Lithotripsie intravasculaire et lésions artérielles obstructives calcifiées des membres inférieurs

Dans cette revue, les auteurs résument la physique, les données précliniques et cliniques sur l’utilisation de la LIV dans les obstructions calcifiées des artères des membres inférieurs.   ANGIOPLASTIE ET CALCIFICATIONS : UN COUPLE MAL APPAREILLÉ…   Bien que la prise en charge de l’artériopathie oblitérante des membres inférieurs (AOMI) progresse constamment, grâce notamment aux innovations des dispositifs mécaniques endovasculaires, la présence de certaines caractéristiques anatomiques hostiles continue de représenter à la fois un défi technique et des facteurs péjoratifs en termes de rapport sécurité/efficacité à court et à long terme(1,2). Dans l’ensemble, c’est la calcification, retrouvée dans 30 à 50 % des procédures endovasculaires(3,4), qui est reconnue comme l’ennemi numéro 1 du patient (et de l’angioplasticien !) pour sa propension à compromettre les performances des procédures endovasculaires à court et à long terme, au point que la plupart des protocoles contemporains d’évaluation de nouveaux dispositifs aux États-Unis (USA Investigational Device Exemption, IDE) excluent les patients présentant des calcifications « sévères ». La présence de ces dernières influence défavorablement le taux de succès technique immédiat (davantage de dissections et de sténoses résiduelles, du fait des différences de compliance artérielle entre zones calcifiées et normales, plus de trajets extraluminaux involontaires, plus de difficultés de réentrée après un trajet sous-intimal) et les résultats à distance de l’angioplastie, par la résistance extrinsèque chronique qu’elles opposent à l’expansion complète des stents, sous-tendant le risque inhérent de fracture des endoprothèses(5). Par ailleurs, il semble fort vraisemblable qu’elles représentent une barrière importante à l’efficacité des ballons (ou stent) à élution médicamenteuse, en réduisant le taux de pénétration intramural du principe actif, limitant ainsi son effet biologique optimal(6). Ainsi, plus la lésion à traiter devient complexe et hostile, plus il est nécessaire d’effectuer une préparation optimale du vaisseau, soit dans l’optique de faciliter l’implantation secondaire d’un stent, soit dans la perspective « philosophique » (voire idéologique…), d’une stratégie assumée par les zélateurs du leave nothing behind, à savoir la volonté d’éviter au maximum la mise en place d’endoprothèses.   Le défi posé par les calcifications vasculaires étendues Pour y faire face, de nombreuses techniques de modification de plaques calcaires ont été développées, regroupées sous deux principales options : les techniques ablatives d’athérectomie (directionnelle, rotationnelle ou orbitale ou par laser) et celles à base de ballons (cutting balloon, ballon haute pression non compliant, scoring balloon), mais sans résultat spectaculaire sur la perméabilité tardive et ce, souvent au prix d’une morbidité perprocédure supérieure aux méthodes classiques(7). Ainsi, l’étude DEFINITIVE(8), évaluant l’intérêt du système d’athérectomie directionnelle TurboHawk (Medtronic) comme traitement de première intention de lésions fémoropoplitées sévèrement calcifiées confirmait certes un debulking significatif (sténose résiduelle postmanipulation < 50 % pour 92 % des patients avec stenting complémentaire pour 4 %), mais au prix de complications type perforation et embolisation non négligeables, associé à un temps de procédure considérable pour traiter des lésions relativement courtes (72 min) et un rapport coût/efficacité très défavorable. Les données fournies par le registre XLPAD avec l’athérectomie rotationnelle – système Jetstream™ et Rotablator™ (Boston Scientific)(9) – et celles du registre CONFIRM avec l’athérectomie orbitaire – système Diamondback 360™ (Abbott)(10,11) – vont dans le même sens soulignant le caractère peu robuste des informations, issues d’études non prospectives et non randomisées. À ce sujet, il est intéressant de signaler qu’à partir des