Le cœur est un organe complexe aux multiples pathologies potentielles. Le choix de la modalit´e d’acquisition est fonction des mesures `a effectuer (s´ev´erit´e d’une occlusion art´erielle, fraction d’´ejection ventriculaire. . . ), de la pathologie recherch´ee et de l’invasivit´e accept´ee pour r´ealiser l’examen.
Nous ´etudions dans les paragraphes suivants les moyens d’imagerie disponibles dans l’op-tique de planifier puis guider l’op´eration de pontage des art`eres coronaires. Les informations `
a prendre en compte, en particulier pour la d´efinition des cibles op´eratoires, sont : – la g´eom´etrie de l’arbre coronaire,
– les zones calcifi´ees qui compliquent ou empˆechent la r´ealisation d’une suture,
– les parcours intra-myocardiques qui rendent, dans cette zone, l’art`ere difficilement at-teignable durant l’intervention.
En effet, une anastomose doit ˆetre r´ealis´ee en aval d’une st´enose dans une zone de l’art`ere non enfouie dans le myocarde et pr´ef´erentiellement non calcifi´ee.
Pour planifier l’intervention, il est n´ecessaire de mod´eliser d’autres organes : les cˆotes qui d´efinissent les points d’entr´ee possibles, le diaphragme qui constitue une contrainte sur l’ac-cessibilit´e inf´erieure de la zone op´eratoire, les art`eres mammaires qui devront ˆetre diss´equ´ees et qui constituent donc aussi des cibles op´eratoires. Ces aspects ont ´et´e ´etudi´es par ailleurs dans l’´equipe [Adhami et al., 2000] et seront uniquement rappel´es lorsque n´ecessaire.
3.2.1 L’angiographie par rayons X
L’examen de coronarographie est l’examen standard pour le diagnostic et le suivi des maladies cardio-vasculaires. Il consiste en l’acquisition d’images de transmission rayons X
du patient. Les art`eres sont rendues opaques aux rayons X avant chaque acquisition en
injectant un produit de contraste `a l’aide d’un cath´eter introduit jusqu’`a la naissance du tronc coronaire. Une s´equence est acquise pendant la diffusion du produit et avant sa disparition au bout d’environ trois `a cinq cycles cardiaques.
Les angiographes monoplans sont les plus r´epandus : plusieurs s´equences sont acquises successivement en changeant l’incidence de la chaˆıne d’acquisition et en injectant une nou-velle dose de produit de contraste. Les appareils biplans sont plus coˆuteux mais permettent l’acquisition simultan´ee de deux s´equences sous deux incidences diff´erentes. Enfin des angio-graphes en rotation, nouvellement mis au point, effectuent une rotation de 180 degr´es autour du patient en l’´equivalent de trois cycles cardiaques avec une seule injection de produit de contraste.
La coronarographie est un examen invasif utilis´e pour l’´evaluation de la s´ev´erit´e des st´enoses et ´etablir le diagnostic chirurgical. Les calcifications importantes sont aussi visibles. Le parcours intra-myocardique d’une art`ere est d´etect´e, indirectement, `a travers le blocage du produit de contraste dˆu `a la compression de l’art`ere pendant la systole [Mohlenkamp et al., 2002].
3.2.2 La tomodensitom´etrie
La tomodensitom´etrie est aussi bas´ee sur l’´emission de rayons X et leur mesure par des capteurs apr`es travers´ee du patient. Mais les donn´ees recueillies sont invers´ees pour recons-truire une carte volumique de densit´e des tissus travers´es. La g´eom´etrie d’acquisition influe sur les r´esolutions spatiale et temporelle des images reconstruites, particuli`erement critiques en imagerie cardiaque.
Scanner multi-barrettes
Les scanners multi-barrettes sont constitu´es d’une source de rayons X et de plusieurs rang´ees de capteurs, positionn´es en arc de cercle autour du patient, anim´es d’un mouvement de rotation. La translation de la table sur laquelle est allong´e le patient donne le mode d’acquisition spiral´e. Les meilleures scanners poss`edent actuellement 16 rang´ees de capteurs et une r´esolution temporelle d’environ 100ms. En imagerie cardiaque, les donn´ees sont tri´ees a posteriori par rapport `a l’´electrocardiogramme pour en extraire l’information relative `a un instant de quasi immobilit´e du cœur (fin de diastole).
3.2 L’imagerie cardiaque 51
Scanner `a faisceau d’´electrons
Les scanners de ce type ne poss`edent aucune partie en rotation. Un faisceau d’´electrons est cr´e´e et focalis´e sur des anneaux cibles en tungsten plac´es sous le patient. Ceux-ci g´en`erent alors un faisceau de rayons X qui sont d´etect´es apr`es travers´ee du patient. Plusieurs s´eries de cibles imagent successivement plusieurs coupes avant le d´eplacement de la table. Des temps d’acquisition par coupe de 50ms pour les coupes successives sans d´eplacement de la table sont maintenant atteints. Le temps d’acquisition est de 100ms lorsque la table est d´eplac´ee. L’imagerie cardiaque est r´ealis´ee par synchronisation prospective avec l’´electrocardiogramme. Pour l’angiographie coronaire, une coupe est acquise `a chaque battement cardiaque.
L’en-semble des coupes est acquis en 30 `a 60s en fonction du rythme cardiaque du patient qui
doit maintenir une apn´ee [Gerber et al., 2002]. Ces appareils sont encore relativement peu r´epandus dans les hˆopitaux.
Fig. 3.1 – Sch´ema de principe de l’angiographie par faisceau d’´electrons - Source [GE, 2003]
Ces deux technologies autorisent la visualisation par rendu volumique, du volume du cœur et des branches principales des art`eres coronaires. Elles donnent d’excellents r´esultats pour l’´evaluation des taux de calcification. Pour l’instant, le diagnostic des st´enoses des art`eres coronaires est limit´e aux branches principales du tronc coronaire gauche `a cause de la r´esolution spatiale limit´ee et des artefacts de mouvement sur les art`eres coronaires droites et circonflexes [Leber et al., 2003; de Feyter et al., 2000]. Le parcours intra-myocardique des art`eres coronaires peut aussi ˆetre v´erifi´e, au moins sur leur partie proximale. Le scanner multi-barrettes est par exemple utilis´e dans [Dogan et al., 2001] en examen pr´e-op´eratoire d’interventions de pontage assist´ees par robot.
3.2.3 L’imagerie par r´esonance magn´etique
Le principe repose sur la r´eaction des noyaux d’hydrog`ene `a un champ magn´etique. Cette technique d’imagerie est totalement non-invasive. L’imagerie cardiaque est r´ealis´ee par syn-chronisation prospective `a l’´electrocardiogramme. La synchronisation peut aussi se faire vis `
a vis de la respiration en analysant le mouvement du diaphragme (selon la direction crˆ anio-caudale du patient) dans les images.
A l’heure actuelle, les r´esolutions spatiale et temporelle des syst`emes d’IRM ne sont pas encore suffisantes pour une visualisation plus ´etendue que l’origine des art`eres et leur partie proximale. Le diagnostic des st´enoses n’est pas encore r´ealisable [de Feyter et al., 2000].
3.2.4 Conclusion sur les modalit´es d’acquisition
Le r´esum´e des performances des diff´erentes techniques d’imagerie pass´ees en revue est pr´esent´e dans le tableau 3.1. Il apparaˆıt clairement que la coronarographie par rayons X demeure la m´ethode d’imagerie la plus appropri´ee au diagnostic des pathologies coronaires. C’est la seule modalit´e d’acquisition capable de fournir au radiologue les donn´ees exploitables pour le diagnostic des st´enoses coronaires. Dans ce sens, c’est un examen r´ealis´e en routine clinique avant chaque intervention de pontage des art`eres coronaires. Cependant, il apparaˆıt que les techniques de tomographie, dont l’utilisation va progresser avec les performances, apportent des informations compl´ementaires concernant les calcifications et le parcours intra-myocardique des art`eres.
Tomographie Scanner
Crit`ere Coronarographie `a faisceau d’´electrons multi-barettes IRM G´eom´etrie de l’arbre coronaire +++ ++ ++ + St´enoses +++ + + -Calcifications + +++ +++ -Parcours intra-myocardique + +++ ++ -Dynamique +++ - -
-Tab. 3.1 –Comparaison des performances de diff´erentes techniques d’imagerie.