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Scanner cardiaque : nouvelles applications Cardiac CT: New applications D. Pesenti-Rossi a,∗,b , N. Baron a , P. Allouch b , R. Convers a , G. Gibault-Genty a , S. Aubert b a
Service de cardiologie, hôpital André-Mignot, Versailles Hospital, 177, rue de Versailles, 78150 Le Chesnay, France b Department of Cardiology, Ambroise Paré Clinic, 92200 Neuilly-sur-Seine, France Rec¸u le 24 juillet 2014 ; accepté le 24 aoˆut 2014
Résumé Depuis l’introduction de la génération de scanners 64-barettes, l’exactitude et la robustesse du diagnostic de la maladie coronaire ont progressé. L’intérêt majeur du scanner cardiaque est l’exclusion de la maladie coronaire par son excellente valeur prédictive négative. Actuellement, ses applications s’étendent grâce aux innovations aussi bien en terme d’évolution technologique des systèmes de scanner ou des stents implantés, que de l’évolution des procédures chirurgicales comme le TAVI. © 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Mots clés : Scanner cardiaque ; Coronarographie ; Maladie coronaire ; Stents ; Pontages ; TAVI
Abstract Since the introduction of the 64-generation scanners, the accuracy and robustness of the diagnosis of coronary artery disease has progressed. The main advantage of cardiac CT is the exclusion of coronary artery disease by its excellent negative predictive value. Currently, cardiac CT applications extend thanks to innovations both in terms of technological development systems scanner or stents implanted, that the evolution of surgical procedures such as TAVI. © 2014 Elsevier Masson SAS. All rights reserved. Keywords: Cardiac CT; Coronary artery; TAVI
1. Introduction La coronarographie invasive reste l’examen de référence pour l’imagerie des artères coronaires. Depuis 1999 et l’avènement des scanners 4-détecteurs synchronisés à l’électrocardiogramme (ECG), les développements technologiques ont été rapides en termes de résolution temporelle et spatiale, d’une part, et de post-traitement, d’autre part, permettant ainsi une précision d’évaluation non invasive de l’anatomie cardiaque, comprenant les artères coronaires, la fonction cardiaque et ses valves. Aujourd’hui, cette technique récente d’imagerie est de plus en
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Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (D. Pesenti-Rossi).
plus demandée et est effectuée en routine dans certains centres expérimentés. L’intérêt de cet article est d’exposer les dernières applications du scanner cardiaque et non pas de faire une liste exhaustive de ses recommandations. Des recommandations récentes américaines [1] et de la Société franc¸aise de cardiologie [2] permettent d’encadrer sa prescription depuis 2009. Basé sur ces recommandations, l’indication principale du scanner cardiaque est l’imagerie des artères coronaires. Le scanner est recommandé chez les patients symptomatiques avec une probabilité pré-test de la maladie coronarienne obstructive faible ou intermédiaire, dans le cadre de douleurs thoraciques avec une épreuve d’effort équivoque ou ininterprétable ou chez les patients souffrant d’une douleur thoracique aiguë en l’absence d’anomalies ECG et d’élévation des enzymes cardiaques.
http://dx.doi.org/10.1016/j.ancard.2014.08.005 0003-3928/© 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Pour citer cet article : Pesenti-Rossi D, et al. Scanner cardiaque : nouvelles applications. Ann Cardiol Angeiol (Paris) (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.ancard.2014.08.005
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En revanche, l’utilisation du scanner coronaire n’est pas justifiée chez les patients souffrant de douleurs thoraciques aiguës qui ont, soit une forte probabilité pré-test de la maladie coronarienne obstructive et/ou des anomalies ECG ou une élévation des enzymes cardiaques dans le cadre d’un syndrome coronarien aigu. En dehors des indications classiques, de nouvelles applications ou une extension des applications ont vu le jour suite aux innovations technologiques appliquées aux systèmes de scanner, au matériel comme les stents ou aux procédures chirurgicales comme l’implantation de valves aortiques par voie percutanée. 2. Évaluation des stents coronaires D’après les recommandations actuelles, l’utilisation systématique du scanner coronaire pour l’évaluation de la perméabilité des stents coronaires et dépister une resténose n’est pas justifiée et relève d’un test d’ischémie fonctionnel comme l’épreuve d’effort sur ergomètre, l’échographie de stress, la scintigraphie myocardique ou le gold standard l’IRM de stress. En revanche, le scanner coronaire est recommandé pour l’évaluation de la perméabilité de certains stents coronaires comme les stents du tronc commun gauche [2]. La visualisation directe de la lumière du stent est devenue possible avec les systèmes 16-détecteurs avec une meilleure résolution temporelle et la résolution spatiale submillimétrique introduits en 2002. De nombreuses études ont été publiées sur la performance diagnostique du scanner multi-barettes après stenting coronaire [3]. Ces études datent pour les premières de 2004–2005 et sont à l’origine des recommandations actuelles, elles concernent des systèmes scanner 16-barrettes avec une résolution spatiale limitée et n’ayant pas de correcteur de l’effet blooming ou effet volume partiel. De ce fait, la qualité d’image est insuffisante et sont exclus jusqu’à 46 % des stents analysés. La sensibilité pour la détection de la resténose varie entre 67 et 100 %, avec une spécificité de 74 à 100 %. Les résultats de ces études hétérogènes peuvent aussi s’expliquer par les différences dans les stents type et la taille, relativement petites populations étudiées et la prévalence variable de resténose. Différents auteurs ont rapporté une meilleure performance diagnostique dans stents avec des diamètres plus grands et des mailles plus fines [4]. Les stents de taille inférieure à 3 mm de diamètre étaient difficiles à évaluer. Les stents faits à partir de tantalum et ceux contenant de l’or sont aussi moins interprétable par rapport aux stents en acier inoxydable et alliages de cobalt [5]. Cependant, les premières études effectuées avec des systèmes 64 coupes et double sources, ont une sensibilité > 90 % [6]. Bien que la prévalence de la resténose intra-stent varie entre 6 et 49 %, la proportion d’occlusion est souvent élevé (24–59 %). D’ailleurs, l’occlusion de stent est plus facilement reconnue que la resténose intra-stent. En raison de l’artéfact de blooming effect, ou effet volume partiel, un degré minimal d’hyperplasie néo-intimale doit être présent pour une bonne visualisation en scanner. Ce minimum d’hyperplasie a été évalué à 1 mm dans une étude comparant le scanner avec l’échographie endocoronaire [7]. De ce fait, les résultats de ces études ont été
