Le point sur la plaque. L.Mondot, P.Giordana, S.Chanalet, C.Raffaelli, B.Padovani Service d imagerie médicale. CHU PASTEUR. Nice

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1 Le point sur la plaque carotidienne L.Mondot, P.Giordana, S.Chanalet, C.Raffaelli, B.Padovani Service d imagerie médicale. CHU PASTEUR. Nice

2 Accidents vasculaire cérébraux Incidence par an en France 10% < 45 ans 3ème cause de décès 1 ère cause de handicap non traumatique Coût : 8,4 milliards d euros par an en France 80% d AVC ischémique 15 à 20% des AVC sont en rapport avec une sténose carotidienne

3 STÉNOSE CAROTIDIENNE

4 Techniques d exploration Echo doppler Angioscanner AngioMR +/- Artériographie «Gold Standard» pour l évaluation du degrés de sténose

5 Bilan vasculaire de l AIT ou de l AVC en dehors des critères de thrombolyse Echo- Doppler TSAO / Trans - Cranien Négatif STOP Sténose significative et/ou Plaque altérée Examen non contributif Cou court / Plaque calcifiée avec cône d ombre / Bifurcation carotidienne haute Angio-Scanner Angio-IRM TSAO injectés / Polygone de Willis

6 Méthodes de mesure North American Symptomatic Carotid Endarterectomy NASCET European Carotid Surgery Trial ECST

7 Méthodes de mesure NASCET = (1-A/C) X 100% ECST = (1-A/B) X 100% Equivalences entre NASCET et ECST pour le degré de sténose de la carotide interne

8 Méthodes de mesure NASCET / ECST Une sténose de 80% en mesure ECST correspond à une sténose de 60% en mesure NASCET Diamètre / Surface Une sténose de 75% en diamètre correspond à une sténose de 90% en surface Ratio entre le diamètre résiduel au niveau de la sténose et le diamètre de l ACI normal en aval NASCET / ACAS

9 Critères hémodynamiques Écho - Doppler Degrés de Sténose (%) ACI VMS (cm/s) ACI/ACC VMS (Ratio) ACI VTD (cm/s) < 50 < 125 < < > ou = 70 > 230 > 4 > 100 ACI : Artère Carotide Interne ACC : Artère Carotide Commune VMS : Vitesse Maximale Systolique VTD : Vitesse Télé - Diastolique

10 Degrés de sténose (%) Faible : <50% Modérée : 50 69% Sévère : > ou = 70% Pré occlusive Occlusion

11 STÉNOSE SYMPTOMATIQUE

12 Sténose symptomatique AIT / Sténose serrée AVC / Sténose serrée Risque d AVC Risque de récidive Dans les 72h : 6% 1 ère Année : 12 à 13% Fin 5 ème Année : 30 à 35% Par An : 5 à 9% Dans les 5 Ans : 25 à 45%

13 Sténose symptomatique North American Symptomatic Carotid Endarterectomy (NASCET) : 1991 European Carotid Surgery Trial (ECST) : 1998 Endartériectomie pour les sténoses de haut grade symptomatiques (50 99%) Réduction significative du risque d AVC ipsilatérale (17+/-3,5%)

14 Sténose symptomatique Délai d intervention et Réduction du risque absolu d AVC ipsilatéral à 5 ans (%) < 2 sem 2 4 sem > 12 sem Sténose 50 69% 14,8% 3,3% - 2,9% Sténose 70-99% 23% 15,9% 7,4% Endarterectomy for symptomatic carotid stenosis in relation to clinical subgroups and timing of surgery. Rothwell PM et al. Lancet Mar 20;363(9413):

15 STÉNOSE ASYMPTOMATIQUE

16 Sténose asymptomatique Prévalence des sténoses carotidiennes > 50% 1 à 5% des personnes > 65 ans Risque annuel d AVC 1 à 3%

17 Sténose asymptomatique Asymptomatic Carotid Artherosclerosis Study (ACAS) : 1995 Asymptomatic Carotid Surgery Trial (ACST-1) : 2004 Endartériectomie suggérée pour les sténoses de haut grade asymptomatiques (>60%) Réduction du risque global d AVC ipsilatéral à 5 ans de 11 à 5.1% Réduction de 53% du risque relatif / de 1% du risque absolu Nombre de patient à traiter pour éviter un AVC en 2 ans 83 contre 6 pour une sténose symptomatique > 70%

18 TRAITEMENT

19 Sténose carotidienne Endarteriectomie Sténose symptomatique NASCET / ECST Sténose > 50% Taux de complication* < 6% Sténose asymptomatique ACST / ACAS Sténose > 60% Taux de complication* < 3% * AVC + décès à J30

