L'IRM cardiaque : une technique à maturité

Équipement L’unité d’imagerie cardiaque par résonance magnétique est semblable à une unité classique d’imagerie médicale, avec quelques particularités. Pour l’imagerie cardiaque moderne, il est nécessaire de disposer d’un aimant à 1,5 T (ou 3 T), de bobines génératrices de gradients de champ magnétique puissants qui sont appliqués de manière répétée et rapide, d’antennes de réception du signal en réseau, d’un système de synchronisation à l’ECG (figure 1), de séquences dédiées à l’imagerie cardiaque dites segmentées, d’une console de commande permettant l’affichage en temps réel des images et d’une console de post-traitement des images. Figure 1. Électrodes magnéto-compatibles permettant la synchronisation à l’ECG (haut). Antenne multi-canaux enroulée autour du thorax permettant l’imagerie cardiaque (bas). Cette antenne est couplée avec un réseau d’antennes à la partie postérieure du thorax, situées dans la table d’examen. Les machines actuelles permettent l’utilisation de 32 canaux pour le recueil du signal. Pour la pratique de l’IRM de stress, il faut disposer d’un matériel adapté de surveillance et de monitoring dans l’enceinte de l’IRM (pression artérielle, ECG, saturation en oxygène), d’un injecteur bicorps automatique pour l’agent de contraste, d’un pousse-seringue automatique compatible pour l’agent de stress (figure 2), de box de surveillance après la réalisation du stress équipé des fluides médicaux, d’un monitoring ECG continu et d’un électrocardiographe, d’un chariot de réanimation et d’un défibrillateur (utilisés en dehors de la pièce de l’IRM).          Figure 2. Appareil de monitoring de la pression artérielle, de l’ECG et de la saturation en O2, compatible dans la pièce de l’IRM (gauche). Pousse-seringue automatique bicorps compatible pour l’IRM de stress (droite).   Les 6 grands types de séquences les plus utilisées pour l'imagerie cardiovasculaire - La plus utilisée est certainement la séquence en écho de gradient balancé dite SSFP (steady state free precession) pour l’imagerie en mode ciné-IRM ou pour l’imagerie morphologique (figure 3). Figure 3. Images extraites d’une séquence ciné-IRM en vue 3 cavités en télédiastole (gauche) et en télésystole (droite). - L’imagerie morphologique en sang noir pondérée T1 à la recherche de graisse intramyocardique (dysplasie arythmogène) ou T2 à la recherche d’œdème intramyocardique (figure 4) (myocardite, sarcoïdose, pathologies inflammatoires, etc.). Figure 4. Imagerie sang noir T1 dans le cadre d’une dysplasie du VD montrant des hypersignaux T1 au niveau du VD et du septum (graisse intramyocardique, flèches) (gauche). Imagerie sang noir T2 au cours d’une myocardite aiguë mettant en évidence des hypersignaux (œdème) au niveau de la paroi antérieure (flèches, droite). - L’imagerie dynamique de perfusion myocardique permet de suivre le bolus de gadolinium de manière rapide au cours du temps et d’analyser la distribution intramyocardique du gadolinium (obstruction microvasculaire après un syndrome coronaire aigu, détection de l‘ischémie myocardique au cours du stress pharmacologique sous adénosine ou persantine) (figure 5). Figure 5. Images extraites d’une séquence dynamique de perfusion en vues 2 cavités et petit axe, montrant un hyposignal étendu au niveau de la paroi antérieure et inférieure, indiquant une ischémie myocardique étendue au cours du stress au dipyridamole. - L’imagerie de rehaussement tardif réalisée 10 min après injection de gadolinium permet de mettre en évidence la nécrose ou la fibrose intramyocardique ; elle est utilisée dans de nombreuses cardiomyopathies (infarctus aigu ou chronique, CMD, CMH, myocardite, etc.) (figure 6). Figure 6. Imagerie de rehaussement tardif montrant un hypersignal correspondant à un infarctus antéro-apical transmural. - L’imagerie en contraste de phase, sensible à la vélocité, permet de quantifier les flux (débit aortique et pulmonaire, QP/QS, quantification des flux de régurgitation aortique et pulmonaire, etc.). - L’angiographie aortique tridimensionnelle de l’aorte thoracique par résonance magnétique en écho de gradient T1 avec injection de gadolinium (figure 7).    