Diagnostic de perméabilité du Foramen Ovale (FO) en scanner multicoupe

cardiaque

Léonardo Botallo (1519-1588)

Explication anatomique et physiologique du trou de Botal (Foramen Ovale) et du canal artériel.

PA GANNE (1), S TISSIER(1), M. ANDRONACHE (2), C BARBARY (1), A HUEBER (2), L MEYER-BISCH (1),

C DE CHILLOU (2), C CHABOT (3), D REGENT (1)

CHU Nancy - 2005 -

Département de radiologie (1)

Département de cardiologie (2)

Réanimation respiratoire (3)

Rappels d’embryologieRappels d’embryologie

Pendant la vie fœtale :

- Afflux veineux oxygéné dans l’oreillette droite (AD) en provenance de la veine ombilicale, s’ajoutant au flux en provenance de la VCI

- Poumons collabés : la circulation droite est un territoire résistif à haute pression

- Création d’un shunt AD�AG via le Foramen Ovale (2)

Cloisonnement de l’oreillette primitive (4-6e semaine)

- Face septale de l’AG = septum primum, endocardique

- Face septale de l’AD = septum secundum, musculaire

Ces deux septa ont une croissance centripète, laissant un pertuis central plutôt crânial à gauche (ostium primum) et plutôt caudal à droite (ostium secundum).

Le foramen ovale (anciennement trou de Botal) correspond à la persistance d’un canal entre ces deux septa (phénomène de valve à trajet obliquetrajet oblique) (1).

Rappels d’embryologieRappels d’embryologie

A la naissance :

- La ventilation des poumons fait réduire significativement les pressions des cavités cardiaques droites

- Parallèlement, la pression dans les cavités gauches augmente

Inversion du shuntInversion du shunt

Phénomène de clapet entre le septum primum et le septum secundum

Fermeture spontanée du FOFermeture spontanée du FO

(chez environ 75 % des individus) (7)

Anatomie descriptiveAnatomie descriptive

- Situé au niveau de la fossette ovale, portion la plus fine du septum inter-atrial

- Correspond au pertuis résiduel entre le septum primum (épais, versant AG) et le septum secundum (fin, versant AD) (2,3)

La valve de la VCI d’Eustachi oriente le flux veineux ascendant vers le FO, pouvant le maintenir ouvert et perméable

Foramen ovale perméable = défect septal atrial

ÉpidémiologieÉpidémiologie

• Foramen ovale perméable (FOP) est le shunt cardiaque le plus fréquent.

• Prévalence : 17 à 30 % des individus (1)

•• Plus fréquent à l’âge jeunePlus fréquent à l’âge jeune : jusqu’à 34% chez les moins de 30 ans (séries autopsiques) (3).

Éléments de physiopathologieÉléments de physiopathologie

Si PSi PADAD > P> PAGAG : réouverture possible du FO (3,6): réouverture possible du FO (3,6)

- Circonstances physiologiques : toux, défécation, manœuvre de Valsalva, plongée sous-marine.

- Circonstances pathologiques : BPCO, cœur pulmonaire post embolique, insuffisance ventriculaire droite, pathologie tricuspide, rétrécissement pulmonaire, œdème pulmonaire d’altitude, tamponnade...

- Circonstances médicales : ventilation mécanique, chirurgie thoracique à ciel ouvert, cathétérisme cardiaque, procédures électrophysiologiques...

CliniqueClinique

- Asymptomatique +++

- Sujets âgés : dyspnée, asthme, flutter atrial, fibrillation auriculaire, insuffisance cardiaque droite, HTAP (5)

- Migraine : (2 à 5 fois plus de FOP chez les migraineux) : rôle de certaines substances vasoactives( sérotonine ) du sang veineux libérées dans la circulation artérielle (4), microembols ? (1)

- Accidents neurologiques chez les plongeurs

-- AVC ischémique par embolie paradoxale ++++AVC ischémique par embolie paradoxale ++++

Embolie paradoxaleEmbolie paradoxale

- Après investigation intensive, 30 à 40% des AVC ischémiques ne sont pas expliqués : un FOP serait présent dans 40 à 75 % de ces AVC ischémiques dits cryptogénétiques (1, 2,4)

