L’angiographie par résonance magnétique (ARM) est une technique
non invasive d’exploration des troncs supra-aortiques (TSA) et des
vaisseaux intracrâniens qui a pris ces dernières années une place
importante, en particulier dans le bilan des lésions sténosantes et
occlusives des carotides.
Réalisée en seconde intention
après l’échographie-doppler, elle permet de confirmer les lésions, de
les caractériser (sténoses athéromateuses ou inflammatoires,
dissection), de les quantifier (estimation du degré de sténose) et de
différencier une occlusion carotidienne, non justiciable d’un acte
chirurgical, d’une pseudo-occlusion où la chirurgie permet une
revascularisation en urgence.
L’ARM repose sur deux principes : création d’un contraste en
agissant pour que le flux sanguin apparaisse en hypersignal et
suppression des tissus stationnaires.
Deux méthodes sont
principalement utilisées en pratique : l’imagerie temps de vol (time
of flight [TOF]) et les séquences rapides d’écho de gradient 3D avec
injection de gadolinium.
L’ARM avec gadolinium est la méthode de
choix pour l’étude des carotides extracrâniennes et le TOF est
actuellement la meilleure technique d’exploration des artères
intracrâniennes. Une troisième méthode, le contraste de phase (phase
contrast [PC]), est très peu utilisée actuellement en pratique clinique.
La réalisation de l’ARM nécessite une bonne connaissance des
variantes anatomiques de l’artère carotide. De nombreux
développements technologiques sont actuellement proposés,
concernant l’acquisition des séquences, les produits de contraste
utilisés, l’imagerie haute résolution de la plaque d’athérome.
Nous
faisons le point de ces développements qui visent à obtenir une
qualité d’examen optimale, tant pour la résolution en contraste que
pour la résolution spatiale, et pour la caractérisation des lésions. Les
principales indications en pathologie carotidienne extracrânienne
sont exposées à la lumière des travaux les plus récents.
Rappel anatomique
:
Habituellement, la carotide commune droite naît du tronc artériel
brachiocéphalique (TABC) et la carotide commune gauche naît
directement du segment horizontal de l’aorte thoracique.
De
nombreuses variantes d’origine ont été décrites, les deux plus
fréquentes (73 % des anomalies d’origine des TSA) étant l’origine
commune du TABC et de la carotide commune gauche (15 % des
individus d’après Kadir) et la naissance de la carotide commune
gauche du tiers moyen ou du tiers supérieur du TABC (7 % des
individus).
La carotide commune se bifurque en une artère
carotide interne qui alimente principalement l’hémisphère cérébral
homolatéral et une carotide externe qui alimente essentiellement le
massif facial et les méninges.
VARIATIONS ANATOMIQUES
:
Pour la réalisation d’une ARM, il convient de connaître un certain
nombre de dispositions anatomiques qui peuvent avoir une
importance et influer sur la technique de l’examen, et en particulier
sur le positionnement de la boîte d’acquisition, ou bien entraîner
une confusion dans la lecture des images.
Ces variations concernent
principalement l’artère carotide interne.
1- Agénésie, aplasie et hypoplasie de la carotide interne
:
L’agénésie complète vraie est rare car elle nécessite pour être
affirmée le constat d’absence de reliquat vasculaire même fibreux,
de canal carotidien et de branche stapédienne.
En 1980, Handa et al
n’en ont recensé que 45 cas unilatéraux et 11 bilatéraux dans la
littérature. L’agénésie peut être segmentaire, comme le cas
d’agénésie du segment cervical publié par Lasjaunias et Santoyo-Vazquez en 1984.
L’aplasie se caractérise quant à elle par la
présence d’un mince cordon dépourvu de lumière. Une
suppléance peut être apportée par des branches nées de l’artère
maxillaire traversant les foramens ovale et rond. Dans l’hypoplasie,
il persiste un véritable canal de petit calibre.
La carotide interne a
dans ces cas un calibre plus petit que celui d’une artère vertébrale.
Ces anomalies ne doivent pas être confondues avec l’absence
d’individualisation de l’artère carotide interne par absence de
bifurcation de l’artère carotide commune qui peut pénétrer le canal
carotidien sans s’être préalablement divisée (quelques cas rapportés).
2- Variations d’origine de la carotide interne
:
Elles sont rares : 29 cas dont deux bilatéraux recensés par Francke et
al en 1982.
À droite comme à gauche, la carotide interne peut
naître directement de la crosse aortique ou d’un TABC ; une origine
à partir de l’artère subclavière est également possible à droite. Dans
ce cas, il n’existe évidemment pas d’artère carotide commune et la
carotide externe peut avoir les mêmes origines que l’interne.
En
revanche, les origines des carotides internes droite et gauche d’un
même sujet sont alors toujours différentes et accompagnent
fréquemment des anomalies importantes de la gerbe aortique.
3- Bifurcations carotidiennes en position haute ou basse
:
Lazorthes et al retrouvent une bifurcation à hauteur de C4 dans
48,5 % des cas, au-dessus de C4 dans 31 % des cas et au-dessous de
C4 dans 20,5 % des cas.
La bifurcation peut être haute, en
regard de l’os hyoïde et même du processus styloïde, ou être basse,
à hauteur du cartilage cricoïde, de C5 ou C6 et même à la partie
inférieure du cou.
Vitek et Reaves signalent quelques cas de
bifurcation intrathoracique en T1-T2, voire en T3.