considérés comme insuffisants pour des recommandations positives de l’utilisation sans restriction du scanner chez les patients avec des stents coronaires en 2008–2009 [2]. La dernière génération de scanner dispose d’une amélioration de la résolution spatiale, temporelle et de la reconstruction itérative avec de nouveaux algorithmes de reconstruction permettant de réduire l’effet volume partiel, les artéfacts métalliques et le bruit dans l’image. Les différentes séries objectivent avec la reconstruction itérative, une réduction du bruit significative (jusqu’à 45 %) par rapport aux images de scanner reconstruites en utilisant la technique de rétroprojection filtrée, en particulier de la lumière intra-stent [8,9]. Par ailleurs, une nouvelle génération de stents à polymères bio-résorbables et à élution médicamenteuse a vu le jour comme une approche alternative des stents métallique. Ces stents à polymères bio-résorbables peuvent redonner à court terme une structure au vaisseau sans les limitations à long terme des stents métalliques. Dans l’étude Absorb [10], les stents analysés en scanner sont radio-transparents avec simplement deux marqueurs radio-opaques aux extrémités. La lumière est donc parfaitement analysable sans la limite de l’effet blooming (Fig. 1). Dans cette étude, 100 % des stents analysés étaient perméables à 5 ans. Par ailleurs, le mailles du polymère n’étaient plus visibles en tomographie par cohérence optique (OCT) à 4 ans.
3. Contrôle des pontages aorto-coronaires Les recommandations de la Société franc¸aise de cardiologie ne retiennent actuellement que l’étude de la perméabilité des pontages et l’étude de leur cartographie, en particulier leur rapport avec le sternum avant une nouvelle chirurgie thoracique [2]. En revanche, les recommandations américaines ACC/AHA proposent le scanner coronaire pour évaluer la perméabilité des pontages de fac¸on systématique en cas de récidive angineuse (classe IIbB) [11]. En parallèle de son indication validée pour l’exclusion de la maladie coronaire voire l’évaluation de la perméabilité de certaines revascularisations par angioplastie [12], le scanner cardiaque a en effet été proposé en tant que technique non invasive dans l’évaluation de la perméabilité des pontages aortocoronariens. Le scanner multi-détecteurs combine en effet une bonne résolution spatiale, couplée à des possibilités de reconstruction volumique et multiplanaire, indispensable à l’étude des pontages. Les limites initiales de la techniques étaient essentiellement secondaires aux artefacts liés à une fréquence cardiaque trop élevée, sur des scanners des générations précédentes avec 4 à 16 détecteurs [13–16]. L’irradiation au patient constituait également une limitation, avec des doses variant de 9 à 29 milliSievert (mSv) [17,18]. Les différentes stratégies modernes d’optimisation de la dose permettent à présent d’atteindre des doses plus basses, inférieures à 5mSv [19–21], jusqu’à 3,9 mSv [22]. En termes de performance diagnostique, les scanners de dernière génération atteignent une sensibilité et une spécificité supérieure à 99 % [23,24] pour l’étude de la perméabilité des pontages.
Pour citer cet article : Pesenti-Rossi D, et al. Scanner cardiaque : nouvelles applications. Ann Cardiol Angeiol (Paris) (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.ancard.2014.08.005
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Fig. 1. A. Coronarographie conventionnelle objectivant un résultat angiographique satisfaisant avec un stent biorésorbable implanté sur l’IVA moyenne (entre les flèches), tandis qu’un stent à élution médicamenteuse métallique classique implanté dans le tronc commun gauche (étoile). B. Le stent biorésorbable (entre les flèches) et le stent métallique (étoile) sont perméables en reconstruction scanner 2D curviligne. Aucun artéfact d’effet blooming est observé dans le segment moyen de l’IVA traité avec le stent biorésorbable entre les marqueurs de platine. C. Reconstruction 3D volumique obtenue en scanner multidétecteur, révélant les marqueurs de platine du stent biorésorbable (entre les flèches) et le stent métallique (étoile). LAD, IVA : artère interventriculaire antérieure ; LM : tronc commun gauche.
Fig. 2. Patient A aux antécédents de 4 pontages : scanner en reconstruction 3D volumique (en haut à gauche) et 2D curviligne (en haut à droite) révélant la perméabilité du pontage mammaire interne gauche – IVA (LIMA), du pontage mammaire interne droite – marginales gauches 1 et 2 (RIMA-Mg 1, 2), et du greffon saphène (SG) – coronaire droite. La coronarographie n’a donc pas été effectuée. Patient B aux antécédents de mono-pontage coronaire : scanner en reconstruction 3D volumique (en bas à gauche) et 2D Curviligne (en bas à droite) révélant la perméabilité la perméabilité du pontage mammaire interne gauche - IVA (LIMA). Par ailleurs, le scanner n’a retrouvé aucune lésion circonflexe et de la coronaire droite. La coronarographie n’a pas été effectuée. RC : coronaire droite ; LAD, IVA : artère interventriculaire antérieure ; Mg1, 2 : branches marginales gauches ; RIMA : artère mammaire interne droite; LIMA : artère mammaire interne gauche ; LA : anastomose latérale; DA : anastomose distale ; SG : greffon saphène ; OR : origine LIMA.