20 Endarteriectomie vs stenting Sténose serrée symptomatique Stent Protected Angioplasty versus Carotid Endarterectomy (SPACE) : 2008 Endarterectomy Versus Angioplasty in patients with Symptomatic Severe Carotid Stenosis (EVA 3S) : 2008 International Carotid Stenting Study (ICSS) : 2010

21 Endarteriectomie vs stenting Sténose serrée symptomatique AVC mineurs et majeurs+ Décès à J30 Chirurgie Angioplastie SPACE 6,51% 7,68% EVA 3S 3,9% 9,6% ICSS 3,4% 7,4%

22 Endarteriectomie vs stenting Sténose asymptomatique Asymptomatic Carotid Surgery Trial-2 (ACST-2) : 2009 Stent protected angioplasty in asymptomatic carotid artery stenosis vs. Endarterectomy (SPACE2) Etudes en cours

23 QUESTIONS?

24 ? Degrés de sténose : Meilleur critère? ECST Reanalysis of the final results of the European Carotid Surgery Trial. Rothwell PM et al. Stroke Feb;34(2): patients avec pathologie carotidienne symptomatique 43,8% sténose 30% (NASCET) NASCET Taux à 5 ans d AVC ipsilatéral 22,2% avec sténose < 50%

25 ? Sténose symptomatique entre 50 et 99% Traitement précoce < 2 sem? Sténose asymptomatique entre 50 et 99% Risque annuel d AVC : 1 à 3% Bénéfice modéré du traitement chirurgical (CEA) Morbidité / Mortalité opératoire: 3% Identifier un sous groupe «Haut risque d AVC»

26 «HAUT RISQUE D AVC»

27 «Haut risque d AVC» AIT ABCD2 score Caractérisation de la plaque

28 ABCD2 Score A Age 60 ans 1 B Pression artérielle Systolique 140 mm Hg ou Diastolique 90 mm Hg C Cliniquei Faiblesse unilatérale l 2 Troubles de la parole 1 D Durée de l AIT 60 min min D Diabète Diabète 1 Score Max Score

29 ABCD2 / Risque d AVC Score n = 2 jours 7 jours 90 jours % 1.2% 3.1% % 5.9% 9.8% % 11.7% 17.8% Validation and refinement of scores to predict very early stroke risk after transient ischaemic attack. Johnston SC et al. Lancet Jan 27;369(9558):

30 CARACTÉRISATION DE LA PLAQUE

31 Composantes de la plaque Epaisseur de la chape fibreuse et ulcérations Noyau nécrotique riche en lipides Hémorragie intra plaque Calcifications

32 CLASSIFICATION DE LA PLAQUE D ATHÉROME

33 Conventional American Heart Association (AHA)classification Type lésionnel Terme Description I Macrophages spumeux isolés Macrophages spumeux isolés dans l intima. Absence de lipides extracellulaires II Strie lipidique Couche de macrophages spumeux. Cellules musculaires lisses. Fines particules lipidiques extracellulaires III Préathérome II + multiples dépôts lipidiques extracellulaires formant de petits agrégats IV Athérome II + multiples dépôts lipidiques extracellulaires confluents formant un noyau lipidique V Fibroathérome IV + dépôts de collagène(chape fibreuse) recouvrant le noyau lipidique VI Plaque athéroscléreuse compliquée VII Plaque calcifiée V + calcifications V + Rupture de la chape fibreuse : VIa Hémorragie intra-plaque : VIb Thrombus : VIc VIII Plaque fibreuse Epaississement de l intima par sclérose du collagène. Absence de lipides extracellulaires

34 Techniques d exploration IRM Angio scanner Echo - Doppler Histologie «Gold standard»

35 IRM

36 Classification IRM dérivée de l AHA Type lésionnel I-II III IV-V VI VII VIII Description Minime épaississement pariétal Absence de calcification Epaississement diffus de l intima ou petite plaque excentrée sans calcification Plaque avec un noyau lipidique entouré d une chape fibreuse. Calcifications possibles Plaque complexe avec ulcérations, ou hémorragie intra plaque ou thrombus Plaque calcifiée Plaque fibreuse sans noyau lipidique. Calcifications possibles Classification of human carotid atherosclerotic lesions with in vivo multicontrast magnetic resonance imaging. Cai JM et al. Circulation Sep 10;106(11):

37 Classification IRM dérivée Noyau nécrotique riche en lipides Hypo T2 Hypo T1+ / Chape fibreuse Hémorragie intra-plaque (HIP) Hyper T1 / TOF Calcification Hypo T1/TOF/T2 Classification of human carotid atherosclerotic lesions with in vivo multicontrast magnetic resonance imaging. Cai JM et al. Circulation Sep 10;106(11):

