1

Membres du jury

| Président Pr PICQUET Jean

| Directeur Pr COUTURIER Olivier

| Membre Dr HUREAUX José

| Membre Dr BOURSOT Charles

| Membre Dr LACOEUILLE Franck

Soutenue publiquement le : 14 Juin 2016

2015-2016

THÈSE pour le

DIPLÔME D’ÉTAT DE DOCTEUR EN MÉDECINE Qualification en MEDECINE NUCLEAIRE.

Evaluation de l’intérêt et la faisabilité pratique d’une approche

TEMP-TDM vs planaire dans l’évaluation du VEMS prédictif post-opératoire avant chirurgie pulmonaire.

DUFOUR Pierre-Alban Né le 25 Janvier 1989 à Conflans Ste Honorine (78)

Sous la direction de M. COUTURIER Olivier-François

2

3

ENGAGEMENT DE NON PLAGIAT

Je, soussigné(e) DUFOUR Pierre-Alban ....................................... déclare être pleinement conscient(e) que le plagiat de documents ou d’une partie d’un document publiée sur toutes formes de support, y compris l’internet, constitue une violation des droits d’auteur ainsi qu’une fraude caractérisée. En conséquence, je m’engage à citer toutes les sources que j’ai utilisées pour écrire ce rapport ou mémoire. signé par l'étudiant(e) le 26/05/216

4

LISTE DES ENSEIGNANTS DE L’UFR SANTÉ D’ANGERS

Directeur de l'UFR : Pr Isabelle Richard Directeur adjoint de l'UFR et directeur du département de pharmacie : Pr Frédéric Lagarce

Directeur du département de médecine : Pr Nicolas Lerolle

PROFESSEURS DES UNIVERSITÉS

ABRAHAM Pierre Physiologie Médecine ASFAR Pierre Réanimation Médecine AUBE Christophe Radiologie et imagerie médicale Médecine AUDRAN Maurice Rhumatologie Médecine AZZOUZI Abdel Rahmène Urologie Médecine BARON-HAURY Céline Médecine générale Médecine BARTHELAIX Annick Biologie cellulaire Médecine BATAILLE François-Régis Hématologie ; transfusion Médecine BAUFRETON Christophe Chirurgie thoracique et cardiovasculaire Médecine BEAUCHET Olivier Gériatrie et biologie du vieillissement Médecine BENOIT Jean-Pierre Pharmacotechnie Pharmacie BEYDON Laurent Anesthésiologie-réanimation Médecine BIZOT Pascal Chirurgie orthopédique et traumatologique Médecine BONNEAU Dominique Génétique Médecine BOUCHARA Jean-Philippe Parasitologie et mycologie Médecine BRIET Marie Pharmacologie Médecine CAILLIEZ Eric Médecine générale Médecine CALES Paul Gastroentérologie ; hépatologie Médecine CAMPONE Mario Cancérologie ; radiothérapie Médecine CAROLI-BOSC François-Xavier Gastroentérologie ; hépatologie Médecine CHABASSE Dominique Parasitologie et mycologie Médecine CHAPPARD Daniel Cytologie et histologie Médecine CONNAN Laurent Médecine générale Médecine COUTANT Régis Pédiatrie Médecine COUTURIER Olivier Biophysique et médecine nucléaire Médecine CUSTAUD Marc-Antoine Physiologie Médecine DARSONVAL Vincent Chirurgie plastique, reconstructrice et esthétique Médecine DE BRUX Jean-Louis Chirurgie thoracique et cardiovasculaire Médecine DESCAMPS Philippe Gynécologie-obstétrique Médecine DIQUET Bertrand Pharmacologie Médecine DUVAL Olivier Chimie thérapeutique Pharmacie DUVERGER Philippe Pédopsychiatrie Médecine ENON Bernard Chirurgie vasculaire ; médecine vasculaire Médecine EVEILLARD Mathieu Bactériologie-virologie Pharmacie FANELLO Serge Épidémiologie ; économie de la santé et

