Imagerie vasculaire (à l’exclusion de l’échographie)

 

Introduction :

Au sein des techniques d’explorations vasculaires, l’imagerie a une place importante, sans cesse évolutive.

Quatre objectifs principaux lui sont fixés :

– déceler une lésion devant un symptôme clinique : dépistage ;

– faire la preuve d’une relation entre les symptômes cliniques et la lésion : imputabilité ;

– déterminer les caractéristiques morphoanatomiques de la lésion afin d’adapter au mieux le traitement : évaluation lésionnelle préthérapeutique ;

– évaluer, pendant et après traitement la qualité du résultat et surveiller l’évolution : évaluation lésionnelle post-thérapeutique et surveillance.

L’imagerie vasculaire d’aujourd’hui est confrontée à l’éclosion de multiples techniques dites « non invasives » (échodoppler, TDM hélicoïdale, ARM) et d’autre part à l’importance croissante et devenue primordiale de la radiologie interventionnelle vasculaire.Imagerie vasculaire (à l’exclusion de l’échographie)

L’objectif de ce chapitre est de rappeler les principes techniques des différentes modalités d’imagerie vasculaire (à l’exclusion des techniques d’échographie doppler envisagées dans un autre chapitre), de préciser les avantages et les inconvénients et surtout leur place au sein des techniques d’exploration des vaisseaux.

On peut regrouper les techniques d’imagerie selon trois catégories :

– les techniques d’opacification vasculaire ou angiographie ;

– les techniques d’imagerie endovasulaire ;

– les techniques d’imagerie par reconstruction.

Techniques d’opacification vasculaire :

Ce sont les techniques angiographiques qui concernent les artères (artériographie) et les veines (phlébographie).

Au gré des évolutions technologiques, de multiples possibilités d’opacification vasculaire nous sont offertes, permettant de s’adapter à la plupart des objectifs diagnostiques et allant dans le sens d’une amélioration permanente de la tolérance, de l’efficacité, tout en gardant à l’esprit la nécessité d’optimiser au maximum le coût de l’examen.

Quelle que soit la technique d’opacification vasculaire, il faut envisager successivement la voie d’injection de l’opacifiant, l’opacifiant proprement dit et les modalités de recueil de l’information diagnostique.

A – ARTÉRIOGRAPHIE :

1- Modalités de l’opacification artériographique :

L’opacification radiologique peut être obtenue par une injection intra-artérielle ou une injection indirecte intraveineuse.

* Injection intra-artérielle :

Elle consiste à injecter un opacificiant selon un débit et une quantité adaptés au territoire vasculaire à visualiser, soit de façon globale dans l’aorte pour opacifier l’aorte elle-même et ses branches proximales, soit de façon sélective pour étudier de façon exclusive chacune des branches.

L’injection intra-artérielle par ponction directe du vaisseau est quasi abandonnée au profit du cathétérisme percutané selon la technique universelle décrite par Seldinger.

Le cathéter est en général introduit, après anesthésie locale, par voie percutané, au niveau de l’artère fémorale, plus rarement au niveau de l’axe axillo-huméral.

Plus récemment et compte tenu de la miniaturisation des cathéters, il a été proposé la voie radiale, après vérification de la qualité de la vascularisation de la main par test d’Allen.

Les cathéters utilisés ont un calibre de plus en plus petit, inférieur à 2 mm, ce qui restreint de façon importante le traumatisme du point de ponction.

Cela, associé à la diminution des doses de produit de contraste, grâce à la numérisation, simplifie de façon considérable la réalisation des examens, permettant une réalisation en ambulatoire ou hospitalisation de jour.

Les complications locales (hématome du Scarpa, thrombose, embolie distale) sont devenues rarissimes : leur fréquence est nettement inférieure à 0,5 % pour une artériographie à titre diagnostique.

Ce taux de complication peut toutefois être influencé par le type d’artériographie pratiqué et augmenté en cas d’artériographie pulmonaire et d’artériographie des troncs supra-aortiques.

La voie humérale a une morbidité légèrement supérieure à la voie fémorale (spasme huméral et thrombose).

L’injection de produit de contraste est, en général, réalisée dans un premier temps de façon globale pour opacifier les gros troncs, par l’intermédiaire d’un cathéter de type « queue de cochon ».

Ces injections globales peuvent être pratiquées, selon les cas, de face, en oblique, de profil.

Les injections sélectives sont réalisées après cathétérisme sélectif des branches de l’aorte grâce à un cathéter précourbé, adapté au territoire concerné. Il peut parfois être nécessaire de pratiquer un cathétérisme hypersélectif.

* Injection intraveineuse :

Grâce à la numérisation d’images, il est possible d’obtenir une opacification de l’aorte et de ses branches proximales, à la suite d’une injection de produit de contraste iodé au niveau d’une veine périphérique.

Elle se réalise en ambulatoire et ne nécessite que les précautions habituelles avant toute injection intraveineuse de produit de contraste iodé.

Elle requiert uniquement un bon accès veineux (brachial le plus souvent), avec mise en place d’un trocard téfloné de calibre suffisant (14-16 G).

Il n’y a pas de contreindication, en dehors des contre-indications à l’utilisation des produits de contraste iodés.

Cette technique, qui a connu un engouement important grâce à sa simplicité, présente toutefois des inconvénients qui limitent son utilisation.

Les conditions hémodynamiques et anatomiques du patient ne permettent pas toujours une analyse correcte des branches proximales de l’aorte : bas débit circulatoire, superpositions gazeuses, artefacts respiratoires dus à l’impossibilité de maintenir l’apnée, morphotype du malade (obésité).

En outre la résolution spatiale est faible et ne permet pas une analyse correcte des petites artères.

Certaines lésions artérielles peuvent être insuffisamment précisées : l’évaluation exacte du calibre d’une sténose est difficile, certaines lésions étant surestimées ou sousestimées.

La qualité de l’opacification implique l’utilisation de doses élevées de produit de contraste, devenant prohibitives si les injections doivent être répétées, ceci d’autant que les produits utilisés ont une teneur en iode élevée.