38 Classification IRM dérivée Classification of human carotid atherosclerotic lesions with in vivo multicontrast magnetic resonance imaging. Cai JM et al. Circulation Sep 10;106(11): Lésion de type I - II Parois carotidiennes normales

39 Classification IRM dérivée Classification of human carotid atherosclerotic lesions with in vivo multicontrast magnetic resonance imaging. Cai JM et al. Circulation Sep 10;106(11): Lésion de type III Petit épaississement pariétal excentré

40 Classification IRM dérivée Classification of human carotid atherosclerotic lesions with in vivo multicontrast magnetic resonance imaging. Cai JM et al. Circulation Sep 10;106(11): Lésion de type IV-V Noyau nécrotique riche en lipides

41 Classification IRM dérivée Classification of human carotid atherosclerotic lesions with in vivo multicontrast magnetic resonance imaging. Cai JM et al. Circulation Sep 10;106(11): Lésion de type VI Hémorragie Aigüe et Subaigüe

42 Classification IRM dérivée Classification of human carotid atherosclerotic lesions with in vivo multicontrast magnetic resonance imaging. Cai JM et al. Circulation Sep 10;106(11): Lésion de type VII Plaque calcifiée

43 Classification IRM dérivée Classification of human carotid atherosclerotic lesions with in vivo multicontrast magnetic resonance imaging. Cai JM et al. Circulation Sep 10;106(11): Lésion de type VIII Lésion fibreuse Sténose très serrée

44 Classification IRM dérivée Sensibilité Spécificité I-II 67% 100% III 81% 98% IV-V 84% 90% VI 82% 91% VII 80% 94% VIII 56% 100% Classification of human carotid atherosclerotic lesions with in vivo multicontrast magnetic resonance imaging. Cai JM et al. Circulation Sep 10;106(11):

45 ANGIO-SCANNER

46 Classification Angio Scanner dérivé de l AHA Type lésionnel Description 0 Pas d épaississement pariétal I-II III IV-Va Vb Vc VIa VIb VIc Minime épaississement pariétal Absence de calcification Plaque avec dépôts lipidiques et absence de calcification Plaque avec un noyau lipidique entouré d une chape fibreuse. Calcifications possibles Plaque calcifiée Plaque fibreuse sans noyau lipidique. Calcifications possibles Ulcérations Hémorragie intra-plaque Thrombus High-resolution CT imaging of carotid artery atherosclerotic plaques. Wintermark M et al. AJNR Am J Neuroradiol May;29(5): Epub 2008 Feb 13.

47 Classification Angio Scanner dérivé Composants Histologiques Moyenne (UH*) Cut-Off (UH*) Noyau lipidique 32,6 Chape fibreuse 46,4 Hémorragie intra-plaque 97,5 Calcifications 256,7 39, ,1 *UH : Unité Hounsfield Ulcérations : Excavation > ou = à 2 mm High-resolution CT imaging of carotid artery atherosclerotic plaques. Wintermark M et al. AJNR Am J Neuroradiol May;29(5): Epub 2008 Feb 13.

48 Classification Angio Scanner dérivé Lésion de type VIa Plaque ulcérée Jaune : Noyau lipidique Bleu : Calcification Rouge : Hémorragie Vert : Chape fibreuse High-resolution CT imaging of carotid artery atherosclerotic plaques. Wintermark M et al. AJNR Am J Neuroradiol May;29(5): Epub 2008 Feb 13.

49 Classification Angio Scanner dérivé Lésion de type Vc Plaque partiellement calcifiée Jaune : Noyau lipidique Bleu : Calcification Rouge : Hémorragie Vert : Chape fibreuse High-resolution CT imaging of carotid artery atherosclerotic plaques. Wintermark M et al. AJNR Am J Neuroradiol May;29(5): Epub 2008 Feb 13.

50 Classification Angio Scanner dérivé Lésion de type VIb Plaque hémorragique Jaune : Noyau lipidique Bleu : Calcification Rouge : Hémorragie Vert : Chape fibreuse High-resolution CT imaging of carotid artery atherosclerotic plaques. Wintermark M et al. AJNR Am J Neuroradiol May;29(5): Epub 2008 Feb 13.

51 Classification Angio Scanner dérivé High-resolution CT imaging of carotid artery atherosclerotic plaques. Wintermark M et al. AJNR Am J Neuroradiol May;29(5): Epub 2008 Feb 13. Meilleur concordance : Vb IV-Va VIb VIa Plaque calcifiée Plaque avec large noyau lipidique Plaque avec large hémorragie Plaque ulcérée

52 ECHOGRAPHIE HAUTE RÉSOLUTION

53 Echogénicité de la plaque Gray Scale Médian : GSM Logiciel Adobe Photoshop Echogénicité corrélée aux composants histologiques de la plaque* Cut Off plaque symptomatique 25** Gray-Weale classification Type lésionnel I II III IV V Caractéristiques Hypoéchogène - Homogène >50% Hypoéchogène <50% Hypoéchogène Hyperéchogène - Homogène Calcifications Cône d ombre *Histological verification of computerised carotid plaque characterisation.el-barghouty NM et al. Eur J Vasc Endovasc Surg Mar;17(3): **Carotid plaque echolucency increases the risk of stroke in carotid stenting: the Imaging in Carotid Angioplasty and Risk of Stroke (ICAROS) study. Biasi GM et al. Circulation Aug 10;110(6): Epub 2004 Jul 26. Dépôts lipidiques Hémorragie intra plaque Tissu fibreux INSTABLE

54 Echogénicité de la plaque Analyse de la distribution des pixels Pixel distribution analysis of B-mode ultrasound scan images predicts histologic features of atherosclerotic carotid plaques. Lal BK et al. J Vasc Surg Jun;35(6): Composants histologiques Sang 0 à 4 Graisse 8 à 26 Muscle 41 à 76 Tissu fibreux 112 à 196 Calcium 211 à 255 Moyenne des valeurs de gris Noir Blanc

55 Surface de la plaque Doppler couleur / énergie B-Flow* Ulcérations : Sensibilité : 95% - Spécificité : 94% A : BFI (B-Flow Imaging) B : CDI (Colour Doppler Imaging) C : Histologie Ulcérations Plaque imaging of the internal carotid artery - correlation of B-flow imaging with histopathology. Reiter M et al. AJNR Am J Neuroradiol Jan;28(1):122-6.

56 CORRÉLATIONS CLINIQUE

57 Ulcérations Epaisseur de la chape fibreuse Etudes histologiques Cut off plaque rompue / plaque non rompue Epaisseur de la chape fibreuse < 500 µm avec minimum < 200 µm Critical cap thickness and rupture in symptomatic carotid plaques: the oxford plaque study. Redgrave JN et al. Stroke Jun;39(6): Epub 2008 Apr 10. Corrélation positive entre ulcérations et micro emboles cérébraux Augmentation de la prévalence des ulcérations chez les patients symptomatiques par rapport aux sujets asymptomatiques 36% vs 14% Plaque ulceration and lumen thrombus are the main sources of cerebral microemboli in high-grade internal carotid artery stenosis. Sitzer M et al. Stroke Jul;26(7): Carotid plaque pathology: thrombosis, ulceration, and stroke pathogenesis. Fisher M et al. Stroke Feb;36(2):253-7.

58 Ulcérations Epaisseur de la chape fibreuse Etude in vivo IRM Association i significative ifi i entre la présence d une chape fibreuse fine ou rompue et la survenue d un accident ischémique ipsilatéral Association between carotid plaque characteristics and subsequent ischemic cerebrovascular events: a prospective assessment with MRI--initial results. Takaya N et al. Stroke Mar;37(3):

59 Noyau nécrotique riche en lipides La taille du noyau lipidique est le meilleur indicateur de survenued ulcérations ulcérations sur un suivi de 3 ans 0 Predictors of surface disruption with MR imaging in asymptomatic carotid artery stenosis. Underhill HR et al. AJNR Am J Neuroradiol Mar;31(3): Epub 2009 Oct 15. 3ans

60 Noyau nécrotique riche en lipides Effet protecteur des statines Diminution de la taille du noyau lipidique Surveillance : 24 mois Effect of rosuvastatin therapy on carotid plaque morphology and composition in moderately hypercholesterolemic patients: a high-resolution magnetic resonance imaging trial. Underhill HR et al. Am Heart J Mar;155(3):584.e1-8. Epub 2008 Jan 18.

61 Hémorragie intra-plaque (HIP) Etude IRM HIP accélère la croissance de la plaque carotidienne 0 Arterial remodeling in [corrected] subclinical carotid artery disease. Underhill HR et al. JACC Cardiovasc Imaging Dec;2(12): m Surveillance 36 mois

62 Hémorragie intra-plaque (HIP) Etudes IRM Association significative entre la présence d une HIP et la survenue d un accident ischémique ipsilatéral Association between carotid plaque characteristics and subsequent ischemic cerebrovascular events: a prospective assessment with MRI-- initial results. Takaya N et al. Stroke Mar;37(3): Detection of intraplaque hemorrhage by magnetic resonance imaging in symptomatic patients with mild to moderate carotid stenosis predicts recurrent neurological events. Altaf N et al. J Vasc Surg Feb;47(2): Moderate carotid artery stenosis: MR imaging-depicted intraplaque hemorrhage predicts risk of cerebrovascular ischemic events in asymptomatic men. Singh N et al. Radiology Aug;252(2): Epub 2009 Jun 9.