prévention Médecine

FAURE Sébastien Pharmacologie physiologie Pharmacie FOURNIER Henri-Dominique Anatomie Médecine FURBER Alain Cardiologie Médecine GAGNADOUX Frédéric Pneumologie Médecine GARNIER François Médecine générale Médecine GARRE Jean-Bernard Psychiatrie d'adultes Médecine GOHIER Bénédicte Psychiatrie d'adultes Médecine GRANRY Jean-Claude Anesthésiologie-réanimation Médecine GUARDIOLA Philippe Hématologie ; transfusion Médecine GUILET David Chimie analytique Pharmacie HAMY Antoine Chirurgie générale Médecine HUEZ Jean-François Médecine générale Médecine

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HUNAULT-BERGER Mathilde Hématologie ; transfusion Médecine IFRAH Norbert Hématologie ; transfusion Médecine JARDEL Alain Physiologie Pharmacie JEANNIN Pascale Immunologie Médecine JOLY-GUILLOU Marie-Laure Bactériologie-virologie ; hygiène hospitalière Médecine LACCOURREYE Laurent Oto-rhino-laryngologie Médecine LAGARCE Frédéric Biopharmacie Pharmacie LARCHER Gérald Biochimie et biologie moléculaires Pharmacie LASOCKI Sigismond Anesthésiologie-réanimation Médecine LAUMONIER Frédéric Chirurgie infantile Médecine LEFTHERIOTIS Georges Physiologie Médecine LEGRAND Erick Rhumatologie Médecine LERMITE Emilie Chirurgie générale Médecine LEROLLE Nicolas Réanimation Médecine LUNEL-FABIANI Françoise Bactériologie-virologie ; hygiène hospitalière Médecine MARCHAIS Véronique Bactériologie-virologie Pharmacie MARTIN Ludovic Dermato-vénéréologie Médecine MENEI Philippe Neurochirurgie Médecine MERCAT Alain Réanimation Médecine MERCIER Philippe Anatomie Médecine MILEA Dan Ophtalmologie Médecine PAPON Nicolas Parasitologie mycologie Pharmacie PASSIRANI Catherine Chimie générale Pharmacie PELLIER Isabelle Pédiatrie Médecine PICHARD Eric Maladies infectieuses ; maladies tropicales Médecine PICQUET Jean Chirurgie vasculaire ; médecine vasculaire Médecine PODEVIN Guillaume Chirurgie infantile Médecine PROCACCIO Vincent Génétique Médecine PRUNIER Fabrice Cardiologie Médecine REYNIER Pascal Biochimie et biologie moléculaire Médecine RICHARD Isabelle Médecine physique et de réadaptation Médecine RICHOMME Pascal Pharmacognosie Pharmacie RODIEN Patrice Endocrinologie, diabète et maladies métaboliques Médecine ROHMER Vincent Endocrinologie, diabète et maladies métaboliques Médecine ROQUELAURE Yves Médecine et santé au travail Médecine ROUGE-MAILLART Clotilde Médecine légale et droit de la santé Médecine ROUSSEAU Audrey Anatomie et cytologie pathologiques Médecine ROUSSEAU Pascal Chirurgie plastique, reconstructrice et esthétique Médecine ROUSSELET M.-Christine Anatomie et cytologie pathologiques Médecine ROY Pierre-Marie Thérapeutique Médecine SAINT-ANDRE Jean-Paul Anatomie et cytologie pathologiques Médecine SAULNIER Patrick Biophysique pharmaceutique et biostatistique Pharmacie SENTILHES Loïc Gynécologie-obstétrique Médecine SERAPHIN Denis Chimie organique Pharmacie SUBRA Jean-François Néphrologie Médecine UGO Valérie Hématologie ; transfusion Médecine URBAN Thierry Pneumologie Médecine VENIER Marie-Claire Pharmacotechnie Pharmacie VERNY Christophe Neurologie Médecine WILLOTEAUX Serge Radiologie et imagerie médicale Médecine ZAHAR Jean-Ralph Bactériologie-virologie ; hygiène hospitalière Médecine ZANDECKI Marc Hématologie ; transfusion Médecine

