Les examens d’IRM cardiaque r´ealis´es `a l’´etat basal sont tr`es utiles pour le diag- nostic en clinique et fournissent des informations sur l’´etat fonctionnel du ventricule gauche, permettant de prendre des d´ecisions th´erapeutiques. Ces informations peuvent ˆetre obtenues visuellement ou quantitativement.
Les param`etres permettant une ´evaluation quantitative de la fonction ventriculaire peuvent ˆetre classifi´es en deux classes : globaux et r´egionaux. Les param`etres glo- baux r´esument la fonction cardiaque par une valeur num´erique. Citons, parmi ces pa- ram`etres, les volumes systolique et diastolique du ventricule gauche, la masse du VG, la fraction d’´ejection et le d´ebit cardiaque. Si ces param`etres fournissent au clinicien une ´evaluation globale de la fonction myocardique, ils ne donnent pas d’information sur l’extension et la localisation du dysfonctionnement du myocarde. Ainsi, les pa- ram`etres r´egionaux peuvent fournir des informations num´eriques r´egionales relatives au dysfonctionnement myocardique. C’est essentiellement sur des coupes petit axe du ventricule gauche que la fonction r´egionale ventriculaire est ´etudi´ee. Les param`etres les plus ´etudi´es sont l’´epaisseur de la paroi et son ´epaississement.
2.6.1 Volume et masse
En IRM, les volumes du ventricule gauche en phases t´el´e-systolique et t´el´e-diastolique sont calcul´es selon la r`egle de Simpson qui ne d´epend pas de la forme g´eom´etrique du ventricule et donc peut ˆetre appliqu´ee au ventricule gauche aussi bien qu’au ventri- cule droit [Cohen and Belmatoug, 2002]. Cette m´ethode suppose que le volume total peut ˆetre d´ecoup´e en tranches d’´epaisseur ´egale. Il est alors calcul´e par int´egration des volumes ´el´ementaires suivant la formule suivante :
V = z × X
i=1...n
Si (2.1)
o`u z est l’´epaisseur d’une coupe.
Le volume du muscle myocardique, peut ˆetre aussi estim´e par la mˆeme m´ethode tout en rempla¸cant la surface de la cavit´e Si par la surface comprise entre l’´epicarde
et l’endocarde (Smyo = Sepi - Sendo).
La masse myocardique, est obtenue par multiplication du volume myocardique par la masse volumique du myocarde (estim´ee `a 1, 05 g/ml).
Elle est int´eressante dans l’´etude des cardiopathies dilat´ees quand le cœur est hyper- trophi´e ou a subi un remodelage apr`es infarctus, des conditions o`u les quantifications sur l’´echocardiographie 2D ne sont pas satisfaisantes.
2.6.2 Fraction d’´ejection
Les param`etres les plus utilis´es sont les fractions de raccourcissement d’une di- mension ventriculaire qui rapporte la diff´erence diastolo-systolique de la dimension `a sa valeur diastolique. Lorsqu’elle est segmentaire, la fraction de raccourcissement int´eresse le diam`etre ventriculaire gauche et se calcule selon l’´equation :
F R = (DT D − DT S)/DT D (2.2)
o`u DT D et DT S sont les diam`etres ventriculaires respectivement en t´el´ediastole et t´el´esystole.
Lorsqu’elle int´eresse les surfaces ventriculaires, la fraction de raccourcissement se cal- cule selon l’´equation
F RS = (ST D − ST S)/ST D (2.3)
o`u ST D et ST S sont les surfaces petit axe du ventricule gauche respectivement en t´el´ediastole et t´el´esystole.
Enfin lorsque la dimension ventriculaire est un volume, la fraction de raccourcissement correspond `a la fraction d’´ejection du ventricule gauche :
F EV G = (V T D − V T S)/V T D (2.4)
o`u V T D et V T S sont les volumes ventriculaire en phases t´el´e-diastolique et t´el´e- systolique.
2.6.3 D´ebit cardiaque
Le d´ebit cardiaque est d´efini par la quantit´e du sang que le cœur pompe par unit´e de temps. L’unit´e utilis´ee est le millilitre / minute :
DC = F r × (V T D − V T S) (2.5)
F r est la fr´equence cardiaque du patient.