Toutes ces raisons conduisent à une utilisation de plus en plus restreinte de l’angiographie intraveineuse, limitée à certains contrôles post-thérapeutiques (pontage ou traitement endoluminal).

2- Produit de contraste :

Depuis les tri-iodés hydrosolubles classiques, des progrès majeurs ont été réalisés dans le domaine des produits de contraste en angiographie.

Ces progrès ont tous été dans le sens d’une meilleure tolérance par diminution de la pression osmotique.

Ces produits à basse osmolarité ont pour avantage principal de rendre l’injection intra-artérielle pratiquement indolore.

Deux grandes catégories de produits de contraste à basse osmolarité sont proposées : ioniques et non ioniques.

Le débat n’est pas clos en ce qui concerne les supériorités éventuelles de l’une ou de l’autre catégorie, en particulier en matière de tolérance.

L’amélioration de celle-ci est également obtenue par diminution des doses utilisées grâce à la numérisation.

En cas d’allergie à l’iode sévère ou d’insuffisance rénale et/ou cardiaque, il est possible de substituer aux produits de contraste iodés, l’injection de CO2 qui, de façon pratiquement anodine, permet une qualité d’opacification quasi identique à celle d’une angiographie intraveineuse.

La quantité et le type de produit de contraste utilisés sont variables suivant la voie d’injection et le territoire opacifié.

Pour une injection globale, on utilise une dose de 30 à 40 mL/s de produit de contraste à basse osmolarité et à concentration en iode moyenne (entre 200 et 300 mg d’iode/100 mL).

Pour une injection sélective, on utilise des quantités plus faibles, de 5 à 15mL, à 5 mL/s, avec une concentration iodée basse, de l’ordre de 200 mg d’iode/100 mL.

Pour une injection intraveineuse, on utilise des doses élevées, 60 mL avec un débit de 25 mL/s d’un opacifiant à concentration iodée élevée (400 mg d’iode/100 mL).

3- Recueil de l’information :

Le cliché radiologique classique, utilisé en sériographie rapide sur des changeurs de films, a longtemps été la seule modalité de recueil de l’image angiographique. Ces clichés dits « analogiques » avaient pour principale qualité une résolution spatiale élevée, permettant la visualisation d’artères de très fin calibre.

Depuis quelques années, l’acquisition d’images par numérisation a tendance à supplanter le cliché traditionnel.

La numérisation consiste à attribuer à chaque point de l’image recueillie sur l’amplificateur de brillance une valeur chiffrée.

Cette numérisation permet le recueil quasi instantané de l’information ainsi que la réalisation de multiples opérations arithmétiques permettant en particulier l’optimisation de l’image.

Les principales opérations réalisées sont la soustraction numérique et le rehaussement de contraste, les mensurations des vaisseaux.

En outre, les images sont accessibles au stockage numérique et à la transmission par réseau.

Les multiples avantages de la numérisation angiographique sont les suivants :

– réalisation d’angiographie intraveineuse avec les limites précédemment indiquées ;

– utilisation d’une quantité moins importante de produit de contraste (diminution de 50 % de la dose injectée en intra-artériel) ;

– diminution de la taille du cathéter rendant le geste plus anodin et la possibilité de le réaliser en ambulatoire ;

– rapidité de l’examen.

L’acquisition des images est instantanée et peut être contrôlée au temps réel, ce qui permet de stopper l’acquisition à tout moment en cas d’incident ;

– diminution importante de la surface sensible utilisée.

L’inconvénient majeur est la taille du champ d’exploration.

La numérisation en angiographie, reposant sur l’acquisition de l’image de l’amplificateur de brillance, le champ d’exploration est, en effet, limité à 40 cm de diamètre.

Beaucoup d’innovations techniques permettent toutefois de pallier cet inconvénient :

– angiographie dynamique permettant de réaliser l’acquisition tout en suivant la progression d’un embole opaque par déplacement du patient.

Ce procédé est très utile pour l’exploration des artères des membres inférieurs ;

– angiographie rotationnelle permettant avec une même injection de visualiser un territoire artériel sous différentes incidences, par rotation autour du malade du couple tube-amplificateur.

Jusqu’à ces dernières années, les avantages de la numérisation concernaient principalement la tolérance, la rapidité d’acquisition et le coût de l’examen.

Ces avantages ne compensaient pas en totalité les inconvénients de la numérisation en termes de qualité d’images et en particulier de résolution spatiale.

L’obésité, l’apnée incomplète, la mobilisation du malade pendant l’injection, la présence de gaz intestinaux étaient responsables d’une détérioration importante de la qualité de l’image ainsi que de la création d’images parasites trompeuses et d’artefacts.

Ceci expliquait la réticence de beaucoup de radiologistes à abandonner l’artériographie traditionnelle.

Les progrès informatiques et l’apparition de matrices plus fines (1024 ´1024) ont totalement modifié la situation.

La qualité de l’image obtenue est pratiquement équivalente en termes de résolution spatiale, ceci venant s’ajouter aux autres avantages de la numérisation.

On peut donc considérer aujourd’hui la numérisation comme un phénomène irréversible en artériographie, devant se substituer dans un avenir très proche à l’ensemble des installations classiques qui sont condamnées à disparaître.

4- Avantages et inconvénients de l’artériographie :

L’artériographie par cathétérisme reste globalement la méthode de référence concernant l’imagerie des artères.

Elle apporte la meilleure visualisation actuellement possible, élément restant indispensable au choix thérapeutique de nombreuses pathologies vasculaires.

Son deuxième avantage est qu’elle utilise la technique de cathétérisme percutané, technologie identique à celle des techniques de traitements endoluminaux dont on connaît l’expansion actuelle.

Ce traitement endoluminal, utilisant la même voie d’abord peut donc être réalisé dans le même temps que l’artériographie diagnostique, celle-ci devenant une étape incontournable.

Les inconvénients par rapport aux autres techniques sont de deux ordres : il s’agit d’une technique dite « invasive », utilisant des rayons X, des produits de contraste iodés, un cathétérisme percutané. Les progrès dans ces différents domaines ont tendance à minimiser de façon importante ce caractère invasif.

