Soutenance mémoire
LES PRINCIPES DE L’ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE
Les modalités d’utilisation et l’efficacité des agents de contraste ultrasonores
Les ACUS peuvent participer à cette amélioration en facilitant l’examen des cas difficiles
En effet, les ACUS ont été introduits en neurologie en 1993, avec pour principale indication l’insuffisance du rapport signal/bruit lors d’étude sur la macrocirculation et la microcirculation cérébrales. Les limites les plus fréquemment rencontrées lors d’échographie conventionnelle étaient dues « à une absence de flux, à un flux lent ou à un flux de faible débit ». Dans ces cas précis, les ACUS ont été utilisés dans le but de différencier les occlusions vasculaires des conditions insuffisantes de détection des échos, mais aussi pour détecter les vitesses des flux sanguins très lents (pseudo-occlusion vasculaire, microcirculation), ainsi que les flux de faibles débits (petits vaisseaux, pseudo-occlusion vasculaire, microcirculation) (174).Ainsi, les ACUS permettent un renforcement du signal en provenance du sang circulant, cet accroissement pouvant atteindre près de 30 dB. L’importance et la durée du renforcement du signal en provenance du vaisseau dépendent à la fois des caractéristiques du patient, de l’importance de l’obstacle en présence, des caractéristiques de l’ACUS utilisé, de sa concentration, de la dose utilisée ainsi quedu type d’administration, perfusion ou bolus.Le renforcement du signal débute généralement une vingtaine de secondes après l’injection, et son effet se poursuit pendant quelques minutes. L’injection en bolus est simple à mettre en oeuvre et ne nécessite pas d’appareil dédié mais la durée du renforcement est brève. Par contre, si l’on utilise une perfusion, le renforcement du signal, fonction du débit imposé, est toujours stable, en plateau dès 1 à 2 minutes après le début de l’injection, permettant d’obtenir un renforcement prolongé de bonne qualité et relativement uniforme jusqu’à la fin de la perfusion. Il existe bien entendu une courbe d’apprentissage pour que, en fonction de l’obstacle, l’utilisateur choisisse la concentration de l’ACUS et la modalité d’injection les plus adaptées à l’indication de l’examen.
L’injection en bolus a le désavantage d’entraîner une phase initiale de renforcement excessif à l’origine d’artéfacts de saturation rendant impossible toute interprétation des signaux Doppler couleur ou spectral et réduisant par voie de conséquence la durée de la phase utile du renforcement du signal. Le signal Doppler couleur déborde largement les limites vasculaires et l’enveloppe spectrale présente de nombreuses irrégularités, ce qui gêne l’interprétation.
Cependant, plus l’injection est lente, moins ces artéfacts sont importants et plus ils sont brefs, et l’on observe même, en règle générale, une absence totale d’artéfacts lors de l’utilisation d’une perfusion. Le temps de renforcement efficace est par voie de conséquence dépendant des caractéristiques d’injection : plus les artéfacts sont de brève durée, plus le temps de renforcement utilisable sera long. Ce temps efficace est estimé en fonction des séries, entre 3 et 5 minutes, mais cette limite peut être reculée en préférant la perfusion ou l’injection lente à l’injection en bolus, et aussi en utilisant les ACUS de dernière génération.
Deux ACUS ont été approuvés en Europe dans le cadre de l’étude échographique des artères cérébrales : le Levovist® et le SonoVue®. Actuellement le Levovist® est le PCUS le plus employé ; le SonoVue®, quant à lui, a montré son efficacité avec les études de phase III, en démontrant sa bonne tolérance et sa persistance dans la circulation cérébrale pendant plus de 7 minutes. Jusqu’à présent, aucune étude n’a comparé ces deux ACUS, les données établies pour le SonoVue® étant insuffisantes. Mais pour Seidel et al, et dans le cadre de leurs nombreuses études, les propriétés du SonoVue® semblent au moins équivalentes à celles du Levovist® (48, 174).