4- Excès de longueur des carotides internes extracrâniennes
:
Dans ce cas, la carotide interne présente des boucles (coiling) parfois
complètes ou des plicatures qui peuvent être sténosantes.
Les
boucles et les plicatures représentent respectivement les types II et
III de la classification de Thévenet proposée en 1979, le type I étant
représenté par la simple flexuosité.
Dans ces cas d’excès de
longueur, il faut être vigilant sur le positionnement de la boîte en ARM, car les carotides peuvent avoir une position très postérieure.
5- Variations de rapport à l’origine
et de trajet de la carotide interne cervicale
:
Habituellement, le segment initial de la carotide interne est latéral
par rapport à la carotide externe.
Le segment initial de l’artère
carotide interne peut être franchement postérieur ou postéromédial
par rapport à l’artère carotide externe.
Cette position postérieure et
médiale, en règle bilatérale, peut se prolonger sur une assez grande
hauteur donnant un aspect de « lyre » en projection coronale.
La carotide interne et la carotide externe peuvent rester au contact
l’une de l’autre sur leurs premiers centimètres en cas de bifurcation
à angle aigu.
Au contraire, elles peuvent être d’emblée éloignées et
réaliser un aspect en candélabre avec la terminaison de la carotide
commune.
La dilatation appelée sinus carotidien, encore
communément dénommée bulbe, située à la bifurcation, peut
intéresser les trois artères (carotides commune, interne et externe),
ou une seule ou deux d’entre elles.
6- Collatérales naissant anormalement
du segment cervical de la carotide interne :
Il peut s’agir de l’une ou de plusieurs des branches normalement
issues de la carotide externe ou de ses collatérales, comme l’artère
linguale, l’occipitale, la transverse de la face, la pharyngienne
ascendante, voire une artère laryngée ou méningée.
En ARM, il
convient dans ces cas de ne pas confondre carotides interne et
externe.
Techniques
:
A - ANGIOGRAPHIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE
AVEC INJECTION DE PRODUIT DE CONTRASTE :
C’est la technique de choix pour l’exploration des carotides extracrâniennes.
Elle utilise des séquences d’écho de gradient rapide
3D avec des temps de répétition (TR) et des temps d’écho (TE) très
courts, fortement pondérées en T1.
Le rehaussement du contraste de
la lumière vasculaire est obtenu par l’injection de gadolinium qui
raccourcit le T1 du sang et donc augmente son signal.
Il s’agit d’une
imagerie de premier passage nécessitant de synchroniser l’arrivée
du contraste et l’acquisition de la séquence.
1- Modes de lecture de l’espace K
:
En ARM avec injection de contraste, la lecture des lignes centrales
du plan de Fourier (espace K) doit coïncider avec le pic de
concentration du gadolinium dans les vaisseaux étudiés.
En effet, le
centre de l’espace K correspond aux basses fréquences, et donc à la
résolution en contraste, et sa périphérie correspond aux fréquences
élevées, et donc à la résolution spatiale de l’image.
La
synchronisation entre injection et acquisition doit donc être parfaite
et, d’autre part, avec une lecture standard ligne par ligne, la durée
d’acquisition ne doit pas être trop longue pour éviter un retour
veineux gênant.
Le mode de lecture de l’espace K peut être optimisé pour obtenir à
la fois une meilleure résolution en contraste et une meilleure
résolution spatiale.
En effet, la lecture standard ligne par ligne
nécessite un timing parfait entre l’injection et l’acquisition, et le
pourcentage de temps consacré à la lecture de la périphérie de
l’espace K est relativement faible, ce qui pénalise la résolution
spatiale.
On peut privilégier la lecture du centre du plan de Fourier
en réalisant une acquisition de type centrique ou de type elliptiquecentrique
.
En mode elliptique-centrique, le temps
d’acquisition peut être augmenté sans contamination veineuse
puisque la lecture du centre de l’espace K, conditionnant la
résolution en contraste, est contemporaine du pic artériel et que le
recueil de ces données « contraste » est très bref, représentant
environ 2 % du temps d’acquisition.
La plus grande partie de
la séquence est consacrée au recueil des données périphériques de
l’espace K, ce qui permet d’améliorer la résolution spatiale de
manière significative (voxels de moins de 1 mm3), avec des résultats
tout à fait satisfaisants rapportés par Huston et al en 2001.
On peut, au contraire, choisir de privilégier la résolution temporelle
et obtenir des séquences très courtes, durant moins de 6 secondes
(technique du bolus tracking) avec une résolution submillimétrique.
Dans ce type de séquence, le centre de l’espace K est codé plus
fréquemment que la périphérie, optimisant la résolution en
contraste.
Ces séquences ultrarapides d’ARM multiphase (de type
3D time-resolved imaging of contrast kinetics [TRICKS]) ont pour
avantages de ne pas nécessiter de calcul du temps d’arrivée du
gadolinium et de requérir un minimum de post-traitement.
Elles
sont rendues possibles par des techniques de réduction du nombre de données brutes acquises, le découpage et l’acquisition partielle
du plan de Fourier.
Cependant, cette lecture partielle du plan de
Fourier présente, selon certains auteurs, des limites, en particulier
dans l’exploration des sténoses carotides. Melhem indique que le
pourcentage d’échantillonnage de l’espace K doit être corrélé au
degré de sténose. Ainsi, plus la sténose est serrée et plus le
pourcentage de lecture de l’espace K doit être élevé.
En effet, dans
ce cas, l’acquisition de la périphérie de l’espace K correspondant au
détail de l’image devient primordial pour visualiser la lumière
résiduelle.
