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Réanimation 14 (2005) 172–176
http://france.elsevier.com/direct/REAURG/
L’imagerie par résonance magnétique et la tomodensitométrie
multibarrettes pour l’exploration du cœur :
applications possibles en réanimation
Cardiac magnetic resonance imaging and multislice computed
tomography: potential applications for intensive care patients
F. Beygui a,*, A. Furber b, G. Helft a, J.P. Metzger a
a
Département de cardiologie médicale, institut de cardiologie, groupe hospitalier Pitié-Salpêtrière, 47–83, boulevard de l’Hôpital,
75651 Paris cedex 13, France
b
Service de cardiologie, hôpital Larrey, centre hospitalier universitaire d’Angers, 4, rue Larrey 49035 Angers, France
Résumé
L’imagerie par résonance magnétique (IRM) et la tomodensitométrie multibarrettes sont des techniques d’imagerie tridimensionnelles et
non invasives permettant d’acquérir des images cardiaques de haute résolution. L’IRM permet une évaluation anatomique et fonctionnelle de
toutes les structures cardiaques. L’imagerie de perfusion myocardique et l’étude du contraste myocardique tardif en font la méthode la plus
simple et la plus rapide de recherche d’ischémie et de viabilité myocardique. La tomodensitométrie multibarrettes est devenue quant à elle la
méthode d’imagerie coronaire non invasive de référence.
© 2005 Société de réanimation de langue française. Publié par Elsevier SAS. Tous droits réservés.
Abstract
Magnetic resonance imaging (MRI) and multislice computed tomography are three dimensional, non-invasive imaging modalities providing high resolution cardiac images. MRI provides anatomic and functional assessment of all cardiac structures. The myocardial perfusion
imaging and the assessment of the late enhancement of the myocardial contrast are the simplest and fastest methods for the detection of
myocardial ischemia and viability. On the other hand, multislice computed tomography has become the gold standard in the non-invasive
visualization of coronary arteries.
© 2005 Société de réanimation de langue française. Publié par Elsevier SAS. Tous droits réservés.
Mots clés : Imagerie par résonance magnétique ; Tomodensitométrie multibarrettes ; Imagerie cardiaque
Keywords: Magnetic resonance imaging; Multislice computed tomography; Imaging, three-dimensional
1. L’IRM cardiaque
1.1. Données techniques
L’imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est une technique non-invasive, multidisciplinaire permettant l’acquisition d’images anatomiques et fonctionnelles avec des résolutions temporelles et spatiales élevées.
* Auteur correspondant.
Adresse e-mail : [email protected] (F. Beygui).
Les contre-indications en sont rares, en pratique limitées à
la présence de stimulateurs ou défibrillateurs cardiaques,
d’objets métalliques intraoculaires ou intracrâniens et les pompes d’injection implantables. Les endoprothèses coronaires
ou vasculaires de même que les prothèses valvulaires mécaniques, les clips et les fils d’acier intrathoraciques ne représentent aucunement des contre-indications à la réalisation de
l’IRM.
C’est une technique en pleine expansion dont les limites,
définies par les performances de l’infrastructure électronique
1624-0693/$ - see front matter © 2005 Société de réanimation de langue française. Publié par Elsevier SAS. Tous droits réservés.
doi:10.1016/j.reaurg.2005.02.003
F. Beygui et al. / Réanimation 14 (2005) 172–176
et informatique, sont constamment repoussées. Actuellement
les constructeurs proposent des appareils spécifiquement
dédiés à l’exploration cardiovasculaire, bien que sur la plupart des appareils « généralistes » de dernière génération
l’imagerie cardiovasculaire soit très performante.
La réalisation d’une IRM était longtemps limitée pour
l’exploration des patients de réanimations en raison des interférences entre le champ magnétique et les impulsions de
radiofréquence d’une part et l’ensemble des dispositifs électroniques de surveillance et de soins contenant des éléments
ferromagnétiques de l’autre. Ces interférences sont bilatérales avec dans un sens, la possibilité de dérèglement des appareils de monitoring et de soins — pousses-seringues électriques, appareils de ventilation artificielle etc. —, la possibilité
d’apparition de courants induits dans les câbles et risque de
brûlure et dans l’autre, la génération d’artéfacts d’imagerie
par les dispositifs médicaux. Ces interférences sont d’autant
plus importantes que le champ magnétique est puissant et que
la distance entre le champ magnétique et les dispositifs est
courte. Ces problèmes ont été très largement réglés par les
constructeurs en remplaçant les électrodes métalliques par
des électrodes en fibres de carbone, les conducteurs ferromagnétiques par des fibres optiques ou par des transmissions en
micro-ondes ou tout simplement en allongeant les tubulures
non ferromagnétiques des appareils de monitoring ou des
pousses-seringues. Il est possible de réaliser une IRM dans
des conditions de sécurité optimale pour la plupart des patients
des services de réanimation [1–3].