63 Calcifications Etude scanner La présence de calcifications est un marqueur de stabilité Cut off : > 45% de la totalité de la plaque Spécificité pour l absence de symptômes : 97% Composition of the stable carotid plaque: insights from a multidetector computed tomography study of plaque volume. Nandalur KR et al. Stroke Mar;38(3): Epub 2007 Feb 1.

64 DIRECTIONS FUTURES

65 Inflammation Marqueurs de l inflammation Monocyte / Macrophage Impliquée dans tous les stades de la maladie athéromateuse Initiation Progression Rupture de la chape fibreuse Deux techniques d exploration Imagerie moléculaire Imagerie dynamique

66 Imagerie moléculaire Cible : Macrophage / Monocyte IRM moléculaire passive Ultrasmall superparamagnetic particles of iron oxyde (USPIOs) Sinerem* S accumule de manière passive dans les macrophages : Phagocytose Hyposignal T2* (Effet paramagnétique)

67 USPIOs La fixation des USPIOs (Hyposignal T2*) N est pas associé au degrés de sténose de la plaque Correlation of carotid atheromatous plaque inflammation using USPIO-enhanced MR imaging with degree of luminal stenosis. Tang TY et al. Stroke Jul;39(7): Epub 2008 May 1. Est plus fréquente dans les plaques symptomatiques Utility of USPIO-enhanced MR imaging to identify inflammation and the fibrous cap: a comparison of symptomatic and asymptomatic individuals. Howarth SP et al. Eur J Radiol Jun;70(3): Epub 2008 Mar 19. Indicateur indépendant de vulnérabilité de la plaque

68 USPIOs T2* Réduction significative de la fixation des USPIOs après 6 sem de traitement par 80 mg d Atorvastatin 0 6sem 12 sem USPIO - USPIO + The ATHEROMA (Atorvastatin Therapy: Effects on Reduction of Macrophage Activity) Study. Evaluation using ultrasmall superparamagnetic iron oxideenhanced magnetic resonance imaging in carotid disease. Tang TY et al. J Am Coll Cardiol Jun 2;53(22):

69 IRM Moléculaire Active Etude préliminaire Gadolinium + Nanoparticules venant se fixer spécifiquement éifi sur les HDL : Lipoproteine ti /ApoA-I AI Augmentation du rehaussement in vivo des zones riches en macrophages. An ApoA-I mimetic peptide high-density-lipoprotein-based MRI contrast agent for atherosclerotic plaque composition detection. Cormode DP et al. Small Sep;4(9):

70 Imagerie dynamique IRM de Perfusion Corrélation entre les paramètres cinétiques recueillis et La charge en macrophages La néovascularisation Inflammation in carotid atherosclerotic plaque: a dynamic contrast-enhanced MR imaging study. Kerwin WS et al. Radiology Nov;241(2): Epub 2006 Sep 11.

71 Néovascularisation Néovascularisation Hyperplasie des vasa vasorum Néovascularisation ectopique intra plaque Impliquée dans Le recrutement des cellules de l inflammation La survenue d hémorragie intra plaque Technique d exploration Echographie de contraste IRM de perfusion

72 Echographie de contraste Produit de contraste Micro-bulles type Sonovue* (Bracco) Corrélation positive entre le rehaussement de la plaque et la densité histologique en néovaisseaux. Contrast-enhanced ultrasound imaging of intraplaque neovascularization in carotid arteries: correlation with histology and plaque echogenicity. Coli S et al. J Am Coll Cardiol Jul 15;52(3): Plaque avec un rehaussement de grade 2 (A) et une importante néovascularisation en histologie (B, C) Association entre la présence d une neo vascularisation et la survenue d évènements cardio-vasculaires Vasa vasorum and plaque neovascularization on contrast-enhanced carotid ultrasound imaging correlates with cardiovascular disease and past cardiovascular events. Staub D et al. Stroke Jan;41(1):41-7. Epub 2009 Nov 12.

73 Conclusion Plaque vulnérable «Haut risque d AVC» Sténose significative > 70% Ulcérations Large noyau lipidique et chape fibreuse fine Hémorragie intra - plaque Inflammation / Néovascularisation Traitement agressif

74 Merci