Dureté du foie

2.4.1. Mesure de la dureté du foie

La revue a analysé les variabilités de la dureté et non de l’élasticité.

Plusieurs études récentes ont montré que l’incidence du cancer du foie était liée au degré de dureté du foie mesurée par l’élastographie (Masuzaki, Tateishi et al. 2008, Masuzaki, Tateishi

et al. 2009, Jung, Kim et al. 2011, Singh, Fujii et al. 2013, Wong, Chan et al. 2014, Kim, Kim et al. 2015). Les deux méthodes disponibles permettant une mesure quantitative de la dureté du

foie sont : l’élastométrie par onde de cisaillement (Shear-Wave-Elastography, SWE ; Acoustic Radiation Force Impulse Imaging, ARFI) et l’élastographie transitoire (transient élastography, TE) ou FibroScan.

Pour SWE, on utilise la sonde courbe monocristal XC6-1 de 40 à 320 Hz de la fréquence. Le foie présente une dispersion importante lorsque la vitesse de phase varie de 1,5 m / s à 75 Hz à environ 3 m / s à 500 Hz. L’impact du carré de la vitesse qui augmente mathématique la déviation standard et l’écart des mesures en SWE par rapport à la simple mesure des vitesses. Pour Fibroscan, on utilise une sonde à transducteur à ultrasons qui est montée sur l’axe d’un vibrateur. Des vibrations d'amplitude faible et de basse fréquence (50 Hz) sont transmises

par le transducteur, induisant une onde de cisaillement élastique qui se propage à travers les tissus sous-jacents. L’acquisition par ultrasons écho-impulsion permet de suivre la propagation de l’onde de cisaillement et de mesurer sa vitesse, directement liée à la rigidité du tissu [module élastique E exprimé par E = 3ρ V2, où V est la vitesse de cisaillement et ρ est le masse volumique (constante pour les tissus)]: plus le tissu est rigide, plus l'onde de cisaillement se propage rapidement. TE mesure la rigidité du foie dans un volume d'environ un cylindre de 1 cm de large et de 4 cm de long, situé entre 25 mm et 65 mm sous la surface de la peau. Ce volume est au moins 100 fois plus important qu'un échantillon de biopsie et est donc beaucoup plus représentatif du parenchyme hépatique (Castera, Forns et al. 2008).

La SWE présente des avantages par rapport aux autres méthodes de mesure de la dureté hépatique, notamment guider les acquisitions de SWE par une image en mode B (afin d’éviter les gros vaisseaux) en raison de son intégration dans un système d'échographie, afin d’accroître la répétabilité des mesures de dureté (Ferraioli, Tinelli et al. 2012). Elle fournit également une cartographie en temps réel de la dureté tissulaire hépatique. Ainsi, la région de mesure peut être guidée avec des informations à la fois sur l’anatomie et la rigidité des tissus. L'hétérogénéité spatiale de la dureté hépatique peut être visualisée et la taille de la Q-Box (région d'intérêt) utilisée pour une mesure peut être positionnée et/ou ajustée de manière sélective pour cibler une partie homogène du parenchyme hépatique.

L’étude de Cassinotto C et al. a montré que la SWE était une méthode efficace d’évaluation de la fibrose hépatique dans les maladies hépatiques chroniques (hépatite chronique B ou C, NASH, autres). Ils montrent également que la SWE a une plus grande précision que le FibroScan pour le diagnostic de fibrose des stades ≥ F3 et une plus grande précision que l'ARFI pour le diagnostic de fibrose des stades ≥ F2 (Cassinotto, Lapuyade et al. 2014). Une autre étude de patients atteints de CHC a montré que la SWE en temps réel était plus précise que l’élastographie transitoire par Fibroscan dans l’évaluation de la fibrose ≥ F2 (Ferraioli, Tinelli

et al. 2012).

Une des limites de l’étude de la dureté du foie par TE ou SWE est que les mesures sont sujettes à un biais subjectif dépendant de l’opérateur. Pour s’affranchir de cette variabilité, l'examinateur doit d’abord acquérir une certaine expérience avant d’utiliser ces techniques à des fins diagnostiques (Perazzo, Veloso et al. 2015, Dietrich, Bamber et al. 2017).