Selon certains auteurs, la vitesse circulatoire mesurée sous l’effet des PCUS augmente de 5% à 35% par rapport à l’examen de référence lorsque les caractéristiques de gain ne sont pas modifiées (93). Cette augmentation de la vitesse s’accompagne d’une augmentation de la dispersion spectrale.
Dire que les PCUS augmentent la vitesse circulatoire revient cependant à dire qu’il existe un effet hémodynamique général de ces agents, ce qui n’a jamais été démontré dans les expérimentations animales ni dans les phases initiales d’utilisation des produits. On sait par contre qu’une augmentation de l’énergie spectrale telle qu’elle peut être induite par l’utilisation des ACUS permet de recruter des vitesses non détectées en conditions normales.
La dispersion spectrale devient alors plus marquée dans la mesure où les flux de vitesses extrêmes, à la fois très lents et très rapides, habituellement peu énergétiques parce que ne concernant qu’une très petite fraction du débit circulant, deviennent enregistrables. La mesure de la vitesse maximale réelle pourrait donc, dans certains cas, ne se faire qu’avec un renforcement du signal.
Ce point est très important compte tenu du fait que le seuil de vitesse est un critère fondamental de quantification des sténoses en ultrasonographie. D’après une étude sur 50 patients menée par Deklunder et al, il n’existe pas de modification de la vitesse circulatoire dans un axe artériel normal (carotide commune) après une injection d’ACUS. Ceci a été également rapporté par différents auteurs dans une étude réalisée à la fois sur des carotides communes normales et sur des lésions sténosantes (172). En pratique, on peut retenir que lorsque les mesures sont réalisées en dehors de la phase initiale qui suit l’injection, il n’existe aucune modification des vitesses maximale, moyenne, ou des indices par rapport aux mesures de référence (102).
Il semble donc que l’utilisation des ACUS permette plutôt, en présence d’une sténose très serrée, de visualiser l’ensemble des vitesses présentes dans le vaisseau, sans modifications d’ordre hémodynamique induites par ces agents.
Ainsi, pour compenser les limites rencontrées en échographie conventionnelle dans certaines conditions d’examen rendues difficiles par l’anatomie ou la pathologie des patients, les ACUS trouvent un intérêt et permettent de développer de nouvelles applications dans le diagnostic et le traitement de ces patients. Actuellement, l’échographie de contraste est notamment utilisée lors d’exploration extracrânienne pour différencier l’occlusion et la pseudo-occlusion de l’artère carotide interne, déterminer la zone de sténose la plus serrée lors de sténose sévère, mais aussi visualiser les artères vertébrales extracrâniennes et leurs collatérales. Les applications transcrâniennes quant à elle incluent l’insuffisance des fenêtres acoustiques, le diagnostic des malformations artérioveineuses, mais aussi la thrombose des veines cérébrales, les aneuvrismes intracrâniens, et la mise en évidence de la perfusion cérébrale.
Les applications aux lésions carotidiennes :
En utilisant l’échographie conventionnelle et dans la majorité des situations, les artères extracrâniennes peuvent être explorées avec des valeurs de sensibilité et de spécificité élevées.
Ainsi, dans la plupart des cas, les PCUS ne sont pas nécessaires. Mais il arrive que la pénétration des US soit insuffisante du fait de l’atténuation importante due aux structures environnantes. Dans ces situations, les ACUS trouvent alors une utilité et permettent de poser un diagnostic jusqu’alors impossible avec l’échographie conventionnelle.
La recherche d’une sténose athéromateuse
C’est la circonstance la plus fréquente pour laquelle est réalisée une exploration ultrasonographique des troncs supra-aortiques. Le diagnostic écho-Doppler doit apporter un maximum de précisions sur la lésion : description de la plaque athéromateuse responsable de la sténose, définition de la surface de la plaque et surtout quantification précise de la sténose.
En présence de ces plaques, la visualisation du chenal résiduel peut être impossible ou incomplète. La difficulté est d’autant plus importante que la plaque et l’obstacle sont longs puisque dans les plaques courtes, les anomalies hémodynamiques observées à l’entrée et à la sortie de la lésion peuvent permettre dans la plupart des cas d’établir correctement le degré de sténose.
