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Radiologie
Exploration des artères pulmonaires en imagerie
Cours de Radiologie
 

 

 

Introduction :

Historiquement, l’exploration des artères pulmonaires est associée à celle du coeur.

Il s’agit de l’angiocardiographie pulmonaire, initiée dans les années 1930 par Forssmann.

Puis, l’angiographie pulmonaire conventionnelle a été remplacée progressivement par l’angiographie numérisée.

En parallèle, les techniques scanographiques ont eu une évolution spectaculaire et l’angioscanner est devenu dans la pratique clinique la modalité de premier choix pour l’exploration des artères pulmonaires.

Techniques d’imagerie :

A - ANGIOGRAPHIE PULMONAIRE :

La lecture de la radiographie thoracique standard est indispensable afin de ne pas méconnaître une pathologie sous-jacente pouvant affecter l’interprétation des images.

La surveillance de l’électrocardiogramme au cours de l’examen est systématique.

La mesure des pressions dans les cavités droites, le tronc et les artères pulmonaires fait partie intégrante de l’examen.

Une pression artérielle pulmonaire moyenne supérieure à 40 mmHg contreindique l’injection dans le tronc de l’artère pulmonaire.

La voie d’abord veineuse peut être fémorale ou brachiale, et la technique de Seldinger utilisée pour mettre en place un introducteur.

Les cathéters utilisés sont soit des cathéters « queue de cochon » droits ou angulés, soit des cathéters NIH.

Les cathéters à ballonnet gonflable permettent des mesures de pression bloquées dans les artères pulmonaires.

Une cadence image élevée (au moins 12 images par seconde) est indispensable, surtout en angiographie numérisée avec soustraction, technique très sensible aux artefacts cardiaques et respiratoires, et de résolution spatiale moindre que la technique conventionnelle.

Le taux de mortalité est inférieur à 3 %.

Le coeur pulmonaire aigu peut résulter d’une défaillance cardiaque après injection chez un patient présentant une hypertension artérielle pulmonaire (HTAP).

Des arythmies et blocs de branche droits peuvent être provoqués par la manipulation de la sonde dans le ventricule droit.

Le risque de perforation cardiaque a disparu avec l’utilisation des cathéters « queue de cochon ».

B - TOMODENSITOMÉTRIE :

Le premier temps de l’examen comprend l’acquisition de coupes haute résolution de faible épaisseur sur tout le thorax sans injection de produit de contraste.

Ce temps permet de détecter les calcifications, thrombus ou adénopathies, l’étude du parenchyme pulmonaire et de repérer le volume à étudier en angioscanner.

1- Angioscanner spiralé :

La technique d’injection doit être rigoureuse afin que toute la circulation artérielle pulmonaire puisse être opacifiée au « temps droit ».

L’utilisation d’un injecteur automatique est indispensable et un débit de 4 ml/s pour un volume de 80 à 120 ml/s est recommandé.

La technique de « smart-prep » a remplacé en pratique clinique l’utilisation d’un bolus test qui nécessitait une injection préalable de 20 ml de produit de contraste.

La technique dite de « smart-prep » consiste en un couplage injection-acquisition : on réalise des coupes successives passant par une artère pulmonaire et on débute l’acquisition du volume seulement quand le produit de contraste « arrive » dans les artères pulmonaires.

Le volume « minimal » à considérer pour une étude des artères pulmonaires des cinq premières générations est situé entre le bouton aortique et 2 cm en dessous des veines pulmonaires inférieures, ce qui correspond à une hauteur de couverture de 12 cm.

L’acquisition recommandée pour optimiser la résolution spatiale comporte des coupes de 2 mm d’épaisseur en mode spiralé avec un pitch de 2 (distance parcourue par la table d’examen par rotation du tube/ épaisseur de la coupe) et correspond à une épaisseur réelle de 2,65 mm.

Quand l’apnée n’est pas possible, une respiration calme est préférable.