2.4.2. Unités de mesure

Les techniques de SWE permettent de mesurer la vitesse de déplacement d'une onde de cisaillement. Cette vitesse est liée au module de Young qui reflète la dureté du foie. Plus le matériau dans lequel se déplace cette onde sera rigide et dur, plus l’onde se déplacera vite. A l'inverse, dans un matériau mou et elastique, l’onde ralentit et se déplace lentement. La relation entre la vitesse de l'onde de cisaillement (V) et le module de Young (E) est exprimée par la formule suivante : E= 3 ρ V² où ρ est la densité de tissu exprimée en kg/m3. Cette relation suppose de nombreuses approximations. Tout d'abord, on peut la simplifier en E=3 V² supposant que ρ, la densité du tissu, est égale à 1 ce qui n'est pas toujours vrai. Cette relation suppose également qu'il n'y ait pas de variation du module E avec l’amplitude de la force appliquée ou aucune variation avec la fréquence de l'onde de cisaillement ce qui est en général faux pour tout tissu viscoélastique. Enfin, cela suppose qu'il n'y ait pas de variation du module E avec la direction, ce qui est en général également faux.

En résumé, la mesure de la vitesse de l'onde de cisaillement en mètre par secondes est une mesure exacte. La conversion en module de Young E exprimé en kilo Pascal est une formule simplifiée qui suppose des approximations souvent fausses. L’expression de la dureté du foie en kilo Pascal est donc un résultat approximatif issue d’une mesure objective en mètre par secondes. Néanmoins, la plupart des machines d’élastographie effectuent cette conversion en kilo Pascal automatiquement. L'origine est due au fibroscan qui, initialement et historiquement, est la première technique de mesure de la dureté du foie par élastographie d’onde de cisaillement et que les premiers résultats ont été exprimés en kilo Pascal. Toute la littérature initiale exprime donc des résultats en kilo Pascal.

Dans une étude mesurant l’élastométrie du sein, les auteurs ont conclu que les valeurs d'élasticité mesurées en kPa et en m/s sur SWE montraient de bonnes performances diagnostiques. La spécificité de la SD et de l'AUROC de la SWE mesurée en kPa était significativement supérieure à celle mesurée en m/s (Youk, Son et al. 2014, Dietrich, Bamber

et al. 2017).

2.4.3. Mesure SWE du CHC

Plusieurs études ont porté sur l’analyse du CHC par SWE. Une étude récente a inclus 291 patients avec hépatite chronique B, ayant eu une mesure SWE. Une majorité d’entre eux, soient 165 (56,7%) recevaient un traitement antiviral. Au cours du suivi de 35,8 mois (3,0-52,8), la SWE médiane était de 7,4 kPa Un CHC est apparu chez 13 (4,5%) patients et les taux

d'incidence cumulative de CHC à 1, 2 et 4 ans étaient de 1,1%, 3,6% et 8,4%, respectivement. L’âge ≥ 50 ans et la mesure SWE≥ 10 kPa étaient associés de façon indépendante, au risque de développer le CHC [risques relatifs (HR) 4,53, p=0,023; et 4,08 p = 0,022). Les patients présentant des valeurs SWE ≥ 10 kPa avaient un HR de développer un CHC significativement plus élevé que ceux présentant des valeurs SWE<10 kPa (p = 0,001). Les auteurs ont conclu que chez les patients atteints d’hépatite chronique B, l’élasticité hépatique SWE élevée est associée au risque accru de CHC, quel que soit le moment d’évaluation par rapport au traitement antiviral (Jeong, Sohn et al. 2017).

L’étude de Gerber et al. réalisant la mesure de la dureté par le SWE sur 106 lésions hépatiques a mis en évidence une dureté médiane de 16,40 kPa (2,1-71,9) pour des lésions focales bénignes et, en fonction du type de lésion: hyperplasie nodulaire focale 16,55 kPa (18 cas étudiés), hémangiome 16,35 kPa (18 cas), nodules de graisse focale 9,8 kPa (3 cas), adénome 8,9 kPa (1 cas), nodule régénératif 20 kPa (1 cas) et cholangiofibrome 29 kPa (1 cas). Pour les lésions focales malignes la dureté médiane était de 36 (4,1-142,9) kPa et, en fonction du type de lésion : CHC 44,8 kPa (16 cas), cholangiocarcinome 70,7 kPa (7 cas) et métastases 29.5 kPa (41 cas). La dureté des lésions focales malignes était significativement plus élevée que celle des lésions bénignes (p <0.0001). La dureté médiane des cholangiocarcinomes était la plus élevée et supérieure à celle du CHC et des métastases (p=0,033 et p=0,0079, respectivement). Il n’y avait aucune différence de la dureté entre les lésions bénignes. La dureté médiane de toutes les lésions focales était de 28,6 (2,1-142,9) kPa, significativement supérieure à celle du parenchyme hépatique sous jacent [9,9 (4,2-19,3) kPa ; p <0,0001], celle des patients avec CHC étant la plus élevée [18,1 kPa (p <0,0001)]. Les auteurs ont conclu que l’élasticité par 2D-SWE fournit des informations supplémentaires sur les caractéristiques des lésions focales hépatiques et peut être utile au moins pour différencier les cholangiocarcinomes des CHC (Gerber, Fitting et al. 2017).