MAÎTRES DE CONFÉRENCES

ANNAIX Véronique Biochimie et biologie moléculaires Pharmacie ANNWEILER Cédric Gériatrie et biologie du vieillissement Médecine AUGUSTO Jean-François Néphrologie Médecine BAGLIN Isabelle Pharmaco-chimie Pharmacie BASTIAT Guillaume Biophysique et biostatistique Pharmacie

6

BEAUVILLAIN Céline Immunologie Médecine BELIZNA Cristina Médecine interne Médecine BELLANGER William Médecine générale Médecine BENOIT Jacqueline Pharmacologie et pharmacocinétique Pharmacie BIGOT Pierre Urologie Médecine BLANCHET Odile Hématologie ; transfusion Médecine BOISARD Séverine Chimie analytique Pharmacie BOURSIER Jérôme Gastroentérologie ; hépatologie Médecine CAPITAIN Olivier Cancérologie ; radiothérapie Médecine CASSEREAU Julien Neurologie Médecine CHEVAILLER Alain Immunologie Médecine CHEVALIER Sylvie Biologie cellulaire Médecine CLERE Nicolas Pharmacologie Pharmacie CRONIER Patrick Chirurgie orthopédique et traumatologique Médecine DE CASABIANCA Catherine Médecine générale Médecine DERBRE Séverine Pharmacognosie Pharmacie DESHAYES Caroline Bactériologie virologie Pharmacie DINOMAIS Mickaël Médecine physique et de réadaptation Médecine DUCANCELLE Alexandra Bactériologie-virologie ; hygiène hospitalière Médecine FERRE Marc Biologie moléculaire Médecine FLEURY Maxime Immunologie Pharmacie FORTRAT Jacques-Olivier Physiologie Médecine HELESBEUX Jean-Jacques Chimie organique Pharmacie HINDRE François Biophysique Médecine JEANGUILLAUME Christian Biophysique et médecine nucléaire Médecine JOUSSET-THULLIER Nathalie Médecine légale et droit de la santé Médecine KEMPF Marie Bactériologie-virologie ; hygiène hospitalière Médecine LACOEUILLE Franck Biophysique et médecine nucléaire Médecine LANDREAU Anne Botanique Pharmacie LE RAY-RICHOMME Anne-Marie Valorisation des substances naturelles Pharmacie LEPELTIER Elise Chimie générale Nanovectorisation Pharmacie LETOURNEL Franck Biologie cellulaire Médecine LIBOUBAN Hélène Histologie Médecine MALLET Sabine Chimie Analytique et bromatologie Pharmacie MAROT Agnès Parasitologie et mycologie médicale Pharmacie MAY-PANLOUP Pascale Biologie et médecine du développement et de

la reproduction Médecine

MESLIER Nicole Physiologie Médecine MOUILLIE Jean-Marc Philosophie Médecine NAIL BILLAUD Sandrine Immunologie Pharmacie PAPON Xavier Anatomie Médecine PASCO-PAPON Anne Radiologie et imagerie médicale Médecine PECH Brigitte Pharmacotechnie Pharmacie PENCHAUD Anne-Laurence Sociologie Médecine PETIT Audrey Médecine et santé au travail Médecine PIHET Marc Parasitologie et mycologie Médecine PRUNIER Delphine Biochimie et biologie moléculaire Médecine RIOU Jérémie Biostatistique Pharmacie ROGER Emilie Pharmacotechnie Pharmacie SCHINKOWITZ Andréas Pharmacognosie Pharmacie SIMARD Gilles Biochimie et biologie moléculaire Médecine TANGUY-SCHMIDT Aline Hématologie ; transfusion Médecine TRICAUD Anne Biologie cellulaire Pharmacie TURCANT Alain Pharmacologie Médecine