Cependant, pour Turski et al, au contraire, les
séquences multiphases TRICKS permettraient une meilleure
visualisation des sténoses en minimisant les effets de saturation et
les phénomènes de déphasage, et faciliteraient en particulier le
diagnostic de pseudo-occlusion.
2- Détermination du délai injection-acquisition
:
En ARM de « premier passage » de gadolinium, « monophase », la
détermination du temps d’arrivée du gadolinium dans les vaisseaux
étudiés peut être effectuée de trois façons : test-bolus, reconnaissance
automatique de l’arrivée du contraste (smart prep) ou fluoroimagerie
par résonance magnétique (IRM).
Le test-bolus consiste en l’injection de 1 mL de gadolinium combinée
à l’acquisition de 25 séquences monocoupes axiales de type turboflash
(durée : 1 seconde) centrées sur les vaisseaux à étudier.
En
pratique, pour les TSA, le test-bolus est effectué en C5 ou C6, c’està-
dire sous le niveau habituel des bifurcations carotidiennes qui se
situent en C4.
Une zone d’intérêt est inscrite dans le vaisseau à
explorer (carotide commune en pratique), permettant de calculer le
temps de transit et le pic de concentration du gadolinium.
Le
délai entre injection et acquisition peut ensuite être déterminé par
une formule simple qui est fonction de la séquence utilisée.
Le smart prep permet de lancer l’acquisition de façon automatique
lorsqu’un seuil prédéterminé de signal intravasculaire est reconnu.
Le pic de contraste est détecté par un écho navigateur placé à
l’entrée du champ d’exploration.
Le signal est analysé plusieurs fois
par seconde par une séquence en écho de spin monodimensionnelle
et la séquence est déclenchée en général 1 seconde après la détection
du pic.
Cette technique permet une excellente reproductibilité de la
qualité des examens obtenus.
La fluoro-IRM permet une visualisation « scopique » de l’arrivée du
contraste par des séquences 2D ultrarapides et de déclencher
l’acquisition 3D en temps réel.
Elle repose sur des séquences d’écho
de gradient à TE et TR très courts, permettant une résolution
temporelle de quelques secondes.
3- Acquisition des séquences d’angiographie
par résonance magnétique
:
La séquence d’ARM en écho de gradient 3D, pondérée en T1, est
acquise dans un plan coronal. L’apnée, qui n’est pas nécessaire,
augmente le temps d’arrivée du gadolinium de 4 à 6 secondes.
Il
est en revanche indispensable que le patient ne déglutisse pas
pendant l’acquisition. L’antenne utilisée est de type neck array ou,
mieux, une antenne de type « neurovasculaire » qui permet l’étude
des TSA depuis leur origine jusqu’à la base du crâne.
On peut
également utiliser une antenne de type body array si l’on veut
étudier spécifiquement la crosse de l’aorte et l’origine des TSA
.
La technique Sensitivity Encoding (SENSE), récemment
décrite, permet d’acquérir les images simultanément grâce à
plusieurs antennes réceptrices en réseau phasé avec un repliement ;
l’image est ensuite dépliée en utilisant une pondération des différentes images acquises avec chaque antenne.
Cette technique SENSE permet une réduction du temps d’acquisition d’un facteur 2
à 4 sans dégradation de la résolution spatiale.
Elle nécessite une
informatique puissante et entraîne une diminution du rapport signal
sur bruit (S/B) ; cependant, cette baisse du rapport S/B, due
principalement à la réduction du temps d’acquisition, peut être
presque entièrement compensée par une injection de gadolinium
plus rapide.
Le positionnement de la boîte d’acquisition est facilité si une
séquence de repérage des TSA est préalablement effectuée ; celle-ci
peut être réalisée en contraste de phase 2D, qui ne présente aucun
intérêt morphologique mais permet de visualiser le trajet des TSA
.
La durée de la séquence d’ARM est variable selon les
équipes, soit très court comme dans les séquences multiphases 3D
TRICKS privilégiant la résolution temporelle, soit plus long dans les
séquences elliptiques-centriques (une cinquantaine de secondes)
privilégiant la résolution spatiale.
L’acquisition standard, ligne par
ligne, constitue un compromis, avec des séquences de 23 à
25 secondes qui en général fournissent une image de bonne qualité
et sans retour veineux gênant.
Le volume de produit de contraste injecté est variable en fonction
des équipes.
Il semble qu’une injection d’une dose standard de
gadolinium (0,1 mmol/kg soit 0,2 mL/kg) soit suffisante pour
obtenir un contraste optimal.
De plus, l’utilisation de trop grande
quantité de gadolinium risque de diminuer le contraste en
raccourcissant le T2*.
Le passage interstitiel du gadolinium est
rapide et la synchronisation injection-acquisition doit donc être
parfaite pour obtenir le meilleur contraste.
L’utilisation d’un
injecteur automatique amagnétique est déterminante pour la fiabilité
et la reproductibilité des résultats obtenus.
Il est recommandé de
réaliser l’injection du gadolinium par voie veineuse brachiale droite
plutôt que gauche ; en effet, l’injection par voie gauche entraîne plus
fréquemment une stase veineuse, en particulier dans le tronc
innominé, avec une diminution de la qualité d’examen dans un
nombre significatif de cas.
D’autre part, l’injection par voie
gauche va gêner l’analyse de l’origine des TSA par superposition du
tronc innominé ; il s’agit d’un facteur important puisque les
antennes spécifiques neurovasculaires ou l’acquisition elliptique
permettent désormais en routine une exploration complète des TSA
depuis la crosse jusqu’au polygone de Willis.