Les appareillages multidétecteurs permettent une démultiplication de la durée de l’acquisition proportionnelle au nombre et à la taille des détecteurs mis en jeu (de quatre à 16, voire 32), puisque une colonne de rangées de détecteurs, située parallèlement au grand axe du patient, acquiert simultanément les voxels.

Il est alors possible d’étudier toute la hauteur pulmonaire avec une collimation de 2 mm en moins de 10 secondes.

2- Reconstructions 2D, 3D :

Les reconstructions multiplanaires permettent d’éliminer la superposition des pixels situés en dehors du plan reconstruit.

Les reconstructions volumiques multiplanaires avec application du mode maximum intensity projection offrent une visualisation angiographique des artères pulmonaires tout en permettant l’analyse des structures anatomiques au contact.

C - IMAGERIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE :

Les contre-indications classiques de l’IRM s’appliquent ici, mais il faut savoir que la présence de fils métalliques (sternotomie) n’est pas une contre-indication mais génère des artefacts qui interfèrent peu avec la lecture des images thoraciques, au moins avec les séquences « morphologiques ».

Les séquences pondérées T1 et T2 permettent une caractérisation tissulaire des lésions.

Les séquences turbo en écho de spin, très rapides, avec ou sans apnée, sont les plus utilisées.

Il existe un excellent contraste spontané entre la graisse médiastinale et les structures médiastinales, essentiellement vasculaires ou aériques.

L’angiographie par résonance magnétique (angioRM) des vaisseaux pulmonaires utilise des séquences en écho de gradient très rapides (moins de 30 secondes) et couplées à l’injection de produit de contraste par voie veineuse.

L’acquisition d’un volume sans puis avec injection permet la réalisation d’une soustraction qui supprime les structures non vasculaires.

Le mode maximum intensity projection offre une vue angiographique 3D des vaisseaux. Les séquences « dynamiques » et « fonctionnelles » sont utilisées pour l’étude de l’hémodynamique des cavités cardiaques droites et des vaisseaux.

Les séquences en mode « ciné » imagent les modifications morphologiques et de flux au cours du cycle cardiaque.

Les séquences dites « de phase », sensibles aux modifications de phase induites par le déplacement des protons dans un vaisseau, permettent le calcul des vélocités des flux circulants dans les vaisseaux.

Principales indications, résultats et stratégies d’exploration (malformations cardiopulmonaires exclues) :

A - EMBOLIE PULMONAIRE AIGUË :

Le diagnostic positif d’embolie pulmonaire aiguë repose sur un signe direct : la mise en évidence de thrombus dans les artères pulmonaires.

L’angiographie pulmonaire est la technique de référence qui a permis de valider d’autres techniques comme la scintigraphie de ventilation-perfusion dans un certain nombre d’indications, puis l’angioscanner spiralé et l’angioRM plus récemment.

Cependant, quelle que soit la technique, du fait de la fibrinolyse naturelle, il est impératif de réaliser l’exploration le plus rapidement possible.

Au-delà de 48 heures, la sensibilité même de l’angiographie pulmonaire chute dramatiquement et au-delà de 1 semaine il n’est plus possible d’éliminer le diagnostic d’embolie pulmonaire par les techniques morphologiques.

1- Angiographie pulmonaire et embolie pulmonaire :

Depuis la diffusion de l’angioscanner spiralé, l’angiographie pulmonaire n’a plus d’indication à visée diagnostique pour cette indication.

Concernant l’angiographie thérapeutique, il n’a pas été démontré une efficacité supérieure de la fibrinolyse in situ versus par voie veineuse périphérique.

L’association d’une fragmentation mécanique des thrombus à une fibrinolyse in situ par urokinase est efficace dans le traitement des formes massives avec défaillance hémodynamique mais n’a pas été comparée aux autres modalités thérapeutiques.

