viscérales de l’aorte abdominale.

L’IRM avec ARM-3D-Gd permet le diagnostic de la dissection aiguë et de ces complications avec une bonne sensibilité ; elle est actuellement peu utilisée comme moyen diagnostique d’urgence en raison de son manque de disponibilité et de la difficulté de réalisation chez un patient pouvant être en état hémodynamique instable.

L’IRM est proposée le plus souvent en bilan préthérapeutique, en postopératoire et dans le cadre de la surveillance.

Le patient doit être en état hémodynamique stable lorsqu’une IRM est réalisée dans cette indication.

L’examen peut se faire par l’antenne corps ou une antenne en réseau phasé ; il doit permettre l’étude vasculaire des troncs supra-aortiques jusqu’aux axes iliaques compris. Le diagnostic de dissection en IRM repose sur la mise en évidence du voile intimal et du double chenal.

Lorsque le faux chenal est rapidement circulant, la membrane intimale est visible sous la forme d’une bande linéaire de signal intermédiaire en écho de spin T1, séparant deux chenaux circulants vides de signal.

La visibilité de ce voile intimal peut être plus difficile si le flux au sein du faux chenal est ralenti ; toutefois, la variation du signal d’une coupe à l’autre au sein de ce faux chenal permet en général de porter le diagnostic de dissection avant la réalisation de la séquence d’ARM-3D-Gd.

Les portes d’entrée sont détectées sur les séquences en pondération T1 sous la forme d’une solution de continuité de la membrane intimale parfois associée à des phénomènes de flux (baisse localisée du signal du faux chenal).

L’ARM-3D-Gd, avec l’étude des coupes natives et du MPR, permet de bien visualiser la membrane intimale séparant les deux chenaux rehaussés, le plus souvent de façon asynchrone.

Sur cette acquisition injectée, l’orifice d’entrée se présente comme une communication entre les deux chenaux rehaussés.

En cas de dissection de l’aorte thoracique descendante se prolongeant sur l’aorte abdominale, il faut rechercher une extension de la dissection aux branches viscérales de l’aorte abdominale ou une compression du voile intimal sur leur ostium ; l’implication thérapeutique est importante car un traitement endovasculaire doit être réalisé en cas de mauvaise perfusion digestive ou rénale.

Que l’on se trouve dans la situation d’une dissection de type A opérée, d’une dissection de type B traitée médicalement ou par voie endovasculaire, la surveillance radiologique est fondamentale.

L’IRM avec ARM-3D-Gd est l’examen de choix pour cette surveillance.

La Société européenne de cardiologie a publié en 2001 des recommandations sur le diagnostic et la prise en charge des dissections aortiques.

Une nouvelle classification, en cinq classes, des lésions acquises de l’aorte a été proposée.

Cette classification complète les classifications topographiques (De Bakey et Stanford).

De nouvelles études reprises dans ce travail ont démontré le lien entre l’hématome intramural et la dissection aortique.

Le tableau clinique initial peut être identique.

Ces hématomes intramuraux sans rupture intimale se traduisent par un hypersignal de la paroi aortique en écho de spin T1 et un hyposignal sur des séquences en écho de gradient T1.

Des coupes en pondération T2 mettent en évidence un hypersignal T2 en croissant dans la paroi aortique.

Suite

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