- Plus le FOP est large, plus le risque relatif augmente : de 1,7 à 4,7% supplémentaire par an (2,4)

- Les FOP de faible grade n’augmenteraient pas le risque d’embolie paradoxale

- Mécanismes complexes :

- Embolie paradoxale d’un thrombusthrombus formé dans la circulation périphérique (TVP), traversant le FO et se dirigeant vers les territoires cérébraux

- Formation in situ d’un thrombus par stagnation sanguine au seindu FO

- Formation du thrombus par fibrillation atriale associée

- Une TVP est rarement retrouvéeUne TVP est rarement retrouvée (<10%) (4)

- Un FOP augmente 5 fois le risque de récurrence d’AVC ischémique

Plongée sousPlongée sous--marinemarine

- Relation entre accident neurologique de décompression et présence d’un large FOP : de 49 à 66% (Germonpré)

- Accident cérébral plutôt que médullaire

- Survenant précocementprécocement (<30 min après la remontée), malgré le respect des paliers de sécurité

- Ventilation en pression positiveVentilation en pression positive génère une augmentation de pression dans l’AD : embolie gazeuse paradoxale à travers le FOP

Recommandations (6)

- Risque supplémentaire réel en cas de FOP est en fait limité : pas de justification de recherche systématique chez le plongeur

- Le FOP n’est pas une contre indication à la pratique de la plongée sous-marine

- Le dépistage d’un FOP reste obligatoire après un accident neurologique de décompression

- Intérêt éventuel de la fermeture chirurgicale du FOP chez les plongeurs professionnels

Moyens diagnosticsMoyens diagnostics

Gold standard = échographie trans oesophagienneéchographie trans oesophagienneavec produit de contraste (PC)

- Technique la plus sensibleTechnique la plus sensible (1)

- Bonne corrélation de taille si le PC est injecté par voie fémorale(l’ostium de la VCI étant directement orienté vers le FO) (2)

- Fondée sur la visualisation du passage trans septal de micro bullesde l’AD vers l’AG au cours de 3 cycles cardiaques

- Couplée aux manœuvres habituelles de provocation (Valsalva)

- Critères (4):

•Grade 0 : aucun passage de micro bulle

•Grade 1 : passage de 3 à 9 micro bulles

•Grade 2 : passage de 10 à 30 micro bulles

•Grade 3 : passage de plus de 30 micro bulles

-Taille : petit (0-1,9mm), moyen (2-3,9mm),et large (>4 mm) (1)

Moyens diagnosticsMoyens diagnostics

IRMIRM

- Réalisé avec Gating cardiaque, injection de Gadolinium et Valsalva +++

- En imagerie rapide (FIESTA / FISP)

- Bolus 10 mL, débit 6mL/s

- 2 plans de coupe, 40 images temporelles par coupe (4)

- Excellente sensibilité et spécificité (90 à 100 %) (3,4)

- Mauvaise corrélation du grading du FOP

- Bonne visualisation du septum secundum (musculaire, épais)

Limites : (4)Limites : (4)

- Maintien de l’apnée : partiellement corrigé par les techniques d’imagerie parallèle ? (8)

- Accés à l’IRM difficile, coût, claustrophobie

•• Indication de fermeture du FOP (4):Indication de fermeture du FOP (4):– Patient jeune, AVC récidivant sous AVK, sans

autre cardio-vasculaire potentielle, ou en cas de contre-indication aux AVK

– AVC récidivant avec thromboses veineuses périphériques (+/- thrombophilie)

•• Efficacité 90Efficacité 90--95% :95% : diminution significative du risque de récurrence d’embolie paradoxale (6)

• Abord percutané, sous anesthésie locale (30 minutes de procédure)

TraitementTraitement

Matériel et méthodes 1Matériel et méthodes 1

- Étude prospective unicentrique ayant inclus 45 patients, dont 27 ont bénéficié d’une procédure éléctrophysiologique nécessitant le franchissement du FO (ablation par radiofréquence de fibrillation atriale dans l’oreillette gauche par exemple)

- Sexe ratio : 1 femme pour 3 hommes

- Age moyen : 51,9 ans

Protocole spProtocole spéécifique :cifique :