L’injection
intraveineuse brachiale droite est beaucoup moins gênante pour
l’analyse des ostia des TSA, compte tenu de la situation anatomique
du tronc veineux brachiocéphalique droit.
La suppression des tissus stationnaires peut être réalisée soit par
saturation des graisses, soit par soustraction (dans ce cas, il faut
réaliser d’abord une séquence sans injection qui est soustraite de la
séquence injectée).
Les reconstructions sont de type maximum intensity projection (MIP)
avec création d’au minimum 13 angles de vue sur 180 degrés. Le
nombre de projections doit être impair, de façon à avoir au moins
une vue de face stricte des TSA.
Il est nécessaire de reconstruire les TSA de manière globale, puis côté par côté (TSA droits, TSA
gauches), ce qui permet de s’affranchir des superpositions, en
particulier de profil. Récemment, il a également été proposé
des reconstructions en rendu de volume 3D (volume rendering
technique [VRT]) ; le VRT n’entraîne pratiquement aucune perte
des informations contenues dans les images natives, à la différence
de la technique MIP où on utilise un seuillage du signal.
Ces
reconstructions en VRT, si elles ne donnent probablement pas plus
d’informations que le MIP, fournissent des images 3D plus
« réalistes », avec un bruit de fond réduit.
La qualité des reconstructions 3D est améliorée lorsqu’on utilise une
technique d’interpolation (zéro filling) qui permet d’obtenir des
images reconstruites chevauchées en matrice élevée ; en revanche, le
zéro filling n’améliore pas la résolution spatiale.
L’utilisation d’un champ de 3 T améliore la qualité de l’ARM en
améliorant le rapport S/B d’un facteur 2 par rapport à un champ de
1,5 T et en permettant de réduire la taille du voxel (environ 0,6 à
0,7 mm3).
La diminution de la relaxivité du gadolinium à 3 T par
rapport à un champ de 1,5 T est très faible (de 4 à 7%) et n’affecte
pas la qualité de l’examen.
L’exploration des TSA doit toujours être couplée à une ARM des
artères intracrâniennes et à une étude de l’encéphale, après
changement d’antenne (sauf si l’on dispose d’une antenne
« neurovasculaire »).
L’ARM intracrânienne est réalisée en temps de
vol avec analyses des images natives, reconstructions MIP et
projection axiale ; elle explore essentiellement le polygone de Willis
.
L’IRM de l’encéphale doit obligatoirement comporter une
séquence axiale T1 (qui bénéficie de l’injection réalisée sur les TSA)
et une séquence axiale T2 écho de spin deux échos ou une séquence
fluid attenuated inversion recovery (FLAIR).
B - ANGIOGRAPHIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE
SANS INJECTION DE PRODUIT DE CONTRASTE :
Nous insisterons très peu sur l’ARM sans injection qui, dans notre
expérience, est rarement utilisée à l’étage cervical.
Deux techniques,
dites de flux ou flux-dépendantes, peuvent être proposées pour
l’exploration des vaisseaux cervicoencéphaliques : le TOF ou le PC.
En pratique, elles sont de moins en moins utilisées pour
l’exploration des artères extracrâniennes (sauf éventuellement pour
le diagnostic de dissection), au bénéfice de l’ARM avec gadolinium,
bien que certaines équipes proposent de coupler systématiquement
une ARM TOF centrée sur les bifurcations avec une ARM des TSA
avec injection.
Le 2D TOF, très sensible aux flux lents, conserve
éventuellement un intérêt lorsque l’on ne peut différencier, en ARM
avec gadolinium, une occlusion d’une pseudo-occlusion (sténose
préocclusive), mais l’échographie-doppler, et particulièrement le
doppler puissance, paraît avoir des résultats supérieurs dans cette
indication.
Le 3D TOF reste en revanche la technique de référence pour
l’exploration des artères intracrâniennes, complément indispensable
de l’ARM extracrânienne avec injection.
L’ARM intracrânienne en
3D TOF est améliorée lorsqu’on utilise la technique multiple
overlapping thin slab acquisition (MOTSA), qui découpe le volume
d’acquisition en plusieurs segments, permettant de limiter les
phénomènes de saturation en périphérie du volume.
De nouvelles séquences d’ARM sans injection sont actuellement en
développement, en particulier la séquence trueFISP qui permet de
visualiser spontanément le sang circulant.
Cette séquence trueFISP,
qui a une pondération T2 prédominante, présente un certain nombre
d’avantages comparativement au TOF : rapidité, réduction des
artefacts de flux et des phénomènes de saturation.
Le PC n’est pas actuellement de pratique routinière.
C - PERSPECTIVES : IMAGERIE PAR RÉSONANCE
MAGNÉTIQUE HAUTE RÉSOLUTION DE LA PLAQUE
D’ATHÉROSCLÉROSE
Il est admis que la maladie athéromateuse débute dès la
naissance.
Les plaques d’athérosclérose se développent lentement
sur plusieurs décennies, au cours desquelles leur morphologie et
leurs propriétés mécaniques évoluent.
L’American Heart Association
(AHA) différencie en fonction de leur structure les plaques
d’athéroscléroses jeunes (types I, II et III), peu épaisses, et les
plaques plus évoluées, épaisses et compliquées (types IV, Va, Vb,
Vc, VI).