Le deuxième inconvénient concerne les informations diagnostiques : celles-ci se limitent strictement au vaisseau sans apporter de renseignement périvasculaire et sont essentiellement morphologiques sans information fonctionnelle mesurable.

B – PHLÉBOGRAPHIE :

De la même façon que les artères, les techniques d’opacification des veines (phlébographie) sont réalisées au cours de l’injection de produit de contraste dans la lumière veineuse, soit par ponction directe, soit par cathétérisme global ou sélectif, en général par ponction percutanée de la veine fémorale selon la technique de Seldinger.

La technique d’opacification (quantité, débit) varie selon le territoire exploré et le recueil des informations bénéficie également de la numérisation des images de l’amplificateur de brillance, qui a tendance à supplanter totalement l’angiographie analogique pour l’exploration des veines.

Quels que soient la technique utilisée et le territoire exploré, trois points caractérisent l’opacification des veines :

– la plasticité et les variations cycliques de calibre de l’opacification des veines en fonction de facteurs hémodynamiques physiologiques ;

– la présence d’images lacunaires de « flux de lavage » au niveau des confluents entre une veine opacifiée et une veine non opacifiée ;

– la présence de valvules se caractérisant par un renflement bulbaire localisé.

Les complications des techniques de phlébographie sont exceptionnelles, en dehors de celles découlant de l’utilisation de produit de contraste.

Malgré la simplicité de leur réalisation, les techniques de phlébographie sont progressivement remplacées par des techniques moins invasives dans la mesure où le niveau de résolution spatiale requis pour l’artériographie est moins indispensable pour l’exploration des veines.

En dehors d’indications tout à fait spécifiques, les techniques de phlébographie ne sont plus utilisées aujourd’hui que couplées à un traitement endoluminal (angioplastie veineuse, endoprothèse) ou, du fait de son caractère reproductible, comme technique de référence dans le cadre d’un protocole d’évaluation.

En ce qui concerne les veines proximales du thorax et de l’abdomen, les techniques ultrasonores et l’ARM ont tendance à prendre le pas sur les techniques d’opacification.

Pour les veines des membres inférieurs, on peut réaliser une phlébographie en cas d’examen ultrasonore non contributif ou impossible à réaliser.

Techniques d’imagerie endovasculaire :

L’angiographie permet d’analyser l’état de la lumière vasculaire et indirectement de détecter les lésions pariétales.

Si elle constitue la méthode d’imagerie de référence, elle présente néanmoins un certain nombre d’inconvénients :

– ne permettant d’explorer un vaisseau que dans un plan, en un temps, l’analyse vasculaire va être gênée par les superpositions vasculaires, le caractère tortueux des vaisseaux ou la nature excentrée des lésions.

D’autres incidences, ou l’angiographie rotationnelle, permettent une meilleure approche mais nécessitent une quantité importante de produit de contraste ;

– l’artériographie ne permet pas d’appréhender l’état de la paroi vasculaire même si des calcifications pariétales peuvent être mises en évidence, et ne sont visualisées que les sténoses supérieures à 40 % ;

– l’angiographie ne permet pas de différencier la nature de l’obstruction (thrombose, plaque ou dissection), facteur déterminant pour le choix thérapeutique.

L’angioscopie, l’échographie ou le doppler endovasculaire permettent de pallier ces limites et d’avoir une meilleure approche pathogénique de l’obstruction et ainsi aider au choix thérapeutique.

A – ANGIOSCOPIE :

Elle permet d’obtenir, en trois dimensions et en couleur, une vue directe de la lumière vasculaire, grâce à un endoscope souple, possédant à la fois des fibres optiques et une source lumineuse.

Ce matériel, introduit par cathétérisme, doit progresser, ne pouvant pas s’orienter dans l’espace.

Une des difficultés majeures de ce type d’imagerie est l’obtention d’un arrêt du flux sanguin pour avoir une bonne visualisation des parois.

Différentes méthodes permettent d’obtenir ce résultat.

L’injection sous pression de sérum physiologique à l’aide d’une pompe permet rarement, seule, d’interrompre suffisamment le flux et l’on doit faire appel à une compression manuelle ou à l’utilisation de sonde à ballonnet occlusif pour obtenir un bon résultat.

L’angioscopie permet ainsi de visualiser la lumière vasculaire, d’apprécier la nature de l’obstruction (thrombus, plaque ou dissection), de visualiser les collatérales mais ne permet pas d’apprécier la pathologie pariétale.

L’artère normale en angioscopie présente un aspect rosé et lisse.

B – ÉCHOGRAPHIE ENDOVASCULAIRE :

Elle est obtenue à l’aide d’un transducteur miniaturisé à haute fréquence.

La fréquence d’émission des ultrasons est plus élevée qu’en échographie transcutanée (entre 20 et 40 MHz).

L’augmentation de fréquence permet d’améliorer la qualité de l’image et sa résolution spatiale.

Elle diminue toutefois la profondeur de champ en réduisant la pénétration intérieure des tissus.

Comme pour l’angioscopie, son utilisation se fait sur guide et les images sont visualisées sur moniteur.

L’avantage principal de ce type d’imagerie est de permettre une analyse des trois couches de la paroi et de la lumière du vaisseau sans avoir besoin d’arrêter le flux sanguin.

L’acquisition des images se fait en temps réel, en mode bidimensionnel, perpendiculaire à l’axe de la sonde.

Deux types de procédés peuvent être utilisés : le système à balayage électronique ou le système mécanique.

Le premier système (phased array) est composé d’une sonde de petit calibre portant de multiples cristaux, disposés autour de l’extrémité du cathéter.

L’avantage de ce système est d’être souple et de fonctionner parfaitement malgré les courbures vasculaires.

Cependant ces systèmes électroniques posent des problèmes techniques, en particulier d’artefacts « en anneau ».

Le deuxième système est mécanique et repose sur la mobilisation d’un seul cristal piézo-électrique à l’extrémité du cathéter.