Ainsi, dans plusieurs études, une amélioration significative dans la visualisation des segments sténosés de l’artère carotide interne a été mise en évidence dans 31% à 40% des cas avec l’échographie de contraste, montrant ainsi son utilité dans certaines situations (63).
Le diagnostic de thrombose complète
Les ACUS présentent aussi un intérêt dans la détection d’une lumière résiduelle afin de faire la différence entre une sténose subtotale, encore appelée « pseudo-occlusion », et une occlusion totale de l’artère carotide interne (63).En effet, lorsque la sténose est extrêmement serrée, l’énergie ultrasonore rétrodiffusée par le flux résiduel est très faible et en deçà des capacités de détection des échographes usuels. Le renforcement du signal ultrasonore en provenance d’un chenal encore perméable par un ACUS permet donc d’affirmer l’existence d’une perméabilité résiduelle. Il a ainsi été démontré sur l’animal que des flux de très petits réseaux vasculaires pouvaient devenir enregistrables. Chez l’homme, le flux résiduel d’une sténose très serrée peut n’être détecté qu’avec utilisation d’un ACUS. Cette indication est importante car les explorations ultrasonores sont responsables d’un pourcentage élevé de faux positifs d’occlusion de l’ordre de 15%. Or l’attitude thérapeutique est tout à fait différente selon que l’on est en présence d’une occlusion ou d’une sténose hyper serrée encore accessible à la chirurgie. D’où la nécessité d’améliorer la spécificité de l’exploration ultrasonore : le renforcement du signal vasculaire obtenu grâce à la présence d’un PCUS permet, malgré le faible débit, d’analyser correctement le flux résiduel dans la quasi-totalité des cas.
L’absorption de l’énergie ultrasonore
Tous les obstacles péri-vasculaires peuvent entraîner une absorption de l’énergie ultrasonore telle qu’il devient impossible de définir correctement les lésions pariétales des axes carotidiens ou même simplement d’affirmer la perméabilité des axes vertébraux, déjà plus profonds et difficiles d’accès en conditions normales. Les PCUS peuvent alors aider à mieux visualiser l’artère vertébrale et ses collatérales. Ainsi, dans une étude portant sur 9 patients, il a été possible de poser un diagnostic définitif pour 6 d’entre eux (2 présentant une occlusion et 4 avec une hypoplasie de l’artère vertébrale) grâce à l’injection de PCUS.
La définition des plaques
Le risque cérébro-vasculaire ischémique a été jusqu’ici bien corrélé au degré de sténose mais l’altération de la surface endoluminale et les caractéristiques constitutives de la plaque avec une dominance hypoéchogène en ultrasonographie majorent ce risque et doivent donc être incluses dans son évaluation globale. Pour pouvoir affirmer l’existence d’un cratère, il faut y rechercher la présence de petits reflux localisés, or, il s’agit de flux lents et de faible énergie qui peuvent nécessiter dans les conditions précitées la présence d’un agent renforçateur pour être détectés. Lorsque des PCUS sont utilisés, la reconnaissance des irrégularités de surface et des ulcérations par l’examen ultrasonographique est plus souvent possible qu’en l’absence de rehaussement du signal et les corrélations avec l’angiographie et l’histologie sont meilleures.
En conclusion et d’après les résultats disponibles dans la littérature il apparaît clairement que l’utilisation des PCUS ne présente aucun intérêt lorsque les lésions sont adéquatement analysées en examen conventionnel.
Mais dans les cas difficiles de sténoses serrées, l’utilisation des PCUS est utile et permet :
D’améliorer la visualisation du chenal circulant en Doppler couleur, avec mesure possible dans un plus grand pourcentage de cas de la surface résiduelle perméable en coupe transverse du vaisseau ;
De repérer plus facilement la zone de sténose la plus serrée lorsque le chenal est long, permettant ainsi de positionner au mieux la fenêtre Doppler et d’enregistrer les vitesses maximales ;
De réaliser une analyse spectrale du flux même lorsque le renforcement du signal est insuffisant pour améliorer l’image couleur.