Pour citer cet article : Pesenti-Rossi D, et al. Scanner cardiaque : nouvelles applications. Ann Cardiol Angeiol (Paris) (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.ancard.2014.08.005
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Fig. 3. A. Le scanner objective une sténose significative > 50 % de la lumière de l’IVA proximale (LAD). B. Ceci est confirmé par l’angiographie avec une sténose de 57 % par angiographie coronaire quantitative. C. Le calcul modélisé de la FFRCT basé sur les données scanner démontre une lésion hémodynamiquement significative avec une FFRCT dans l’IVA distale de 0,62. B. La FFR mesurée lors de l’angiographie invasive est de 0,65. Avec l’aimable autorisation de la société Heartflow.
Au-delà de la performance diagnostique pure, le scanner cardiaque pourrait également se présenter, non pas comme une alternative à la coronarographie conventionnelle, mais comme un outil complémentaire. Notre travail, publié dans ce numéro, montre que la réalisation d’un scanner coronaire en première intention, chez les patients ayant des pontages coronaires et présentant une ischémie silencieuse, un angor, voire un syndrome coronarien aigu permet de réduire le volume total de produit de contraste iodé administré au patient, soit en évitant la coronarographie (Fig. 2), soit en guidant cette dernière, en évitant par exemple la recherche d’un pontage décrit comme occlus en scanner. De plus, cette stratégie permet de guider le choix de la voie d’abord artérielle, en évitant un abord fémoral superflu. Ces bénéfices sont renforcés par une dose totale (scanner puis éventuelle coronarographie, comparé à coronarographie d’emblée, parfois complétée d’un scanner ou d’une deuxième coronarographie en seconde ligne) identique dans les deux groupes. L’utilisation du scanner cardiaque pour l’évaluation de la perméabilité des pontages aorto-coronaires semble être une stratégie non seulement performante et fiable, mais également sûre en termes de radioprotection du patient et de quantité de volume de produit de contraste administrée. 4. Fractional flow reserve non invasive La réserve coronaire, ou fractional flow reserve (FFR) est un test diagnostique utilisé pour identifier les lésions responsables d’une ischémie, relevant d’une revascularisation. Dans sa version invasive, un cathéter muni d’un capteur de pression piézo-électrique à son extrémité est positionné dans l’artère étudiée. La gravité des lésions en FFR est établie grâce à un rapport entre la pression en distalité d’une lésion sténosante et la pression
d’amont, en zone normale, sensibilisé par l’administration d’adénosine. Un seuil de 0,8 est généralement proposé [25], en dessous duquel une angioplastie est indiquée. L’étude FAME a notamment prouvé que le pronostic d’une sténose coronaire est mieux prédit par son retentissement fonctionnel sur la perfusion myocardique que par le degré de sténose [26]. Cependant, la FFR invasive reste une procédure à risque (dissection coronaire, hémorragie, accidents vasculaires cérébraux) [27]. La FFR virtuelle est issue des progrès en modélisation de dynamique des fluides (computational fluid dynamics [CFD]). Cette technique permet notamment d’estimer diverses variables de flux, telles que la diminution de pression dans l’artère sténosée. Elle est composée de trois étapes : le pré-traitement, qui comprend la caractérisation de la géométrie du modèle et la détermination des propriétés d’écoulement du milieu et les conditions aux limites pour la solution; la transformation, qui est la solution de la tâche de flux pour les conditions définies fixés à un stade antérieur obtenu par approximations successives, jusqu’à obtention d’une erreur admissible ; le post-traitement, qui est l’analyse et à la préparation des résultats des calculs. Cette technique est déjà appliquée et validée dans divers domaines d’ingénierie. Le scanner cardiaque est limité pour juger du caractère hémodynamiquement significatif d’une lésion [28], mais cette nouvelle technique permet une approche fonctionnelle de l’anatomie coronaire. Elle peut être utilisée à partir d’un scanner cardiaque standard, sans nécessité d’irradiation supplémentaire. Tout d’abord, une analyse détaillée de l’anatomie coronaire (la « géométrie ») est faite sur la base des données DICOM du scanner coronaire. Ensuite, les conditions aux limites sont calculées : la pression aortique moyenne (par mesure de la pression artérielle au brassard), le débit coronaire de repos et la résistance de la microcirculation coronaire (et sa réaction à l’hyperhémie maximale). En
Pour citer cet article : Pesenti-Rossi D, et al. Scanner cardiaque : nouvelles applications. Ann Cardiol Angeiol (Paris) (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.ancard.2014.08.005
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Fig. 4. A. Scanner en incidence sagittale chambre de chasse VG, valve aortique et Aorte ascendante. B. Scanner en incidence transversale dans le plan de la valve aortique affirmant son caractère tricuspide et calcifié. C. Scanner en incidence transversale dans le plan de l’anneau aortique (forme ovale) permettant d’évaluer ses diamètres (flèches bleues) et sa surface pour guider le choix de la prothèse. D. Échographie trans-thoracique en incidence para-sternale grand axe classique considérée comme la référence pour déterminer la taille de l’anneau (flèche orange). E. Scanner en incidence transversale dans le plan de l’anneau aortique (forme ovale) avec la projection des mesures échographiques habituelles sous-estimant la taille réelle de l’anneau (flèches discontinues oranges). F. Mise en place de la prothèse aortique par TAVI en angiographie.