Figure 7. Angiographie aortique 3D. Anévrisme de l’aorte ascendante (flèches).     Les bonnes indications de l'IRM cardiaque Ce paragraphe non exhaustif a pour objectif de donner une vision synthétique des bonnes indications de l’IRM cardiaque. Pour chaque pathologie, un zoom est effectué sur les principaux signes ainsi que sur la valeur particulière et souvent ajoutée de l’IRM. L’ensemble est illustré par des exemples typiques. Cardiomyopathies ischémiques   Situation chronique : l’IRM permet l’analyse quantifiée précise des paramètres de fonction VG, la recherche d’une ischémie myocardique provoquée par une IRM de stress (ciné-IRM sous forte dose de dobutamine-atropine, ou imagerie de perfusion sous dipyridamole ou adénosine) (figure 8), mais aussi l’analyse de la viabilité myocardique en cas de dysfonction VG chronique d’origine ischémique ou après un infarctus (figure 9). Figure 8. Images extraites d’une séquence dynamique de perfusion au cours d’un stress (dipyridamole) en vues 2 cavités, 4 cavités et petit axe (haut) mettant en évidence une ischémie inférieure (hyposignal, flèches). L’imagerie de rehaussement tardif (bas, gauche) confirme l’absence d’infarctus inférieur et la coronarographie révèle une sténose serrée monotronculaire de la CD.   Figure 9. Imagerie de rehaussement tardif. Patient 1 (haut) : infarctus inféro-latéral transmural (hypersignal), sans viabilité résiduelle, compliqué d’anévrisme VG avec un thrombus plan (hyposignal). Patient 2 (bas) : infarctus inférieur, antéro-apical et septo-apical (hypersignal), avec une extension transmurale < 50%, indiquant une bonne viabilité résiduelle. L’IRM est l’examen de référence pour la détection de la viabilité myocardique, par l’imagerie directe, au sein du myocarde dysfonctionnel, de la nécrose myocardique (rehaussement tardif). La résolution de la technique permet d’analyser la transmuralité de l’infarctus, inversement liée à la probabilité de récupération fonctionnelle à distance d’une revascularisation. L’IRM est la technique la plus sensible et spécifique pour la détection des thrombus VG (figure 10). Enfin, elle permet, chez des patients à haut risque, la mise en évidence de petits infarctus passés jusque-là inaperçus par les autres techniques (ECG, échocardiographie). À titre d’exemple, ces petits infarctus précédemment méconnus concernent près de 30 % des diabétiques à haut risque et influent directement sur la prise en charge thérapeutique (prévention secondaire) avec un impact pronostique considérable (figure 11). Figure 10. Imagerie de rehaussement tardif en vues 2 et 4 cavités chez un patient présentant un infarctus apical transmural, sans viabilité résiduelle, compliqué d’un thrombus apical (flèches), et un infarctus inférieur basal sous-endocardique avec viabilité résiduelle.   Figure 11. Rehaussement tardif en vue 2 cavités et petit axe montrant un petit infarctus inférieur et du pilier, très limité. Au décours d’un syndrome coronaire aigu : au 2e-3e jour d’un SCA ST+, l’IRM permet l’étude de la fonction VG, la délimitation précise de la zone asynergique, la mise en évidence d’éventuelles complications mécaniques (IM, thrombus, anévrisme précoce, épanchement péricardique, CIV, syndrome de fissure VG), mais surtout de l’obstruction microvasculaire et de la viabilité résiduelle du myocarde au sein du territoire concerné (figure 12). Figure 12. Patient à J2 d’un infarctus latéral traité par angioplastie primaire à H3. Images ciné montrant une akinésie latérale (haut). Imagerie de perfusion au repos (bas, gauche) indiquant une hypoperfusion marquée en territoire latéral (obstruction microvasculaire, flèches). Imagerie de rehaussement tardif (bas, droite) montrant la persistance de l’hyposignal au centre du territoire infarci, témoignant d’une obstruction microvasculaire sévère (absence de viabilité résiduelle). La présence d’une obstruction microvasculaire, malgré la recanalisation de l’artère coupable, et la transmuralité de l’infarctus sont facteurs de non-viabilité et de non-récupération fonctionnelle