Ainsi, dans les cas difficiles, l’exploration ultrasonore avec ACUS permet plus souvent de quantifier les lésions, le pourcentage de réponse passant de 80 à 94% (183). Compte tenu de ces éléments, la confiance diagnostique de l’examinateur est toujours renforcée et passe d’environ 40 à 90% (64).
Dans le contexte particulier de la sténose pré-occlusive, peu de cas sont pour l’instant rapportés dans la littérature mais les limites de détection reculent avec l’utilisation des PCUS et tendent à faire de l’examen ultrasonore, l’examen de référence dans ce contexte.
De façon générale, on observe que la sensibilité et la valeur prédictive positive (VPP) s’améliorent de même que la reproductibilité inter-observateurs avec l’usage des ACUS.
Ceux-ci contribuent donc à améliorer la performance globale et l’objectivité de l’examen.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : LES PRINCIPES DE L’ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE
I LES BASES PHYSIQUES DE L’ECHOGRAPHIE
1) Les propriétés physiques des ultrasons
2) Les interactions des ultrasons avec les tissus
3) La formation de l’image échographique
4) Les particualrités de l’échographie
II LES PRODUITS DE CONTRASTE
1) Le développement des produits de contraste ultrasonores
2) Les classifications des produits de contraste ultrasonores
3) Tolérance
4) Les principaux produits de contraste ultrasonores utilisés
5) Les interactions entre produits de contraste ultrasonores et ultrasons
III LES SEQUENCES ECHOGRAPHIQUES ADAPTEES AUX PRODUITS DE CONTRASTE ULTRASONORES
1) L’imagerie ultrasonore conventionnelle
2) L’imagerie harmonique
3) Les modifications de la technique d’acquisition des images
4) Les artefacts liés à l’utilisation des agents de contraste ultrasonores
CHAPITRE 2 : LES PRINCIPALES INDICATIONS DE L’ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE
I INTRODUCTION
1) L’augmentation du signal rétrodiffusé en mode B ou Doppler
2) La parenchymographie ultrasonore
3) L’imagerie fonctionnelle ultrasonore
4) L’échographie de contraste et la thérapie
II L’ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE ET LES AFFECTIONS HEPATIQUES
1) La réalisation de l’examen
2) L’interpréattion des résultats
3) Les aspects des lésions hépatiques en échographie de contraste
4) Les autres indications hépatiques de l’échographie de contraste
5) La valeur diagnostique de l’échographie de contraste
6) Les indications hépatiques de l’échographie de contraste
III L’ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE ET LES APPLICATIONS UROGENITALES
1) Les applications rénales
2) La détection et le suivi du reflux vésico-rénal chez l’enfant par échocystographie
3) L’hystérosalpingosonographie de contraste (HSSGC)
IV L’APPORT DES PCUS DANS L’EXPLORATION ULTRASONOGRAPHIQUE DES ARTERES CEREBRALES
1) Les modalités d’utilisation et l’efficacité des agents de contraste ultrasonores
2) Les applications aux lésions carotidiennes
3) Les applications à l’exploration transcrânienne
V L’ECHOCARDIOGRAPHIE DE CONTRASTE
1) Les rappels physiques
2) La mise en oeuvre pratique de l’examen
3) Les applications cliniques
VI LES MICROBULLES CIBLES ET LEUR UTILISATION DANS LE DIAGNOSTIC ET LA THERAPEUTIQUE
1) Les différentes modalités de ciblage des agents de contraste ultrasonores et leur détection
2) Les microbulles cibles et leur utilisation dans le diagnostic
3) Les microbulles cibles et leur utilisation en thérapeutique
CHAPITRE 3 : L’ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE EN MEDECINE VETERINAIRE
I L’ETAT D’AVANCEMENT DES RECHERCHES SUR L’ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE EN MEDECINE VETERINAIRE
II LES APPLICATIONS DE L’ECHOGRAPHIE DE CONTRASTE A LA MEDECINE VETERINAIRE
1) Les premières études menées sur l’échographie de contraste en médecine vétérinaire
2) Les applications potentielles de l’échographie de contraste à la médecine vétérinaire
CONCLUSION
B IBLIOGRAPHIE
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