Imagerie cardiaque par radionucléides

SPECT dans l'angor d'apparition récente

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Images d'effort et de repos de tomographie à émission monophotonique (SPECT) d'un homme de 52 ans souffrant d'angor d'apparition récente. Les images obtenues à l'effort (rangées d'images ou de cartes polaires notées Str ou Stress) montrent une grande zone d'ischémie dans le territoire irrigué par l'artère interventriculaire antérieure (IVA) qui est absente au repos (rangées d'images ou de cartes polaires notées Rst ou Rest). L'angiographie a confirmé une occlusion de 95 à 99% de la bifurcation de l'interventriculaire antérieure au niveau de la première branche diagonale. Les images à l'effort montrent une fixation plus faible (plus violettes ou plus foncées) que les zones claires au repos.

Image fournie par James R. Corbett, MD.

La SPECT détecte les rayons gamma émis par les radionucléides (thallium-201 et technétium-99m) pour évaluer la perfusion myocardique au repos et à l'effort. La SPECT utilise généralement un système de caméra rotative et la reconstruction tomographique pour produire une image tridimensionnelle. Avec la SPECT à plusieurs caméras, l'acquisition des images peut souvent être terminée en ≤ 10 min. La comparaison visuelle des images de stress et tardives peut être complétée par des affichages quantitatifs. Avec la SPECT, les éléments suivants peuvent être identifiés:

• Des anomalies régionales (y compris inférieures et postérieures)

• De petites zones d'infarctus

• Les vaisseaux responsables de l'infarctus

La masse myocardique infarcie et viable peut être quantifiée, aidant ainsi à déterminer le pronostic.

En PET, un traceur radioactif émettant des positons est injecté au patient, et une TDM standard est utilisée pour montrer l'emplacement des tissus où le traceur est capté et les positons émis. Selon le traceur utilisé, la PET peut évaluer la perfusion ou le métabolisme cellulaire.

Les agents de perfusion sont des nucléides radioactifs utilisés pour mesurer le flux sanguin entrant dans une région spécifique; ils permettent de démasquer les déficits de perfusion myocardique qui ne sont pas évidents au repos. Ils comprennent le dioxyde de carbone au carbone-11 (C-11), l'eau à l'oxygène-15 (O-15), l'ammoniac à l'azote-13 (N-13), le flurpiridaz au fluor-18 (F-18) et le rubidium-82 (Rb-82). Seul le Rb-82 ne nécessite pas la présence d'un cyclotron sur place.

Les agents métaboliques sont des analogues radioactifs de substances biologiques normales qui sont captés et métabolisés par les cellules. Ils comprennent:

• Désoxyglucose marqué au F-18 (F-18 FDG)

• Acétate C-11

Le fluorodésoxyglucose au fluor 18 (F-18 FDG) détecte l'augmentation du métabolisme glucidique pendant l'ischémie et peut ainsi distinguer le myocarde ischémique mais encore viable du tissu cicatriciel. La sensibilité est supérieure à celle de l'imagerie de perfusion myocardique au technétium-99m (utilisée en SPECT), ce qui rend l'imagerie au FDG utile pour sélectionner les patients en vue d'une revascularisation et pour l'éviter lorsque seul du tissu cicatriciel est présent. Cette utilisation peut justifier le coût plus élevé de la PET par rapport à la SPECT. Le FDG a également été utilisé pour détecter les troubles inflammatoires cardiovasculaires (p. ex., des fils de stimulateur cardiaque infectés, une vascularite aortique, une sarcoïdose cardiaque).

La captation de l'acétate marqué au Carbone-11 semble refléter globalement le métabolisme oxydatif des myocytes. Cette captation ne dépend pas de facteurs potentiellement variables, comme la glycémie qui peut influencer la distribution du FDG. L'imagerie à l'acétate C-11 permet de mieux prédire la récupération de la fonction myocardique post-intervention que l'imagerie au FDG. Cependant, du fait de sa demi-vie de 20 min, le C-11 doit être produit par un cyclotron sur place.

La PET avec TDM (TEP-TDM) est considérée comme le gold standard pour l'évaluation de la viabilité myocardique, lorsqu'elle est disponible, par rapport à la SPECT (1). La PET est également considérée comme une technique d'imagerie importante, associée à l'IRM cardiaque, pour le diagnostic de la sarcoïdose cardiaque (2).