Ce cristal subit une rotation entre 700 et 1800 tours par minute et impose une perfusion lente de soluté afin d’éviter la formation de bulles d’air créées par les turbulences.

L’inconvénient majeur de ce système est sa relative rigidité qui peut entraîner des distorsions des images et des mesures recueillies pour les vaisseaux tortueux.

L’aspect normal des artères musculaires est représenté par un aspect « en trois couches », constitué d’une media peu échogène, homogène de 0,3 à 1 mm d’épaisseur, recouverte d’un anneau hyperéchogène central, composé de l’intima et de la limitante élastique interne.

En périphérie, l’adventice est visualisée sous la forme d’une zone hyperéchogène.

La lumière vasculaire est vide d’écho en raison du flux. Les artères élastiques donnent un aspect « monocouche » en raison de la quantité importante d’élastine dans la media.

C – ÉCHODOPPLER ENDOVASCULAIRE :

Le caractère fonctionnel des lésions peut être apprécié par la mesure des gradients de pression, mais celle-ci n’est pas toujours fiable car la présence de la sonde peut surestimer la sévérité d’une sténose et elle n’est pas toujours réalisable sur des vaisseaux périphériques de petit calibre, la sonde étant obstructive.

L’utilisation d’un guide doppler endovasculaire de petit calibre (0,46 mm) permet d’analyser parfaitement le flux endoluminal au sein des sténoses et une étude des vaisseaux très distaux.

Le principe utilisé est celui d’un transducteur de 12 MHz placé à l’extrémité d’un guide radio-opaque, de 0,018 ou 0,014 Inch de diamètre. De nombreux paramètres concernant le flux peuvent être étudiés : à l’état basal ou en phase d’hyperémie pour apprécier la capacité d’adaptation d’un vaisseau en fonction des besoins de l’organisme et ainsi d’évaluer le caractère fonctionnel d’une lésion.

Cette méthode paraît plus sensible que la prise des pressions et permet d’évaluer le flux endoluminal dans les sténoses inférieures à 70 %, uniques, sans calcification ou circulation collatérale en regard, même dans des vaisseaux de petit calibre.

D – INDICATIONS CLINIQUES :

Chacune de ces différentes modalités peut avoir un intérêt, avant, pendant ou après un traitement endovasculaire.

– Avant la réalisation d’un geste thérapeutique endovasculaire, quand l’angiographie paraît normale et qu’il y a une discordance entre les symptômes cliniques et les données de l’échographie doppler transcutanée, ces différentes méthodes permettent d’avoir une meilleure évaluation des lésions.

– C’est au cours d’un geste thérapeutique endovasculaire que ces méthodes vont jouer un rôle essentiel pour choisir au mieux l’instrument nécessaire pour le traitement en fonction des lésions rencontrées.

Ces techniques permettent surtout de mieux évaluer le résultat obtenu après une dilatation et déterminer ainsi l’intérêt, éventuel, d’un geste complémentaire : obstruction résiduelle (angioscopie), extension longitudinale et latérale de la dissection (écho endovasculaire), retentissement fonctionnel des lésions résiduelles, en particulier quant il y a une discordance entre les résultats hémodynamiques et radiologiques (doppler endovasculaire).

Elle permet de guider le placement d’une endoprothèse et de préciser la qualité de son placement.

Au cours d’une athérectomie directionnelle, les ultrasons permettent de diriger la résection vers la plaque et de limiter ainsi le traumatisme de la paroi saine.

– Enfin, ces différentes méthodes peuvent avoir un intérêt dans la surveillance post-thérapeutique des lésions.

E – LIMITES :

Malheureusement ces différentes méthodes présentent un certain nombre de limites : l’angioscopie donne des informations uniquement subjectives et non quantitatives, aucune mensuration n’étant possible.

D’autre part, les explorations très proximales sont parfois difficiles, en particulier près d’un ostium, car il faut une place suffisante d’artère saine pour qu’on puisse soit la comprimer soit l’occlure à l’aide d’un ballonnet pour obtenir un arrêt correct du flux.

Enfin, lors de l’utilisation de l’angioscopie, des risques de surcharge hydrique peuvent être observés au cours des rinçages de la lumière.

Pour l’échographie, la limite principale de la méthode tient au fait que l’on ne recueille qu’une succession de coupes radiaires, sans avoir la possibilité d’avoir une vision frontale.

Ainsi, contrairement à l’angioscopie, l’analyse de la structure des lésions non franchies par le cathéter, telles qu’une occlusion, n’est pas possible.

D’autre part, la position excentrée de la sonde, en particulier dans les courbures vasculaires, peut entraîner des distorsions dans les mesures des diamètres ou des épaisseurs de la paroi. Un certain nombre d’inconvénients sont communs aux deux méthodes d’imagerie endovasculaire.

En raison du défaut de souplesse et de la taille des cathéters, des complications peuvent être observées : dissection, spasme vasculaire, thrombose locale ou déplacement d’une prothèse.

Ceci démontre l’importance d’avoir une bonne expérience technique pour minimiser le risque de complications.

Les critiques communes de l’ensemble de ces nouvelles techniques sont le surcoût et la perte de temps nécessaire à ce type d’exploration.

C’est un point important qui doit être pris en compte pour évaluer le bénéfice réel de ces nouvelles méthodes dans la pratique courante.

Cependant, on peut considérer que grâce à celles-ci, un meilleur choix du matériel peut être fait avant la dilatation et une meilleure analyse des résultats après une dilatation ou mise en place d’endoprothèse permettrait d’adapter au mieux le traitement complémentaire et éviter une resténose et une reprise thérapeutique.

Ainsi finalement le coût de l’intervention endovasculaire pourrait être diminué.

Une autre question concerne l’évaluation à distance des lésions découvertes par ces méthodes.

Alors qu’il existe une bonne corrélation entre l’aspect angiographique postangioplastie et le devenir à long terme, aucune corrélation n’a été faite entre ces nouvelles méthodes d’imagerie et le devenir de celles-ci.

Il y a donc potentiellement un danger à traiter par d’autres méthodes endovasculaires des « images », de façon subjective, sans savoir qu’elles sont leurs conséquences cliniques réelles et leur devenir.