l’absence d’ischémie myocardique aiguë pendant le scanner on peut supposer que le débit sanguin coronaire de repos est proportionnelle à la masse du myocarde. La masse myocardique est également calculée grâce aux données du scanner. La résistance de la microcirculation coronaire est supposée être inversement proportionnelle à la taille du vaisseau épicardique. Enfin, la réaction de la microcirculation à l’injection d’adénosine est connue. La viscosité et la densité du sang (« les propriétés des fluides ») sont liés aux valeurs de l’hématocrite. Ainsi, la vitesse et la pression du sang dans les artères coronaires sont calculées. Enfin, les valeurs de FFR peuvent être calculées pour chaque point dans les artères coronaires, par le rapport entre la pression coronaire et aortique (Fig. 3). L’étude DISCOVER-FLOW [29] a permis de valider la méthode en comparaison avec la FFR invasive chez 103 patients. En analyse par vaisseau, la précision, sensibilité, spécificité, VPP et VPN étaient respectivement de 84,3, 87,9, 82,2, 73,9, 92,2 % pour la FFR virtuelle et de 58,5, 91,4, 39,6, 46,5, 88,9 % pour l’évaluation avec l’anatomie coronaire seul en scanner. Pour l’étude des lésions intermédiaires, chez 238 patients, l’étude DeFACTO [30] a retrouvé une forte sensibilité (74 %) et valeur prédictive négative (90 %) de la FFR virtuelle contre 34 % et 78 % pour l’évaluation anatomique de la sténose en scanner. Enfin, l’étude HeartFlow NXT [31] a récemment confirmé ces résultats avec une courbe ROC à 90 % pour la FFR virtuelle contre 0,81 en scanner cardiaque dans une population de
254 patients avec suspicion de maladie coronaire devant bénéficier d’une coronarographie. 5. Évaluation en pré-implantation de valves aortiques par voie percutanée L’examen de première intention pour affirmer le caractère serré d’un rétrécissement valvulaire aortique est l’échographie cardiaque conventionnelle. Si le traitement de référence est le remplacement valvulaire aortique chirurgical, le remplacement valvulaire aortique par voie percutanée ou transcatheter aortic valvular implantation (TAVI) est devenu le traitement de choix pour des patients symptomatiques, sélectionnés, jugés inopérables en raison de leurs comorbidités [32], ou une alternative acceptable pour des patients opérables avec un risque chirurgical élevé. La décision est toujours collégiale, faisant intervenir un cardiologue non interventionnel, un cardiologue interventionnel, un chirurgien cardiaque et un anesthésiste-réanimateur. La sélection non seulement des patients, mais aussi de la voie d’abord transfémorale, transapicale, transaortique ou sous-clavière, nécessite une approche multidisciplinaire qui reste essentielle pour le succès de l’intervention. La voie transfémorale est la voie de prédilection. Chez ces patients, le TAVI a émergé au cours des dernières années avec d’excellents résultats cliniques [32]. En revanche,
Pour citer cet article : Pesenti-Rossi D, et al. Scanner cardiaque : nouvelles applications. Ann Cardiol Angeiol (Paris) (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.ancard.2014.08.005
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la régurgitation aortique modérée ou importante post-opératoire fut un problème fréquent associé au TAVI survenant jusqu’à 50 % des patients selon les séries [33]. Dans le rapport des résultats à 2 ans de l’essai PARTNER, une relation linéaire a été établie entre la gravité de l’insuffisance aortique postprocédurale et la mortalité à 1 an et 2 ans même avec une insuffisance aortique modérée [32]. Ainsi des stratégies pour éviter les insuffisances aortiques post-procédurales sont actuellement les principaux objectifs pour améliorer la survie à long terme. Les calcifications valvulaires sévères, le sous-dimensionnement des prothèses par rapport à l’anneau, l’implantation trop basse ou trop haute ont été identifiés comme des facteurs prédisposant à l’insuffisance aortique paravalvulaire [34]. Le choix de la taille des prothèses est actuellement basée sur les recommandations des fabricants qui sont dérivées des données de l’échocardiographie, bien que ces méthodes ne prennent pas en compte l’anatomie elliptique de l’anneau aortique [35] et sont sujettes à des mesures erronées de l’axe entraînant d’importantes sous-estimations de la taille réelle de l’anneau. Dans cette indication, l’utilisation du scanner cardiaque est justifiée pour évaluer précisément la taille de l’anneau aortique (diamètre minimum et maximum, le diamètre moyen et la surface de section transversale de l’anneau aortique) sous-estimé en échographie pour choisir la taille de la valve, préciser la position des ostiacoronaires pour le choix du type de prothèse (Fig. 4). Par ailleurs, le scanner permet de préciser le caractère bicuspide ou tricuspide de la valve aortique native, une biscuspidie contre-indiquant pour la majorité des équipes un TAVI, comme la présence d’un bourrelet sous-aortique significatif. Ainsi, dans la série récente de Leber et al. [36], le guidage de la taille de prothèse à partir des données du scanner était associé à un sur-dimensionnement des prothèses de 15–25 % par rapport aux données échographiques et une réduction significative des insuffisances aortiques para-valvulaires. 6. Conclusion Le scanner cardiaque est une technique récente qui s’est imposé rapidement comme un outil diagnostique complémentaire ayant des indications bien définies par les sociétés savantes. Actuellement, ses applications continuent de s’étendre grâce aux innovations technologiques. Déclaration d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article. Introduction [1] Taylor AJ, Cerqueira M, Hodgson JM, Mark D, Min J, O’Gara P, et al. Appropriate use criteria for cardiac computed tomography. J Am Coll Cardiol 2010;56:1864–94. [2] Pernès JM, Sirol M, Chabbert V, Christiaens L, Alison D, Hamon M, et al. Current indications for cardiac CT. J Radiol 2009;90:1123–32.