AUTRES ENSEIGNANTS

AMIARD Stéphane Informatique Médecine AUTRET Erwan Anglais Médecine BRUNOIS-DEBU Isabelle Anglais Pharmacie

7

CAVAILLON Pascal Pharmacie Industrielle Pharmacie CHIKH Yamina Économie-Gestion Médecine FISBACH Martine Anglais Médecine LAFFILHE Jean-Louis Officine Pharmacie LETERTRE Elisabeth Coordination ingénierie de formation Médecine O’SULLIVAN Kayleigh Anglais Médecine

8

REM

ERC

IEM

ENTS

Au Pr Olivier COUTURIER, merci pour cette dernière année d’internat la plus formatrice, merci du temps passé sur ce travail mais également dans le service. A bientôt à l’autre bout du monde. Au Dr Charles BOURSOT, merci d’avoir été le premier à me recevoir, à m’apprendre les rudiments de la scintigraphie pré-tomo, à avoir contribuer a faire de moi l’interne que je suis aujourd’hui, Au Pr Jean PICQUET, merci de m’avoir fait l’honneur d’accepter de présider le jury de ma thèse, et en espérant que ce travail pourra également être utile dans votre pratique clinique, Au Dr José HUREAUX, merci de m’avoir fait l’honneur de participer au jury, Au Dr Franck LACOEUILLE, merci de m’avoir fait l’honneur de participer au jury, Au Dr Mammar HACHEMI, merci pour tous les bons moments passés dans le service et en dehors, Au Dr Hervé RAKOTONIRINA, merci d’avoir raviver la flamme, de m’avoir appris la rigueur nécessaire, de tous ces précieux conseils, d’avoir fait de moi le médecin que je serais, A mes parents et ma famille, merci de votre soutient depuis toujours pendant ces longues études, de m’avoir appris l’importance du travail bien fait, d’avoir respecter mes choix, de m’avoir compris. A Pierre, ami, frère, soutient indispensable et indéniable, dans les meilleurs moments et les plus durs, merci d’avoir toujours été là, Aux copains d’avant, de maintenant et d’après, A Arthur, Alexis, Victor, merci les amis d’avoir traverser le collège et le lycée avec moi, A Alex, Nath, Vito, Robin, Antonin, Vadim, Nico et Morguy, merci pour tous ces moments inoubliables aux quatre coins de la France et du monde, de Fallampin jusqu’à Hampi en passant par Cadaquès, toutes ces belles semaines à dévaler les pentes et profiter de l’eau et des bulles, A OuiOui, Arnal, Loulou, Tibal, Poulet et Eliot, merci à vous pour toutes ces parties de bellottes, toutes ces semaines sportives entre étudiant, tous ces congres où l’on a surement déjà changé le monde, merci d’avoir fait de moi le carabin que je suis, A Clément, Paul, Max, Gautier, François, Fanny, Augu, merci de faire partie de ma vie maintenant et pour longtemps j’espère, A tous les manip’ rencontrer sur la route, au Mans, au CPP ou au CHU, merci pour les coups de mains, les gâteaux, les corps entiers précoce, les 10 de der et j’en passe… A tous ceux que j’oublie, Merci

9

LISTE DES ABRÉVIATIONS

TEMP-­‐TDM   Tomoscintigraphie par Emission Mono Photonique - Tomodensitométrie SP2D   Scintrigraphie de Perfusion Planaire Cps   Coups par seconde VEMSppo   Volume Maximale Expiré en 1 seconde prédictif post-opératoire LSD Lobe Supérieur Droit LM   Lobe Moyen LID   Lobe Inférieur Droit LSG   Lobe Supérieur Gauche LIG   Lobe Inférieur Gauche ROI   Region of Interest VOI   Volume of Interest MAA   Macro-Agrégats d’Albumine                                          