Il semble particulièrement important en imagerie de pouvoir
distinguer les plaques aux stades IV et Va où un amas lipidique
(coeur lipidique) entouré d’une chape collagène plus ou moins fine
favorise le phénomène de rupture de plaque qui entraîne la
cicatrisation par thrombus et l’occlusion artérielle.
Les plaques d’athérosclérose sont constituées de 10 à 30 % de lipides
et de 50 à 80 % d’eau.
Il a été suggéré que l’on puisse identifier
sur les séquences en pondération T1 la graisse des coeurs lipidiques
et sur les séquences en pondération T2 l’eau des chapes collagènes.
En fait, les premières images réalisées en pondération T1 ne
permettaient pas de retrouver l’hypersignal caractéristique de la
graisse.
L’explication de cette anomalie réside dans la différence des
lipides qui constituent la graisse sous-cutanée (triglycérides, à
l’origine d’hypersignaux IRM T1) et les coeurs lipidiques (cholestérol
monohydraté, cholestérol estérifié, qui entraînent des signaux faibles
en IRM T1).
En fait, ce sont les premières images de plaques en
pondération en écho de spin T2 in vitro qui ont permis de
distinguer les coeurs lipidiques des chapes collagènes grâce à la
différence de signal de l’eau des coeurs lipidiques (eau emprisonnée
par les lipides, dite liée) et des chapes collagènes (eau plus libre au
sein de la fibrose).
Ces études ont retrouvé en hyposignal les coeurs
lipidiques, en hypersignal les chapes collagènes et en asignal les
calcifications.
Grâce à la pondération T2, une étude in vitro réalisée
sur 67 coupes de 41 plaques avec une résolution spatiale de 117 µm
par pixel et une épaisseur de coupe de 1,5 mm a permis la
classification correcte des type Vb (plaques fibrocalciques), avec une
sensibilité et une spécificité de 90 et 100 % respectivement.
Le
dépistage des plaques à risque (types IV et Va) a été réalisé avec une
sensibilité de 74 % et une spécificité de 85 %.
Pour l’imagerie des plaques carotides in vivo, le besoin de résolution
spatiale impose l’utilisation d’une antenne dédiée pour obtenir un
signal élevé.
Les antennes de surface en réseau phasé de petit
diamètre (entre 5 et 10 cm) sont idéales pour l’exploration des artères
carotides (localisées entre 2 et 5 cm sous la peau).
Grâce à ces
antennes, des résolutions spatiales de l’ordre de 300 à 500 µm avec
une épaisseur de coupe de 2 mm peuvent être obtenues sur les
bifurcations carotides.
Une fois l’antenne positionnée, il est important pour une bonne
imagerie in vivo de la plaque en IRM de s’affranchir des artefacts de
mouvements.
Les artères carotides sont soumises à un mouvement
de dilatation lié au passage du bolus sanguin systolique et aux
mouvements de déglutition.
Le gating cardiaque avec acquisition
uniquement au cours de la diastole est indispensable à l’obtention
d’une image nette, tout comme le contrôle de la déglutition par le
patient.
Les premières applications in vivo réalisées sur les artères
carotides de 18 patients associent trois séquences T1 turbo spin-echo
(TSE), T2 TSE (ou densité de proton) et TOF. Le TOF et le T1
permettent d’éliminer les hémorragies intraplaques récentes (en
hypersignal T1 et TOF), alors que les pondérations ro ou T2 font la
différence entre les coeurs lipidiques en hyposignal et les fibroses en
hypersignal.
Les sensibilité et spécificité ainsi retrouvées pour le diagnostic des coeurs lipidiques sont respectivement de 98 % et
100 %.
Une publication récente classant les plaques
d’athérosclérose selon la classification histologique de l’AHA à partir
des images multicontrastes retrouve une sensibilité et une spécificité
respectivement de 84 % et 90 % pour le dépistage des lésions de type
IV-Va, 80 et 94 % pour le type Vb calcique, 56 et 100 % pour le type
Vc fibrosique, et 82 et 91 % pour le type VI compliqué (hémorragie
récente ou ulcération).
Ne s’intéressant qu’à l’analyse de la chape collagène en IRM (épaisse
et intacte, fine et intacte, ou rompue), une équipe a récemment pu
démontrer à l’étage carotidien un pourcentage significativement plus
élevé de plaques rompues chez les patients symptomatiques par
rapport aux patients asymptomatiques (70 % versus 9 %, p =
0,001).
Par rapport aux chapes collagènes épaisses, le risque
d’infarctus cérébral en présence d’une chape rompue est multiplié
par 23 !
L’étude morphologique in vivo des plaques d’athérosclérose peut
donc dès aujourd’hui s’intégrer à l’exploration clinique des sténoses
carotides.
Le but est de prédire chez les patients asymptomatiques
le risque de complication d’une plaque et de permettre l’évaluation
de l’efficacité des traitements pharmacologiques.
Bien que les
publications d’études multicentriques randomisées manquent, il
apparaît dès à présent que l’imagerie haute résolution de la plaque
d’athérosclérose sera bientôt une étape incontournable du bilan
d’exploration des sténoses carotides.