FDG-PET montrant le myocarde sidéré

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Diminution de la perfusion myocardique du septum interventriculaire (flèches vertes), des parois inférieure (flèches rouges) et apicale (flèche bleue) au repos (à gauche) dans le cadre d'une captation intacte du désoxyglucose marqué au fluor 18 (FDG) à la PET-TDM de viabilité (à droite). Ceci est compatible avec un myocarde hibernant (flèche jaune), qui est actuellement hypoperfusé et a une demande métabolique réduite pour correspondre à l'apport, mais est viable et peut récupérer avec le temps.

© 2017 Elliot K. Fishman, MD.

PET-TDM au FDG dans la cardiomyopathie dilatée

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Ce scanner montre des séquences de tomodensitométrie (TDM) et de tomographie par émission de positons (PET) combinées d'un cœur atteint de cardiomyopathie dilatée.

Les séquences sont des vues en petit axe de l'apex à la base (en haut), en grand axe vertical du septum à la paroi latérale (au milieu), et en grand axe horizontal de l'inférieur à l'antérieur (en bas). L'ordre de chaque séquence s'étend de l'angle supérieur gauche à l'angle inférieur droit. La PET utilisée ici utilise du FDG F-18. Ici, il y a une captation réduite du FDG dans des portions du myocarde.

CENTRE JEAN-PERRIN/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Dans la scintigraphie de perfusion myocardique, les radio-isotopes IV sont captés par les tissus cardiaques en proportion de leur perfusion; ainsi les zones d'hypofixation représentent des zones d'ischémie relative ou absolue. La SPECT et la PET sont toutes deux utilisées à cette fin.

L'atténuation de l'activité myocardique par superposition des tissus mous peut entraîner de faux positifs. L'atténuation par le tissu mammaire chez la femme est particulièrement fréquente. L'atténuation par le diaphragme et le contenu de l'abdomen peut donner lieu à des défects artéfactuels de la paroi inférieure dans les deux sexes, mais est plus fréquente chez l'homme, tandis que l'atténuation due au tissu mammaire est plus fréquente chez la femme (1). Une atténuation est plus probable avec le technétium-99m (^99mTc) qu'avec le thallium 201 radioactif (Tl-201).

Indications

L'imagerie de la perfusion myocardique est utilisée lors d'un test d'effort pour:

• Évaluer les patients présentant une douleur thoracique d'origine incertaine (après une évaluation initiale par électrocardiographie et biomarqueurs du syndrome coronarien aigu) (2)

• Déterminer la signification fonctionnelle de la sténose de l'artère coronaire observée à l'angiographie

• Déterminer la signification fonctionnelle des vaisseaux collatéraux observés sur l'angiographie

• Évaluer le succès des interventions de reperfusion (p. ex., pontage aortocoronarien [PAC], intervention percutanée, thrombolyse)

• Estimer le pronostic après un infarctus du myocarde (3)

Test d'effort en médecine nucléaire

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Cet ensemble d'images composite montre un test d'effort normal en médecine nucléaire. Les rangées d'images ou les cartes polaires notées Rst ou RS sont obtenues avant l'effort, et celles notées Str ou ST sont obtenues pendant l'effort. Il n'y a pas de zones de diminution de la captation des radionucléides. Il existe une captation similaire au repos et à l'effort.

LIVING ART ENTERPRISES/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Après un infarctus du myocarde aigu, la scintigraphie myocardique de perfusion peut permettre d'estimer le pronostic en montrant l'étendue des anomalies de perfusion dues à l'infarctus du myocarde aigu, l'extension des zones cicatricielles dues à de précédents infarctus et les zones résiduelles péri-infarctus ou d'autres zones d'ischémie réversible (4, 5).

Alors que la SPECT est plus largement disponible et moins coûteuse, la PET avec TDM (PET-TDM) est considérée comme le gold standard pour l'évaluation de la viabilité myocardique (6).

L'imagerie par affinité pour l'infarctus utilise des marqueurs radioactifs tels que le pyrophosphate de Tc-99m et l'antimyosine (anticorps anti-myosine cardiaque marqués à l'indium-111 [In-111]) qui s'accumulent dans les zones de myocarde lésées. Les images deviennent habituellement positives 12 à 24 h après l'infarctus du myocarde aigu et le demeurent pendant environ 1 semaine; elles peuvent rester positives s'il persiste une zone de nécrose post-infarctus du myocarde ou si un anévrisme se développe. Cette technique est rarement utilisée car d'autres tests diagnostiques de l'infarctus du myocarde (p. ex., biomarqueurs) sont d'accès plus facile et moins coûteux et parce qu'elle ne fournit aucune information pronostique en dehors de la taille de la nécrose.

