SCANNER DES ARTERES CORONAIRES. Optimisation des techniques d acquisitiond

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1 SCANNER DES ARTERES CORONAIRES Optimisation des techniques d acquisitiond ICONO P. Fouvez 1, K. Yasunaga 1, S. Willoteaux 1, F. Durand 2, C. Lions 1, V. Gaxotte 1, Z. Negaiwi 1, G. Rosey 3, J.P. Beregi 1 1 Service de Radiologie Cardiovasculaire, hôpital cardiologique, CHRU C Lille 2 Service de Radiologie, hôpital de Lens 3 Service de Cardiologie, hôpital cardiologique, CHRU Lille

2 INTRODUCTION La réalisation r d un scanner des artères res coronaires nécessite n une technique rigoureuse. De la qualité de l examen l dépend d la visualisation complète ou non du réseau r coronaire ainsi que la facilité et rapidité de l interprl interprétation. tation. La réussite r de l examen l dépend d à la fois de facteurs liés s au patient et à la technique d acquisition. L optimisation de ces paramètres est présent sentée e ici. Les données sont issues de notre expérience sur un appareil Siemens Sensation 64 et des données récentes r de la littérature. Le post-traitement traitement des images ne sera pas évoqué.

3 PLAN Préparation du patient Installation du patient Choix de la hauteur d exploration Acquisition sans injection / Score calcique Protocoles d injection Paramètres d acquisition Techniques de reconstruction Evolutions technologiques Conclusion Bibliographie

4 PREPARATION DU PATIENT Interrogatoire et consignes Eviter la consommation de caféine le jour de l examenl Recherche des contre-indications habituelles Voie veineuse de bon calibre (18G) au pli du coude, à droite Informer le patient sur : la nécessitn cessité de ne pas bouger pendant l examenl la possible sensation de chaleur lors de l injection pour éviter toute surprise entraînant nant des mouvements l importance des apnées Certains préconisent l administration l d oxygd oxygène sous masque pendant quelques minutes avant le début d de l acquisition. l Cela permet d allonger d le temps d apnd apnée e de quelques secondes et de maintenir un rythme cardiaque plus stable entre le début d et la fin de l acquisition. l

5 PREPARATION DU PATIENT Place des dérivd rivés s nitrés L objectif des dérivd rivés s nitrés s est d améliorer la visualisation du réseau artériel riel coronaire proximal et surtout distal. Leur utilisation nécessite n des précautions, notamment la prise de la tension artérielle rielle avant administration. Selon une étude récente r (Dewey), la prise de dérivd rivés s nitrés juste avant l examen, l (1,2mg de nitroglycerine en sub-lingual) permettait d augmenter de manière significative le diamètre proximal des artères res coronaires. Toutefois, dans la littérature, il n existe que très s peu de données concernant leur utilisation et il n a a pas été retrouvé d étude sur l association des dérivd rivés s nitrés s aux β -bloquants. Dewey Rofo 2006;178:

6 PREPARATION DU PATIENT Importance de la fréquence cardiaque La diminution de la fréquence cardiaque est primordiale avec les scanners 16 coupes. Cet objectif persiste avec l utilisation des scanners 64 coupes.: Une réduction r du rythme cardiaque permet d obtenir des données de qualité sur une seule reconstruction le plus souvent, simplifiant l interprétation. tation. Avec une fréquence cardiaque basse, les données peuvent être extraites uniquement en diastole, permettant l utilisation de la modulation de dose,, sans compromettre la qualité diagnostique de l examen. Une baisse de la fréquence cardiaque permet l utilisation d une reconstruction monosegmentaire. Pour cela, on peut utiliser des β-bloquants per os (+/- en intra veineux)

7 PREPARATION DU PATIENT Contre-indications des β-bloquants Bradycardie sinusale < 60 TAS < 100 mmhg Allergie Décompensation cardiaque Asthme ou bronchospasme, BPCO sévères Bloc auriculo-ventriculaire de 2 ème ou 3 ème degré non appareillé Grossesse Précautions pour l injection IV : si BPCO sans β-agoniste en cas de prise d agents d bloquant le nœud n atrio-ventriculaire (inhibiteur calcique, digoxine, autres β-bloquants)

8 Utilisation des β-bloquants Exemple d algorithmed < 65 : pas de β- Fréquence cardiaque > 65 ou FC irrégulière et > 60 β- en l absence de contre-indication Métoprolol P.O. 50 mg, scope 1H, FC/15 min FC : fréquence cardiaque β- : β-bloquant D après Pannu AJR 2006;186:S341-S345 FC < 65 FC > 65 Réaliser une apnée de 15 sec Si FC > 65 ou irrégulière et > 60 β- IV (métoprolol) en respectant les précautions - 2,5 mg sur 1 min - si FC > 65 après 5 min : 2ème dose 2,5mg - puis si FC > 65, 2 doses de 5 mg séparées de 5 min ( max 15 mg IV au total) Si β- IV: surveillance TA/FC post-procédure de 30 min Si bronchospasme: inhalation β-agoniste Si FC < 45: atropine, ou β1-agoniste (dopamine) si résistance