Avantages et inconvenients
de l’angiographie par résonance
magnétique
:
A - AVANTAGES
:
Les principaux avantages de l’ARM sont :
– son innocuité ; le risque de réaction allergique après injection de
gadolinium est extrêmement faible ; le gadolinium ne présente pas
de toxicité rénale aux doses utilisées ;
– sa rapidité ;
– son caractère global, permettant une exploration complète des
vaisseaux cervicoencéphaliques et de l’encéphale ;
– sa fiabilité en présence de lésions très calcifiées ; les calcifications
ne présentent pas de signal en IRM et ne gênent donc pas l’analyse
de la lumière artérielle ; d’importantes calcifications peuvent en
revanche être gênantes en échodoppler ou en angioscanner, même
si, pour cette dernière technique, les possibilités offertes par les
reconstructions en rendu de volume avec effet de transparence
semblent très intéressantes ;
– les renseignements hémodynamiques qu’elle peut apporter ; une
sténose serrée va se traduire, sur la séquence avec gadolinium, par
une diminution du signal et du calibre de l’artère en aval ; la
séquence de flux 3D TOF centré sur le polygone peut aussi mettre
nettement en évidence le retentissement intracrânien d’une sténose
serrée (amortissement du signal comparé au côté opposé) ;
– dans les accidents vasculaires cérébraux (AVC) ischémiques vus
très précocement, l’ARM peut être couplée à des séquences de
diffusion et de perfusion ; l’IRM de diffusion permet de montrer
l’étendue de l’AVC et l’IRM de perfusion permet de délimiter la
zone de pénombre dans laquelle l’ischémie peut être réversible si
une revascularisation précoce est réalisée (thrombolyse par
exemple) ;
– l’IRM haute résolution permet d’envisager une étude et une
caractérisation de la plaque d’athérome ; cette technique,
actuellement en évaluation, devrait permettre de mettre en évidence
des éléments prédictifs du caractère emboligène de la plaque.
B - INCONVÉNIENTS
:
Les inconvénients sont :
– le caractère flux-dépendant des séquences TOF et PC ;
– la résolution spatiale encore insuffisante, mais qui s’améliore
grâce, par exemple, à l’utilisation de l’acquisition elliptique qui
permet d’obtenir des séquences d’une durée plus longue ou à
l’utilisation (encore marginale) d’aimants à 3 T ;
– les difficultés de timing des séquences avec injection, liées au
passage interstitiel rapide du gadolinium.
En effet, les petites molécules de gadolinium, de faible poids
moléculaire, ont tendance à sortir des vaisseaux vers l’espace
interstitiel.
Ce phénomène conduit à une perte de signal des
structures vasculaires et à un rehaussement progressif du
parenchyme environnant.
L’utilisation d’agent de contraste de poids
moléculaire plus élevé, comme le gadolinium-BOPTA, qui présente
une relaxivité supérieure, ne paraît pas améliorer de façon
significative la précision diagnostique de l’ARM ; l’intérêt de ce type
de produit de contraste pourrait être la réduction des quantités
injectées sans perte d’information.
Les produits de contraste
spécifiques à rémanence vasculaire, actuellement à l’étude,
permettront en revanche probablement une amélioration notable de
la qualité des examens grâce à une absence d’extravasation précoce.
Avec ces agents à rémanence vasculaire, il est également nécessaire
d’augmenter l’efficacité magnétique par molécule, appelée relaxivité, en augmentant la taille de la molécule.
La taille des molécules
utilisées en rémanence vasculaire permettra ainsi de gérer à la fois
la pharmacocinétique (absence de passage interstitiel) et l’efficacité
paramagnétique.
Différentes solutions ont été testées en recherche préclinique et dans des études cliniques préliminaires comme
l’albumine, le dextran, la polylysine, les dendrimères et les particules
de ferrite.
D’autre part, Kooi, lors du XIIIe Annual International
Workshop on MR Angiography (Madison, États-Unis, septembre
2001), a souligné l’intérêt des particules superparamagnétiques
d’oxyde de fer (USPIO) pour la caractérisation de la plaque
d’athérome ; les plaques instables auraient une composition
cellulaire à prédominance de macrophages et les particules
superparamagnétiques d’oxyde de fer seraient captées par ces
macrophages, induisant une modification du signal IRM de la
plaque à 24 heures.
Ceci peut avoir d’importantes implications pour
l’identification des plaques « à risque » en IRM.
Principales indications actuelles
de l’angiographie par résonance
magnétique de la carotide
extracrânienne :
Elles concernent principalement les lésions sténo-occlusives :
sténoses athéromateuses, dissections, sténoses inflammatoires et
postradiques.
A - STÉNOSE ATHÉROMATEUSE
:
L’ARM des TSA est indiquée, couplée à l’échographie-doppler, dans
le bilan des AVC ischémiques et dans les sténoses asymptomatiques
découvertes de manière fortuite ou dans le cadre du bilan d’un
patient polyvasculaire.
Au stade précoce d’un AVC ischémique, elle peut être associée aux
techniques de diffusion-perfusion, qui vont permettre d’une part de
détecter l’accident ischémique à un stade où le scanner est encore
normal et d’autre part de prédire l’étendue de cet accident
ischémique.
Ceci permet de poser l’indication d’une thrombolyse en
urgence, qui a pour but de limiter la taille de l’infarctus cérébral en
restituant une perfusion normale dans la zone de pénombre.
Au stade d’AVC ischémique constitué, dans les AVC ischémiques
régressifs ou transitoires, et dans les lésions asymptomatiques,
l’ARM, couplée à l’IRM encéphalique, a pour but de faire le bilan
d’une sténose potentiellement chirurgicale.
Ce bilan comprend
l’estimation de la sténose (le plus souvent localisée au bulbe
carotidien), quantitative (degré de rétrécissement) et qualitative
(ulcération), de son retentissement d’aval (hémodynamique,
mise en évidence des lésions ischémiques cérébrales récentes ou plus
anciennes), la recherche de sténoses-tandems en amont ou en aval
, la détection des variantes du polygone de Willis et la
recherche d’autres lésions (en particulier de malformations
vasculaires intracrâniennes).