L’étude de Tian et al. a montré que les valeurs d’élastométrie maximale (Emax), minimale, moyenne et la écart type de 164 lésions malignes étaient significativement plus élevées que celles de 65 lésions bénignes (p <0,001). L’Emax (Écart type) des 19 cholangiocarcinomes intrahépatiques, des 35 métastases hépatiques, était de 96,21 (35,40) kPa et 90,32 (54,71) kPa, respectivement, significativement plus élevée que celle des 103 nodules de CHC 61,83 (28,87) kPa (p <0,0001 et p = 0,0237 respectivement). L’Emax des 15 hyperplasies nodulaires focales était significativement plus élevé que celle des 37 hémangiomes [38,72 (18,65) kPa versus 20,56 (74) kPa ; p = 0,0009]. Les valeurs d’Emax du parenchyme hépatique adjacent des CHC

et des cholangiocarcinomes intrahépatiques étaient significativement plus élevées que celle des trois autres types de lésions (p<0,005). Les auteurs ont conclu que les valeurs d’Emax des lésions focales et du parenchyme hépatique adjacent pourraient aider à différencier les lésions focales malignes des bénignes (Tian, Lin et al. 2016).

Une autre étude a utilisé la mesure de la dureté par SWE pour différencier des nodules hépatiques bénins et malins. Cette étude a analysé 196 patients présentant 259 lésions hépatiques focales (57 CHC, 17 cholangiocarcinomes, 94 métastases, 71 hémangiomes et 20 hyperplasies nodulaires focales) dont 70 (27%) étaient sur foie cirrhotique. La dureté des lésions malignes était plus élevée (p <0,001) avec une variabilité intralésionnelle (p = 0,001). Le seuil de la dureté le plus performant des lésions était de 22,3 kPa (sensibilité 83%, spécificité 86%, valeur prédictive positive [VPP] 91,5%, valeur prédictive négative [VPN] 73%) pour la malignité. Une dureté intralésionnelle <14 kPa avait une VPN de 96%, tandis que les valeurs> 32,5 kPa avaient une VPP de 96% pour une tumeur maligne (Grgurevic, Bokun et

al. 2018).

A l’inverse, une autre étude a montré que la SWE ne peut pas différencier les lésions hépatiques bénignes des lésions hépatiques malignes. Mais les mesures SWE des hyperplasies nodulaires focales (HNF) sont nettement plus dures que celles des autres lésions bénignes (Ronot, Di Renzo et al. 2015).

L’étude de Hasab et al. a inclus 197 patients atteints de lésions hépatiques focales comprenant 143 CHC, 36 métastases, 16 hémangiomes et 2 hyperplasies nodulaires focales. La dureté moyenne (Écart type) du nodule de CHC était significativement moins élevée que celle du parenchyme hépatique sous jacent [5,43 (3,03) contre 17,05 (8,53) kPa, p <0,001]. Cependant, les valeurs de la dureté des autres lésions focales étaient comparables à celles du parenchyme hépatique sous jacent. Aucune différence significative n'a été détectée entre les différents types de métastases ou entre les métastases et le parenchyme hépatique sous jacent (p> 0,05). Le rapport de la dureté (nodule/ parenchyme sous-jacent) était supérieur à la valeur de la dureté du nodule dans la discrimination du CHC des métastases (AUROC, 0,91 contre 0,51 respectivement) (Hasab Allah, Salama et al. 2018).