9 INSTALLATION DU PATIENT Importance du tracé ECG nécessitant n un bon positionnement des électrodes Bras surélev levés 1 : sur la ligne médiane de la clavicule droite, juste en dessous de la clavicule 2 : sur la ligne médiane de la clavicule gauche, juste en dessous de la clavicule : au niveau du 6ème ou 7ème espace intercostal 3

10 CHOIX DE LA HAUTEUR D EXPLORATION La hauteur d exploration dépend d de l indication du coroscanner. Début: Pour l étude des coronaires natives, on débute juste au-dessus de la carène 1 2 En cas d arc supérieur gauche proéminent, on commencera 1 à 2 cm plus haut 2 Pour un contrôle de pontage coronaire, on débute - au sommet de l arc aortique s il s agit d un pontage veineux 2 - ou au niveau des clavicules s il s agit d un pontage mammaire 3 Fin: 2 cm au-dessous de la silhouette cardiaque

11 ACQUISITION SANS INJECTION ET SCORE CALCIQUE 2 techniques sont possibles : Acquisition en mode séquentiel avec synchronisation prospective,, pendant la diastole, permettant une irradiation moindre. Ce type d acquisition est sensible à l arythmie. Acquisition en mode spiralé avec synchronisation rétrospective.

12 ACQUISITION SANS INJECTION ET SCORE CALCIQUE Double intérêt : Permet la quantification des calcifications des artères res coronaires, notamment par le score d Agatston,, corrélé à la survenue d d événements coronariens. Toutefois, ce score demeure peu utilisé en pratique clinique en France. Pour certaines équipes, en cas de score calcique élevé,, l acquisition l avec injection n est n pas réalisr alisée, en raison des difficultés s prévisibles d analyse d sur les segments calcifiés. Ceci doit être nuancé en fonction de la question posée e par l examen l et de la localisation des calcifications.

13 Objectif de l'injection de produit de contraste Rehaussement uniforme des cavités gauches à 300 HU ou plus Réduire au minimum les artefacts dus au contraste dans la veine cave supérieure et le ventricule droit

14 PROTOCOLES D INJECTION Le choix du produit de contraste et les protocoles sont discutés dans la littérature. Concentration de 300 à 400 mg Iode/ml Quantité : cc Débit : la majorité des équipes utilisent un débit d élevé,, de 4 ml/s jusque 7 ml/s; toutefois, l utilisation l de débits d supérieurs à 4 ml/s augmente nettement le risque d extravasation d de produit de contraste. Les produits fortement concentré en iode doivent être tiédis au préalable pour permettre des débits d d injection d élevés.

15 Injection de produit de contraste Impact du type de produit de contraste et de sa concentration en Iode (en mg d Iode/ml) d Cademartiri. Radiology 2005;236: (Scanner 16 «coupes».

16 Omni300 Visi320 Omni350 Iom350 Iom400 Artères coronaires Aorte descendante Cademartiri. Radiology 2005;236:

17 PROTOCOLES D INJECTION Utilisation d un injecteur double tête avec injection d un bolus à vitesse constante de produit de contraste, suivie d un bolus de sérum physiologique (30 à 50 ml). intérêt du sérums hausse du réhaussement r artériel riel baisse des artefacts de durcissement des cavités s droites absence de produit de contraste résiduel r dans le système veineux baisse de 15 à 20% de la quantité de produit de contraste injecté Pour certains, injection biphasique : la moitié du produit de contraste à haut débit, d puis l autre moitié à bas débit d +/- dilution. cela permet un réhaussement r homogène des cavités s droites mais sans gêner l interprétation tation de l artère re coronaire droite

18 PROTOCOLES D INJECTION 2 possibilités s pour le début d de l acquisition l : Bolus test: Séries à base dose dans l aorte l ascendante après s injection de 20 ml à 4-55 ml/s (utiliser le débit d de l examen) l et de sérums Temps idéal : pic de rehaussement de l aorte l + 5 sec Avantages : diminue l effet l de surprise de l injectionl permet de faire débuter d l apnée e quelques secondes avant le début d de l injection pour éviter les artefacts de mouvements sur les coupes les plus hautes Détection automatique de l arrivée e de produit de contraste: Le choix du seuil est discuté,, variant de 120 à 200 UH, dans l aorte l ascendante Avantage : une seule injection de produit de contraste