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Pour citer cet article : Pesenti-Rossi D, et al. Scanner cardiaque : nouvelles applications. Ann Cardiol Angeiol (Paris) (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.ancard.2014.08.005
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Mise au point
Scanner cardiaque : nouvelles applications Cardiac CT: New applications D. Pesenti-Rossi a,∗,b , N. Baron a , P. Allouch b , R. Convers a , G. Gibault-Genty a , S. Aubert b a
Service de cardiologie, hôpital André-Mignot, Versailles Hospital, 177, rue de Versailles, 78150 Le Chesnay, France b Department of Cardiology, Ambroise Paré Clinic, 92200 Neuilly-sur-Seine, France Rec¸u le 24 juillet 2014 ; accepté le 24 aoˆut 2014
Résumé Depuis l’introduction de la génération de scanners 64-barettes, l’exactitude et la robustesse du diagnostic de la maladie coronaire ont progressé. L’intérêt majeur du scanner cardiaque est l’exclusion de la maladie coronaire par son excellente valeur prédictive négative. Actuellement, ses applications s’étendent grâce aux innovations aussi bien en terme d’évolution technologique des systèmes de scanner ou des stents implantés, que de l’évolution des procédures chirurgicales comme le TAVI. © 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Mots clés : Scanner cardiaque ; Coronarographie ; Maladie coronaire ; Stents ; Pontages ; TAVI
Abstract Since the introduction of the 64-generation scanners, the accuracy and robustness of the diagnosis of coronary artery disease has progressed. The main advantage of cardiac CT is the exclusion of coronary artery disease by its excellent negative predictive value. Currently, cardiac CT applications extend thanks to innovations both in terms of technological development systems scanner or stents implanted, that the evolution of surgical procedures such as TAVI. © 2014 Elsevier Masson SAS. All rights reserved. Keywords: Cardiac CT; Coronary artery; TAVI
1. Introduction La coronarographie invasive reste l’examen de référence pour l’imagerie des artères coronaires. Depuis 1999 et l’avènement des scanners 4-détecteurs synchronisés à l’électrocardiogramme (ECG), les développements technologiques ont été rapides en termes de résolution temporelle et spatiale, d’une part, et de post-traitement, d’autre part, permettant ainsi une précision d’évaluation non invasive de l’anatomie cardiaque, comprenant les artères coronaires, la fonction cardiaque et ses valves. Aujourd’hui, cette technique récente d’imagerie est de plus en
∗
Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (D. Pesenti-Rossi).
plus demandée et est effectuée en routine dans certains centres expérimentés. L’intérêt de cet article est d’exposer les dernières applications du scanner cardiaque et non pas de faire une liste exhaustive de ses recommandations. Des recommandations récentes américaines [1] et de la Société franc¸aise de cardiologie [2] permettent d’encadrer sa prescription depuis 2009. Basé sur ces recommandations, l’indication principale du scanner cardiaque est l’imagerie des artères coronaires. Le scanner est recommandé chez les patients symptomatiques avec une probabilité pré-test de la maladie coronarienne obstructive faible ou intermédiaire, dans le cadre de douleurs thoraciques avec une épreuve d’effort équivoque ou ininterprétable ou chez les patients souffrant d’une douleur thoracique aiguë en l’absence d’anomalies ECG et d’élévation des enzymes cardiaques.
http://dx.doi.org/10.1016/j.ancard.2014.08.005 0003-3928/© 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Pour citer cet article : Pesenti-Rossi D, et al. Scanner cardiaque : nouvelles applications. Ann Cardiol Angeiol (Paris) (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.ancard.2014.08.005
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En revanche, l’utilisation du scanner coronaire n’est pas justifiée chez les patients souffrant de douleurs thoraciques aiguës qui ont, soit une forte probabilité pré-test de la maladie coronarienne obstructive et/ou des anomalies ECG ou une élévation des enzymes cardiaques dans le cadre d’un syndrome coronarien aigu. En dehors des indications classiques, de nouvelles applications ou une extension des applications ont vu le jour suite aux innovations technologiques appliquées aux systèmes de scanner, au matériel comme les stents ou aux procédures chirurgicales comme l’implantation de valves aortiques par voie percutanée. 2. Évaluation des stents coronaires D’après les recommandations actuelles, l’utilisation systématique du scanner coronaire pour l’évaluation de la perméabilité des stents coronaires et dépister une resténose n’est pas justifiée et relève d’un test d’ischémie fonctionnel comme l’épreuve d’effort sur ergomètre, l’échographie de stress, la scintigraphie myocardique ou le gold standard l’IRM de stress. En revanche, le scanner coronaire est recommandé pour l’évaluation de la perméabilité de certains stents coronaires comme les stents du tronc commun gauche [2]. La visualisation directe de la lumière du stent est devenue possible avec les systèmes 16-détecteurs avec une meilleure résolution temporelle et la résolution spatiale submillimétrique introduits en 2002. De nombreuses études ont été publiées sur la performance diagnostique du scanner multi-barettes après stenting coronaire [3]. Ces études datent pour les premières de 2004–2005 et sont à l’origine des recommandations actuelles, elles concernent des systèmes scanner 16-barrettes avec une résolution spatiale limitée et n’ayant pas de