Samedi 19 août 2017
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Tagging

Un article de IRM Cardiaque par Neteditions .

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<--Fluximétrie vs volumétrie TAGGING Synchro_rotation-->


Image:Tag_design.jpg
Chapitre rédigé avec le concours du Dr Pierre Croisille, Laboratoire Creatis-LRMN, UMR CNRS 5220 & INSERM U630, HÎpital Cardiologique L.Pradel, Lyon


Le tagging (ou tatouage) myocardique permet, comme le speckle tracking en Ă©chographie, de mesurer les dĂ©formations myocardiques dans toutes les directions. D’importants progrĂšs dans les sĂ©quences d’imagerie et dans le post-traitement ont rendu cette technique accessible. Il en rĂ©sulte une sĂ©mĂ©iologie nouvelle dĂ©crite dans ce chapitre. L’intĂ©rĂȘt principal des multiples indices dĂ©rivĂ©s du tagging est d’apporter des nouveaux marqueurs de dysfonction contractile, plus prĂ©coces que les paramĂštres fonctionnels usuels, avant que les anomalies ne deviennent perceptibles visuellement.

Concept

Le concept de tagging (que l’on peut traduire par marquage ou tatouage) a Ă©tĂ© introduit en 1988 par Zerhouni [1] et Axel [2]. Il s’agit d’appliquer des lignes ou des grilles de saturation dans le plan de coupe au moment oĂč survient l’onde R de l’ECG (fin de la diastole mĂ©canique), afin de pouvoir suivre la dĂ©formation de ces lignes (d’hyposignal) en systole lors de la contraction cardiaque. La persistance des motifs de tagging durant les 20 Ă  40 images dĂ©crivant le cycle cardiaque (rĂ©solution temporelle de l’ordre de 30 ms) permet de quantifier les dĂ©placement myocardiques liĂ©s Ă  la contraction et Ă  la relaxation.

Image:sequence_tagging_730.jpg Une grille de lignes noires est appliquĂ©e sur l’image au moment du complexe QRS (image de gauche). Les images successives de la sĂ©quence cinĂ© ensuite obtenues (toutes les 30 ms environ) montrent la dĂ©formation progressives de ces marques, en rapport avec la contraction cardiaque. En coupe petit axe on observe une incurvation centripĂšte des lignes en systole (vers le centre de la cavitĂ© VG). En diastole, lors du retour Ă  la position initiale on note une certaine attĂ©nuation du contraste par effacement des tags liĂ© au T1 myocardique (fading).

Plusieurs types de sĂ©quences peuvent ĂȘtre utilisĂ©es pour l’application des lignes de tag (SPAMM, Dante). Ces marques d’hyposignal s’estompent progressivement durant le cycle cardiaque (fading), en fonction du temps de relaxation T1 du myocarde. Le T1 du myocarde est de l’ordre de 600 Ă  700 ms Ă  1.5 T, il est plus long Ă  haut champ (vers 1000 ms Ă  3T) de sorte que les images de tagging sont meilleures Ă  3T. Le T1 est plus court aprĂšs injection de gadolinium, raison pour laquelle il vaut mieux Ă©viter de faire des Ă©tudes de tagging aprĂšs injection de gadolinium.

L’analyse visuelle est possible mais l’intĂ©rĂȘt principal de la mĂ©thode consiste Ă  extraire des paramĂštres quantitatifs Ă  partir du dĂ©placement des lignes durant le cycle cardiaque. Ce post-traitement peut ĂȘtre rĂ©alisĂ© sur l’image elle-mĂȘme en dĂ©tectant et en suivant les lignes (tracking) ou par mĂ©thode de flux optique qui construit de vecteurs de dĂ©placement. Actuellement, le post-traitement est surtout rĂ©alisĂ© de maniĂšre automatique (non opĂ©rateur dĂ©pendante) dans le plan de Fourier avec la mĂ©thode HARP (Osman 1999 [3]). Les illustrations prĂ©sentĂ©es ci-dessous ont Ă©tĂ© obtenues avec le logiciel InTag Ă©laborĂ© par les Ă©quipes universitaires de Maastricht et de Lyon (www.creatis.insa-lyon.fr/inTag/ [4]).


Trois composantes géométriques principales du strain (déformation)

L’expression strain correspond Ă  la dĂ©formation subie par une partie du myocarde lorsque sa forme change durant le cycle cardiaque. Le strain ou dĂ©formation segmentaire, est exprimĂ© en pourcentage de changement de longueur deltaL d’un segment myocardique L dans une direction donnĂ©e : strain (%) = DeltaL/L. Le strain est positif en cas d’élongation et nĂ©gatif en cas de raccourcissement.