à distance. Ils sont prédictifs d’un remodelage VG défavorable et de la survenue d’événements cliniques. Après un SCA ST- sans critère de sévérité, l’IRM peut constituer une aide précieuse au diagnostic positif (anomalie de cinétique, défect localisé de la perfusion myocardique en territoire coronaire systématisé ou nécrose myocytaire minime) et à la mise en évidence de diagnostics différentiels souvent difficiles. En effet, en cas de doute diagnostique face à une douleur thoracique, des signes ECG non spécifiques et une élévation modérée de troponine, l’IRM peut poser le diagnostic positif direct de myocardite (figure 13) ou de Tako-Tsubo (figure 14). Figure 13. Imagerie sang noir T2 (gauche) et rehaussement tardif (milieu, droite) chez un patient de 39 ans sans facteur de risque ayant présenté une douleur thoracique aiguë, des signes ECG non spécifiques et une élévation modérée de troponine. Présence d’un œdème intramyocardique (hypersignal T2, flèche, gauche) et d’un rehaussement tardif linéaire et nodulaire sous-épicardique (flèches), faisant porter le diagnostic de myocardite aiguë. A l’opposé de l’infarctus, le sous-endocarde est respecté.   Figure 14. Femme de 72 ans ayant ressenti une douleur thoracique intense après l’annonce du décès d’un proche. Ondes T négatives sur les précordiales et élévation modérée de troponine. L’aspect en IRM est celui d’une cardiomyopathie de stress confirmée (Tako-Tsubo) avec une akinésie apicale, une hyperkinésie basale (ciné-IRM, haut). Pas de rehaussement tardif donc pas d’infarctus (milieu). Coronarographie normale (bas). Cardiomyopathies non ischémiques   Cardiomyopathie dilatée primitive : devant une dysfonction VG systolique chronique, outre l’analyse des paramètres de fonction VG, l’IRM permet de déterminer de manière non invasive l’origine ischémique ou non (figure 15). En cas de FEVG < 35 %, l’absence d’infarctus en rehaussement tardif permet d’affirmer l’origine non ischémique. En cas de CMD non ischémique, l’IRM permet la mise en évidence dans un tiers des cas environ de fibrose intramyocardique, facteur pronostique puissant et indépendant (figure 16). Figure 15. Imagerie de rehaussement tardif pour le bilan étiologique d’une dysfonction VG chronique. Patient 1 (haut) : pas de rehaussement tardif, pas de séquelle de nécrose. Aspect de cardiomyopathie dilatée non ischémique. Patient 2 (bas) : hypersignal antéro-septo-apical indiquant un infarctus dans le territoire de l’IVA et signant l’origine ischémique. Figure 16. Imagerie de rehaussement tardif chez un patient porteur d’une cardiomyopathie dilatée non ischémique. Rehaussement linéaire intramyocardique au niveau du septum (flèches) indicateur de la présence de fibrose, représentant un facteur pronostique péjoratif (insuffisance cardiaque, troubles du rythme). Non compaction VG : paramètres de fonction VG, critères morphologiques et quantitatifsf rapport NC/C > 2,3 en diastole (figure 17), détection de la fibrose intramyocardique, mise en évidence d’un thrombus VG. Cardiomyopathies hypertrophiques : l’IRM permet l’analyse morphologique précise (épaisseur myocardique) et de la fonction VG, mais surtout permet d’identifier les formes antérieures focales ou apicales, souvent difficiles à détecter en échocardiographie (figure 18). Elle met en évidence les formes anévrismales apicales, et la fibrose intramyocardique qui a un rôle pronostique fort et indépendant sur l’évolution vers l’insuffisance cardiaque mais aussi sur le risque de survenue de trouble du rythme ventriculaire. Dans la CMO, l’IRM objective l’obstruction intra-VG, le mouvement systolique antérieur de la valve mitrale antérieure, l’IM, les éventuelles anomalies d’insertion des piliers sur la valve mitrale, et la fibrose intramyocardique (figure 19). Figure 17. Ciné-IRM permettant la détermination de critères morphologiques de non compaction VG (rapport myocarde non compacté/compacté > 2,3 en télédiastole). Figure 18. Ciné-IRM (gauche) et imagerie de rehaussement tardif (droite) chez un patient présentant une hypertrophie focale apicale du VG avec présence de fibrose intramyocardique (flèches), facteur de mauvais pronostic (insuffisance cardiaque, troubles du rythme). Figure 19. Cardiomyopathie obstructive. Visualisation du flux d’obstruction sous-aortique et de la fuite mitrale sur le ciné-IRM (flèches, haut). Imagerie de rehaussement tardif montrant une forme sans fibrose (patient 1, milieu), et une forme avec fibrose intramyocardique (patient 2, flèche, bas), facteur de mauvais pronostic. Cardiopathies restrictives et de surcharge : outre les aspects morphologiques classiques et de fonction VG, les aspects du rehaussement tardif sont très particuliers (diffus circonférentiel) et spécifiques au cours de l’amylose cardiaque (figure 20). Figure 20. Patient présentant une insuffisance cardiaque réfractaire. Le rehaussement tardif sous-endocardique diffus (droite) est typique de l’amylose cardiaque, confirmée par les biopsies. Très bonne spécificité de l’IRM pour ce diagnostic. Au cours des poussées inflammatoires de sarcoïdose cardiaque, les lésions œdémateuses aiguës sont visibles sur les images sang noir pondérées T2 et les lésions chroniques granulomateuses sont mises en évidence sur les images en rehaussement tardif. Hémochromatose, thalassémie : les images en écho de gradient pondérées T2 permettent de réaliser une cartographie du temps de relaxation T2 du myocarde. Ce temps (T2*) est lié étroitement au contenu en fer du myocarde (indication de classe I). Valvulopathies : l’échocardiographie est la méthode de référence pour quantifier les valvulopathies. Lorsque l’échocardiographie est difficile ou lorsque les critères quantitatifs sont discordants, l’IRM en contraste de phase permet de quantifier les flux régurgitants d’insuffisance aortique et d’insuffisance pulmonaire notamment. En cas de rétrécissement aortique difficile à quantifier, l’IRM permet de mesurer la vélocité maximale et donc le gradient de pression aortique. La surface aortique peut être planimétrée et calculée par l’équation de continuité. L’IRM permet aisément de déterminer si les valves aortiques sont bicuspides ou tricuspides.   Dysplasie ventriculaire droite arythmogène Il s’agit d’un remplacement fibro-graisseux du myocarde, à l’origine d’anomalies morphologiques et cinétiques. Le ciné-IRM détecte les anomalies morphologiques et fonctionnelles du VD (dilatation, trabéculations excessives, amincissement pariétal, déformations anévrysmales, dyskinésies). L’imagerie en sang noir pondérée T1 est parfaitement bien adaptée pour mettre en évidence la graisse intramyocardique au niveau du VD et du VG. La fibrose intramyocardique est mise en évidence sur les images en rehaussement tardif (figure 21). Figure 21. Patient ayant présenté une mort rythmique traitée avec succès par défibrillation. Vue 3 cavités au niveau du VD en imagerie sang noir T1 mettant en évidence un hypersignal au niveau de la paroi inférieure du VD, correspondant à de la graisse (haut, gauche, flèche). Disparition après saturation de la graisse (haut, droite). Le ciné-IRM montre une akinésie focale à ce niveau (bas, gauche, flèche). L’imagerie de rehaussement tardif indique la présence de fibrose au niveau du plancher du VD (bas, droite, flèche). Remplacement fibro-graisseux typique de dysplasie arythmogène du VD. Tumeurs cardiaques Nous ne passerons pas en revue l’ensemble de la pathologie tumorale. L’IRM est également dans cette indication un examen clé (Classe I), permettant de différencier les tumeurs bénignes et malignes, de caractériser les tissus, de préciser les rapports anatomiques, et de faire le diagnostic différentiel le cas échéant avec un thrombus (figure 22). Le myxome est caractérisé par un isosignal T1, un hypersignal T2 et une prise de contraste hétérogène très particulière. Figure 22. Masse tumorale au niveau de la chambre de chasse du VD. Isosignal T1 (haut, droite), se rehaussant de manière inhomogène après injection (bas, droite) en faveur d’une origine maligne. L’histologie a conclu à un rhabdomyosarcome. Péricarde Dans la péricardite chronique constrictive, l’IRM montre des signes très évocateurs (épaississement du feuillet péricardique > 3-4 mm en imagerie