Une autre étude a pris des mesures d’élasticité par ARFI des segments hépatiques 3, 5/6, 7/8 du foie et a étudié leur corrélation avec l'âge, l’IMC et la distance jusqu’à la capsule. Au total, 1800 mesures ont été enregistrées avec pour valeurs moyennes ± écart type (m/s): segment 3, 1,31 ± 0,19; segment 5/6, 1,12 ± 0,22 m et segment 7/8, 1,12 ± 0,17. Pour l’étude inter et intra-observateur, la statistique de Cronbach α était ≥ 0,7 (fiable) à partir des segments 5/6 et 7/8

mais <0,7 (non fiable) pour le segment 3. Les corrélations (r) des vitesses ARFI analysées pour les segments jugés fiables avec l’IMC et l’âge étaient significatifs (p < 0,0001) mais contrastées : segments 5/6 IMC r = 0,02, âge r = -0,02 ; segments 7/8 : IMC r = -0,01, âge r = 0,01. Une corrélation négative faible entre les vitesses ARFI et la distance C a été démontrée pour les segments 5/6, r = -0,08 et les segments 7/8, r = -0,06 (p <0,001). Les auteurs ont conclu qu’en présence d’opérateurs qualifiés, l’ARFI serait une méthode fiable et reproductible de quantification de la duretée hépatique dans les segments 5/6 et 7/8. Cependant, il conviendrait d’éviter l’acquisition de mesures à partir du segment 3. De plus, les mesures acquises plus profondément par rapport à la capsule du foie permettraient une quantification plus fiable de la duretée hépatique (Jaffer, Lung et al. 2012).

L’étude de Zhang a donné les résultats suivants : les duretés médianes de l’hémangiome, hyperplasie nodulaire focale, CHC, métastases et cholangiocarcinome étaient respectivement de 1.30, 1.80, 2.52, 3.08 et 3.89 m/s avec une augmentation significative des valeurs de la dureté de différentes lésions hémangiomes < hyperplasie nodulaire focale < CHC< métastases < cholangiocarcinome (P <0,001). Les AUROCs (IC95%)/ sensibilités/ spécificités des élasticités étaient de 0,94 (0,90-0,98) / 86,5% / 89,3% pour l'hémangiome, de 0,91 (0,87-0,96) / 81,3% / 92,9% pour les lésions malignes et de 0,87 (0,79-0,94) / 91,7%/ 72,5% pour le cholangiocarcinome. Leur sensibilité et spécificité étaient associées à des valeurs seuils de dureté à 1,76, 2,22 et 3,00 m/s, respectivement. Les auteurs ont conclu que la mesure d’élasticité par ARFI était une nouvelle méthode diagnostique, simple, non invasive et utile pour la caractérisation de la lésion focale (Zhang, Zhou et al. 2013).

Dans l’étude de Gallotti et al, la dureté de 40 lésions a été évaluée par 400 mesures. Les lésions étaient les suivantes : 6/40 (15%) CHC, 7/40 (17,5%) hémangiomes, 5/40 (12,5%) adénomes, 9/40 (22,5%) métastases et 13/40 (32,5%) hyperplasies nodulaires focales. Les valeurs d’élasticité moyenne obtenues étaient les suivantes : 2,17 m/s pour le CHC, 2,30 m/s pour les hémangiomes, 1,25 m s pour les adénomes, 2,87 m/s pour les métastases et 2,75 m/s pour les hyperplasies nodulaires focales. L’évaluation inter-opérateurs n’a pas mis en évidence de différence (p> 0,05). Cependant, une différence significative (p <0,05) a toujours été trouvée en comparant les adénomes aux autres lésions. Il n’y avait pas de différence significative entre les valeurs mesurées dans les adénomes et le parenchyme sous-jacent pour 160 mesures (Gallotti, D'Onofrio et al. 2012).