En conclusion, ces différentes méthodes sont des éléments complémentaires importants de l’angiographie, mais ne la remplacent pas.

Leur utilisation dans certaines circonstances, en particulier quand il y a une discordance entre l’aspect angiographique et hémodynamique, peut être justifiée, mais de nombreuses limites font que leur utilisation systématique ne peut pas être envisagée actuellement.

F – ANGIOSCOPIE VIRTUELLE :

Les progrès de l’imagerie reconstruite et en particulier l’accumulation de quantités considérables d’informations permettent, grâce à des logiciels spéciaux, la reconstruction de la lumière vasculaire vue de l’intérieur et la possibilité d’une « navigation » endovasculaire tout au long du volume exploré. Ces techniques peuvent être réalisées en partir de la plupart des modalités d’imagerie numérique, qu’il s’agisse du scanner hélicoïdal, de l’angiographie rotationnelle, de l’angiographie par IRM.

Ces modalités sont toutes en évaluation.

Elles impliquent, à l’exception de l’angiographie par IRM, l’utilisation d’un produit de contraste iodé avec les inconvénients que l’on connaît.

Il est possible d’imaginer qu’elles joueront un rôle dans l’évaluation préet post-thérapeutique, en particulier au cours du scanner hélicoïdal et de l’angiographie IRM, mais également pendant un acte thérapeutique endoluminal : envisager de réaliser une intervention endoluminale en couplant guidage externe par fluoroscopie à rayons X ou scopie IRM et contrôle direct par angioscopie virtuelle simultanée n’est pas une utopie.

Techniques d’imagerie par reconstruction :

A – ANGIOSCANOGRAPHIE HÉLICOÏDALE :

1- Scanner incrémental :

Durant les 20 premières années de son existence, le scanner a vu ses applications aux investigations vasculaires limitées par le principe même d’acquisition des coupes : dans le mode dit incrémental, le volume exploré est couvert par un certain nombre de coupes jointives acquises successivement, le délai intercoupes étant, sur les appareils de dernière génération, de l’ordre d’une dizaine de secondes.

La cadence image imposée par ce délai explique la fugacité du rehaussement de la lumière vasculaire après une injection intraveineuse en bolus d’un produit de contraste iodé, d’où la nécessité de multiplier les injections, au prix d’une charge iodée susceptible de compromettre les possibilités d’angiographie complémentaire.

De plus, afin de ne pas allonger démesurément la durée de l’exploration, le choix d’une épaisseur de coupe relativement importante était fait au détriment de la résolution spatiale dans l’axe z de déplacement de la table et par voie de conséquence de la qualité des reconstructions multiplanaires.

Dans ces conditions, l’exploration vasculaire en tomodensitométrie incrémentale est restée limitée essentiellement à la pathologie aortique thoracique et abdominale.

2- Scanner hélicoïdal :

Le développement de l’acquisition hélicoïdale a métamorphosé l’approche tomodensitométrique de la pathologie vasculaire, par l’élargissement d’une part de ses champs d’application, par l’amélioration d’autre part de la qualité des examens, autorisant une véritable exploration à visée angiographique peu invasive.

Principes : le principe du scanner hélicoïdal repose sur l’acquisition rapide (au cours d’une seule apnée) d’un volume, grâce au déplacement de la table simultanément à l’émission des rayons X.

La brièveté de l’acquisition permet de la faire coïncider avec la phase de rehaussement vasculaire maximal.

De plus, la durée de l’acquisition n’étant pas fonction de l’épaisseur de coupe, celle-ci peut être réduite afin d’améliorer la résolution.

Enfin, les données volumiques peuvent être reconstruites a posteriori avec un degré de chevauchement élevé, ce qui améliore la qualité des reconstructions multidimensionnelles.

L’injection intraveineuse du produit de contraste iodé est réalisée au pli du coude par un cathéter de 20 à 18 gauge ; des quantités de l’ordre de 90 à 150 mL sont injectées.

Représentations multidimensionnelles : la combinaison des différents avantages du scanner hélicoïdal (optimisation du rehaussement vasculaire, coupes fines et chevauchées) autorise la réalisation de reconstructions multidimensionnelles d’excellente qualité.

– Les reconstructions multiplanaires matérialisent les données du volume passant par un plan sagittal, coronal ou oblique.

Les rapports anatomiques sont parfaitement analysés ; en revanche, des aspects de sténose vasculaire peuvent être faussement créés lorsque l’axe de reconstruction n’intéresse pas le centre du vaisseau.

– Les représentations surfaciques apportent une vision d’ensemble des structures vasculaires selon différents angles de vue, l’impression de relief étant créée par un système d’ombrage.

Ne sont représentés que les pixels dont la densité est supérieure à un certain seuil : le choix du seuil peut amener à surestimer l’importance d’une sténose, surtout lorsque le vaisseau est parallèle au plan de coupe.

De plus, ce mode de représentation confond rehaussement vasculaire et calcifications pariétales, ce qui inversement peut faire méconnaître ou sous-estimer certaines sténoses.

– Les représentations MIP (maximum intensity projection) consistent à projeter le volume acquis sur un plan, les pixels représentés sur l’image résultante étant ceux de plus haute densité rencontrés le long des différents axes de projection.

Si l’information densité est conservée, la notion spatiale est perdue par le principe même de projection.

En revanche, la multiplication des incidences de projection permet de récupérer la troisième dimension.

Il s’agit donc du mode de représentation qui s’apparente le plus aux images angiographiques conventionnelles.

– La segmentation spatiale : la représentation tridimensionnelles des vaisseaux peut être gênée par leur superposition avec d’autres structures spontanément hyperdenses (os) ou fortement rehaussées par l’opacification iodée (parenchymes hypervascularisés, pancréas par exemple).

Il est donc nécessaire dans la plupart des cas de réaliser une étape préalable consistant en une segmentation spatiale dont le but est de ne conserver, lors de la manipulation des données de l’acquisition, que celles concernant les vaisseaux.

