Revue de littérature de l’article qui fait polémique depuis quelques semaines !
« Gadolinium-Free Cardiac MR Stress T1-Mapping to Distinguish Epicardial From Microvascular Coronary Disease » Alexander Liu, MBBS, Rohan S. Wijesurendra, MB, BCHIR, Joanna M. Liu, MBBS, Andreas Greiser, PHD, Michael Jerosch-Herold, PHD, John C. Forfar, MD, PHD, Keith M. Channon, MD, Stefan K. Piechnik, DSC, PHD, MSCEE, Stefan Neubauer, MD, Rajesh K. Kharbanda, MBCHB, PHD, Vanessa M. Ferreira, MD, DPHIL. Référence : JACC VOL. 71, NO. 9, 2018 MARCH 6, 2018:957–68.
Pré-requis
La cardiopathie ischémique est l’une des principales causes de mortalité dans le monde. Les méthodes d’évaluation de référence sont essentiellement invasives car réalisées lors d’une coronarographie avec :
- FFR : « Fractionnal Flow Reserve ».
- IMR : « Index of Microcirculatory Resistance ».
Comprendre la FFR ?
- Cette technique permet d’analyser la macrocirculation, en évaluant une sténose coronaire épicardique.
- L’analyse est faite en situation d’hyperhémie, à vasodilatation maximale, permettant ainsi de négliger les résistances vasculaires.
- Les débits proximaux et distaux peuvent donc être évalués indirectement en analysant uniquement les régimes de pression.
- La FFR est obtenue en faisant le rapport entre la pression coronaire distale moyenne (mesurée par un capteur de pression en aval de la sténose) et la pression artérielle aortique moyenne (mesurée par un capteur de pression en amont de la sténose) : P distale / P proximale.
- Une sténose est dite hémodynamiquement significative si FFR < 0,80.
Comprendre l’IMR ?
- L’intérêt de cette technique est de rechercher une atteinte microvasculaire, en étudiant la résistance à la circulation myocardique.
- Cette méthode repose sur plusieurs mesures : • La Pression coronaire distale.
- Le Temps de transit d’une solution saline : correspondant au temps mis par la solution pour atteindre la partie distale de la coronaire étudiée, estimé par thermodilution.
- L’IMR est défini comme le rapport entre la pression coronaire distale (Pd) et le temps de transit moyen.
- On conclura à l’absence d’anomalie de la microcirculation devant un IMR normal < 25 UI.
- A savoir : certaines études montrent que l’IMR est associé à un mauvais pronostic cardiovasculaire : un IMR > 40 UI après un SCA ST+, est associé à un sur-risque d’hospitalisation pour insuffisance cardiaque, et de mortalité (1, 2).
Introduction
En parallèle de ces évaluations invasives, l’équipe de Vanessa Ferreira et d’Alexander Liu de l’Université d’Oxford, de renommée internationale, nous propose une nouvelle technique non invasive permettant d’appréhender ces anomalies de la micro et macrocirculation à l’aide d’une IRM cardiaque de stress sans injection de Gadolinium fondée uniquement sur l’analyse du T1-mapping (3).
Comprendre simplement le T1-mapping en IRM cardiaque ?
Bref rappel sur l’IRM :
Le spin, correspond à l’orientation magnétique des atomes d’hydrogène dans le corps humain. A l’état de base, l’orientation de chaque spin des atomes d’hydrogène est aléatoire, mais l’aimantation globale est nulle.
Lorsque l’on soumet ces atomes à un champ magnétique, le spin de chaque atome est modifié, et s’aligne dans la direction du champ. Lorsque l’impulsion cesse, chaque spin retourne à son état de base, en émettant une énergie qui définit 2 paramètres :
- T1 = temps de relaxation longitudinale du tissu étudié.
- T2 = temps de relaxation transversale du tissu étudié.
Chaque atome d’hydrogène aura un temps de relaxation T1 et T2 différents selon les tissus auxquels il appartient.
Comment interpréter le T1 d’un tissu ?
Le T1 d’un tissu est directement relié à la quantité d’eau libre contenue, et par extension, au volume extracellulaire. Ainsi, une élévation du T1 au sein du myocarde peut traduire une augmentation pathologique de son secteur extracellulaire (oedème, nécrose, fibrose…).
Les séquences de T1-mapping consistent à capturer plusieurs images, durant une apnée, avec différentes pondérations T1 afin de construire une cartographie précise dont la valeur de chaque pixel correspond au temps de relaxation T1. L’intérêt du T1-mapping est de pouvoir déterminer précisément les caractéristiques tissulaires en donnant une valeur absolue de T1 pixel par pixel afin de détecter une élévation pathologique du secteur extracellulaire.
En pratique : c’est la séquence de référence pour détecter une fibrose interstitielle diffuse avec une élévation pathologique globale du T1 myocardique (non détectable en rehaussement tardif).
Ainsi, dans une précédente étude réalisée chez des patients ayant des sténoses épicardiques à la coronarographie, les auteurs ont montré que le T1-mapping sans injection de gadolinium permettait de classer le myocarde en 4 catégories (4) :
- Myocarde sain.
- Myocarde infarci.
- Myocarde ischémique.
- Myocarde à distance d’un syndrome coronarien aigu.