Le pyrophosphate de Tc-99m est utilisé de façon similaire pour évaluer l'infiltration cardiaque dans l'amylose à transthyrétine (un type d'amylose dans lequel des feuillets protéiques de transthyrétine mal repliés peuvent s'accumuler dans les tissus, y compris le cœur). Les dépôts amyloïdes de transthyrétine dans le myocarde sont particulièrement avides du pyrophosphate de Tc-99m. En l'absence de manifestations sériques et urinaires d'une amylose à chaînes légères (qui peut également infiltrer le myocarde, ce qui produit une scintigraphie positive) ou d'un infarctus récent, un taux élevé de captation par le myocarde est spécifique de l'amylose cardiaque à transthyrétine et peut éviter la nécessité d'une biopsie myocardique.

Les autres radio-isotopes comprennent les acides gras marqués à l'iode-123 (I-123), qui produisent des zones froides là où le myocarde est ischémique; le citrate de gallium-67, qui s'accumule dans les sites d'inflammation active (p. ex., dans les cardiomyopathies inflammatoires aiguës); et la I-123-métaiodobenzylguanidine, un analogue de neurotransmetteur capté et emmagasiné par les neurones du système nerveux sympathique et utilisé en recherche afin d'évaluer l'insuffisance cardiaque, le diabète, le phéochromocytome, certains troubles du rythme et la dysplasie arythmogène ventriculaire droite.

La ventriculographie isotopique est utilisée afin d'évaluer la fonction ventriculaire. Elle est utile pour mesurer la fraction d'éjection au repos et à l'effort dans les coronaropathies, les valvulopathies et les cardiopathies congénitales. Certains cliniciens la préfèrent pour l'évaluation en série de la fonction ventriculaire chez des patients sous chimiothérapie anticancéreuse cardiotoxique (p. ex., anthracyclines). Cependant, la ventriculographie isotopique a été en grande partie remplacée par l'échocardiographie, qui est moins coûteuse, ne nécessite pas d'exposition aux radiations et peut théoriquement évaluer avec autant de précision les fractions d'éjection.

Les globules rouges marqués au Tc-99m sont injectés par voie intraveineuse. La fonction ventriculaire gauche (VG) et la fonction ventriculaire droite (VD) peuvent être évaluées par:

• Analyses du premier passage (un type d'évaluation battement par battement)

• Imagerie du pool sanguin synchronisée (à l'électrocardiographie [ECG]) réalisée sur plusieurs minutes (ventriculographie radio-isotopique, multiple-gated acquisition [MUGA])

Tous ces examens peuvent être effectués au repos ou après effort. Les études du premier passage sont rapides et relativement aisées, mais la ventriculographie radio-isotopique MUGA (acquisition multi-fenêtrée [multiple-gated acquisition]) procure de meilleures images et est plus largement utilisée.

Dans les études de premier passage, 8 à 10 cycles cardiaques sont visualisés au fur et à mesure que le marqueur se mélange au sang et passe dans la circulation centrale. Elles sont idéales pour déterminer la fonction du ventricule droit et les shunts intracardiaques.

Dans la ventriculographie radio-isotopique MUGA (acquisition multi-fenêtrée [multiple-gated acquisition]), l'imagerie est synchronisée avec l'onde R de l'ECG. Plusieurs images sont prises de portions courtes et séquentielles de chaque cycle cardiaque pendant 5 à 10 min. L'analyse informatique génère une configuration moyenne de la masse sanguine pour chaque partie du cycle cardiaque et synthétise les configurations en une boucle cinématique continue rappelant un cœur battant. La MUGA (acquisition multi-fenêtrée [multiple-gated acquisition]) a été utilisée pour l'évaluation fonctionnelle des ventricules gauche et droit chez les patients atteints de coronaropathie et/ou d'infarctus du myocarde, de valvulopathies cardiaques et en cardio-oncologie. La MUGA (acquisition multi-fenêtrée [multiple-gated acquisition]) a été largement supplantée par l'échocardiographie, l'IRM cardiaque et d'autres modalités d'imagerie, avec peu d'indications, sauf lorsque d'autres imageries sont contre-indiquées ou indisponibles (1, 2).