CINE CARDIAQUE sur le FORAMEN OVALE en VALSALVA+++:

- Repérage du foramen ovale sur l’acquisition sans injection

- Placement du bloc ciné-cardiaque (collimation 8 x 2.5 mm soit 20 mm d’épaisseur) englobant le FO et une veine pulmonaire inférieure

- Résolution temporelle de 0.5s par volume

- Protocole d’injection bi phasique typique (3.5 mL/s)

- Retard du ciné-cardiaque par rapport à l’injection : 4 secondes

- Durée de l’acquisition : 26 secondes en VALSALVA +++

Matériel et méthodes 2Matériel et méthodes 2

Analyse des données :Analyse des données :

- Logiciel Functool 2, CT Perfusion© (GE)

- Mise en place de différentes “regions of interest “ (ROI) élliptiques dans l’atrium droite, dans l’atrium gauche et dans les veines pulmonaires

- Permet d’obtenir des courbes de densité en fonction du temps

Gold standard :Gold standard :

- cathétérisme cardiaque avec tentative de franchissement du FO pour 27 pts.

- échographie cardiaque trans oesophagienne avec injection pour 18 patients

ROI dans l’OD

ROI dans l’OG

Résultats : critère de perméabilité du FORésultats : critère de perméabilité du FO

Critère diagnostique robuste de large perméabilité du FO :

rehaussement trop précoce des cavités gauches, avant le rehaussement physiologique des veines pulmonaires

Shunt estimé à seulement 1,8s

FOP positif

Rehaussement plus précoce de l’AG par rapport aux veines pulmonaires

ROI veine pulmonaire

RésultatsRésultats

Lecture en abscisse des numéros de coupe temporelle de rehaussement de l’ OD et de l’OG

Conversion en temps exprimé en secondes : délai de rehaussement de l’atrium gauche et de l’atrium droit(57 images en 26s et un retard de 4 s)

= 4 + n° x 26/57

Ordonnée : rehaussement (UH)

abscisse : numéro de coupe temporelle

On en déduit l’écart temporel de rehaussement de l’AD et de l’AG : «« shuntshunt »»

Calcul du shunt ADCalcul du shunt AD-->AG>AG

RésultatsRésultats

5500(faux

positifs)

55(vrais

positifs)

FOP FOP ++

4545

4040

33331212totaltotal

3333(vrais

négatifs)

77(faux

négatifs)

Pas Pas de de

FOPFOP

Pas Pas de de

FOPFOP

FOP FOP ++

Gold Gold STDSTD

TDMTDMSensibilité: 5/12 = 42 %

Spécificité: 33/33 = 100 %

Valeur prédictive négative: 33/40 = 82,5 %

Valeur prédictive positive: 5/5 = 100 %

Pouvoir diagnostic du scanner dans le dépistage de foramen

ovale perméable (analyse de la population totale) :

- Parmi les 3 FOP de haut grade diagnostiqués en échographie, tous ont été identifiés au scanner.

- Parmi les 7 FOP (de bas grade : franchissement du FO par simple appui de cathéters intra-cardiaques) diagnostiqués lors d’une procédure interventionnelleseulement 2 ont été identifiés au scanner.

RésultatsRésultats

• Population saine

• 35 patients

• Moyenne : 6,5736 s

• Ecart-type : 1,9459 s

• FOP de haut grade

• 3 patients

• Moyenne : 2,1 s

• Ecart type : 0,9367 s

• FOP de bas grade

• 7 patients

• Moyenne : 6,297 s

• Ecart type : 1,4762 s

ANALYSE DES SHUNTSANALYSE DES SHUNTS

Comparaison population saine et FOP de haut grade

Différence statistique significative

P< 0,005

Loi de Student

Comparaison population saine et FOP de bas grade

Pas de différence statistique significative

Discussion 1Discussion 1

Le pouvoir de détection des FOP de hauts grade par scanner est bon avec une sensibilité de 100% et une spécificité de

100%.