L’objectif de cette étude, est donc d’évaluer les performances diagnostiques de cette variation du T1-mapping en IRM de stress comparée aux méthodes invasives de référence pour tenter de différencier sténose épicardique et atteinte microvasculaire.
Matériel et méthode
Population
Etude monocentrique réalisée entre 2013 et 2016 sur 60 patients en angor stable et 30 témoins permettant au total l’analyse de 125 territoires coronaires.
Les patients présentant un angor instable, une insuffisance cardiaque NYHA IV, ayant subi un pontage aorto- coronarien, ou une chirurgie valvulaire ont été exclus.
Protocole de l’IRM cardiaque
Une IRM cardiaque (1,5 ou 3T) a été réalisée selon le protocole suivant : évaluation de la FEVG (ciné), T1-mapping de repos, Stress à l’Adénosine avec T1-mapping et perfusion, puis séquences de rehaussement tardif.
Par ailleurs, l’une des particularités techniques de cette étude était d’avoir utilisé une séquence particulière de T1-mapping dite « Shortened MOLLI (ShMOLLI) », ayant pour spécificité de limiter l’élévation du T1 lors de l’augmentation de la fréquence cardiaque du patient (accélération de la fréquence cardiaque fréquente au cours du stress).
A partir de cette séquence, les auteurs ont mesuré la valeur de T1-mapping obtenue au repos, puis à l’effort chez le même patient, permettant de calculer la différence ΔT1 repos-effort.
Mesures invasives : FFR et IMR
L’une des forces de cette étude est d’avoir réalisé chez tous les patients une mesure invasive de la FFR et de l’IMR dans les 7 jours qui suivaient l’IRM en définissant :
- Une sténose épicardique par une FFR < 0,8.
- Une atteinte microvasculaire par une FFR ≥ 0,8 avec un IMR pathologique ≥ 25 U.
Les imageries invasives et non invasives ont été analysées en aveugle du résultat des autres explorations.
Comprendre le rationnel de la variation du T1-mapping au stress proposée dans cette étude ?
Au cours d’un effort chez un sujet sain, il existe une vasodilatation coronaire (épicardique et microvasculaire) responsable d’une augmentation du volume extra- cellulaire et donc, d’une hausse du temps T1.
La différence entre le T1 mapping au repos et à l’effort, chez le même patient (ΔT1 repos-effort), est d’autant plus importante que la variation de secteur extra-cellulaire (vasodilatation coronaire) est grande.
Légende : Comprendre le rationnel de la variation du T1-mapping au stress chez un sujet sain (schémas du haut) ou chez un coronarien stable (schémas du bas) (4)
Résultats
Les valeurs de T1 mapping obtenues chez les sujets sains sont identiques à celles de la précédente étude, avec un ΔT1 de 6,2 %, et une bonne reproductibilité. De même pour les myocardes infarcis (ΔT1 0,7 %).
Une variation du T1-mapping entre repos et effort ΔT1 < 1,5 % : Semble diagnostiquer une STENOSE EPICARDIQUE, avec une sensibilité de 93 %, une spécificité de 95 %, une valeur prédictive positive de 91 % et valeur prédictive négative de 96 % (AUC 0,95 ; p < 0,001).
Une analyse supplémentaire a été réalisée concernant le diagnostic des sténoses épicardiques, et retrouve une différence significative en faveur du ΔT1 par rapport au rehaussement tardif après injection de gadolinium (AUC à 0,97 VS 0,91 p < 0,001).
Une variation du T1-mapping entre repos et effort ΔT1 > 4 % : Semble éliminer une atteinte coronaire épicardique ou microvasculaire, car les résultats obtenus en T1 mapping ne retrouvent pas de différence par rapport à ceux des sujets sains (ΔT1 à 5 % VS 6 %, p = 0,17).
Une variation du T1-mapping entre repos et effort ΔT1 entre 1,5 et 4 % : Semble diagnostiquer une ATTEINTE MICROVASCULAIRE, avec une sensibilité de 94 %, une spécificité de 94 %, une valeur prédictive positive de 92 % et une valeur prédictive négative de 96 % (AUC 0,95 ; p < 0,001).
Discussion
Cette étude a le mérite de proposer une évaluation coronaire non invasive en IRM de stress sans injection de Gadolinium complétement innovante fondée sur la variation du T1-mapping entre le repos et le stress chez un même patient. Mais que penser de la robustesse de cette variation en pratique ?
Les seuils diagnostiques choisis par les auteurs présentent des valeurs de ΔT1 relativement faibles avec des variations de 1,5 à 4 % seulement. Or, même si les auteurs évoquent l’intérêt d’avoir un ΔT1 évalué patient par patient, où le patient est son propre témoin, il est décrit dans la littérature, que le T1 est une valeur qui peut varier chez un même patient selon différents paramètres : la température du patient, la fréquence cardiaque du patient, la machine IRM (1,5 ou 3T) (5)… Ces résultats sont donc probablement à prendre avec des précautions.
Conclusion
L’évaluation du T1-mapping en IRM est actuellement au coeur de nombreux travaux de recherche, comme par exemple celui présenté ici du ΔT1 repos-effort en IRM de stress. Néanmoins, ces résultats nécessitent d’être pris avec précaution compte tenu de la variabilité de cette technique en pratique.
Références
Article paru dans la revue “Collèges des Cardiologues en Formation” / CCF N°4
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