Les séquences les plus utilisées en imagerie cardiaque sont
les séquences écho de spin pondérées en T1 ou T2 en imagerie anatomique et les séquences en écho de gradient avec segmentation de l’espace K en apnée ou plus récemment les
séquences en précession libre (SSFP : steady state free precession) pour l’imagerie dynamique et fonctionnelle. Les
séquences ultrarapides en échoplannar peuvent être utilisées
en imagerie de perfusion ou lorsqu’une apnée de 15 à
20 secondes n’est pas réalisable ou enfin en présence de difficulté de synchronisation à l’électrocardiogramme, ceci au
prix d’une perte en résolution spatiale.
1.2. Indications cliniques de l’IRM cardiaque
1.2.1. Pathologies de l’aorte thoracique
Dissection, anévrisme ou hématome intrapariétal de l’aorte
sont parfaitement explorés en termes de diagnostic ou en termes de suivi. L’avantage de la technique par rapport à l’échocardiographie est la visualisation de longs segments dans le
plan de l’aorte, de l’extension aux branches et l’appréciation
des rapports de l’aorte avec les organes avoisinant. La sensibilité et la spécificité de la technique sont de 100 % pour les
dissections de l’aorte ascendante et descendante. La sensibilité est de 93 % — comparable à l’échocardiographie transthoracique et au scanner — pour les dissections de la crosse
aortique [4,5]. La sensibilité et la spécificité de l’IRM dans le
diagnostic des hématomes intrapariétales aortiques, les lésions
ulcérées de l’aorte et les lésions post-traumatiques approchent les 100 % [6,7].
173
1.2.2. Tumeurs et masses cardiaques
L’IRM est extrêmement utile dans le diagnostic des masses cardiaques et paracardiaques notamment d’allure inhabituelle en échocardiographie. Elle permet d’explorer les composantes extracardiaques des tumeurs médiastinales et leurs
extensions dans les grands vaisseaux. L’IRM permet un certain degré de caractérisation tissulaire [8] — aidée par les
images avant et après injection de produits de contraste paramagnétiques — apportant des éléments de diagnostic différentiel entre les thrombi et différents types de tumeurs intracardiaques [9].
1.2.3. Pathologie du péricarde
L’IRM est très performante dans le diagnostic des tumeurs,
kystes et épanchements péricardiques mais son principal
apport concerne le diagnostic des péricardites chroniques
constrictives. L’IRM permet de visualiser l’épaississement
péricardique et l’épanchement péricardique éventuellement
présent sur des séquences anatomiques. En imagerie dynamique on peut visualiser la butée diastolique des cavités contre
le péricarde et grâce aux méthodes de « tagging », on peut
visualiser l’absence de glissement entre l’épicarde ventriculaire et le péricarde. Les autres stigmates de la péricardite
chronique constrictive tels que la dilatation de la veine cave,
l’ascite et l’épanchement pleural, et la dilatation auriculaire
peuvent être visualisés au cours du même examen [10,11].
1.2.4. Cardiopathies congénitales
L’IRM permet une bonne visualisation des anomalies anatomiques, la localisation des cavités cardiaques et leurs
connections ainsi qu’une quantification des shunts. L’IRM
prend tout son intérêt chez l’adulte peu échogène et dans le
suivi des réparations complexes utilisant des dérivations multiples notamment chez le patient multiopéré [12,13].
1.2.5. Évaluation des dimensions et de la contractilité
ventriculaire au repos ou au stress
L’IRM, en permettant des acquisitions tridimensionnelles, fournit des mesures de masse, de volumes et de fraction
d’éjection ventriculaires gauches sans utilisation de modèles
géométriques approximatifs, bien plus précises et reproductibles que l’échocardiographie (variabilité 2 fois plus faible
des mesures) [14,15]. Avec les séquences d’acquisition rapides en écho de gradient on obtient en quelques minutes des
images précises avec une résolution temporelle de l’ordre de
50 ms. La masse, l’épaisseur et l’épaississement pariétal, la
fonction contractile globale et segmentaire sont étudiés de
façon qualitative et quantitative (Figs. 1 et 2). Ces séquences
couplées aux stress pharmacologiques — dobutamine — peuvent être appliquées à l’étude de l’ischémie ou viabilité myocardique [16], notamment lorsqu’elles sont associées au « tagging » permettant une analyse fine et quantitative de la
contraction myocardique segmentaire.
L’IRM est par ailleurs l’une des rares techniques d’imagerie permettant la quantification précise des volumes, fonction et masse myocardique ventriculaires droites dans les
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Fig. 1. Coupe grand-axe du ventricule gauche montrant une dilatation ventriculaire et une séquelle d’infarctus antérieur étendu avec une paroi amincie.