sang noir T1, ressaut protodiastolique du septum en inspiration profonde en ciné temps réel, diagnostic différentiel avec une pathologie restrictive) (figure 23). Les calcifications ne sont pas visualisées en IRM. Figure 23. Vue 4 cavités en mode ciné-IRM montrant un ressaut protodiastolique du septum (gauche, flèche) chez un patient dont le péricarde est épaissi (> 5 mm) en imagerie sans noir T1 (milieu, droite, flèches). Ces deux signes sont typiques d’une péricardite chronique constrictive et font le diagnostic différentiel avec une pathologie restrictive. Pathologies de l’aorte thoracique L’examen associe une imagerie de l’ensemble de l’aorte thoracique en sang noir T1 permettant l’analyse fine des parois aortiques, une imagerie SSFP et une angiographie tridimensionnelle. L’IRM permet la mesure précise des diamètres aortiques (anneau, Valsalva, jonction sinotubulaire, aorte supracoronaire, crosse, descendante), une imagerie fine des valves aortiques, et de quantifier une insuffisance aortique par la fraction de régurgitation (figure 24). En raison l’absence d’irradiation, elle est parfaitement adaptée au suivi de ces pathologies.      Figure 24. Exemples d’angiographie 3D de l’aorte. A. Dissection sous-isthmique (flèche, flap intimal). B. Image d’addition (flèche), ulcère athéromateux pénétrant. C. Athérome aortique protrusif au niveau de l’aorte descendante. D. Reconstruction en rendu de volume de l’aorte. L’IRM permet également la mesure précise des diamètres aortiques, la confirmation ou non d’une bicuspidie, l’évaluation d’une fuite aortique. Cardiopathies congénitales L’IRM est l’examen de choix dans les cardiopathies congénitales de l’enfant et de l’adulte. Le tableau 3 résume les meilleures indications. Le post-traitement des images d’IRM cardiaque À l’inverse du scanner, l’IRM ne nécessite pas un long post-traitement des images. Le médecin peut lire les images au cours de l’examen. Elles sont reconstruites automatiquement quelques secondes après leur acquisition, si bien qu’à la fin de l’examen l’opérateur peut rédiger le compte-rendu en quelques minutes. Pour obtenir les paramètres quantifiés de fonction VG, l’opérateur doit obtenir le tracé des contours du myocarde (endocarde et épicarde). Sur les machines de dernière génération, ces tracés se font automatiquement lors de l’acquisition des images. Les paramètres sont obtenus sans aucun post-traitement et avec une excellente robustesse. Sur les machines antérieures, le tracé des contours se fait de manière semi-automatique lors d’un post-traitement. Cette analyse dure environ 5 minutes pour une étude de la fonction VG.   Notre expérience L’IRM cardiaque constitue une aide considérable au diagnostic au cours nombreuses pathologies cardiaques, mais aussi un outil permettant d’affiner le pronostic et souvent de déterminer les orientations thérapeutiques. Offrant depuis 2002 une vacation quotidienne de 3 h d’IRM cardiaque, l’Institut s’est doté d’une IRM cardiaque dédiée en fin d’année 2008. Ce service permet une activité clinique quotidienne à raison de 5 jours/semaine, avec un personnel médical et paramédical dédié (médecins formés, techniciens manipulateurs radio, aide-techniciens, secrétariat). Au cours du premier semestre 2009 (du 1er janvier au 30 juin), 1 729 patients ont bénéficié d’un examen d’IRM cardiaque. Ces examens sont réalisés sur prescription de médecins cardiologues, les demandes émanant à la fois de l’établissement hospitalier et d’hôpitaux extérieurs, ainsi que de cabinets de cardiologues libéraux. La répartition des indications montre une nette prépondérance de cardiopathies ischémiques en situation chronique, les IRM de stress à la recherche d’ischémie myocardique représentant 1 188 examens (68 %), et la recherche de viabilité 397 examens (23 %), ces deux demandes pouvant être combinées dans le même examen. La grande majorité des demandes d’IRM de stress concernent des patients à risque cardiovasculaire intermédiaire ou élevé (> 90 % des cas), dont la majorité présente des douleurs thoraciques (environ deux tiers des cas). Elles sont en rapport avec un test ischémique