19 PARAMETRES D ACQUISITION Siemens Sensation 64: Exemple de protocole Acquisition cranio-caudale caudale Pitch : 0,24 Collimation 64 x 0,6 120 kv, 700 mas Vitesse de déplacement d de la table : 9,2 mm par rotation Injection de 80 cc d ioméprol (Iomeron 400 mg/ml), à 4 à 5 ml/s, suivie de l injection d un bolus de 40 ml de sérum s physiologique Détection automatique de l arrivl arrivée e de produit de contraste, seuil : 140 UH, région r d intérêt : aorte ascendante

20 Pitch et fréquence cardiaque Axe z Gap Temps Influence d un d pitch trop élevé par rapport à la fréquence cardiaque Des données sont manquantes («( Gap»)) aboutissant à un aspect de flou de l image l par endroit.

21 Pitch et fréquence cardiaque Un protocole standard est utilisé pour des fréquences cardiaques au dessus de 50/min Le pitch doit être abaissé (0.18) pour des fréquences cardiaques inférieures à 50/min Pour le Sensation 64 Siemens, le temps de rotation doit passer de d 0.33 s à 0.37 s pour les fréquence en dessous de 50/min La fréquence cardiaque baisse habituellement en début d d apnd apnée. Pour un patient ayant une fréquence juste au dessus de 50/min avant l acquisition, l il est nécessaire n de tester l apnl apnée e avant l injection de produit de contraste pour vérifier v si la fréquence reste stable ou passe en dessous de 50/min.

22 PARAMETRES D ACQUISITION Irradiation et modulation de dose Modulation de la dose en fonction du cycle cardiaque DIASTOLE La modulation de dose selon l ECG l permet de diminuer de 30 à 50% la dose totale. La modulation de dose selon l ECG l nécessite n un rythme cardiaque régulier. r

23 Irradiation et modulation de dose Exemples de dose reçue avec un scanner 64 barrettes (120kV, 880mAs) : pour un homme : 13,4 msv sans modulation 8 msv avec modulation pour une femme : 18,9 msv sans modulation 11,3 msv avec modulation Coronarographie diagnostique : 3 à 10 msv Jill supplement to Applied Radiology 2005

24 Modulation de dose en fonction de l ECGl Systole Diastole

25 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION Technique mono ou pluri segmentaire Algorithme de reconstruction à partir des données acquises sur possibilités s de reconstruction : Reconstruction mono segmentaire (si FC < 65 bpm) une image est produite à partir d un seul cycle cardiaque Reconstruction pluri segmentaire (si FC > 65 bpm) une image est produite à partir des données issues de plusieurs cycles cardiaques: 2 segments maximum pour Siemens 2 ou 4 segments pour General Electric, selon la fréquence cardiaque

26 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION Technique mono segmentaire Reconstruction mono segmentaire (si FC < 65 bpm) Une image est produite à partir d un seul cycle cardiaque Desjardins. AJR 2004;182:

27 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION Technique pluri segmentaire Reconstruction pluri segmentaire (si FC > 65 bpm). Une image est produite à partir des données de plusieurs cycles cardiaques. Desjardins. AJR 2004;182:

28 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION En cas de modification du rythme cardiaque durant l acquisition, la sélection s du mode mono ou pluri segmentaire peut se faire automatiquement selon la fréquence cardiaque: système ACV (Adaptative Cardio Volume) chez Siemens Adaptive cardio volume

29 Image 168 Fréquence cardiaque inférieure à 65/min Reconstruction mono segmentaire Résolution temporelle à 164 ms Temps de rotation du tube 330 ms

30 Image 257 Fréquence cardiaque supérieure à 65/min Reconstruction pluri segmentaire Résolution temporelle à 113 ms Temps de rotation du tube 330 ms

31 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION Choix de l intervalle l R-RR On sélectionne s a posteriori la ou les phases de reconstruction des images Celles-ci sont choisies : Soit en % de l intervalle R-R: R R: délai d relatif Soit en ms avant/après s l onde l R: délai d absolu/délai lai absolu inverse

32 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION 100% + x % - x % Délai relatif RR + x ms Délai absolu 2 Temps Temps Délai absolu inverse - x ms Temps

33 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION Choix de l intervalle l R-RR Le plus simple est de programmer de façon systématique des reconstructions couvrant l ensemble l du cycle cardiaque, en pourcentage, tous les 10%. La contrainte est alors le nombre d images d générées. g Des outils de prévisualisation permettent de reconstruire rapidement un ou deux niveaux de coupe sélectionnés, tous les 5 %. Cette technique permet de choisir de façon sépars parée e les meilleurs phases pour les artères res coronaires droite et gauche.