Cette segmentation peut être manuelle (par contourage de la zone d’intérêt sur des empilements successifs de coupes), soit semiautomatique à l’aide d’algorithmes de connectivité.

Avantages : les champs d’application clinique de l’angioscanographie hélicoïdale sont étendus : aorte thoracique (anévrismes, dissection, rupture isthmique), artères intracrâniennes (anévrismes, occlusions, anomalies congénitales), artères carotides (sténoses), aorte abdominale (anévrismes, dissection) et ses branches digestives, rénales et iliaques (sténose), artères pulmonaires (embolies pulmonaires), réseau portal.

– Il s’agit d’un examen facilement accessible, y compris dans le cadre de l’urgence, pour un patient réanimé et instable.

– Les informations obtenues concernent non seulement la lumière vasculaire, mais également la paroi et les tissus périphériques.

– La maîtrise de la technique est aisée, les résultats facilement reproductibles.

– Elle est moins invasive, plus rapide et moins onéreuse que l’angiographie conventionnelle.

Elle peut être réalisée en ambulatoire. Inconvénients : cette technique est irradiante, consomme souvent davantage de produit de contraste iodé que l’angiographie conventionnelle équivalente.

– Les performances restent limitées en ce qui concerne les vaisseaux parallèles au plan de coupe (artères rénales par exemple).

D’autres facteurs limitants peuvent être notés : une hauteur d’exploration limitée, absence d’information hémodynamique (sens du flux, vitesses).

– Le post-traitement des données, notamment la segmentation spatiale, est relativement fastidieux, représente entre 30 min et l h de temps-médecin.

– Les techniques de représentation tridimensionnelle, en particulier surfaciques, sont susceptibles de générer des images artefactuelles exposant au risque de surestimation et de sousestimation de sténoses.

B – ANGIOGRAPHIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE (ARM) :

L’angiographie par résonance magnétique a bénéficié dans ses premiers développements d’une réputation de totale innocuité, car le contraste magnétique naturel du sang circulant a permis le développement de séquences d’acquisition à visée angiographique qui permettaient de s’affranchir de l’injection de tout agent de contraste.

Plusieurs limites de ces différentes séquences apparues dans la pratique quotidienne ont suscité le développement de nouvelles séquences plus faciles à maîtriser au plan technique, mais nécessitant une injection intraveineuse de sels de gadolinium.

1- Principe :

* Séquences de flux :

Les séquences basées sur le contraste naturel entre les protons circulants et les protons mobiles sont nombreuses et complexes.

Elles sont toutes limitées par leur champ d’exploration réduit et leur durée.

Deux grands groupes se distinguent parmi elles.

– Le « temps de vol » : il s’agit de la technique d’ARM la plus répandue, disponible sur la plupart des installations.

Le principe repose sur la différence de magnétisation des protons circulants et des protons mobiles (phénomène d’entrée de coupe).

L’application d’une bande de présaturation sur un des versants du volume étudié permet d’étudier séparément les flux artériels et veineux.

L’acquisition 2D est la plus simple et la plus ancienne.

Il s’agit d’un écho de gradient monocoupe, réalisé de préférence dans le plan perpendiculaire au vaisseau considéré.

Le post-traitement peut être altéré par la persistance du signal de certains tissus stationnaires (graisse, hématomes).

Cette technique d’acquisition est la mieux adaptée aux flux lents et à l’exploration de régions anatomiques étendues.

L’acquisition 3D est plus performante en cas de flux rapides.

Le principal inconvénient est la saturation progressive des protons circulants lors de la traversée du volume, aboutissant à une extinction du signal ; il est en partie contourné par l’acquisition séquentielle de plusieurs petits volumes en partie chevauchés.

– Le « contraste de phase » : sa diffusion est moindre que l’ARM par « temps de vol » en raison de la plus grande complexité de ses bases physiques, et de ses plus grandes exigences en termes de puissance des gradients.

Les séquences sont plus longues qu’en temps de vol.

Une application potentielle de la technique est la mesure de flux.

– Post-traitement : il permet, aussi bien en temps de vol qu’en contraste de phase, la représentation tridimensionnelle des données acquises. Le plus couramment utilisé, comme en angioscanographie, est le MIP.

* Séquences d’angiographie en apnée :

Elles ont été développées essentiellement dans le cadre de l’étude des vaisseaux du thorax et de l’abdomen, où les séquences de flux se sont avérées difficiles à maîtriser en raison à la fois du caractère souvent pulsatile des flux et des mouvements respiratoires.

Elles mettent à contribution des gradients hautement performants.

L’injection intraveineuse de gadolinium est réalisée au pli du coude, de préférence avec un injecteur automatique.

La visualisation des vaisseaux se fait après soustraction d’images.

L’introduction de ces séquences en apnée avec injection de gadolinium a récemment donné des résultats encourageants qui doivent être confirmés par de larges séries cliniques, en particulier pour l’étude de l’aorte abdominale et de ses branches et des artères des membres inférieurs.

Avantages : l’ARM est une technique non irradiante, non invasive dans la mesure où elle est réalisée sans injection de produit de contraste.

La possibilité de s’orienter dans les différents plans de l’espace est un avantage sur le scanner qui, limité au plan axial transverse, matérialise avec difficulté les petits vaisseaux situés dans le plan de coupe.

L’absence de signal des structures non circulantes permet de s’affranchir de l’étape de segmentation spatiale, incontournable en scanner hélicoïdal.

À la différence des scanners, l’ARM peut apporter des informations hémodynamiques (sens du flux, vélocimétrie). Inconvénients : les séquences de flux sont consommatrices de temps, avec un résultat aléatoire, tributaire en particulier, selon la topographie, des mouvements du patient (respiration, péristaltisme).

L’injection de gadolinium, quand elle est nécessaire, fait perdre à l’ARM son caractère non invasif, même si les risques sont beaucoup moins importants en comparaison avec les produits de contraste iodés.

Les séquences avec injection sont de qualité plus constante que les séquences de flux, mais au prix d’une technique relativement lourde (injecteur automatique, établissement préalable de la courbe de rehaussement après une injection-test). Les renseignements apportés par les séquences d’ARM ne concernent que la lumière vasculaire, la paroi et les tissus périphériques étant en hyposignal.