 

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PLAN DONNEES DE LA LITERRATURE Titre/Auteurs  Résumé/Abstract  INTRODUCTION  METHODE  RESULTATS  1.Reproductibilité  2.Performance de la technique 2.1.Reproductibilité  2.2.Evaluation pulmonaire 2.3.Evaluation lobaire 2.4.Evaluation du VEMSppo 2.5.Impact clinique  DISCUSSION ET CONCLUSION BIBLIOGRAHIE  SYNTHESE  LISTE DES TABLEAUX  LISTE DES FIGURES  ANNEXES  TABLE DES MATIERES

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DONNÉES DE LA LITTERATURE

Les examens de Médecine Nucléaire permettent une approche quantitative de la fonction d’un organe, en

appréciant la bio-distribution d’un radio-traceur spécifique de la fonction étudiée, grâce à la quantification de

l’activité mesurée dans l’organe (nombre de coups par seconde Cps). Cet aspect est utilisé dans de nombreuses

indications, notamment les scintigraphies rénales, gastriques, ou encore sur la TEP-TDM.

1. La scintigraphie pulmonaire de ventilation-perfusion

La scintigraphie pulmonaire de ventilation et de perfusion est utilisée en médecine nucléaire principalement à la

recherche d’embolie pulmonaire aiguë ou ancienne (cœur pulmonaire chronique postérieure-embolique). Elle

est également indiquée pour réaliser le bilan quantitatif pré-opératoire des patients atteints de cancer du

poumon opérable(1), dont le but est d’estimer la fonction respiratoire post opératoire du patient, après

l’ablation d’un lobe ou d’un poumon.

L’évaluation de la fonction post-opératoire se faisant sur les images de perfusion, permettant le mieux d’estimer

les valeurs fonctionnelles(2), nous ne détaillerons donc que le déroulement de la phase perfusionnelle de

l'examen.

Le principe de cet examen repose sur l’injection intraveineuse de macro-agrégats d’albumine humaine

dénaturée (MAA), qui avec une taille comprise entre 10 et 100 µm (dont 80% se situent entre 30 et 50 µm),

resteront piégés dans le réseau artériel pré-capillaire dont le diamètre varie de 15 à 45 µm. Le nombre de

particules à injecter ne doit pas être inférieur à 100 000, afin d’obtenir une répartition homogène du traceur sur

l’ensemble du lit capillaire, et les recommandations sont de 600 000 à 700 000 particules. Cette injection IV

doit se faire préférentiellement en position couchée en évitant tout reflux, et se fait lentement sur plusieurs

cycles respiratoires.

La biodistribution des MAA entraîne un blocage pré-capillaire d’environ 0,1% de la circulation artérielle

pulmonaire, et la fragmentation du traceur survient entre 2 à 8 heures, ce qui représente la période biologique

du radio-traceur. Les produits de dégradation sont éliminés par le système réticulo-endothélial et le Tc99m

résiduel par voie urinaire.

12

Afin de réaliser l’image scintigraphique, les particules de MAA sont préalablement marquées au Technétium 99

métastable. Il s’agit d’un radioélément se désintégrant par désexcitation isomérique en émettant un rayon

gamma de 140 KeV avec une période physique de 6 heures. L’activité à injecter varie de 40 MBq à 300 MBq,

fonction du poids du patient et du radio-élément utilisé pour les images de ventilation(3).

Historiquement l’acquisition se faisait en acquisition planaire 6 à 8 incidences (faces antérieure et postérieure,

oblique antérieure droite et gauche, oblique postérieure droite et gauche ± deux profils). Les comptages sont

réalisés sur les incidences de faces, permettant l’évaluation de la fonction respiratoire selon la méthode

scintigraphique, comme détaillée plus loin.