correcteur de l’effet blooming ou effet volume partiel. De ce fait, la qualité d’image est insuffisante et sont exclus jusqu’à 46 % des stents analysés. La sensibilité pour la détection de la resténose varie entre 67 et 100 %, avec une spécificité de 74 à 100 %. Les résultats de ces études hétérogènes peuvent aussi s’expliquer par les différences dans les stents type et la taille, relativement petites populations étudiées et la prévalence variable de resténose. Différents auteurs ont rapporté une meilleure performance diagnostique dans stents avec des diamètres plus grands et des mailles plus fines [4]. Les stents de taille inférieure à 3 mm de diamètre étaient difficiles à évaluer. Les stents faits à partir de tantalum et ceux contenant de l’or sont aussi moins interprétable par rapport aux stents en acier inoxydable et alliages de cobalt [5]. Cependant, les premières études effectuées avec des systèmes 64 coupes et double sources, ont une sensibilité > 90 % [6]. Bien que la prévalence de la resténose intra-stent varie entre 6 et 49 %, la proportion d’occlusion est souvent élevé (24–59 %). D’ailleurs, l’occlusion de stent est plus facilement reconnue que la resténose intra-stent. En raison de l’artéfact de blooming effect, ou effet volume partiel, un degré minimal d’hyperplasie néo-intimale doit être présent pour une bonne visualisation en scanner. Ce minimum d’hyperplasie a été évalué à 1 mm dans une étude comparant le scanner avec l’échographie endocoronaire [7]. De ce fait, les résultats de ces études ont été
considérés comme insuffisants pour des recommandations positives de l’utilisation sans restriction du scanner chez les patients avec des stents coronaires en 2008–2009 [2]. La dernière génération de scanner dispose d’une amélioration de la résolution spatiale, temporelle et de la reconstruction itérative avec de nouveaux algorithmes de reconstruction permettant de réduire l’effet volume partiel, les artéfacts métalliques et le bruit dans l’image. Les différentes séries objectivent avec la reconstruction itérative, une réduction du bruit significative (jusqu’à 45 %) par rapport aux images de scanner reconstruites en utilisant la technique de rétroprojection filtrée, en particulier de la lumière intra-stent [8,9]. Par ailleurs, une nouvelle génération de stents à polymères bio-résorbables et à élution médicamenteuse a vu le jour comme une approche alternative des stents métallique. Ces stents à polymères bio-résorbables peuvent redonner à court terme une structure au vaisseau sans les limitations à long terme des stents métalliques. Dans l’étude Absorb [10], les stents analysés en scanner sont radio-transparents avec simplement deux marqueurs radio-opaques aux extrémités. La lumière est donc parfaitement analysable sans la limite de l’effet blooming (Fig. 1). Dans cette étude, 100 % des stents analysés étaient perméables à 5 ans. Par ailleurs, le mailles du polymère n’étaient plus visibles en tomographie par cohérence optique (OCT) à 4 ans.
3. Contrôle des pontages aorto-coronaires Les recommandations de la Société franc¸aise de cardiologie ne retiennent actuellement que l’étude de la perméabilité des pontages et l’étude de leur cartographie, en particulier leur rapport avec le sternum avant une nouvelle chirurgie thoracique [2]. En revanche, les recommandations américaines ACC/AHA proposent le scanner coronaire pour évaluer la perméabilité des pontages de fac¸on systématique en cas de récidive angineuse (classe IIbB) [11]. En parallèle de son indication validée pour l’exclusion de la maladie coronaire voire l’évaluation de la perméabilité de certaines revascularisations par angioplastie [12], le scanner cardiaque a en effet été proposé en tant que technique non invasive dans l’évaluation de la perméabilité des pontages aortocoronariens. Le scanner multi-détecteurs combine en effet une bonne résolution spatiale, couplée à des possibilités de reconstruction volumique et multiplanaire, indispensable à l’étude des pontages. Les limites initiales de la techniques étaient essentiellement secondaires aux artefacts liés à une fréquence cardiaque trop élevée, sur des scanners des générations précédentes avec 4 à 16 détecteurs [13–16]. L’irradiation au patient constituait également une limitation, avec des doses variant de 9 à 29 milliSievert (mSv) [17,18]. Les différentes stratégies modernes d’optimisation de la dose permettent à présent d’atteindre des doses plus basses, inférieures à 5mSv [19–21], jusqu’à 3,9 mSv [22]. En termes de performance diagnostique, les scanners de dernière génération atteignent une sensibilité et une spécificité supérieure à 99 % [23,24] pour l’étude de la perméabilité des pontages.
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Fig. 1. A. Coronarographie conventionnelle objectivant un résultat angiographique satisfaisant avec un stent biorésorbable implanté sur l’IVA moyenne (entre les flèches), tandis qu’un stent à élution médicamenteuse métallique classique implanté dans le tronc commun gauche (étoile). B. Le stent biorésorbable (entre les flèches) et le stent métallique (étoile) sont perméables en reconstruction scanner 2D curviligne. Aucun artéfact d’effet blooming est observé dans le segment moyen de l’IVA traité avec le stent biorésorbable entre les marqueurs de platine. C. Reconstruction 3D volumique obtenue en scanner multidétecteur, révélant les marqueurs de platine du stent biorésorbable (entre les flèches) et le stent métallique (étoile). LAD, IVA : artère interventriculaire antérieure ; LM : tronc commun gauche.