La réalisation d’autres séquences à visée morphologique est nécessaire, allongeant la durée de l’examen, alors qu’une seule acquisition en scanner hélicoïdal étudie simultanément les vaisseaux et leur environnement.

L’ARM est relativement onéreuse, peu disponible et difficilement accessible au patient de réanimation.

Stratégie d’utilisation des techniques d’imagerie vasculaire :

L’imagerie vasculaire d’aujourd’hui est confrontée, d’une part à l’éclosion de multiples méthodes dites « non invasives » (échodoppler couleur, scanner hélicoïdal, angio-IRM), et d’autre part à l’importance croissante et primordiale de la radiologie interventionnelle endovasculaire.

La stratégie d’utilisation des techniques d’imagerie vasculaire doit répondre aux quatre objectifs précités en introduction, en intégrant différents facteurs.

– Chaque méthode d’imagerie a ses avantages et ses limites qui varient selon le territoire anatomique exploré.

– Chaque patient représente un cas particulier soulevant des problèmes complexes et très divers, parmi lesquels le plus difficile à appréhender est représenté par l’atteinte polyvasculaire.

Pour chaque patient, il est impératif, avant d’utiliser des techniques d’imagerie complexes et coûteuses, de valider les symptômes cliniques, de déterminer leur importance et la nécessité d’un traitement lésionnel.

La prévalence des lésions athéromateuses est en effet très élevée et l’imputabilité lésionnelle est fréquemment difficile à établir.

– Chaque lésion peut être accessible à différentes possibilités thérapeutiques, qu’elles soient médicales, chirurgicales ou endovasculaires.

Pour cette dernière modalité thérapeutique, l’artériographie reste une étape incontournable de plus en plus fréquemment réalisée dans le même temps que l’intervention.

En fonction de ces données générales, les choix stratégiques doivent être directement fonction des territoires anatomiques.

Les notions de coût des explorations, d’efficacité diagnostique devront toujours être mises en avant afin d’éviter des redondances et d’obtenir le diagnostic le plus précis possible, dans les meilleures conditions.

A – TRONCS SUPRA-AORTIQUES ET CAROTIDES :

L’exploration des vaisseaux du cou à destinée céphalique repose actuellement sur l’échodoppler, examen de première intention et sur l’angiographie numérisée sélective.

L’angiographie numérisée sélective représente encore le Gold Standard de l’exploration des troncs supra-aortiques et constitue l’examen de référence des études NASCET (North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial) et ACAS (Asymptomatic Carotid Atherosclerosis Study).

D’autres techniques d’exploration vasculaire non agressives telles l’ARM et l’acquisition hélicoïdale au scanner avec reconstructions 3D sont apparues ces dernières années mais posent le problème de leur validation.

L’acquisition hélicoïdale en tomodensitométrie repose sur le principe de la rotation continue associée à une translation à vitesse constante de la table d’examen, ce qui permet d’explorer tout un volume en un temps très court et la pratique de reconstructions 3D de surface et d’images de projection MIP.

À la différence des reconstructions surfaciques, les images MIP conservent l’information de densité des structures et permettent de dissocier les calcifications de la lumière opacifiée.

Les reconstructions surfaciques fournissent des images comparables à celles de l’angiographie avec un degré de concordance très élevé (0,85 à 0,93), dans la détermination du degré de sténose, à condition que les calcifications pariétales soient peu importantes.

Seules les altérations volumineuses sont diagnostiquées.

Les images MIP ne permettent pas une évaluation précise des sténoses quand les calcifications sont importantes, d’où une faible concordance avec l’angiographie.

En revanche, elles permettent une visualisation correcte, un bilan topographique des calcifications pariétales, et visualisent mieux les ulcérations.

Les limitations de l’acquisition hélicoïdale sont liées à son coût, supérieur à celui de l’échodoppler, à l’utilisation de produit de contraste iodé et surtout à la méconnaissance des lésions du siphon carotidien ou de la naissance des troncs supra-aortiques, dont l’exploration nécessiterait une nouvelle acquisition et une nouvelle injection de produit de contraste iodé.

Les performances de l’ARM apparaissent inférieures à celles de l’acquisition hélicoïdale.

De nombreux artefacts rendent environ 5 % des examens non interprétables.

En temps de vol 2D, les boucles et les plicatures sont responsables d’une chute de signal et donnent donc de fausses images.

La distinction entre sténose sévère et occlusion est la plupart du temps difficile à faire.

De nombreuses sténoses sont surestimées et le degré de concordance avec l’angiographie est faible (0,73 à 0,85).

Cependant, récemment a été rapportée une concordance étroite avec l’angiographie pour les sténoses de plus de 60 % et est proposée la pratique de l’échodoppler et de l’ARM dans le bilan préopératoire, l’angiographie n’étant indiquée qu’en cas de discordance entre ces deux examens.

Il existe enfin une circonstance où l’ARM a supplanté l’angiographie : la dissection carotidienne où l’ARM permet de visualiser l’hématome pariétal, de faire le bilan des lésions d’aval et de suivre l’évolution.

B – AORTE THORACIQUE :

Que le contexte clinique soit évocateur (douleur thoracique, traumatisme, syndrome médiastinal) ou qu’une anomalie soit découverte sur un cliché thoracique, l’examen de dépistage le plus fréquemment utilisé pour explorer l’aorte thoracique est l’échographie transoesophagienne.

Cette technique, facilement accessible, est particulièrement utile en cas de suspicion de dissection aortique ou en cas de traumatisme thoracique.

En cas de dissection aortique, elle permet le plus souvent de déterminer le type de dissection et de déterminer la nécessité d’un traitement chirurgical en urgence.

À distance de l’épisode aigu, les techniques d’imagerie en coupes (IRM, scanner hélicoïdal) permettent une meilleure analyse des lésions et de déterminer les différentes caractéristiques morphologiques nécessaires au suivi clinique thérapeutique.