2- Angioscanner pulmonaire et embolie pulmonaire :

C’est l’angioscanner spiralé qui a permis à la tomodensitométrie (TDM) de devenir la modalité diagnostique de premier choix pour le diagnostic d’embolie pulmonaire.

En effet, comme l’angiographie pulmonaire, elle offre une visualisation directe des thrombus localisés dans les artères pulmonaires.

* Technique :

Une particularité technique de l’angioscanner dans la suspicion d’embolie pulmonaire est qu’il faut adapter la hauteur du volume à explorer à la durée de l’apnée permise par le patient si l’on veut réaliser des coupes fines. Ainsi, les sommets peuvent ne pas être compris dans le volume d’exploration si la durée de l’apnée est de moins de 20 secondes.

Cette limitation n’existe plus avec la technologie multidétecteurs.

Les fenêtres de visualisation des coupes doivent être suffisamment larges pour ne pas masquer un embole non occlusif.

* Résultats :

La présence de thrombus est visualisée sous la forme de lacunes intra-artérielles pulmonaires avec margination du produit de contraste autour, formant des images en cible ou des images en rail selon que la section artérielle est transverse ou longitudinale.

À l’étage sous-segmentaire, il existe souvent une absence complète de rehaussement de l’artère qui est souvent augmentée de taille par rapport aux artères normalement opacifiées.

Rémy-Jardin et Rémy ont les premiers établi en 1992 les hautes sensibilité (90 %) et spécificité (96 %) de l’angioscanner spiralé pour le diagnostic d’embolie pulmonaire centrale.

L’épaisseur des coupes était alors de 5 mm et le diagnostic d’embolie pulmonaire sous-segmentaire isolé, soit 6 % des patients dans l’étude PIOPED, n’était pas possible avec certitude en angioscanner.

L’optimisation des paramètres d’acquisition a par la suite permis d’étendre l’exploration aux artères sous-segmentaires : l’obtention de coupes de 2 mm d’épaisseur, l’utilisation de pitchs larges (de l’ordre de 2), permettent une couverture de tout le thorax en coupes fines et le diagnostic des embolies pulmonaires sous-segmentaires avec une sensibilité de 90 % et une spécificité de 94 %.

L’agrément interobservateur pour le diagnostic d’embolie pulmonaire est excellent (j = 0,86), comparable à celui de l’angiographie pulmonaire. Enfin, cette technologie est actuellement largement diffusée et d’une grande disponibilité.

L’arrivée des scanners multicoupes fait encore reculer les limites de l’angioscanner dans cette utilisation pour trois raisons principales.

La première est l’homogénéisation de la densité de la colonne de produit de contraste dans les artères pulmonaires, la deuxième est l’obtention des acquisitions en coupes de moins de 3 mm d’épaisseur sur tout le thorax en moins de 10 secondes, ce qui augmente la qualité des images chez les patients très dyspnéiques, et la dernière est la possibilité de réaliser des coupes de l’ordre du millimètre, ce qui étend l’analyse TDM à 94 % des artères sous-segmentaires.

Les signes de gravité de l’embolie pulmonaire sont accessibles en TDM par établissement d’un score qui tient compte du degré d’obstruction artérielle, ainsi que de la topographie et du nombre d’artères où siègent les thrombus.

Un rapport diamètre transverse du ventricule droit/diamètre transverse du ventricule gauche supérieur à 1,5, un septum interventriculaire dévié vers le ventricule gauche et surtout la diminution du diamètre transverse du ventricule droit sont des signes de gravité hémodynamique par diminution de la précharge.

Il est possible au cours du même examen, sans réinjection de produit de contraste, d’observer la présence ou non de thrombus situés dans les veines profondes (veine cave inférieure, réseau veineux pelvien, veines fémorales et poplités) afin de détecter une thrombose veineuse profonde associée.

Au cours de la suspicion d’embolie pulmonaire, la comparaison échodoppler veineux et TDM retrouve une sensibilité de la TDM variant de 93 à 100 % pour le diagnostic de thrombophlébite des membres inférieurs.