L’estimation du degré de
sténose est capitale pour poser l’indication chirurgicale.
Il faut cependant noter que
le risque d’AVC semble diminuer lorsque la carotide interne
présente une réduction de calibre en aval d’une sténose serrée.
Les recommandations de l’Agence nationale d’accréditation et
d’évaluation en santé concernant les indications thérapeutiques des
sténoses carotidiennes sont parues en 1998, largement inspirées par
les résultats des études multicentriques randomisées européenne
(European Carotid Surgery Trial [ECST]) et nord-américaines (North
American Symptomatic Carotid Endarterectomy [NASCET],
Asymptomatic Carotid Atherosclerosis Study [ACAS]). Elles
précisent plusieurs points :
– il faut opérer les sténoses carotidiennes symptomatiques
supérieures ou égales à 70 % (critère NASCET, mesure du degré de
sténose par rapport à la carotide d’aval) sous réserve d’un risque
chirurgical inférieur à 7,5 % ;
– il n’y a pas d’indication à opérer les sténoses symptomatiques
inférieures à 50 % et les sténoses asymptomatiques inférieures à 60 %
(critère ACAS, mesure identique à l’étude NASCET) ;
– il peut y avoir indication à opérer les sténoses asymptomatiques
supérieures ou égales à 60 % (critère ACAS) sous réserve d’un risque
chirurgical inférieur à 2,3 % ;
– il n’y a pas d’indication à l’angioplastie carotidienne dans les
sténoses athéromateuses en dehors des essais thérapeutiques
contrôlés.
Pour ce qui concerne les sténoses symptomatiques comprises entre
50 et 70 %, il n’y a pas actuellement de recommandation clairement
énoncée et on peut probablement admettre que dans ces cas la
chirurgie est acceptable et doit faire l’objet d’une discussion au cas
par cas, tenant compte en particulier de l’aspect échographique de
la plaque et du risque chirurgical.
Dans tous les cas, même en présence d’une sténose carotidienne
authentifiée, il faut se poser la question de l’imputabilité de cette
sténose dans un AVC.
En effet, chez les patients ayant une sténose
comprise entre 70 et 99 %, 20 % des AVC sont dus à une autre cause
(accidents lacunaires, cause cardiaque) ; cette proportion passe à
35 % pour les sténoses modérées comprises entre 50 et 70 %.
Les résultats de l’ARM sans injection de produit de contraste en TOF
sont très divergents dans la littérature.
Wardlaw et al indiquent
que les performances de l’ARM 2D et 3D TOF sont très dépendantes
de l’expérience du lecteur ; en particulier, il existe une très
importante variabilité interobservateurs pour l’estimation du degré
de sténose, avec une précision qui varie de 41 % pour un lecteur
peu expérimenté à 79 % pour un lecteur confirmé.
Selon cette étude,
23 % des patients pourraient subir une endartériectomie non justifiée
et 33 % des patients pourraient ne pas être opérés à tort.
En revanche, l’analyse de la littérature fait état de bons résultats de
l’ARM avec gadolinium, en termes de sensibilité et de spécificité,
dans le bilan des sténoses carotidiennes supérieures à 70 % en
diamètre, en particulier avec la technique optimisée de type
acquisition elliptique rapportée par Huston et al (sensibilité 93,3 %,
spécificité 85,1 %).
Avec le même type d’acquisition, Wutke et al
rapportent une sensibilité de 100 % et une spécificité de 92 %.
Dans une population de 350 patients symptomatiques, Nederkoorn
et al ont récemment rapporté une sensibilité de 92,2 % et une
spécificité de 75,7 % de l’ARM seule, et des performances améliorées
lorsque l’ARM et l’échographie-doppler sont couplées (sensibilité de
96,3 %, spécificité de 80,2 %).
Les résultats de l’ARM sont
améliorés lorsque le temps d’acquisition est allongé comme l’ont
souligné Sundgren et al, comparant des temps d’acquisition de 10 et
28 secondes.
De même, l’ARM paraît excellente pour la distinction entre sténoses
serrées et occlusions, avec une sensibilité et une spécificité de 100 %
rapportées par la plupart des auteurs.
En revanche, l’ARM souffre d’une sensibilité probablement encore
insuffisante dans l’estimation des sténoses comprises entre 50 et
70 % : si la sténose est surestimée, le patient peut être opéré à tort et,
au contraire, si elle est sous-estimée, le patient pourrait ne pas
bénéficier d’une chirurgie légitime.
Serfaty et al rapportent une
sensibilité de 92 % et une spécificité de 85 % pour cette classe de
sténose.
L’amélioration de la résolution spatiale de l’ARM et la
mise au point de logiciels de quantification automatique précise des
sténoses devraient permettre d’améliorer les performances de l’ARM
dans ces sténoses de degré intermédiaire, mais il faudra valider les
résultats par des études prospectives comportant un nombre
significatif de patients.
L’amélioration de la résolution spatiale
suppose une diminution de la taille du voxel et idéalement
l’obtention d’un voxel submillimétrique isotrope. Dans ce domaine
des études ont démontré l’intérêt des champs de 3 T.
Certaines équipes ont également récemment démontré l’intérêt de
l’ARM multiphase (time-resolved MRA) dans l’exploration des TSA.