Fig. 2. Patient A aux antécédents de 4 pontages : scanner en reconstruction 3D volumique (en haut à gauche) et 2D curviligne (en haut à droite) révélant la perméabilité du pontage mammaire interne gauche – IVA (LIMA), du pontage mammaire interne droite – marginales gauches 1 et 2 (RIMA-Mg 1, 2), et du greffon saphène (SG) – coronaire droite. La coronarographie n’a donc pas été effectuée. Patient B aux antécédents de mono-pontage coronaire : scanner en reconstruction 3D volumique (en bas à gauche) et 2D Curviligne (en bas à droite) révélant la perméabilité la perméabilité du pontage mammaire interne gauche - IVA (LIMA). Par ailleurs, le scanner n’a retrouvé aucune lésion circonflexe et de la coronaire droite. La coronarographie n’a pas été effectuée. RC : coronaire droite ; LAD, IVA : artère interventriculaire antérieure ; Mg1, 2 : branches marginales gauches ; RIMA : artère mammaire interne droite; LIMA : artère mammaire interne gauche ; LA : anastomose latérale; DA : anastomose distale ; SG : greffon saphène ; OR : origine LIMA.
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Fig. 3. A. Le scanner objective une sténose significative > 50 % de la lumière de l’IVA proximale (LAD). B. Ceci est confirmé par l’angiographie avec une sténose de 57 % par angiographie coronaire quantitative. C. Le calcul modélisé de la FFRCT basé sur les données scanner démontre une lésion hémodynamiquement significative avec une FFRCT dans l’IVA distale de 0,62. B. La FFR mesurée lors de l’angiographie invasive est de 0,65. Avec l’aimable autorisation de la société Heartflow.
Au-delà de la performance diagnostique pure, le scanner cardiaque pourrait également se présenter, non pas comme une alternative à la coronarographie conventionnelle, mais comme un outil complémentaire. Notre travail, publié dans ce numéro, montre que la réalisation d’un scanner coronaire en première intention, chez les patients ayant des pontages coronaires et présentant une ischémie silencieuse, un angor, voire un syndrome coronarien aigu permet de réduire le volume total de produit de contraste iodé administré au patient, soit en évitant la coronarographie (Fig. 2), soit en guidant cette dernière, en évitant par exemple la recherche d’un pontage décrit comme occlus en scanner. De plus, cette stratégie permet de guider le choix de la voie d’abord artérielle, en évitant un abord fémoral superflu. Ces bénéfices sont renforcés par une dose totale (scanner puis éventuelle coronarographie, comparé à coronarographie d’emblée, parfois complétée d’un scanner ou d’une deuxième coronarographie en seconde ligne) identique dans les deux groupes. L’utilisation du scanner cardiaque pour l’évaluation de la perméabilité des pontages aorto-coronaires semble être une stratégie non seulement performante et fiable, mais également sûre en termes de radioprotection du patient et de quantité de volume de produit de contraste administrée. 4. Fractional flow reserve non invasive La réserve coronaire, ou fractional flow reserve (FFR) est un test diagnostique utilisé pour identifier les lésions responsables d’une ischémie, relevant d’une revascularisation. Dans sa version invasive, un cathéter muni d’un capteur de pression piézo-électrique à son extrémité est positionné dans l’artère étudiée. La gravité des lésions en FFR est établie grâce à un rapport entre la pression en distalité d’une lésion sténosante et la pression
d’amont, en zone normale, sensibilisé par l’administration d’adénosine. Un seuil de 0,8 est généralement proposé [25], en dessous duquel une angioplastie est indiquée. L’étude FAME a notamment prouvé que le pronostic d’une sténose coronaire est mieux prédit par son retentissement fonctionnel sur la perfusion myocardique que par le degré de sténose [26]. Cependant, la FFR invasive reste une procédure à risque (dissection coronaire, hémorragie, accidents vasculaires cérébraux) [27]. La FFR virtuelle est issue des progrès en modélisation de dynamique des fluides (computational fluid dynamics [CFD]). Cette technique permet notamment d’estimer diverses variables de flux, telles que la diminution de pression dans l’artère sténosée. Elle est composée de trois étapes : le pré-traitement, qui comprend la caractérisation de la géométrie du modèle et la détermination des propriétés d’écoulement du milieu et les conditions aux limites pour la solution; la transformation, qui est la solution de la tâche de flux pour les conditions définies fixés à un stade antérieur obtenu par approximations successives, jusqu’à obtention d’une erreur admissible ; le post-traitement, qui est l’analyse et à la préparation des résultats des calculs. Cette technique est déjà appliquée et validée dans divers domaines d’ingénierie. Le scanner cardiaque est limité pour juger du caractère hémodynamiquement significatif d’une lésion [28], mais cette nouvelle technique permet une approche fonctionnelle de l’anatomie coronaire. Elle peut être utilisée à partir d’un scanner cardiaque standard, sans nécessité d’irradiation supplémentaire. Tout d’abord, une analyse détaillée de l’anatomie coronaire (la « géométrie ») est faite sur la base des données DICOM du scanner coronaire. Ensuite, les conditions aux limites sont calculées : la pression aortique moyenne (par mesure de la pression artérielle au brassard), le débit coronaire de repos et la résistance de la microcirculation coronaire (et sa réaction à l’hyperhémie maximale). En
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Fig. 4. A. Scanner en incidence sagittale chambre de chasse VG, valve aortique et Aorte ascendante. B. Scanner en incidence transversale dans le plan de la valve aortique affirmant son caractère tricuspide et calcifié. C. Scanner en incidence transversale dans le plan de l’anneau aortique (forme ovale) permettant d’évaluer ses diamètres (flèches bleues) et sa surface pour guider le choix de la prothèse. D. Échographie trans-thoracique en incidence para-sternale grand axe classique considérée comme la référence pour déterminer la taille de l’anneau (flèche orange). E. Scanner en incidence transversale dans le plan de l’anneau aortique (forme ovale) avec la projection des mesures échographiques habituelles sous-estimant la taille réelle de l’anneau (flèches discontinues oranges). F. Mise en place de la prothèse aortique par TAVI en angiographie.