Cependant, l’agrément interobservateur en TDM pour le diagnostic de thrombose veineuse profonde est modérément bon (j = 0,59).

La TDM permet de plus la détection chez 17 % des patients de thrombus situés dans les veines abdominales et pelviennes visualisées de façon inconstante en échodoppler.

3- Angiographie par résonance magnétique :

* Aspects techniques :

Le diagnostic d’embolie pulmonaire aiguë est possible en IRM utilisant des séquences d’angioRM avec injection de gadolinium.

L’acquisition des coupes natives se fait dans un plan coronal oblique dans le sens d’un axe artériel pulmonaire si l’on n’étudie qu’un champ pulmonaire, et coronal strict si l’on étudie les deux plages pulmonaires.

La limite de cette technique relève du compromis nécessaire entre une durée d’acquisition courte et un grand volume d’exploration composé de partitions fines.

Une faible épaisseur de partitions est indispensable pour préserver une résolution spatiale acceptable pour la détection des thrombus.

L’augmentation du nombre de coupes est cependant limitée par, d’une part la durée de l’apnée et, d’autre part, l’obtention d’un temps « droit » prédominant.

* Résultats :

La sémiologie IRM repose sur la détection d’une lacune au sein d’une artère pulmonaire remplie de produit de contraste.

L’étude des coupes natives est indispensable pour faciliter la détection de ces thrombus.

Les résultats rapportés de l’angioRM pour le diagnostic d’embolie pulmonaire en font une technique acceptable pour l’étude des embolies jusqu’au niveau segmentaire seulement.

L’indication de l’IRM dans cette pathologie résulte à l’heure actuelle des contreindications à l’angioscanographie spiralée et des limites de la scintigraphie de ventilation-perfusion, puisque cette dernière technique a une valeur diagnostique chez seulement moins d’un quart des patients.

4- Stratégie diagnostique au cours de la suspicion d’embolie pulmonaire :

Le diagnostic de certitude d’embolie pulmonaire est indispensable compte tenu de la morbidité et de la mortalité liées aux anticoagulants, première cause d’iatrogénie médicamenteuse.

L’examen à réaliser en première intention est l’angioscanner spiralé.

Compte tenu des performances actuelles à l’étage sous-segmentaire dès lors qu’il est possible de réaliser des coupes de moins de 3 mm d’épaisseur, le risque de défaut diagnostique d’une embolie pulmonaire sous-segmentaire isolée décroît et restreint de ce fait dramatiquement la seule indication restante de l’angiographie pulmonaire dans le cadre de la suspicion d’embolie pulmonaire.

L’étude du suivi prospectif longitudinal à 3 mois des patients ayant bénéficié d’un angioscanner spiralé pour suspicion d’embolie pulmonaire a montré un taux de récurrence de 1 % en cas d’angioscanner spiralé négatif.

Plus récemment, une stratégie diagnostique basée sur angioscanner et échodoppler a montré qu’il est licite, quand ces examens sont négatifs, de ne pas initier de traitement anticoagulant.

De plus, van Erkel et al. ont montré que la substitution de l’angiographie conventionnelle par l’angioscanner spiralé diminuait la mortalité avec un meilleur coût-efficacité.

La place de la scintigraphie de ventilation-perfusion est encore discutée.

La scintigraphie de ventilation-perfusion est limitée par le fait qu’une haute probabilité diagnostique n’est obtenue que chez 27 % des patients, essentiellement sans antécédents cardiorespiratoires et qu’elle ne permet pas d’obtenir d’autres diagnostics différentiels.

Il existe une place pour l’IRM de première intention en cas de contre-indication à l’angioscanner (insuffisance rénale, grossesse).