OG : oreillette gauche ; VG : ventricule gauche.
conditions normales ou pathologiques [17,18]. Cette caractéristique en fait actuellement la technique d’imagerie de référence, bien qu’imparfaite, dans le diagnostic des dysplasies
arythmogènes du ventricule droit notamment lorsqu’elle
visualise une dilatation et des troubles de cinétique segmentaire ventriculaires droits associés à un amincissement de la
paroi et à une infiltration graisseuse [19].
1.2.6. Imagerie de perfusion myocardique
Par l’association des techniques d’imagerie rapide, l’utilisation d’agents de contraste paramagnétique et un stress pharmacologique (dipyridamole ou adénosine), on obtient des
images de premier passage du produit de contraste, à l’état
basal et au stress permettant de visualiser et de quantifier les
zones ischémiques (hyposignal au stress) [20,21]. Ces séquences ont été parfaitement validées et ont une sensibilité de 87 %
et une spécificité de 85 % dans la détection de la maladie
coronaire, comparables à la tomographie d’émission de proton et supérieurs à la tomoscintigraphie myocardique [22].
Ces séquences permettent de détecter l’ischémie myocardique de façon qualitative en quelques minutes et de quantifier
l’étendue de l’ischémie par l’analyse et l’expression en échelle
de couleur des courbes d’intensité du signal en fonction du
temps.
Des séquences d’imagerie tardives, environ 20 minutes
après l’injection du produit de contraste, permettent d’évaluer la viabilité myocardique par l’étude de l’extension transmurale de l’hypersignal tardif visualisant de façon quasi anatomique l’étendue de la nécrose myocardique. Ces séquences
ont une valeur diagnostique comparable à la tomographie
d’émission de positon dans la recherche de viabilité myocardique [23] et prédisent de façon précise la récupération de la
contractilité myocardique après revascularisation [24].
1.2.7. Imagerie des artères coronaires
L’imagerie des artères coronaires se heurte à des difficultés techniques en rapport avec la petite taille et la tortuosité
des vaisseaux, la superposition des signaux coronaires, graisseux et épicardiques, et la mobilité cardiaque et respiratoire.
Différents types d’acquisition, en 2 ou 3D, en écho de gradient ou échoplannar, en apnée ou avec des navigateurs respiratoires, en acquisition cartésienne ou spiralée et différents
types de logiciels de reconstruction ont été utilisés pour ce
type d’imagerie. En pratique la valeur prédictive négative de
la technique est bonne, notamment si l’on veut éliminer des
lésions du tronc commun gauche ou des lésions tritronculaires (Tableau 1). En revanche, la valeur prédictive positive reste
très médiocre [25]. Le développement des séquences rapides
3D, d’imagerie en temps réel, de navigateurs, d’agents de
contraste paramagnétiques intravasculaires, d’antennes de surface adaptées voir d’antennes transœsophagiennes, devrait
permettre d’améliorer les performances de la coro-IRM dans
les années à venir.
Fig. 2. Coupe petit-axe ventriculaire gauche en écho de gradient sans injection de produit de contraste avec les contours endocardiques et épicardiques ventriculaires gauche et droit.
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Tableau 1
Valeur diagnostique de la Coro-IRM (d’après Kim et al., [25])
Interprétable
Longueur
Sensibilité
Spécificité
VPP
VPN
TCG
88 %
10mm
67 %
90 %
30 %
98 %
IVA
81 %
55mm
88 %
52 %
56 %
86 %
CX
68 %
30mm
53 %
70 %
29 %
86 %
CD
93 %
80mm
93 %
72 %
69 %
94 %
Tout
84 %
TCG ou 3VD
–
93 %
42 %
69 %
94 %
100 %
85 %
54 %
100 %
TCG : tronc commun gauche ; IVA : artère interventriculaire antérieure ; CX :
artère circonflexe ; CD : artère coronaire droite ; 3VD : atteinte tritronculaire ; VPP et VPN : valeurs prédictives positive et négative.
1.2.8. Les myocardites aiguës
L’IRM peut se montrer utile dans le diagnostic et le suivi
des myocardites. Elle montre sur des séquences pondérées
en T1 une prise de contraste myocardique après injection de
produit de contraste à la phase aiguë des myocardites [26].
Cette prise de contraste est réversible et peut orienter le diagnostic différentiel entre myocardites aiguës et cardiomyopathies dilatées stables et diriger éventuellement les biopsies
endomyocardiques en visualisant les régions les plus inflammatoires. Néanmoins l’IRM ne fournit aucune information
sur l’étiologie de la myocardite.
