L'imagerie de demain

Au cours de cinq dernières années Nous avons assisté à une profonde mutation de l’imagerie cardiovasculaire. Se résumant pendant longtemps à la coronarographie, l’échographie Doppler et la scintigraphie, l’imagerie cardiovasculaire s’est enrichie des évolutions techniques de l’imagerie par résonance magnétique, et par l’apparition encore plus récente du scanner multibarrette et du PET-CT. Les progrès de l’imagerie médicale ont ainsi permis une meilleure prise en charge des patients avec une mise en évidence rapide et précise des anomalies anatomiques et fonctionnelles, cardiaques et vasculaires.   Dans un avenir proche Plusieurs éléments majeurs vont probablement à nouveau profondément modifier la prise en charge des pathologies cardiovasculaires : • le développement de l’imagerie non invasive des artères coronaires ; • l’analyse tridimensionnelle qui, demain, devrait guider le cardiologue interventionnel au cours d’un geste d’angioplastie et le rythmologue interventionnel au cours d’un geste de fulguration ; • l’amélioration des techniques d’imagerie fonctionnelle : l’écho-Doppler tissulaire, l’IRM de flux ou de la rétention tardive de gadolinium et le PET-CT. Les développements récents de la tomographie par rayons X combinée au PET-CT vont permettre de développer des applications et une imagerie multimodale fonctionnelle métabolique et morphologique pour les maladies cardiovasculaires ; • le développement de l’imagerie moléculaire pour la visualisation et la caractérisation in vivo et non invasive à l’échelle cellulaire et moléculaire des processus biologiques fondamentaux. L’amélioration des techniques va s’accompagner d’une modification des indications pour chacune d’entre elles.   Le scanner   L’évolution s’est accélérée Avec les scanners multibarrette synchronisés à l’électrocardiogramme de 64 barrettes (dépistage d’anomalies congénitales des artères coronaires ou au contrôle de pontage aortocoronarien), sont annoncés des scanners de 256 barrettes pour la fin de l’année 2007. Parallèlement, la technologie évolue avec l’apparition de scanner bitubes (Siemens) ou l’annonce d’une amélioration très importante du temps de rotation du « gantry » < 100 ms chez Philips. Toutes ces améliorations vont accroître les performances spatio-temporelles du scanner et conduire probablement très rapidement à élargir ses indications.   Une démarche diagnostique intégrée Le scanner va s’intégrer dans la stratégie diagnostique de la maladie coronarienne. Comme dans toute substitution de technique nous assisterons probablement à une augmentation du nombre de coronarographies invasives diagnostiques en raison d’un élargissement trop important et trop rapide des indications du scanner cardiaque. Mais, à l’instar des autres techniques non invasives, une fois l’apprentissage terminé et l’évolution technologique stabilisée, on peut sans trop de risque se projeter dans le futur et anticiper une très nette diminution du nombre de coronarographies diagnostiques qui sont encore réalisées dans 30 % des cas.   La coronarographie ne sera que pour la thérapeutique Le bilan morphologique de la pathologie coronarienne sera réalisé par une acquisition peu invasive, pour l’instant tomodensitométrique tridimensionnelle, peut-être demain complètement non invasive, non irradiante grâce à une coronarographie par résonance tridimensionnelle. La coronarographie ne sera plus qu’interventionnelle et aura probablement évolué en intégrant l’approche morphologique tridimensionnelle de la lumière vasculaire mais également de la paroi avec reconstruction en temps réel et une évaluation simultanée de la perfusion myocardique (figures 1 et 2). Figure 1. Acquisition TDM (Philips Brillance 40) Reconstruction MPR (Multiplanar Reconstruction) en OAD d’une artère coronaire droite suboccluse. Figure 2. Coupe Petit axe du VG immédiatement après injection de Iomeron 400 : hypodensité traduisant l’ischémie myocardique. L’IRM Les séquences d’angiographie IRM 3D avec injection de gadolinium ont permis la substitution de l’angiographie aux rayons X par le couple écho-Doppler–IRM pour le dépistage et la cartographie préthérapeutique des pathologies vasculaires. De façon analogue, le développement des séquences SSFP ou séquences en écho de gradient balancé, en offrant en mode ciné un excellent contraste entre le sang circulant (hypersignal, blanc) et le myocarde (hyposignal, noir), a permis le développement de l’IRM cardiaque. L’IRM est maintenant la technique de référence pour l’analyse de la fonction ventriculaire gauche ou droite globale (fraction d’éjection) et segmentaire (épaississement myocardique), des volumes ventriculaires et de la masse myocardique. La technique du rehaussement tardif « late enhancement » se positionne d’ores et déjà comme une méthode de référence clinique pour le diagnostic de myocardite et l’évaluation de la viabilité myocardique complétée par les techniques d’IRM de