Le temps moyen du shunt AD-AG est significativement plus court (p<0,05) pour les patients FOP de haut grade (2,1 s) en

comparaison avec la population saine (6,59 s)

Le foramen ovale perméable est un diagnostic accessible au scannercardiaque. Le protocole de recherche incluant une séquence en ciné-scannerpeut être effectué lors de tout protocole d’acquisition (que ce soit dans le cadre d’un bilan d’hypertension artérielle pulmonaire ou d’un bilan de dépistage spécifique aux plongeurs par exemple).

Le critère principal du diagnostic positif repose sur la constatation d’un rehaussement trop précoce de l’atrium gauche par rapport aux veines pulmonaires. L’utilisation de courbe densité / temps et du logiciel CTperfusion facilite le diagnostic, tout en restant simple et rapide.

Le calcul du shunt exprimé en seconde ajoute un argument supplémentaireen faveur de la perméabilité du FO.

FOP grade 3 (shunt important)

Exemple 1Exemple 1

Vidéo à cliquer

pas de FOP

Absence de shunt D-G

Discussion 2Discussion 2

Par contre, les FOP de bas grade sont difficilement diagnostiqués (sensibilité de 28% et pas de différence significative en ce qui concerne les temps de shunt AD-AG) par ce protocole d’acquisition en raison de plusieurs limites :

- le volume d’acquisition restreint à 20 mm, explorant une région anatomique en mouvement (rythme cardiaque et respiration), génératrice d’artéfact de durcissement du faisceau (et donc de variation des densités intra-cavitaires)

- la séquence de ciné-TDM est de type « low dose ». Le rapport signal sur bruit en résultant dégrade également les densités mesurées. Un shunt D-G minime passe alors inaperçu dans la majorité des cas, lors de l’interprétation des courbes densité – temps.

- la majorité de nos patients n’ont pas bénéficié du gold standard reconnu, mais d’un diagnostic interventionnel opérateur dépendant. Ceci pouvant expliquer la discordance des résultats et la difficulté de corréler certains examens.

Discussion 3Discussion 3

Notre population bien qu’âgée (en raison des critères d’inclusion) présente néanmoins une incidence de foramen ovale perméable de 26%.

L’IRM reste une méthode non invasive, sensible et spécifique du diagnostic positif de FOP. Le scanner peut dans les situations contre-indiquant l’IRM représenter une alternative, surtout en cas de forte suspicion.

L’acquisition spécifique de recherche de FOP s’intègre facilementdans un bilan complet d’HTAP, par exemple, avec exploration des structures cardiaques, sans gêner l’acquisition pulmonaire principale.

Bilan d’HTAP sévère : découverte d’un FOP de grade 3 et d’un anévrisme septal

Bibliographie• 1. Meier B, Lock J.Contemporary Management of Patent Foramen Ovale.

Circulation, Jan 2003; 107: 5 - 9. • 2. Homma S, Sacco R. Patent Foramen Ovale and Stroke Circulation, Aug 2005;

112: 1063 - 1072.• 3.Mohrs K, Petersen S. Diagnosis of Patent Foramen Ovale Using Contrast-

Enhanced Dynamic MRI: A Pilot Study. Am. J. Roentgenol., Jan 2005; 184: 234 -240.

• 4. Schuchlenz H, Weihs W. Transesophageal Echocardiography for QuantifyingSize of Patent Foramen Ovale in Patients With Cryptogenic CerebrovascularEvents. Stroke, Jan 2002; 33: 293 - 296.

• 5. Wang Z, Reddy G. Cardiovascular Shunts: MR Imaging Evaluation. RadioGraphics 2003; 23: 181.

• 6. Le dépistage du foramen ovale chez les plongeurs, par le docteur Jean-François Bruntz

• 7. Halperin J, Fuster V. Patent Foramen Ovale and Recurrent Stroke: AnotherParadoxical Twist. Circulation, Jun 2002; 105: 2580 - 2582.

• 8. EdelmanR. Contrast-enhanced MR Imaging of the Heart: Overview of theLiteratureRadiology 2004 232: 653-668

• 9. Steiner M, Di Tullio M. Patent Foramen Ovale Size and Embolic Brain ImagingFindings Among Patients With Ischemic Stroke. Stroke, May 1998; 29: 944 - 948.