1.2.9. Transplantation cardiaque
L’IRM cardiaque peut avoir un intérêt dans la détection
des rejets de greffe cardiaque. Les signes en faveur d’un rejet
sont une augmentation des temps de relaxation myocardique
T1 et T2 [27,28], une prise de contraste après injection de
produit de contraste [29] et une diminution du rapport PCr–
ATP en spectroscopie par résonance magnétique [30]. Ces
signes habituels dans les premières semaines après la transplantation doivent disparaître après quatre semaines.
1.2.10. Évaluation des flux, application aux pathologies
valvulaires
La quantification précise de la vélocité sanguine, sans
nécessité d’agent de contraste est un atout majeur de l’IRM.
Ces séquences couplées à une imagerie anatomique de bonne
résolution permettent d’apprécier les régurgitations valvulaires [31] et leurs conséquences en cas de doute ou de difficultés techniques de l’échocardiographie ou dans le cadre d’une
exploration cardiovasculaire globale par l’IRM.
2. La tomodensitométrie multibarette
La résolution temporelle médiocre de la tomodensitométrie conventionnelle est à l’origine d’artéfacts de mouvement, rendant ininterprétable l’imagerie cardiaque. Le développement technologique de la tomodensitométrie s’est fait
dans deux sens :
• l’élimination de toutes les contraintes mécaniques avec les
scanners à faisceau d’électron pouvant atteindre une résolution temporelle de l’ordre de 50 ms, parfaitement adaptée à l’imagerie cardiaque ;
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• la multiplication des rangées de détecteurs — actuellement jusqu’à 64 rangées — associée à un mouvement longitudinale de la table d’examen et une acquisition hélicoïdale, permettant d’obtenir des images de tout le volume
cardiaque en quelques secondes avec une résolution spatiale de l’ordre de 200 ms.
La technologie à faisceau d’électron, bien que parfaitement
adaptée à l’imagerie cardiaque, reste coûteuse et peu accessible. En revanche l’imagerie cardiaque, en particulier l’imagerie coronaire, par tomodensitométrie multibarrettes s’est
développée de façon exponentielle ces dernières années. La
technique, n’a pas les mêmes limites que l’IRM, mais elle
nécessite l’injection d’un produit de contraste iodé. Elle est
aussi limitée par sa résolution temporelle qui en pratique
n’autorise pas une étude précise des différents temps de
contraction cardiaque. Les images sont reconstruites a posteriori avec une synchronisation rétrograde à l’électrocardiogramme. Par ailleurs les images sont sujettes aux artéfacts de
mouvement lorsque la fréquence cardiaque est supérieure à
60/min et peut nécessiter un traitement par bêtabloquants
avant l’examen dans environ 60 % des cas. En routine on
peut obtenir des images cardiaques télédiastoliques avec une
résolution spatiale de l’ordre du millimètre en épaisseur de
coupe et de l’ordre de 0,5 mm dans le plan de coupe. Les
autres limites de la technique sont les calcifications coronaires et les endoprothèses coronaires notamment dans des vaisseaux de petit calibre rendant les images difficilement interprétables.
La tomodensitométrie multibarrettes (16 barrettes) dans
la détection des lésions coronaires > 50 % est interprétable
dans environ 85 à 95 % des cas, en sachant que la plupart des
études ont éliminé de principe les artères de moins de 2 mm
de diamètre. La sensibilité et la spécificité de la méthode sont
de l’ordre de 89 % à 92 % et de 95 à 98 % respectivement
[32,33]. Une excellente indication de la technique est la
recherche et le suivi des sténoses du tronc commun coronaire
gauche puisque la sensibilité et la spécificité de la méthode
dans cette indication précise sont de l’ordre des 100 %.
La tomodensitométrie multibarrettes a par ailleurs supplanté le scanner conventionnel dans toutes les indications
cardiovasculaires thoraciques de celui-ci — dissections, anévrismes, thrombus des cavités gauches ou droites, pathologies du péricarde etc. — puisqu’elle permet d’obtenir des images de qualité supérieure à celles obtenues par un scanner
conventionnel sans artéfact de mouvement et avec un temps
d’acquisition plus court.
3. Conclusion
Le développement de ces techniques d’imagerie cardiaque non invasives et reproductibles représente un progrès réel
dans l’évaluation anatomique et fonctionnelle du cœur.
L’échocardiographie transthoracique et transœsophagienne,
du fait de leur accessibilité et leur mobilité, restent des examens de routine de première ligne parfaitement adaptée à
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l’imagerie cardiaque en milieu de réanimation. L’IRM et le
scanner multibarrettes n’ont aucune vocation à supplanter
l’échocardiographie, en cardiologie en général et en pathologie cardiaque en milieu de réanimation en particulier.
Les indications préférentielles de ces méthodes restent pour
l’instant l’évaluation de la fonction et de la perfusion myocardique pour l’IRM et l’évaluation non invasive des artères
coronaires pour la tomodensitométrie multibarrettes.
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