Depuis l’apparition des appareils hybrides, qui permettent la réalisation d’images scintigraphiques 3D

(tomoscintigraphie par émission mono-photonique TEMP) couplées à un scanner non injecté réalisé dans le

même temps, tous les patients adressés pour la réalisation d’une scintigraphie, quel que soit l’indication,

bénéficient de cette technique. L’examen est donc composé d’une acquisition tomoscintigraphique, avec 30

projections planaires en rotation sur 180°, suivie d’un scanner thoracique non-injecté dans la même position

sans que le patient n’ait bougé. Nous obtenons donc une image de fusion entre les deux modalités.

Il n’existe aucune contre-indication absolue ou interférence médicamenteuse pour la réalisation de cet examen,

en dehors de la grossesse.

2. Le cancer broncho-pulmonaire non à petites cellules (CBNPC)

Le cancer du poumon est la première cause de décès par cancer en Europe(4) et aux Etats-Unis(5). En 2011

son incidence en France est estimée à 39500 nouveaux cas dont 70% survenant chez l’homme. Environ 70 à

80% des patients sont diagnostiqués à un stade avancé. La survie moyenne à 5 ans est de l’ordre de 50% pour

les stades localisés et chute à 4% pour les stades métastatiques, soit environ 15% tous stades confondus. Le

principal facteur de risque est le tabagisme, actif ou passif, mais également des facteurs environnementaux ou

professionnels comme l’amiante ou les gaz d’échappement(6).

13

Il existe deux principales formes histologiques. 1) le cancer pulmonaire non à petites cellules (CPNPC) est la

forme la plus fréquente (85%), incluant les adénocarcinomes (la plus courante), les carcinomes épidermoïdes,

les carcinomes à grandes cellules et d'autres formes plus rares dont les sarcomes et les lymphomes. Les

cancers bronchiques à petites cellules ou cancers anaplasiques (indifférenciés) à petites cellules, font partie des

tumeurs neuroendocrines et représentent 10 à 15% des cancers broncho-pulmonaires, mais sont les formes

les plus agressives.

Une fois le diagnostic établi, la première étape est la réalisation du bilan d’extension de la maladie, qui se

compose notamment d’une fibroscopie bronchique, d’un scanner thoraco-abdomino-pelvien et le plus souvent

d’un TEP-TDM au 18FDG. Le but de ce bilan est d’obtenir la classification TNM, selon laquelle les options

thérapeutiques sont déterminées.

La meilleure option thérapeutique est la chirurgie, qui est indiquée pour les stades I et II, et certain stade IIIA,

ce qui ne représentent malheureusement qu'environ 20 % des patients. Cette chirurgie reste associée à une

morbi-mortalité importante, avec une mortalité à 30 jours de 5 à 12% pour les pneumonectomies et de 2 à 4%

pour les lobectomies(7)(8)(9).

3. Bilan fonctionnel pré-opératoire

L’importance de ce risque opératoire rend essentielle la sélection des patients opérables, afin d’estimer le risque

du patient, fonction de son état cardio-vasculaire, sa réserve respiratoire, son état général, son statut

nutritionnel et ses co-morbidités(7)(10).

La spirométrie avec en particulier la mesure du Volume Maximal Expiré en une Seconde préopératoire (VEMS)

et l’estimation du VEMS prédictif post opératoire (VEMSppo), représente le principal test dans la sélection des

candidats à la chirurgie. Une réduction du VEMS est associée à une augmentation de la morbidité et de la

mortalité. Berry et Al(11) ont montré que le VEMS pré-opératoire était un facteur prédictif indépendant des

complications respiratoires. Les patients avec un VEMS pré-opératoire < 30% présentaient une incidence de

complications respiratoires de 43%, tombant à 12% pour ceux avec une VEMS pré-opératoire >60%. Ferguson

14

et al(12) ont confirmé ces données avec un Odd Ratio (OR) à 1,1 pour chaque 10% de baisse du VEMS pré-

opératoire. Licker et al(13) ont trouvé une valeur cut-off du VEMS pré-opératoire à 60% pour la prédiction des

complications respiratoires. Dans une étude sur plus de 1400 patients, Alam et al(14) ont démontré que l’OR

pour le développement de complications respiratoires post-opératoires augmentaient de 10% pour chaque

baisse de 5% du VEMSppo.