2.6.4 Epaisseur et ´epaississement segmentaires pari´etaux
L’´epaisseur de la paroi est d´efinie par la distance entre le contour ´epicardique et endocardique. Elle est g´en´eralement obtenue par la m´ethode dite center-line [Sheehan et al., 1986a, Buller et al., 1997] qui consiste `a calculer la distance entre les deux contours suivant une ligne normale `a la surface ´equidistante des deux contours.
L’´epaississement Ep(t), est d´efini comme le rapport de la variation d’´epaisseur
d’un segment myocardique (Ept), calcul´ee pour un temps t du cycle cardique et de
l’´epaisseur de ce mˆeme segment calcul´ee g´en´eralement en t´el´e-systole (EpT S)
Ep(t) = 100 ×(Ept− EpT S) EpT S
(2.6)
2.6.5 Valeurs normales pour des param`etres du ventricule gauche
Plusieurs ´etudes ont ´et´e r´ealis´ees pour estimer les param`etres de fonction du ven- tricule gauche en IRM sur des t´emoins [Lorenz et al., 1999, Teo et al., 2008]. Dans ce paragraphe, nous pr´esentons les valeurs de ces divers param`etres de fonction du ventricule gauche, obtenus sur la base ”MESA” (Multi-Ethnic Study of Atherosclero- sis) [Natori et al., 2006]. Cette base de donn´ees est multi-centrique, provenant de six centres et multi-ethnique (incluant trois races). Les valeurs des param`etres de la fonc- tion du ventricule gauche calcul´es sur cette base peuvent ˆetre prises comme r´ef´erence vu la grande taille et la diversit´e de la population sur laquelle l’´etude est r´ealis´ee.
Cette ´etude comprenait 800 sujets t´emoins (400 hommes et 400 femmes) ayant un fonctionnement normal du ventricule gauche. Les contours endocardique et ´epicardique ont ´et´e trac´es semi automatiquement `a l’aide du logiciel MASS en incluant les muscles papillaires ont ´et´e inclus `a l’int´erieur de la cavit´e. Des corrections manuelles ´etaient r´ealis´ees si n´ecessaires.
Le tableau 2.2 r´esume les valeurs des dff´erents param`etres de fonction globale en fonction du sexe et montre des diff´erences significatives entre hommes et femmes.
Pour les valeurs de l’´epaisseur et l’´epaississement :
– Peterson et al. [Petersen et al., 2007], dans leur ´etude qui a inclu 14 sujets t´emoins et 35 patients avec hypertrophie myocardique, ont trouv´e une valeure moyenne de l’´epaisseur t´el´e-diastolique de 7, 3 ± 1, 8 mm. Les contours ont ´et´e trac´es manuellement `a l’aide du logiciel ARGUS (Siemens), qui a servi aussi pour le calcul des param`etres globaux et r´egionaux de la fonction du ventricule gauche.
Param`etres Hommes Femme p VTD (ml) 142, 2 ± 34 109, 2 ± 22, 5 < 10−4 VTS (ml) 47, 4 ± 19, 4 30, 9 ± 9, 5 < 10−4 FEVG (%) 67, 2 ± 7, 2 71, 8 ± 5, 6 < 10−4 masse (g) 163, 8 ± 35, 8 113, 6 ± 24, 2 < 10−4 DC (ml / min) 5, 6 ± 1, 2 4, 9 ± 1, 1 < 10−4
Tab. 2.2 – Param`etres de fonction du ventricule gauche sur 400 hommes et 400
femmes. VTD = volume t´el´e-diastole, VTS = volume t´el´e-systole, FEVG = fraction d’´ejection, DC = d´ebit cardiaque et p pour indiquer s’il y a une diff´erence significative au niveau des deux groupes
– G¨otte et al. [G¨otte et al., 2001], ont trouv´e sur 13 sujets normaux une valeur moyenne de 59 ± 15 % pour l’´epaississement systolique calcul´e `a l’aide de la m´ethode center-line. Les contours endocardique et ´epicardique ont ´et´e trac´es manuellement `a l’aide du logiciel MASS.
La quantification de ces param`etres pr´esente plusieurs difficult´es : la gestion de l’en- semble des donn´ees, le contourage semi-automatique des images qui rend la proc´edure tr`es longue et fastidieuse et finalement la d´ependance de ces mesures vis-`a-vis de l’op´erateur.
D’o`u le besoin de m´ethodes automatis´ees permettant d’extraire `a partir de ces donn´ees des mesures utiles cliniquement.
L’automatisation de la segmentation du ventricule gauche constitue, une premi`ere ´etape offrant la possibilit´e de calculer automatiquement ces param`etres.