34 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION Choix de l intervalle l R-RR Selon une étude récente r (Leschka( Leschka), quelque soit la fréquence cardiaque, les meilleures images étaient obtenues à 60 % de l intervalle l R-R R R (soit en médiom dio-diastole) diastole) sur un scanner 64 barrettes. Leschka. Eur Radiol 2006;16:

35 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION Choix du filtre Filtre intermédiaire : pour les artères res coronaires natives. Filtre dur avec renforcement des contours si: Stent coronaire Calcifications coronaires importantes

36 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION Choix du filtre Reconstruction en filtre «dur»,, spécifique à la visualisation des stents (B46f). Images «bruitées» mais meilleur analyse de la lumière intra-stent Ici, hypodensité intra- stent témoignant t d une d resténose

37 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION Epaisseur de coupes/ Incrément: On utilise des coupes sub-millim millimétriques chevauchées es : coupes de 0,6 à 0,8 mm, avec un incrément de 0,3 à 0,5 mm afin d optimiser d le reformatage

38 TECHNIQUES DE RECONSTRUCTION Champ de vue Haller. AJR 2006:187: Le champ de vue doit être centré et zoomé sur le cœurc Une reconstruction avec un champ de vue large doit être réalisr alisée e en fenêtre parenchymateuse, même si la totalité du thorax n a n a pas été couverte par le volume d acquisition

39 EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES Le passage de scanner 16 au 64 coupes a essentiellement permis d amd améliorer la visualisation des segments distaux. Mais le scanner 64 coupes n a n a pas levé toutes les limites de cette technique notamment en terme de résolution r spatiale et temporelle par rapport à la coronarographie.

40 EVOLUTIONS TECHNOLOGIQUES Les avancées technologiques possibles peuvent porter essentiellement sur: L augmentation du nombre de coupes acquises par tour de spire, La réduction r du temps de rotation du tube. Le scanner «bitube» (Siemens) constitue une innovation particulière re permettant: L utilisation d algorithme d de reconstruction sur 90 grâce à l utilisation de 2 tubes, D obtenir une résolution r temporelle de 83 ms, indépendante de la fréquence cardiaque.

41 CONCLUSION De nombreux facteurs influencent la qualité globale d un d scanner des artères res coronaires. Cet examen nécessite n une technique rigoureuse. L enjeu principal est la visualisation de l ensemble l des segments coronaires La facilité et rapidité d interprétation tation dépendent d de la qualité de l examen avec notamment la possibilité ou non d utiliser d les outils de post-traitement traitement automatisés

42 BIBLIOGRAPHIE (1) Abada et al. MDCT of the Coronary Arteries : Feasibility of Low Dose CT with ECG-Pulsed Tube Current Modulation to Reduce Radiation Dose. Am J Roentgenol 2006;186:S387-S390 S390 Bruzzi JF, Remy-Jardin M, Delhaye D, Teisseire A, Khalil C, Remy J. When, Why, and How to Examine the Heart During Thoracic CT: Part 1, Basic Principles. Am J Roentgenol 2006;186: Clouse ME. How useful is computed tomography for screening for coronary c artery disease? Noninvasive screening for coronary artery disease with computed tomography is useful. Circulation 2006;113: Cademartiri et al. Intravenous Contrast Material Administration at Helical 16- Detector Row CTCoronary Angiography : Effect of Iodine Concentration on Vascular Attenuation. Radiology 2005;236: Dewey et al. Multislice CT Coronary Angiography : Effect of Sublingual Nitroglycerine on the Diameter of Coronary Arteries. Rofo 2006;178: Haller et al. Coronary Artery Imaging with Contrast-Enhanced MDCT : Extracardiac Findings.. Am J Roentgenol 2006;187:

43 BIBLIOGRAPHIE (2) Jill et al. How to Do Coronary CT Angiography : A Radiologist s s Perspective. Supplement to Applied Radiology 2005 Leschka et al. Accuracy of MSCT Coronary Angiography with 64-Slice Technology : First Experience. European Heart Journal 2005; 26: Leschka et al. Optimal Image Reconstruction Intervals for Non Invasive Coronary Angiography with 64-Slice CT. Eur Radiol 2006;16: Nakanishi T et al. Pitfalls in 16-detector row CT of the coronary arteries. Radiographics 2005;25: Pannu et al, β-blockers for Cardiac CT : a Primer for the Radiologist.. Am J Roentgenol 2006;186:S341-S345 S345 Utsunomiya D et al. Cardiac 16-MDCT for Anatomic and Functional Analysis: Assessment of a Biphasic Contrast Injection Protocol. Am J Roentgenol 2006;187: