EXPLORATION DES CAVITES CARDIAQUES

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I . INTRODUCTION

L'angiocardiographie radioisotopique repose sur l'injection intraveineuse périphérique d'une faible quantité de traceur radioactif et l'enregistrement de la radioactivité précordiale à l'aide d'une caméra à scintillations couplée à un ordinateur. Sous sa forme la plus complète, l'examen comporte deux phases : une étude de premier transit pendant la première minute suivant l'injection et une étude à l'équilibre, quelques minutes plus tard, au moment où le traceur s'est dilué de manière homogène dans le compartiment sanguin. D'abord considérée comme une méthode d'appoint dont l'avantage principal était son caractère non traumatique, l'angiocardiographie radioisotopique est devenue une technique de référence, car c'est sans doute la seule exploration qui soit à la fois physiologique et quantitative. Le côté physiologique de cet examen s'affirme si on le compare à l'angiographie radiologique avec injection sous pression d'un produit de contraste; on sait en effet que cette injection modifie la fonction cardiaque. L'aspect quantitatif résulte directement d'une des lois fondamentales de la radioactivité qui établit une proportionnalité constante entre la quantité de photons émis et la quantité de traceur radioactif présent dans la cavité étudiée. En outre, l'angiocardiographie isotopique offre l'avantage de permettre de suivre l'évolution de la fonction cardiaque au cours d'une même étude, dans diverses conditions (à l'effort ou sous l'effet de drogues) ou au cours d'études espacées dans le temps (suivi des patients après infarctus, réadaptation, pontage ou traitement thrombolytique). Enfin, l'étude simultanée des deux ventricules ouvre des possibilités nouvelles d'exploration de la fonction ventriculaire droite et est à la base de l'évaluation non traumatique des shunts et des régurgitations valvulaires. Comparée aux autres méthodes d'investigation de la fonction cardiaque, l'angiocardiographie isotopique possède donc une originalité indiscutable du fait de ses avantages multiples. Il convient cependant d'en connaître certains aspects techniques de manière à en cerner les limites et en préciser les indications.

II . MARQUAGES

L'isotope le plus communément employé est le Tc99m.

Si l'on se contente de limiter l'angiocardiographie isotopique au premier passage du traceur dans les cavités cardiaques, le Tc99m peut être injecté directement sous forme de pertechnétate puisqu'il n'a guère le temps de quitter le compartiment sanguin pendant les quelques secondes nécessaires à l'enregistrement des images. Par contre, Si l'on désire pratiquer l'étude à l'équilibre, plusieurs minutes après l'injection intraveineuse, il convient de marquer des éléments dont on est sûr qu'ils vont rester intravasculaires pendant le temps nécessaire à l'enregistrement des images. En pratique, on utilise soit de l'albumine, soit des hématies.
Le marquage de l'albumine par le technétium 99m s'effectue in vitro, c'est-à-dire que l'on part d'une albumine humaine lyophilisée, pour l'incuber, dans des conditions physico-chimiques bien précises, en présence d'une solution de pertechnétate (TcO₄) radioactif. En quelques minutes on obtient un complexe albumine-technétium prêt à être injecté.
Pour le marquage des hématies, plusieurs méthodes ont été proposées. La plus lourde sur le plan de la manipulation, est la méthode de marquage in vitro des hématies du patient. Elle consiste à isoler un culot d'hématies à partir d'un prélèvement sanguin et à marquer les globules rouges avec du technétium in vitro, avant de les réinjecter au patient. Une méthode plus simple de marquage, dite in vivo, a été mise au point depuis lors: deux injections successives sont nécessaires mais aucun prélèvement. On injecte tout d'abord une certaine quantité de pyrophosphate Stanneux en employant pour cela une préparation destinée au marquage du pyrophosphate utilisé en Scintigraphie osseuse. Le pré-traitement des hématies circulantes s'effectue donc in vivo et il suffit d'injecter, 20 à 30 minutes plus tard, le pertechnétate radioactif pour obtenir un marquage de bonne qualité.

