Vingt ans d’images du cœur et des vaisseaux

Angioscopie La première angioscopie endocoronaire a été réalisée en 1985 ; rappelons toutefois que la toute première angioscopie endovasculaire le fut en 1913, avec un appareil rigide inséré par thoracotomie dans les cavités cardiaques… Ses observations, obtenues en cours d’ischémie, ont surtout permis de valider le concept d’athérothrombose avec rupture de plaque comme principal responsable des épisodes coronariens aigus (figure 2). Cette technique repose sur l’utilisation de lumière blanche (xénon) transmise par fibres optiques jusqu’à l’extrémité distale d’un cathéter souple, couplée à une caméra vidéo. L’acquisition se fait en milieu transparent, avec injection de sérum physiologique au cours de la procédure. Si elle souffre de limitations importantes (ostium et distalité coronaires inexplorables, vaisseaux tortueux inaccessibles à des fibres optiques encore trop rigides) avec une utilisation finalement restreinte à quelques équipes dans le monde, cette technique permet cependant d’analyser parfaitement la surface luminale des artères. Figure 2. Angioscopie (van Belle. Circulation 1998). Tomographie de cohérence optique Un seul groupe a jusqu’à présent réussi à produire régulièrement ces images de très haute résolution (20 à 30 microns), supérieures aux meilleurs résultats d’échographie endocoronaire. Comme pour l’angioscopie, cette technique invasive requiert l’introduction d’un cathéter intravasculaire porteur d’une lumière monochromatique et le « lavage » régulier du conduit artériel par du sérum physiologique. Comparativement aux ultrasons, et de façon assez comparable à l’angioscopie, elle ne permet cependant qu’une exploration relativement superficielle, puisque seuls les 500 premiers microns sont accessibles à l’analyse. Les plaques riches en macrophages y produisent un signal particulier sous forme d’une bande noire due à la réflexion importante de la lumière à l’interface collagène-lipides, et la discrimination du thrombus y est excellente (figure 3). Elle pourrait donc être utile dans la caractérisation tissulaire de la paroi athérothrombotique, mais aucune étude n’a encore montré son intérêt pratique. Figure 3. Athérosclérose coronaire humaine en TCO. Écho-élastographie Cette technique, popularisée par l’équipe du Thorax Center de Rotterdam, repose sur l’analyse simultanée de la pression artérielle et de la déformation pariétale lors des variations de contrainte systolo-diastolique (à intervalles de 100 ms et avec une résolution radiale de 200 microns) par un enregistrement ultrasonore intravasculaire (figure 4). Elle est complémentaire de l’échographie de haute fréquence pour la description des plaques (des sondes de 30 à 50 MHz de très haute résolution spatiale sont désormais utilisées chez l’homme pour l’analyse des ruptures de plaques [figure 5] ) et permettrait aussi la discrimination des plaques précoces, riches en lipides et macrophages. Figure 4. Elastrographie in vivo (de Korte. Circulation 2002). Figure 5. IVUS : ruptures de plaque multiples dans les SCA (Rioufo. Circulation 2002). Thermographie endocoronaire Initialement proposée comme indice de l’inflammation des plaques coronaires, la température de la surface artérielle peut être très précisément mesurée. De nouveaux cathéters (de type lasso à cinq thermistances en boucle) sont proposés pour en détecter d’infimes variations. Étant donné l’acuité de ces appareils, les résultats initiaux restent assez déroutants : on constate, en effet, des sautes brusques et très brèves de la température coronaire, souvent en dehors des sites de sténoses. Il n’existe par ailleurs aucun lien entre mesure thermique et statut clinique, même pour des variations, importantes à ce niveau, de plus de 0,2 °C. Celles-ci pourraient même être liées aux variations de débit coronaire (des augmentations de cet ordre ont été enregistrées lors d’interruptions transitoires du flux artériel). Enfin, comme on pouvait s’y attendre, il existe des sténoses hyperserrées sans variation thermique, sans corrélation avec la CRP ni avec le nombre de macrophages. Cela justifie de coupler cette méthode à une technique d’imagerie, quelle qu’elle soit, afin de sélectionner les régions de sténose ou d’objectiver des zones d’inflammation non sténosante pour en suivre l’évolution. Il reste donc un très gros effort de compréhension à réaliser dans ce domaine avant que la physiopathologie de la température des plaques puisse se traduire par une approche diagnostique fiable, d’autant que le risque d’abrasion endothéliale, avec ces cathéters à cinq branches déplacées à l’aveugle, reste important. Scanner multibarrette C’est véritablement dans ce domaine que les dernières années ont apporté le plus de changement, non pas encore dans la pratique quotidienne, mais dans la conception que se font les cardiologues des prochaines approches non invasives. En effet, bien qu’inventée dès la fin des années 70 (figure 6), les développements de l’angiographie non invasive en IRM (figure 7) ou en scanner (figure 8) ont été très proches dans les 10 dernières années. Ces progrès parallèles reflétaient les options prises par les équipes de recherche selon le type d’exploration envisagé : - un abord de recherche physiopathologique fondamentale en résonance magnétique, incluant l’aspect métabolique par la spectroscopie, - ou ceux de contractilité intrapariétale avec l’imagerie de tagging, - ou un abord plus orienté sur le diagnostic clinique avec le scanner X. Figure 6. Scanner. Figure 7. Angiographie. Figure 8. Scanner multibarrette aortique. Or, le scanner spiralé a d’abord facilité des acquisitions plus rapides avant de permettre, par la miniaturisation des émetteurs et la multiplicité des détecteurs embarqués, une résolution temporelle encore supérieure (actuellement de l’ordre de 200 ms). Celle-ci, même sans modification majeure des possibilités de contraste (il s’agit toujours de mesurer l’atténuation des rayons X, avec ou sans produit iodé intravasculaire), a cependant permis de préciser l’extension des calcifications coronaires (indice pronostique important d’événements cardio-vasculaires), la présence et maintenant le degré de sténose, répondant ainsi aux critères d’une angiographie non invasive, et le caractère « dur » ou « mou » des plaques évaluées (équivalent radiologique des paramètres de réfraction et de rétrodiffusion ultrasonores). Ces données cardiaques et coronaires risquent de s’accumuler dans les années à venir en raison de l’augmentation du nombre d’examens scanographiques de routine et de l’amélioration de leurs résolutions spatiale et temporelle : en effet, les conclusions du dernier congrès de radiologie américain recommandent de ne pas négliger l’imagerie du cœur obtenue durant l’évaluation de toute affection thoracique extracardiaque, dont on conseille souvent l’acquisition synchronisée à l’ECG. Sur le plan anatomique, scanner ou IRM sont désormais équivalents pour établir l’origine des artères pulmonaires (figure 9), ou l’abouchement des veines pulmonaires avant cryoablation des foyers ectopiques de fibrillation auriculaire. Mais en ce qui concerne la perfusion myocardique, les études scanner ne permettent qu’une discrimination insuffisante, pour le clinicien, entre myocarde normal et myocarde infarci, et au prix d’une irradiation encore trop forte. Dans cette compétition technologique, l’IRM de perfusion remporte le match et, avec les ultrasons, se qualifie pour les phases finales face au tenant du titre : la scintigraphie. Enfin, dernier avatar technologique, le couplage d’un scanner avec un détecteur de photons de haute énergie dans le TEP-scan permet la triple acquisition non invasive de l’anatomie coronaire par angiographie, de la perfusion myocardique (en MIBI, H215O ou 13NH3) et de la viabilité par le métabolisme glucidique du 18FDG (figure 10). C’est vers ce type d’investigation que s’orienteront probablement les techniques d’évaluation de l’athérosclérose coronaire dans les années à venir. Figure 9. Angiographie RMN 3D : anomalies vasculaires congénitales (gros vaisseaux et coronaires). Figure 10. Couplage TEP-Scanner. SPECT monophotonique Après la mise au point des caméras à scintillations et de la tomographie dans les années 50 et 60, et les premiers protocoles de perfusion myocardique utilisant le thallium dans les années 70 (figure 11), la scintigraphie myocardique représente maintenant l’un des tout premiers postes de la médecine nucléaire. Ses développements, pourtant limités par une faible résolution spatiale, ont profité au cours de ces années des avantages d’une technique non invasive standardisée pour s’imposer comme référence dans le monde entier. Tant sur les plans de la détection de l’ischémie (la douleur de ce patient est-elle d’origine coronaire ?), de la précision du risque (ce fumeur, accro à son paquet quotidien, obèse avec un BMI de 30 kg/m 2 et un LDL à 1,8 g/l, a-t-il déjà développé une maladie coronaire préclinique ?) que surtout de l’évaluation pronostique de la maladie coronaire (quelle est la survie de ce coronarien, récemment dilaté sur l’IVA après un infarctus antérieur, dans les 5 ans à venir ?), les réponses apportées par de très nombreuses études portant sur des dizaines de milliers de patients ont désormais une valeur inégalée dans le domaine des explorations cardio-vasculaires. Figure 11. Scintigraphie de perfusion myocardique. De plus, la synchronisation à l’ECG a encore affiné ces évaluations, notamment dans le postinfarctus où le calcul des volumes ventriculaires, du remodelage myocardique et de la fraction d’éjection — même un peu moins reproductible que l’angiographie isotopique — permet une stratification plus précise du risque d’événements coronariens majeurs. TEP Les émetteurs de positons ont été utilisés dès les années 50, avec une résolution spatiale déjà supérieure à celle de la scintigraphie conventionnelle. Un gain de sensibilité important fut ensuite obtenu par l’utilisation de plusieurs scintillateurs couplés, et la