Image:Principe_strain.jpg Définition du strain. Les traits rouges et verts indiquent les longueurs diastolique Ld et systolique Ls correspondant à un segment orienté ici de maniÚre radiaire (en rouge, dirigé vers le centre du ventricule gauche) ou circonférentielle (en vert, orienté selon le périmÚtre du VG. Le strain à cet endroit est (Ls-Ld)/Ld. Il est de l'ordre de 10 à 40%

PlutĂŽt que d’utiliser les ‘vecteurs propres’ du champ de dĂ©formation, on prĂ©fĂšre se rĂ©fĂ©rer aux trois composantes du strain, perpendiculaires (orthogonales) entre elles et correspondant Ă  l’orientation du ventricule gauche (VG)  : longitudinale, Ă©tudiĂ©e en coupe grand axe, radiale et circonfĂ©rentielle Ă©tudiĂ©es en coupes petit axe.
1) Le strain longitudinal, négatif en systole, correspond au rapprochement base-apex.
2) Le strain radial, positif en systole, correspond au dĂ©placement centripĂšte vers le centre de la cavitĂ©. Il accompagne l’épaississement systolique pariĂ©tal.
3) Le strain circonférentiel, négatif en systole, est tangentiel aux parois dans le plan petit axe. Il traduit le raccourcissement circonférentiel.
Les ordres de grandeur de ces indices sont résumés dans le tableau II

Image:component3.jpg Illustration des 3 types de strain accessibles grùce aux données du tagging.

1) selon la direction longitudinale (grand axe), la déformation longitudinale correspond au raccourcissement base-pointe.

Dans le plan petit axe : 2) la dĂ©formation circonfĂ©rentielle est tangente aux parois (le long du pĂ©rimĂštre) et 3) la dĂ©formation radiale est dirigĂ©e vers le centre de la cavitĂ© VG.

Les coupes proches de l’apex prĂ©sentent une rotation horaire (vue depuis l’apex) tandis que les coupes basales prĂ©sentent une rotation dans le sens anti-horaire (flĂšches courbes Base et Apex).

Image:circonferentiel.jpg Image:longitudinal.jpg
Les déformations circonférentielles et radiales sont obtenues à partir des coupes petit axe La déformation longitudinale est obtenue à partir des coupes grand axe


Mode de représentation des paramÚtres de strain

Ces diffĂ©rentes composantes du strain peuvent ĂȘtre reprĂ©sentĂ©es sous forme de courbes (Ă©volution selon le temps dans le cycle cardiaque), de vecteurs superposĂ©s Ă  l’image anatomique (champ de vecteurs) ou de cartes paramĂ©triques couleur (pour chaque instant du cycle cardiaque), comme l'illustre l'exemple ci-dessous. Il est aussi possible de reprĂ©senter le dĂ©placement global (Ă  ne pas confondre avec le strain ou dĂ©formation).

Image:strain_circonferentiel.jpg DĂ©formation circonfĂ©rentielle correspondant au mouvement le long du pĂ©rimĂštre (tangentiellement aux contours myocardiques) sur une coupe petit axe. L’image de gauche montre une image de tagging en systole. Au milieu est reprĂ©sentĂ©e l’image paramĂ©trique du strain circonfĂ©rentiel ; les teintes bleues correspondent aux dĂ©formations les plus importantes. A droite sont reprĂ©sentĂ©es les courbes de dĂ©formation sur six secteurs myocardiques. On constate que la dĂ©formation circonfĂ©rentielle est plus intense (de l’ordre de -30%) dans les territoires antĂ©rieur et latĂ©ral. Les couches sous endocardiques prĂ©sentent une dĂ©formation plus forte que les couches sous Ă©picardiques.

L’expression la plus synthĂ©tique de ces multiples paramĂštre, tenant compte des normes rĂ©gionales, est la reprĂ©sentation en z-score proposĂ©e par l’équipe de St Louis (Cupps 2010 [5]) qui consiste a reprĂ©senter la surface 3D du VG avec une couleur qui exprime l’écart entre le strain composite observĂ© et la norme Ă©tablie en ce point chez des sujets tĂ©moins.

Le strain rate est la dĂ©rivĂ©e du strain (exprimĂ© en 1/s) et correspond Ă  la vitesse de dĂ©formation. Il est comparable Ă  la vitesse d’éjection ou de remplissage dĂ©crit en ventriculographie isotopique (en ventriculographie isotopique, les vitesses maximales d’éjection ou de remplissage normales sont > 2.0 VTD/s).

Champ des vecteurs de déplacement

Une autre modalité de représentation du mouvement local consiste à dessiner les vecteurs de déplacement instantanés (à chaque instant du cycle cardiaque).


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