III . ACQUISITION

Les images des cavités cardiaques sont le plus souvent enregistrées en projection plane à l'aide d'une gamma-caméra couplée à un système informatique de traitement des données.
L'acquisition d'une image possédant une densité d'informations suffisante nécessite l'intégration des comptages sur un certain intervalle de temps, qui peut être de l'ordre de une à plusieurs minutes. Cette durée de prise de vue est, bien entendu, incompatible avec la variation rapide de la morphologie et du contenu marqué des cavités cardiaques. Une image isotopique conventionnelle, c'est-à-dire purement statique, serait donc forcément affectée d'un flou considérable qui masquerait les changements périodiques qui accompagnent la contraction cyclique du coeur. Pour enregistrer des images lors d'une phase précise du cycle cardiaque il faut recourir à une synchronisation électro-cardiographique

C'est le rôle du Système informatique, qui accompagne nécessairement la gamma- caméra, d'arranger les informations en fonction de leur localisation dans le cycle cardiaque. On découpe souvent le cycle cardiaque en 16 ou 24 séquences successives de quelques dizaines de millisecondes chacune (durée variable avec la fréquence cardiaque du patient) de manière à couvrir l'intervalle R - R de l'électrocardiogramme, chaque onde R servant de signal de référence. Mais une telle séquence provenant d'un seul cycle serait nettement insuffisante pour créer une image assez riche en informations pour être analysable et l'on est forcé de superposer les séquences homologues d'un grand nombre (plusieurs centaines) de cycles cardiaques successifs.

Une contrainte importante de cette méthode est la nécessité de disposer de cycles cardiaques réguliers en nombre suffisant pour leur superposition. Les patients arythmiques vont donc poser un problème ~ cas, lorsqu'il existe, par exemple, un nombre modéré d'extra-systoles, la construction d'un histogramme des durées des cycles cardiaques et l'établissement d'une fenêtre encadrant le pic principal de l'histogramme peut servir à éliminer les cycles de durée anormale, à la fois les cycles courts correspondants aux extra-systoles et les cycles longs, post-extrasystoliques.

IV . TRAITEMENT DES IMAGES

Volumes ventriculaires
Dans la plupart des autres méthodes d'imagerie cardiaque (angio-cardiographie de contraste, échographie,...) on aborde le problème de la mesure du volume d'une cavité sous l'angle géométrique, en assimilant cette cavité à un modèle (par exemple un ellipsoïde), forcément simplifié, par rapport à la forme réelle de la cavité. En matière d'imagerie radioisotopique une telle approche a également été proposée, mais très rapidement l'utilisation des taux de comptage enregistrés en regard d'une cavité déterminée s'est révélée plus précise et plus fiable qu'un modèle géométrique plus ou moins conforme à la réalité.

En incidence oblique antérieure gauche, les deux ventricules sont vus côte à côte. il convient de les séparer le mieux possible en plaçant la caméra perpendiculairement au plan du septum interventriculaire, ce qui s'obtient généralement pour un angle d'environ 45° par rapport au plan frontal.

L'activité propre au sang intra-cavitaire étant ainsi déterminée, se pose le problème fondamental de son étalonnage en terme de volume, c'est-à-dire en millilitres. Différentes méthodes ont été proposées dans ce but. Les plus anciennes se limitent à rapporter l'activité ventriculaire nette à l'activité d'un millilitre de sang obtenu par ponction veineuse périphérique.

Une autre technique, plus séduisante dans son principe, consiste à effectuer un étalonnage intrinsèque de l'activité en volume. Son principe est simple: il s'agit de trouver dans l'image un territoire dont on peut mesurer à la fois le volume et l'activité. On peut, par exemple, recourir à un couple d'images enregistrées selon des projections perpendiculaires, l'une par rapport à l'autre.

Fractions d'éjection
La fraction d'éjection est sans doute une des variables les plus intéressantes pour la caractérisation de la fonction ventriculaire gauche globale. Souvent elle justifie, à elle seule, la réalisation d'une étude isotopique. Le succès de la gamma-angiographie dans ce domaine est probablement lié au fait que les fractions d'éjection fournies par cet examen sont particulièrement fiables et reproductibles. En effet, la fraction d'éjection ventriculaire étant le rapport du volume d'éjection systolique au volume télé- diastolique, son expression montre qu'elle ne dépend que du rapport des volumes télésystolique et télédiastolique.

La méthode universellement admise consiste à sélectionner des régions d'intérêt sur le ventricule considéré, tant en télédiastole qu'en télésystole et à comparer les comptages respectifs, en tenant compte du bruit de fond, selon la formule:

Images : Etude de la fraction d'éjection ventriculaire.

Calcul de la fraction d'éjection ventriculaire gauche en définissant des zones d'intérêts.

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