Le principe est d’acquérir plusieurs séquences de durée très courte
(de 5 à 9 secondes) après injection de gadolinium, à différentes
phases d’injection.
L’intérêt est d’éviter d’éventuels échecs liés à des
problèmes de timing et surtout, selon certaines publications,
d’optimiser le diagnostic de pseudo-occlusion, le flux artériel
résiduel pouvant être visible sur les acquisitions en phases tardives
alors qu’il n’est pas visible à la phase artérielle pure.
Dans le bilan d’une sténose carotidienne, il pourrait également être
utile de calculer le temps d’arrivée du gadolinium dans
l’encéphale.
Il semble qu’un retard de l’arrivée du gadolinium
(time-to-peak) supérieur à 3,5 secondes dans les zones frontières soit
corrélé avec une souffrance hémodynamique significative.
Actuellement, la plupart des auteurs s’accordent pour estimer
qu’une concordance des résultats de l’échographie-doppler et de l’ARM est suffisante pour poser une indication chirurgicale.
Une
autre alternative consiste en une détermination précise du degré de
sténose par une autre méthode peu invasive qui est l’angioscanner
carotidien.
Celui-ci, grâce en particulier aux appareils de dernière
génération de type multidétecteurs et aux logiciels de reconstruction
volumique, paraît extrêmement précis pour les mesures de diamètre.
Il est vraisemblable qu’à l’avenir les trois méthodes seront associées,
l’angioscanner venant compléter le couple échodoppler/ARM
lorsqu’une chirurgie est envisagée, afin de déterminer de manière
extrêmement précise le degré de sténose.
Grâce à cette combinaison
de méthodes, l’artériographie ne devrait plus avoir aucune place
dans cette indication.
On doit cependant garder une certaine
prudence ; Patel et al ont récemment rapporté une précision
diagnostique similaire de l’ARM, de l’échodoppler et de
l’angioscanner dans le diagnostic des sténoses carotides, mais en
soulignant que, selon eux, aucune technique n’est actuellement aussi
précise que l’artériographie dans cette indication, même si deux ou
trois méthodes sont associées.
B - DISSECTION CAROTIDIENNE
:
L’ARM est indiquée pour le diagnostic des dissections carotidiennes
qui, avec les dissections vertébrales, représentent de 0,4 à 2,5 % de
l’ensemble des accidents vasculaires dans la population générale et
de 5 à 20% chez les patients jeunes.
La dissection est définie par
la survenue d’un hématome intrapariétal spontané ou posttraumatique.
Elle survient probablement sur une paroi
anormalement fragile et de nombreuses causes favorisantes ont été
décrites (hypertension artérielle, dysplasie fibromusculaire,
syndrome de Marfan, contraceptifs oraux, infections etc).
Le
diagnostic de dissection carotidienne doit être établi rapidement,
permettant de débuter le traitement anticoagulant ou antiagrégant
et d’envisager, rarement, un traitement chirurgical ou endovasculaire.
L’hématome pariétal entraîne un rétrécissement de
la lumière artérielle et une réduction du flux d’aval.
Le meilleur
signe de dissection est l’augmentation du diamètre externe de
l’artère, bien visible en IRM sur les séquences axiales en écho de
spin ou sur les partitions de l’ARM en TOF.
L’ARM 3D avec
injection de gadolinium a une excellente sensibilité pour le
diagnostic de dissection, permettant de visualiser la réduction
régulière de calibre de la carotide interne (signe indirect).
L’ARM avec gadolinium doit être complétée, systématiquement ou
en cas de doute, en particulier dans les formes occlusives, par une
séquence TOF qui permet de visualiser l’hématome intramural
(signe direct) et le rétrécissement de la lumière interne, et donc de
confirmer la dissection avec une sensibilité atteignant 100 % pour
certains auteurs.
La visualisation de l’hématome intramural peut
être facilitée par l’utilisation d’une suppression des graisses en T1
qui permet de mieux détecter l’hématome pariétal, même plusieurs
mois après la survenue de la dissection.
L’ARM a également un
rôle dans la surveillance des dissections traitées, l’évolution pouvant
se faire vers la restitutio ad integrum de la lumière artérielle, vers
une forme sténo-occlusive ou vers une forme anévrismale.
En pratique, le traitement repose sur les anticoagulants (héparine à
la phase aiguë, relayée par les antivitamines K). Ces derniers sont
poursuivis de 3 à 6 mois.
Les antiagrégants plaquettaires sont
indiqués au long cours en cas de persistance d’anomalies artérielles
en ARM (sténoses et anévrismes).
C - STÉNOSE INFLAMMATOIRE ET STÉNOSE POSTRADIQUE
:
L’ARM a une excellente sensibilité pour le diagnostic et le bilan des
artérites postradiques ou des artérites inflammatoires
(Horton, Takayasu).
La maladie de Takayasu touche principalement
le TABC, les artères carotides communes, les artères sous-clavières
et respecte, en règle générale, les artères vertébrales et les artères
intracrâniennes.
L’ARM avec gadolinium est la méthode de choix
permettant de mettre en évidence les sténoses artérielles, avec une
sensibilité diagnostique atteignant 100 %.
L’utilisation associée de
séquences écho de spin avec injection permet de mettre en évidence
l’épaississement inflammatoire de la paroi artérielle et de préciser
l’activité de la maladie.
L’ARM peut également être intéressante
dans le suivi des sténoses traitées, mais l’angioscanner est
probablement plus fiable pour le contrôle de la perméabilité des
endoprothèses.