Les différentes possibilités d’imagerie apportées par l’IRM (imagerie 3D et dynamique) semblent donner à cette technique une place de choix pour ce type de pathologie.

En cas de suspicion de traumatisme de l’aorte thoracique, le scanner hélicoïdal semble le plus adapté pour explorer un polytraumatisé multiappareillé.

Dans la majorité des cas, le diagnostic de rupture isthmique est porté et cet examen apporte également le maximum d’informations sur l’atteinte traumatique des autres éléments du médiastin et du parenchyme pulmonaire. L’aortographie n’est réalisée qu’en cas de doute diagnostique.

En ce qui concerne les autres affections de l’aorte thoracique (anévrisme, coarctation…) l’IRM paraît prendre progressivement le pas sur les autres techniques et semble devoir supplanter l’aortographie dans la majorité des cas.

Celle-ci n’est réalisée qu’en cas de traitement endoluminal ou pour visualiser les artères médullaires comme le proposent certaines équipes avant toute chirurgie de l’aorte descendante.

La place de l’IRM est également prépondérante dans le suivi de l’aorte thoracique opérée.

C – AORTE ABDOMINALE :

Les anévrismes de l’aorte abdominale sont dépistés par l’examen clinique et/ou l’échographie.

L’apparition de possibilités thérapeutiques endoluminales des anévrismes de l’aorte abdominale conduit à repenser l’évaluation morphoanatomique préthérapeutique.

Outre les informations requises pour la chirurgie (position de l’anévrisme par rapport aux artères rénales et à la bifurcation aorto-iliaque), d’autres éléments sont indispensables à connaître dans l’optique d’une alternative endoluminale :

– mensurations multiples portant sur le diamètre des collatérales aortiques et iliaques, la hauteur du collet sous-rénal, l’angulation entre l’anévrisme et l’aorte ;

– état des axes iliaques (calibre, paroi, sinuosités) ;

– perméabilité des artères hypogastriques et des artères digestives, importance des voies collatérales ;

– état de la paroi anévrismale (calcifications, thrombose intraluminale).

Toutes ces informations peuvent être fournies par scanner hélicoïdal qui semble, à l’heure actuelle, supérieur à l’ARM, en particulier pour visualiser les branches de l’aorte (artère mésentérique inférieure, artères lombaires).

Toutefois la nécessité d’informations précises et validées conduit la plupart des équipes à réaliser une artériographie préthérapeutique en utilisant un cathéter millimétré, permettant une évaluation dimensionnelle ainsi qu’une étude du fonctionnement hémodynamique des voies collatérales (artères hypogastriques, artères digestives).

D – ARTÈRES RÉNALES :

Les lésions de l’artère rénale sont largement dominées par la pathologie obstructive qui soulève des problèmes difficiles de stratégie diagnostique et thérapeutique.

La prévalence des sténoses de l’artère rénale est en effet élevée (25 à 30 % des artériographies pour artériopathie des membres inférieurs).

Leur signification symptomatique n’est pas toujours claire.

Beaucoup sont asymptomatiques et si une hypertension artérielle et/ou une insuffisance rénale peuvent être induites par une lésion artérielle, l’association sans aucune relation est possible.

Il est donc important dans ce domaine de déterminer l’imputabilité d’une sténose de l’artère rénale.

Ceci n’est pas toujours possible et les principaux examens d’imputabilité (dosage sélectif de l’activité rénine plasmatique dans les veines rénales, scintigraphie au captopril) ne donnent pas toujours une réponse franche dans un sens ou dans un autre.

La prudence s’impose donc en matière de stratégie diagnostique d’une sténose de l’artère rénale, ceci d’autant que la modalité thérapeutique de choix est aujourd’hui l’angioplastie transluminale.

Celle-ci peut être réalisée dans le même temps que l’artériographie diagnostique et des indications excessives peuvent être retenues si l’enquête d’imputabilité est négligée.

En matière de dépistage, l’échographie doppler couleur semble progressivement prendre la première place en raison des progrès des appareillages et des opérateurs.

La tomodensitométrie hélicoïdale et l’ARM ont un rôle limité comme technique de dépistage ou d’imputabilité.

La tomodensitométrie hélicoïdale paraît intéressante pour une évaluation morphologique de la lésion, quand celle-ci semble proche de l’ostium, associée à des calcifications ou à des lésions importantes de la paroi aortique.

Ces informations peuvent guider la stratégie thérapeutique.

L’ARM peut être réalisée comme technique de dépistage en cas d’insuffisance de l’échodoppler ou chez un insuffisant rénal pour lequel le risque de l’utilisation d’un produit de contraste iodé est majeur.

L’artériographie reste de toute manière indispensable comme premier temps à un traitement endoluminal.

E – ARTÈRES DES MEMBRES INFÉRIEURS :

La pathologie des artères des membres inférieurs est dominée par l’artériopathie chronique.

Elle pose un problème particulier du fait de la fréquence de lésions peu symptomatiques, facilement contrôlées par le traitement médical et donc de l’absence de nécessité obligatoire de leur correction.

Elle est également caractérisée par la fréquence d’une atteinte multifocale et l’association avec des lésions d’autres territoires.

L’examen clinique et les épreuves hémodynamiques simples restent les piliers de l’approche diagnostique de ce type de pathologie.

La poursuite des examens doit être fonction de plusieurs paramètres :

– importance du retentissement clinique et hémodynamique ;

– efficacité d’un traitement médical bien conduit sur les symptômes présentés ;

– topographie des lésions : en dehors d’une ischémie critique, une lésion iliaque est plus couramment considérée comme relevant d’un traitement direct qu’une lésion fémoropoplitée plutôt justiciable d’un traitement médical.

L’artériographie des membres inférieurs par cathétérisme fémoral rétrograde est toujours l’élément essentiel du diagnostic, chaque fois qu’un traitement direct des lésions est envisagé.

L’exploration doit être complète et visualiser l’arbre artériel dans de bonnes conditions, de l’aorte abdominale jusqu’aux artères distales.

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Administrateur et rédacteur en chef du site Medix

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