B - HYPERTENSION ARTÉRIELLE PULMONAIRE ET EMBOLIE PULMONAIRE CHRONIQUE :

La problématique essentielle de l’HTAP « maladie » est de distinguer les HTAP secondaires aux embolies pulmonaires chroniques des HTAP primitives.

Le diagnostic d’embolie pulmonaire chronique repose sur la mise en évidence des thrombus anciens, souvent adhérents à la paroi artérielle, marginés dans les artères pulmonaires et responsables de disparité du calibre artériel.

La TDM et l’IRM, qui visualisent paroi, lumière et thrombus, sont particulièrement adaptées au diagnostic positif mais l’angiographie pulmonaire, qui comprend de plus une mesure directe des pressions artérielles pulmonaires, reste l’examen préthérapeutique de référence.

1- Angiographie pulmonaire :

On retient le diagnostic d’HTAP si la pression moyenne dans les artères pulmonaires est supérieure à 20 mm Hg.

Les signes angiographiques sont la dilatation sacculaire, appelée pouching, des artères pulmonaires en amont d’une obstruction ou ralentissement circulatoire, un aspect en bandes fines et étoilées des artères segmentaires qui sont peu et tardivement remplies, des encoches pariétales traduisant des irrégularités intimales.

Les branches principales peuvent s’interrompre brutalement, en particulier l’artère interlobaire.

L’aspect très irrégulier ou rigide des contours artériels et les distorsions contrastent avec le caractère bien limité des embolies aiguës.

2- Tomodensitométrie :

La TDM est la technique de choix pour visualiser les thrombi marginés le long des parois, et ce d’autant qu’ils ont une distribution centrale préférentielle. Les reconstructions 2D et 3D permettent de détecter les anomalies de calibre associées.

Enfin, les coupes sans injection haute résolution montrent un parenchyme en « mosaïque » et des variations « réflexes » du calibre des bronches d’un segment à l’autre du fait de l’hétérogénéité de distribution des occlusions vasculaires pulmonaires dans cette pathologie.

Concernant l’HTAP, l’apport de la TDM est double.

Elle permet de quantifier de façon qualitative l’HTAP.

Un diamètre du tronc de l’artère pulmonaire supérieur à 2,9 cm est associé avec une HTAP au moins modérée.

Le deuxième est de participer à la recherche d’une étiologie et pas seulement postembolique.

Dans l’HTAP postcapillaire, on peut retrouver des plages de verre dépoli, des lignes septales et des dilatations veineuses vasculaires.

Dans l’HTAP précapillaire, les vaisseaux pulmonaires périphériques sont de petite taille et le parenchyme est homogène.

3- Imagerie par résonance magnétique :

L’angioRM avec injection de gadolinium permet une étude morphologique complète de l’arbre vasculaire pulmonaire et le diagnostic d’HTAP par l’étude des variables hémodynamiques.

Cela permet un suivi non vulnérant des patients présentant une HTAP postembolique ou primitive, et d’évaluer l’effet des thérapeutiques instituées.

C - MALFORMATIONS ARTÉRIOVEINEUSES PULMONAIRES :

1- Angioscanner :

La plupart des malformations ou fistules artérioveineuses sont congénitales, et 60 à 90 % surviennent dans le cadre de la maladie de Rendu-Osler-Weber.

Ces malformations sont multiples dans un tiers des cas.

La TDM spiralée réalisée sans injection et faible dosimétrie est l’examen de référence pour le dépistage et la surveillance de ces lésions.

Pour caractériser une lésion ronde du poumon ou contrôler une embolisation, l’angioscanner montre l’opacification au temps droit des veines de drainage des fistules.

Le suivi en TDM est indispensable du fait du risque d’augmentation de taille des microfistules ou d’apparition de nouvelles fistules.

2- Imagerie par résonance magnétique :

L’angioRM a été proposée comme technique non irradiante de détection des fistules.

3- Angiographie thérapeutique :

L’angiographie n’est actuellement réalisée qu’à visée thérapeutique.