l’absence d’ischémie myocardique aiguë pendant le scanner on peut supposer que le débit sanguin coronaire de repos est proportionnelle à la masse du myocarde. La masse myocardique est également calculée grâce aux données du scanner. La résistance de la microcirculation coronaire est supposée être inversement proportionnelle à la taille du vaisseau épicardique. Enfin, la réaction de la microcirculation à l’injection d’adénosine est connue. La viscosité et la densité du sang (« les propriétés des fluides ») sont liés aux valeurs de l’hématocrite. Ainsi, la vitesse et la pression du sang dans les artères coronaires sont calculées. Enfin, les valeurs de FFR peuvent être calculées pour chaque point dans les artères coronaires, par le rapport entre la pression coronaire et aortique (Fig. 3). L’étude DISCOVER-FLOW [29] a permis de valider la méthode en comparaison avec la FFR invasive chez 103 patients. En analyse par vaisseau, la précision, sensibilité, spécificité, VPP et VPN étaient respectivement de 84,3, 87,9, 82,2, 73,9, 92,2 % pour la FFR virtuelle et de 58,5, 91,4, 39,6, 46,5, 88,9 % pour l’évaluation avec l’anatomie coronaire seul en scanner. Pour l’étude des lésions intermédiaires, chez 238 patients, l’étude DeFACTO [30] a retrouvé une forte sensibilité (74 %) et valeur prédictive négative (90 %) de la FFR virtuelle contre 34 % et 78 % pour l’évaluation anatomique de la sténose en scanner. Enfin, l’étude HeartFlow NXT [31] a récemment confirmé ces résultats avec une courbe ROC à 90 % pour la FFR virtuelle contre 0,81 en scanner cardiaque dans une population de
254 patients avec suspicion de maladie coronaire devant bénéficier d’une coronarographie. 5. Évaluation en pré-implantation de valves aortiques par voie percutanée L’examen de première intention pour affirmer le caractère serré d’un rétrécissement valvulaire aortique est l’échographie cardiaque conventionnelle. Si le traitement de référence est le remplacement valvulaire aortique chirurgical, le remplacement valvulaire aortique par voie percutanée ou transcatheter aortic valvular implantation (TAVI) est devenu le traitement de choix pour des patients symptomatiques, sélectionnés, jugés inopérables en raison de leurs comorbidités [32], ou une alternative acceptable pour des patients opérables avec un risque chirurgical élevé. La décision est toujours collégiale, faisant intervenir un cardiologue non interventionnel, un cardiologue interventionnel, un chirurgien cardiaque et un anesthésiste-réanimateur. La sélection non seulement des patients, mais aussi de la voie d’abord transfémorale, transapicale, transaortique ou sous-clavière, nécessite une approche multidisciplinaire qui reste essentielle pour le succès de l’intervention. La voie transfémorale est la voie de prédilection. Chez ces patients, le TAVI a émergé au cours des dernières années avec d’excellents résultats cliniques [32]. En revanche,
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la régurgitation aortique modérée ou importante post-opératoire fut un problème fréquent associé au TAVI survenant jusqu’à 50 % des patients selon les séries [33]. Dans le rapport des résultats à 2 ans de l’essai PARTNER, une relation linéaire a été établie entre la gravité de l’insuffisance aortique postprocédurale et la mortalité à 1 an et 2 ans même avec une insuffisance aortique modérée [32]. Ainsi des stratégies pour éviter les insuffisances aortiques post-procédurales sont actuellement les principaux objectifs pour améliorer la survie à long terme. Les calcifications valvulaires sévères, le sous-dimensionnement des prothèses par rapport à l’anneau, l’implantation trop basse ou trop haute ont été identifiés comme des facteurs prédisposant à l’insuffisance aortique paravalvulaire [34]. Le choix de la taille des prothèses est actuellement basée sur les recommandations des fabricants qui sont dérivées des données de l’échocardiographie, bien que ces méthodes ne prennent pas en compte l’anatomie elliptique de l’anneau aortique [35] et sont sujettes à des mesures erronées de l’axe entraînant d’importantes sous-estimations de la taille réelle de l’anneau. Dans cette indication, l’utilisation du scanner cardiaque est justifiée pour évaluer précisément la taille de l’anneau aortique (diamètre minimum et maximum, le diamètre moyen et la surface de section transversale de l’anneau aortique) sous-estimé en échographie pour choisir la taille de la valve, préciser la position des ostiacoronaires pour le choix du type de prothèse (Fig. 4). Par ailleurs, le scanner permet de préciser le caractère bicuspide ou tricuspide de la valve aortique native, une biscuspidie contre-indiquant pour la majorité des équipes un TAVI, comme la présence d’un bourrelet sous-aortique significatif. Ainsi, dans la série récente de Leber et al. [36], le guidage de la taille de prothèse à partir des données du scanner était associé à un sur-dimensionnement des prothèses de 15–25 % par rapport aux données échographiques et une réduction significative des insuffisances aortiques para-valvulaires. 6. Conclusion Le scanner cardiaque est une technique récente qui s’est imposé rapidement comme un outil diagnostique complémentaire ayant des indications bien définies par les sociétés savantes. Actuellement, ses applications continuent de s’étendre grâce aux innovations technologiques. Déclaration d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article. Introduction [1] Taylor AJ, Cerqueira M, Hodgson JM, Mark D, Min J, O’Gara P, et al. Appropriate use criteria for cardiac computed tomography. J Am Coll Cardiol 2010;56:1864–94. [2] Pernès JM, Sirol M, Chabbert V, Christiaens L, Alison D, Hamon M, et al. Current indications for cardiac CT. J Radiol 2009;90:1123–32.
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Modele + ANCAAN-875; No. of Pages 7
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