litigieux ou impossible dans 70 % des cas (épreuve d’effort sous-maximale, BBG, problèmes orthopédiques, surpoids) et pour le suivi des patients coronariens dilatés et/ou pontés dans 23 % des cas. Les principales autres indications sont décrites dans le tableau 4. Les études de stress ont permis de détecter une ischémie myocardique provoquée et réversible chez 267 patients et/ou la présence d’un infarctus du myocarde, souvent limité et méconnu, chez 225 patients. Au total, 417 examens sur les 1 188 (35 %) ont révélé une insuffisance coronaire au sens large (ischémie et/ou infarctus). Parmi les 1 188 examens de stress, 771 se sont révélés normaux, permettant à la fois de conférer un bon pronostic cardiovasculaire sur 3 ans, mais aussi d’éviter la réalisation de coronarographies normales dans bon nombre de cas. La tolérance des IRM de stress a été excellente. Parmi les 267 patients ayant une ischémie provoquée au cours du stress, 15 ont présenté une crise d’angor sévère et prolongée (> 15 min) malgré les traitements habituels, avec des signes ECG persistants, nécessitant une coronarographie rapide. Dans tous les cas, il existait une sténose coronaire critique correspondant au territoire ischémique. Un seul patient a présenté une TV non soutenue lors d’une IRM sous dobutamine, spontanément résolutive. Une dizaine de patients ont présenté une FA rapidement résolutive. Il n’y a eu aucun infarctus aigu et aucun décès. Les effets secondaires classiques des agents pharmacologiques ont toujours été bénins et résolutifs après injection d’aminophylline (stress par dipyridamole) ou de bêtabloquants (stress sous dobutamine). Les patients ayant une ischémie documentée au cours du stress sont autorisés à quitter le service si la douleur angineuse est résolutive en moins de 15 min, si le statut hémodynamique est normale et si l’ECG après injection d’aminophylline (ou de bêtabloquants) montre un retour isoélectrique du segment ST ou un tracé identique au tracé ECG réalisé immédiatement avant l’IRM. Les principaux inconvénients classiques restent l’impossibilité de tenir les apnées même courtes chez certains patients en insuffisance cardiaque ou ayant une mauvaise fonction respiratoire. Cet écueil est désormais limité par l’imagerie accélérée qui permet d’enregistrer un niveau de coupe en 3 ou 4 s, ou à l’extrême par l’utilisation de l’imagerie en temps réel dans certains cas, qui ne nécessite ni apnée ni synchronisation à l’ECG. L’obésité représente une limite classique ; toutefois, sur cette machine récente et plus large, un examen complet et de bonne qualité a pu être réalisé chez un patient de 194 kg. Les réactions anxieuses et la claustrophobie surviennent classiquement dans 3-5 % des cas dans des aimants conventionnels de 60 cm de diamètre. Nous avons dû interrompre l’examen pour cette raison dans seulement 12 cas sur 2 000 (à fin juillet 2009) (0,6 % des cas) dans un aimant de dernière génération plus court et plus large (70 cm de diamètre vs 60 cm). Cet écueil peut être aussi limité par le dialogue, l’information et la proximité avec le patient. La fibrillation auriculaire ne représente pas une contre-indication à la réalisation de l’examen, mais dégrade sensiblement la qualité des images en fonction de l’irrégularité des cycles. Tous les examens réalisés en fibrillation auriculaire ont permis l’obtention d’images de qualité diagnostique (n = 79/ 1 729, 5 %).   En pratique   L’IRM cardiaque est une technique d’imagerie désormais arrivée à maturité pour une utilisation en routine clinique. Elle représente une aide souvent précieuse au diagnostic dans de nombreuses situations cliniques, mais elle a également un rôle dans l’établissement du pronostic et dans l’élaboration de la stratégie thérapeutique. L’examen complet permet de fournir les informations sur la fonction VG, l’ischémie, la viabilité, ou selon le contexte offre une valeur ajoutée pour le diagnostic étiologique et l’établissement du pronostic. Cet examen non irradiant et standardisé peut être réalisé en 30 min, laissant prévoir une utilisation de plus en plus large en pratique quotidienne.