Le traitement de première intention de toutes les fistules, symptomatiques ou non, de plus de 5 mm de diamètre est la vasoocclusion des artères afférentes le plus distalement possible, voire du sac anévrismal situé entre artère et veine de drainage par mise en place de coils le plus souvent, parfois de ballonnets largables.

Le succès primaire est de 80 à 100 % des cas.

Les complications possibles sont la migration de l’embole dans la circulation systémique du fait du shunt dans 1 à 5 % des cas, mais plus rares avec l’utilisation de spires détachables, et les infarctus pulmonaires habituellement sans traduction clinique.

D - PATHOLOGIE TUMORALE :

Les tumeurs primitives des artères pulmonaires sont exceptionnelles, mais l’extension aux artères pulmonaires de tumeurs, en particulier bronchiques, est fréquente.

Le but de l’imagerie étant de faire le diagnostic et d’apprécier l’extension de la tumeur dans l’artère pulmonaire, le médiastin, les hiles, l’imagerie TDM est la technique de choix.

En ce qui concerne l’extension médiastinale du cancer bronchique, les reconstructions multiplanaires permettent d’apprécier l’extension par rapport au péricarde, au ligament artériel et à l’origine des artères médiastinales de la lésion, et donc la classification T4 ou T3, et d’envisager le type de résection chirurgicale possible.

Cependant, il est toujours difficile de distinguer le simple contact de l’envahissement pariétal quand il n’existe pas d’espace « sain » entre tumeur et artère ni de composante endoluminale de la tumeur.

Les sarcomes artériels pulmonaires primitifs ont une présentation tout à fait différente et posent le problème du diagnostic différentiel avec l’embolie pulmonaire chronique, ce d’autant que cette tumeur est souvent associée à la présence de thrombus.

Le caractère proximal « isolé » parfois unilatéral, l’importante dilatation artérielle associée, l’absence de pathologie thromboembolique clairement identifiée et la résistance au traitement héparinique doivent faire suspecter ce diagnostic, qui est confirmé par les biopsies endovasculaires.

En TDM ou IRM, l’aspect lobulé de la lésion et son rehaussement au temps systémique après injection de produit de contraste sont évocateurs.

E - PATHOLOGIES RARES :

La plupart des anévrismes artériels pulmonaires sont de faux anévrismes traumatiques après mise en place d’une sonde de Swan- Ganz et plus exceptionnellement au décours de traumatismes thoraciques.

Leur traitement par vaso-occlusion avant la rupture est impératif, car il est associé avec 100 % de survie versus 100 % de mortalité en cas de rupture.

Au cours de la maladie de Behçet, on observe dans 2 % des cas des anévrismes artériels pulmonaires dont la genèse serait une endartérite oblitérante des vasa vasorum.

À ce stade, le risque de rupture anévrismale est de 30 %.

Enfin, des causes possibles de faux anévrisme dont les parois sont formées par du parenchyme pulmonaire condensé et pathologique sont l’érosion d’une artère pulmonaire par une tumeur, une lésion infectieuse comme la tuberculose et on parle alors d’anévrisme de Rasmussen, ou des cas d’aspergillose invasive.

Au cours de la maladie de Takayasu, la prévalence des atteintes artérielles pulmonaires est de 30 %, essentiellement des sténoses ou dilatations des artères distales, surtout des lobes supérieurs.

Ceci justifie une recherche systématique de cette détermination pulmonaire par angioscanner qui, outre les distorsions, peut retrouver une prise de contraste annulaire d’un épaississement mural.

Conclusion :

L’angioscanner est devenu la première modalité d’exploration des artères pulmonaires pathologiques, y compris pour le diagnostic d’embolie pulmonaire.

L’angioRM, en cours de développement, trouve ses indications dans les contre-indications de l’angioscanner.

L’angiographie pulmonaire est presque toujours associée à des traitements endoluminaux des malformations (fistules, anévrismes) pulmonaires.

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