2.4.4. Élastométrie par onde de cisaillement du foie droit et du foie gauche

Des études précédentes ont montré que la valeur de la dureté du foie gauche était plus élevée que celle du foie droit. L’ARFI est un outil précis et fiable pour l’évaluation de la fibrose hépatique. La mesure ARFI du lobe droit était plus précise pour le diagnostic de fibrose hépatique que celle du lobe gauche qui est, par conséquent, à éviter (Horster, Mandel et al. 2010, Karlas, Pfrepper et al. 2011, Toshima, Shirabe et al. 2011, Dietrich, Bamber et al. 2017). Cependant, l’étude de Samir et al. a montré qu’il y avait une corrélation directe entre la valeur de la dureté mesurée par SWE du lobe gauche et la stéatose (r = 0,24, p = 0,004) (Samir, Dhyani et al. 2015). Dans la même étude, les valeurs SWE mesurées dans la région supérieure du lobe droit étaient fortement corrélées avec la fibrose estimée par biopsie (r = 0,41, P <0,001). Cependant, il n’y avait pas de corrélation entre la SWE, l'inflammation et la stéatose. Les aires sous la courbe ROC [AUROC (95%CI)] binaire pour les stades histologiques de fibrose avancée (F2-F4), sévère (F3-F4) et cirrhose (F4) étaient de 0,77 (0,68 - 0,86), 0,82 (0,75 - 0,91) et 0,82 (0,70 - 0,95), respectivement. Les auteurs ont conclu que les mesures SWE obtenues dans la région supérieure du lobe droit seraient potentiellement les plus fiables pour différencier les degrés intermédiaires de fibrose hépatique chez les patients ayant une maladie chronique du foie (Samir, Dhyani et al. 2015).

2.4.5. Élastographie en IRM

L'élastographie par ultrasons est désormais assez répandue dans les pratiques d'explorations mammaires ou hépatiques. Elle permet d'évaluer les propriétés biomécaniques des tumeurs hépatiques et aide ainsi à la caractérisation tumorale (Garteiser, Doblas et al. 2012). Une étude mesurant par élastographie IRM des échantillons a montré que la dureté moyenne des nodules de CHC peut constituer un biomarqueur quantitatif utile, non invasif, pour la prédiction d'une récidive précoce du CHC après résection hépatique. La dureté moyenne de la tumeur était ainsi un facteur de risque associé à une récidive précoce (HR = 1,163; IC95 : [1,055, 1,282], p = 0,002). L’augmentation de 1 kPa de l’élasticité était associée à une augmentation de 16,3% du risque de récidive de CHC (Wang, Shan et al. 2019).

Une autre étude a montré que l’observation longitudinale de la dureté hépatique par l’élastographie en IRM chez des patients ayant une maladie chronique du foie, permettait de stratifier le risque de CHC (Ichikawa, Motosugi et al. 2019). La dureté du foie mesurée par IRM était un facteur prédictif significatif pour le développement de la décompensation, la survenue d'un CHC et la survie globale chez les patients ayant une hépatique virale chronique

(Lee, Lee et al. 2018). L’étude de Motosugi a montré que la dureté du foie mesurée par IRM était un facteur de risque significatif du CHC avec un odds ratio (intervalle de confiance à 95%) de 1,38 (1,05-1,84) (Motosugi, Ichikawa et al. 2013).

L’élastographie en IRM peut par ailleurs évaluer la réponse au traitement locorégional du CHC, et permettrait de déterminer le grade du CHC (Gordic, Ayache et al. 2017, Thompson, Wang et

al. 2017). Une étude de Gordic et al. a évalué 63 nodules de CHC, montrant que la dureté des

nodules traités était significativement inférieure à celle des nodules non traités (3,9 ± 1,8 versus 6,9 ± 3,4 kPa, p = 0,006) (Gordic, Ayache et al. 2017). L'élastographie en IRM peut également aider à prédire la régénération après hépatectomie du foie chez les patients ayant une cirrhose ou un CHC (Jang, Lee et al. 2017).

L’étude de Chou et al. a eu pour objectif de comparer le diagnostic de la fibrose hépatique par élastographie en IRM et par ARFI pour le bilan préopératoire chez les patients avec CHC. Cette étude a permis de conclure que l’élastographie en IRM était une méthode d'imagerie plus précise que l'élastographie par ARFI pour estimer les stades avancés de fibrose et de cirrhose (Chou, Chen et al. 2017). L’élastographie en IRM a un faible taux d'échec, généralement compris entre 1% et 2%. L'ascite et l'étiologie des maladies du foie n’ont pas d’influence (Doycheva, Cui et al. 2016).

En résumé, les principaux facteurs augmentant la dureté du foie et donc pouvant entrainer une surestimation de la fibrose hépatique sont, l’activité nécrotico-inflammatoire (quelle que soit la cause virale, alcoolique ou métabolique), la cholestase obstructive, l’insuffisance cardiaque droite et les obstructions caves supérieures, l’amyloidose, les lymphomes et l’hématopoïèse extra médullaire.

L’impact de la stéatose n’a pas encore été élucidé, en prenant compte ces multiples facteurs de confusion.