observations réalisées dans les vaisseaux coronaires traités par ces dispositifs d’abrasion, un changement fondamental de paradigme s’est opéré, grâce aux informations fournies par l’imagerie endovasculaire (IVUS et OCT), quant au mode d’action de ces dispositifs. En effet, on considère actuellement que c’est par le biais de modifications architecturales de la plaque calcifiée et d’une amélioration subséquente de la compliance vasculaire, favorisant l’implantation secondaire d’une endoprothèse, plutôt que par la réduction du volume de la plaque (toujours modérée, < à 30 %) que se traduit l’efficacité de la méthode. Alors que pour le s lésions coronaires un score calcique est validé, basé sur les caractéristiques de la plaque évaluées grâce à l’imagerie intravasculaire par OCT (Optimal Coherence Tomography)(12) (figure 1), où il est bien établi qu’un score élevé (lésions présentant un dépôt de calcium avec un angle maximum > 180° avec une épaisseur maximale > 0,5 mm et une longueur > 5 mm) est associé à un risque majoré de sous-expansion de l’endoprothèse devant justifier d’une préparation adéquate, rien d’aussi scientifiquement prouvé n’existe pour les lésions calcifiées des artères des membres inférieurs. Figure 1. Score de quantification calcique coronaire par OCT (Optical Coherence Tomography). (D’après Fujino A et al.(12)).   Néanmoins, plusieurs scores ont pu être proposés pour caractériser l’amplitude des calcifications et, en dépit de l’absence de définition uniforme acceptée, ils ont pu être utilisés dans diverses études et ont renforcé l’affirmation de leur contribution délétère sur l’effet des procédures instrumentales endovasculaires (figure 2)(13-16). Figure 2. Schéma des différentes méthodes d’évaluation de la charge calcique dans les artères des membres inférieurs (D’après Rocha-Singh KJ et al.(13), Patel MR et al.(14), Fanelli F et al.(15), He HP et al.(16)).   Les études les plus anciennes reposent sur des paramètres angiographiques, et échelonnent les calcifications de faible, modéré et sévère selon la bilatéralité et la longueur des calcifications observées(13-14) ; les plus récentes ont été établies et fondées sur l’analyse des données anatomiques fournies par la tomodensitométrie associée aux données de l’angiographie : celle des « quadrants » suggérée par Fanelli et al.(15) avec une répartition en 8 groupes en fonction de la distribution circonférentielle du calcium, de 0 à 360°, sur les coupes axiales natives au scanner et à leur longueur sur l’angiographie numérisée, ou celle revendiquée par He et al., fondée sur l’analyse exclusive du scanner à l’aide d’un logiciel dédié fournissant trois paramètres analysant le volume des calcifications dans la zone cible(16). Hormis dans l’étude très récente, monocentrique et rétrospective, de Gouveia et al.(17) sur l’efficacité du stent à élution médicamenteuse par paclitaxel (Eluvia™, Boston Scientific) dans les lésions calcifiées fémoropoplitées « quantifiées » sur les 3 scores PARC, PACSS et Fanelli, dont les résultats s’avèrent identiques en termes de perméabilité primaire à 2 ans, donc non reliée aux scores de sévérité de la charge calcaire, la grande majorité des travaux publiés où est étudié le lien entre évaluation « objective » de la charge calcaire précisée initialement sur un score et le retentissement de celle-ci dans le rapport sécurité/efficacité de différents outils endovasculaires conclut très globalement à un impact négatif. Par exemple, Kronlage et al.(18) concluent dans leur étude rétrospective que l’angioplastie par ballon inciseur (système AngioSculpt PTA scoring balloon catheter, AngioScore, Inc., Fremont, CA ) de lésions sévèrement calcifiées (score PARC) n’améliore pas de manière significative la perméabilité (comparée au groupe ballon simple), qu’elle soit employée comme traitement adjuvant à la pose préalable de stent ou comme technique autonome. Fanelli et al.(15), montrent la relation inverse entre perméabilité tardive et étendue circonférentielle des calcifications, à l’aide de leur classification évoquée plus haut (figure 3). Ishihaschi et al.(19) démontrent une perméabilité de 45 % des 224 lésions fémoropoplitées à 5 ans (dont 63 % avec des calcifications sévères selon le score PACS S), traitées par stent à élution médicamenteuse (paclitaxel, Zilver® PTX, Cook Medical), avec en analyse multivariée une corrélation statistiquement significative entre resténose intrastent et calcifications bilatérales du mur artériel. Enfin, He et al.(16) utilisent leur propre classification TDM décrite plus haut chez 115 patients adressés pour angioplastie de lésions obstructives fémoropoplitées, et identifient comme facteurs de risque indépendants, les 3 paramètres scanner relatifs au volume calcique pour l’amputation, la mortalité et la resténose intrastent. Figure 3. Relation inverse entre perméabilité primaire et perte de lumière tardive à 12 mois en fonction des groupes de sévérité des calcifications selon le score en quadrants de Fanelli (D’après Fanelli F et al.(15)).   Ces différentes études montrent bien que la présence de calcifications, a fortiori sévères, demeure l’un des talons d’Achille du traitement endovasculaire des obstructions artérielles des membres inférieurs, justifiant la recherche perpétuelle de solutions instrumentales satisfaisantes pour contrer cette réalité. Adaptée de la technologie de lithotripsie utilisée depuis 30 ans pour le traitement des calculs urétéraux-rénaux, la lithotripsie intravasculaire (IVL) est apparue comme une technique innovante dans cette situation. Elle repose sur le principe des ondes de choc sonique délivrées grâce à un système d’administration situé dans le ballon d’un cathéter d’angioplastie et dont nous nous proposons de détailler les principes physiques, les mécanismes d’action et les résultats.   DE LA LITHOTRIPSIE ÉLECTRO-HYDRAULIQUE EXTRACORPORELLE À LA LITHOTRIPSIE INTRAVASCULAIRE (LIV)   La lithotripsie (ou lithotritie) électrohydraulique – les deux termes peuvent être utilisés selon le Larousse, du grec lithos (pierre) et du latin terere (broyer) – extracorporelle a été largement utilisée en première intention, depuis plus de 30 ans, dans le traitement non invasif des lithiases urinaires(20-23). Dans la lithotripsie électrohydraulique, une décharge d’étincelles entre deux électrodes entraîne la formation d’une onde de pression acoustique (ou sonique et non ultrasonique) dans le fluide de transmission qui s’étend de façon sphérique vers l’extérieur à partir de l’émetteur(24). Les ondes de pression soniques ont un impact préférentiel sur les tissus durs, perturbent la structure du calcium, laissant les tissus mous intacts produisant in fine la fragmentation du calcul. La durée d’une onde par lithotripsie électrohydraulique est de 5 à 10 ms. Cette onde est biphasique et présente une composante positive instantanée (qui génère l’onde de pression efficace) suivie d’une composante négative de durée plus longue et responsable d’une contrainte de traction. Les pressions maximales positives varient de 30 à 110 MPa (300 à 1 100 atm !) et la pression négative (responsable de la contrainte de traction) varie de -8 à -15 MPa (-80 à -150 atm) (figure 4). Figure 4. Mécanisme de la fracture des calculs lors de la lithotritie électro-hydraulique extracorporelle. (D’après Kereiakes DJ et al.(36)).   Le traitement des calcifications vasculaires par la LIV est inspiré directement du traitement des lithiases urinaires par la lithotripsie extracorporelle. La LIV est réalisée au moyen d’un ballon cathéter, baptisé SHOCKWAVE (Shock wave Medic al), qui dispose de microtransmetteurs. Son principe consiste à générer une impulsion électrique, qui crée alors une étincelle électrique, laquelle crée à son tour des bulles microscopiques dans le liquide du ballon par évaporation. La formation et l’éclatement de ces bulles microscopiques produisent alors une onde acoustique circonférentielle qui est transmise à la paroi vasculaire et interagit avec les tissus à haute impédance acoustique comme la plaque calcifiée. Parvenue au calcium, cette onde libère de l’énergie et provoque des fissures au niveau des tissus calciques avec une pression effective d’environ 50 atm sans affecter les tissus sains dont l’impédance acoustique est proche de celle de l’eau (figure 5). Figure 5. Principes de fonctionnement de la lithotripsie intravasculaire.   On estime que les ondes sonores peuvent pénétrer de 3 à 7 mm dans la paroi artérielle, affectant ainsi le calcium de l’intima et de la média, inaccessibles aux systèmes d’athérectomie. La conséquence est une modification architecturale de la plaque calcifiée s’accompagnant d’une amélioration de la compliance du vaisseau ainsi traité. Celui-ci devient alors plus apte à recevoir l’implantation d’un stent. De ce fait, en respectant la composante fibroélastique – il n’ y a pas de debulking comme avec les systèmes d’athérectomie –, le ballon SHOCKWAVE n’entraine pas de lésions du vaisseau, ni d’embolisation endovasculaires.   MODE DE FONCTIONNEMENT DU BALLON CATHÉTER DE LITHOTRIPSIE INTRAVASCULAIRE SHOCKWAVE   Le ballon cathéter de LI V SHOCKWAVE est composé de trois éléments tel qu’indiqué dans la figure 6 : Figure 6. Les composants du ballon cathéter de lithotripsie intravasculaire Shockwave.   • Le générateur fournit des impulsions électriques. • Le câble de connexion reliant le générateur au conduit comprend un actionneur à distance utilisé pour déclencher la thérapie. Un cathéter avec deux émetteurs de lithotripsie intégrés dans un ballon over the wire d’angioplastie compatible avec un guide 0,014’’. La longueur du shaft est de 135 cm. Il existe une longueur unique du ballon qui est de 60 mm. Les diamètres varient de 3,5 à 8 mm ; les ballons avec un diamètre allant jusqu’à 6 mm sont compatibles avec un introducteur 6 F. Les diamètres 6,5, 7 et 8 mm sont compatibles avec un introducteur 7 F. Le profil de franchissement dépend également du diamètre du ballon et varie de 0,054’’ à 0,074’’. Le ballon, une fois placé en regard de la zone d’intérêt est gonflé à 4 bars et délivre au maximum 300 pulsations en 10 cycles de 30 pulses, avec au décours de chaque cycle une inflation à 6 bars pendant quelques secondes. Plus récemment, un nouveau ballon SHOCKWAVE a été commercialisé pour le traitement des lésions infrapoplitées. Il s’agit du ballon SHOCKWAVE S. Il se distingue par un revêtement hydrophyle sur 15 cm. Le profil de franchissement est amélioré et est réduit de 20 % par rapport aux ballons conventionnels. Ces ballons sont compatibles avec un introducteur 5 F. Il présente une longueur unique de 40 mm. Les diamètres varient de 2,5 à 4 mm avec un profil de franchissement allant de 0,048 à 0,050’’. Ce ballon dispose de 160 pulses qui peuvent être délivrées en 8 cycles de 20 pulses.   QUELS RÉSULTATS ?   La revue systématique de Wong et al. publiée en 2022(25) avait comme objectif d’évaluer l’efficacité et l’innocuité de la lithotripsie intra-artérielle dans le traitement des lésions artérielles des membres inférieurs. Les essais cliniques et les séries de cas portant sur le traitement de sténoses des artères iliaques, fémorales, poplitées et infrapoplitées publiés en anglais après le 25 février 2021 ont été identifiés. Au total, 9 études ont été retenues : une étude randomisée(26) et cinq études sans comparateur menée s avec une affiliation du fabricant du dispositif pour l’administration de la lithotripsie(27-32) ainsi que trois autres études, soit une série de cas(33) et deux études rétrospectives(34-35) sans la participation directe de l’industrie.   PRINCIPAUX CONSTATS   L’analyse de l’étude randomisée portant sur 306 patients avec sténoses calcifiées de novo des artères fémorales superficielles ou poplitées de stade 2 à 4 montre que comparativement à l’angioplastie transluminale percutanée, l’utilisation de la lithotripsie intra-artérielle avant l’insertion d’un ballon à élution médicamenteuse serait associée à : – une réduction significativement plus élevée de la sténose artérielle résiduelle avant l’insertion du ballon à élution médicamenteuse. Le succès procédural, se traduisant par une sténose résiduelle inférieure à 30 %, représentait le critère de jugement primaire de cette étude. Ce critère était plus fréquemment atteint dans le groupe de la LIV (65,8 % vs 50,4 % ; p = 0,01) ; – un recours moins fréquent à des dilatations complémentaires pendant la procédure endovasculaire (5 %/17 %) ; – une utilisation moins fréquente de stents pendant la procédure endovasculaire (4,6 %/18,3 %) ; – une réduction équivalente du degré de sténose résiduelle après le traitement final réalisé par l’insertion d’un ballon à élution médicamenteuse ; – une perméabilité primaire des lésions plus élevée à 12 et 24 mois (70 %/51 %) ; – un taux équivalent de survie sans revascularisation de la lésion cible mesuré à 12 et 24 mois. Les résultats des huit études non randomisées sans groupe de comparaison portant sur l’utilisation de la lithotripsie intraartérielle en co-intervention pour le traitement des lésions calcifiées des artères iliaques, fémorales communes, fémorales superficielles, poplitées ou infrapoplitées chez des patients avec une artériopathie de stade 2 à 5 suggèrent : – une réduction du degré de sténose résiduelle de 64 à 86 % ; – une perméabilité primaire à 30 jours de 100 % et à 12 mois de 55 à 85 % ; – un taux de revascularisation de 7 % à 6 mois dans une étude et de 17 et 21 % à 12 mois selon deux études ; – un taux de survie sans revascularisation de la lésion cible de près de 90 % à 12 mois et entre 68 et 81 % à 18 mois selon deux études. Les données disponibles pour évaluer l’innocuité suggèrent : – peu d’événements indésirables majeurs (décès, amputation, infarctus) associés à la lithotripsie intra-artérielle combinée à d’autres interventions endovasculaires jusqu’à 12 mois selon les résultats d’une étude randomisée et deux études sans groupe de comparaison ; – peu d’événements indésirables (dissection, perforation, non-recanalisation, embolisation distale, thrombus, occlusion aiguë) associés à la lithotripsie intra-artérielle pendant le déroulement de la procédure. Plusieurs limites méthodologiques des études disponibles sont à considérer dans l’interprétation des résultats sur l’évaluation de la lithotripsie intra-artérielle, incluant les éléments suivants : une seule étude contrôlée randomisée financée par l’industrie, sans évaluation à l’insu, avec des pertes au suivi importantes à 24 mois. Plusieurs études réalisées par un même groupe d’investigateurs avec le soutien du fabricant.   CONCLUSION   • La lithotripsie intravasculaire semble constituer une approche prometteuse dans l’obtention de modifications structurelles favorables des plaques calcifiées des artères des membres inférieurs, essentiellement par le biais d’une amélioration de la compliance du vaisseau en regard du site traité, secondaire aux microfractures crées par les ondes sonores, avec un taux très faible de complications locales, en particulier de dissection péjorative. • Cette préparation de la lésion laisse ouverte les deux visions différentes du traitement endovasculaire idéal des obstructions massivement calcifiées : celle défendue par les adeptes du stenting provisionnel qui se trouvent encouragés par le risque moindre, a priori, de résultat suboptimal immédiat et donc tardif et l’autre par les afficionados du leave nothing behind qui estiment que cet outil, en réduisant suffisamment la sténose résiduelle sans dissection, permettrait de s’affranchir d’un échafaudage métallique en s’appuyant au maximum sur l’utilisation complémentaire de molécules antimitotiques. • Toutefois, à ce jour, la qualité des données probantes est limitée par le petit nombre d’essais randomisés et les hétérogénéités cliniques des premières publications. Des études complémentaires sont évidemment nécessaires pour élucider avec précision l’efficacité de cette séduisante technique et sa future place dans l’arsenal thérapeutique, et voir, peut-être, vers quel camp des opposants se dessinera la victoire finale… Les références bibliographiques sont disponibles sur demande : biblio@axis-sante.com