stress. Par la mise en évidence d’une réserve contractile, la détection de la viabilité myocardique et du myocarde hibernant est validée. Plusieurs évolutions technologiques vont aboutir à une « démocratisation » de l’IRM cardiaque et à un élargissement de ses indications. Dans un avenir proche, de nouveaux modes de reconstruction d’image permettront la réalisation d’examens en temps réel sans apnée et sans synchronisation ECG. Déjà de nombreux projets sont en cours pour développer des pacemakers et défibrillateurs compatibles. De plus, se profile l’IRM cardiaque et vasculaire à haut champ 3 tesla, voire 7 tesla, qui permettra peut-être d’implémenter l’IRM de diffusion au niveau myocardique afin de mieux appréhender la structure du myocarde et de déterminer en temps réel l’orientation des fibres myocardiques et leur éventuelle désorganisation dans le cadre de certaines cardiomyopathies hypertrophiques ou dilatées par exemple.   La spectroscopie Enfin, le développement de la spectroscopie par résonance magnétique est envisageable. Elle associe l’étude du phosphore 31, du carbone 13, de la fluorine 19 et du sodium 23, et permet l’acquisition d’un spectre de noyaux particuliers dans une région sélectionnée du myocarde. Par exemple, la phosphocréatine ou les taux d’adénosine triphosphate peuvent être mesurés et le profil bioénergétique du myocarde qualifié.   Imagerie moléculaire   Une recherche de pointe L’imagerie médicale joue un rôle central dans la cardiologie de tous les jours mais également dans la recherche de pointe. L’importance de l’imagerie dans le monde de la recherche a été récemment soulignée par la création en décembre 2000 du National Institute for Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) dépendant des National Institutes of Health (NIH) américains. La mission du NIBIB est de soutenir la recherche exclusivement en imagerie et de faciliter le transfert de ses technologies aux applications médicales.   L’imagerie moléculaire L’imagerie moléculaire n’a pas pour vocation de remplacer l’imagerie traditionnelle fondée sur l’analyse morphologique des organes mais bien de la prolonger en allant à la rencontre des progrès de la biologie moléculaire et de ses nouvelles possibilités diagnostiques et thérapeutiques. Le but est de réaliser in vivo de manière non invasive l’équivalent d’une analyse immuno-histochimique. Les premiers succès de l’imagerie moléculaire ont leurs racines en médecine nucléaire où la tomographie par émission de positron (PET) a pu mettre en évidence l’expression génique de récepteurs tels que ceux de la dopamine. L’imagerie moléculaire représente sans aucun doute un tournant important pour la cardiologie. L’imageur de demain continuera à examiner un patient dans son ensemble lors d’examens de dépistage (par exemple, évaluation de la charge athéromateuse par IRM corps entier), mais il aura en plus la possibilité de zoomer d’une manière non invasive sur un organe ou une maladie donnée en fonction d’une question particulière. Par exemple, la caractérisation du caractère stable ou instable de l’athérosclérose avec l’identification de plaques (figure 3) et surtout de patients instables pourraient être précisés par une imagerie fonctionnelle et moléculaire, soit en utilisant le PET-CT, soit en utilisant l’IRM haute résolution combinée à l’injection de traceurs spécifique. Figure 3. IRM haute résolution de l’artère carotide : transformation hémorragique et rupture d’une plaque fibrolipidique. Ainsi, c’est vers une transformation de l’imagerie du dépistage que nous nous orientons. Les marqueurs de risque cardiovasculaire (le score calcique en scanner et l’épaisseur intima-média en échographie) vont probablement évoluer vers une caractérisation phénotypique de l’athérosclérose des patients à un niveau plus global.   Une approche multidisciplinaire L’imagerie moléculaire soulignera l’interdépendance des services de médecine nucléaire, de radiodiagnostic, de radiologie interventionnelle et de cardiologie en soulignant les limites d’une approche centrée sur une modalité technique. Par exemple, le développement de nouveaux traceurs toujours plus spécifiques reste le cœur du métier de la médecine nucléaire avec une extension directe vers l’imagerie moléculaire. Parallèlement, le développement de ces techniques combinées à l’IRM et, dans le futur, le développement de nouvelles machines PET-IRM, permettra de combiner l’apport de l’IRM à l’imagerie moléculaire appliquée à la cardiologie. Par exemple, l’IRM permet déjà l’injection contrôlée en temps réel de cellules souches marquées en noir par de la ferrite au niveau de la zone infarcie rehaussée après injection de gadolinium et donc marquée en blanc. Grâce à la mesure à la fois de la fonction et de la morphologie cardiaque, l’IRM jouera un rôle indéniable dans l’évaluation des répercussions morphologiques ou fonctionnelles d’une anomalie moléculaire ou d’une éventuelle thérapeutique cellulaire.