Il n’existe actuellement pas de consensus international concernant le déroulement de ce bilan fonctionnel

préopératoire, mais il reste assez similaire selon les pays. Pour l’European Respiratory Society et l’European

Society of Thoracic Surgeons (ERS/ESTS respectivement), la première étape de ce bilan est la spirométrie.

Lorsque le VEMS ou la DLCO est inférieure à 80%, il est alors réalisée une mesure de la VO2max, et lorsque

celle-ci est comprise en 35% et 75%, les VEMSppo et DLCOppo sont estimés avec une valeur seuil de 30% en

dessous de laquelle le patient est considéré à haut risque et donc pour lequel une autre option thérapeutique

doit être envisagée(15). Pour l’American College of Chest Physicians, cette évaluation est systématiquement

proposée. Le patient est considéré comme à faible risque si à la fois le VEMS ppo et la DLCO ppo sont >60% et

à haut risque si les deux sont <30%. De même que pour les recommandations anglaises, les patients entre ces

deux catégories auront des tests fonctionnels supplémentaires(16).

Dans la pratique courante de notre centre, il est d’usage de plutôt mettre la limite seuil à 40%, et de discuter

au cas par cas la décision pour les patients dont le VEMS est compris entre 35 et 40%. L’évaluation des

volumes prédictifs se fait selon deux techniques, identiques pour les deux recommandations.

3.1. Evaluation par la méthode anatomique.

La formule anatomique par simple calcul est basée sur le nombre X de segments à reséquer en considérant que

le nombre total de segments s’élève à 19, repartis de la façon suivante : 10 segments pour le poumon droit

(lobe supérieur : 3, lobe moyen : 2, lobe inférieur : 5) et 9 pour le poumon gauche (lobe supérieur : 5 dont 2

pour la lingula, lobe inférieur : 4). Le VEMS ppo est donc calculé selon la formule suivante :

VEMSppo =VEMSpréopératoire ×19− X19

#

$%

&

'(

15

3.2. Evaluation par la méthode scintigraphique planaire (SP2D).

La méthode scintigraphique de perfusion utilise actuellement les acquisitions planaires (faces antérieure et

postérieure) à partir desquelles la valeur fonctionnelle de chaque lobe est estimée en divisant chaque poumon

en 3 parties égales : tiers supérieur, tiers moyen et tiers inférieur, pour les trois lobes de chaque poumon en

considérant que le tiers moyen gauche correspond à la lingula. L'activité (nombre de coups ou Cps) de chaque

tiers est mesurée sur la face antérieure et postérieure (CpsANT et CpsPOST). La valeur fonctionnelle d'un lobe (FL)

est obtenue par moyenne géométrique (ML) de l'activité antérieure et postérieure, normalisée par l'activité

totale pulmonaire (% de l'activité totale). Le VEMS ppo est donc estimé selon la formule suivant :

ML = CpsANT ×Cpspost

FL =ML

ML1

6

∑ en %

VEMSppo =VEMSpréopératoire × 100%−FL( )

La valeur fonctionnelle de chaque lobe est déduite par simple addition des valeurs fonctionnelles des lobes d'un

même poumon.

Les recommandations prévoient également la mesure de la diffusion libre du monoxyde de carbone (DLCO),

dont les estimations post-opératoires (DLCO ppo) se font selon les mêmes méthodes de calcul (méthode

anatomique avant lobectomie et méthode SP2D avant pneumonectomie).

3.3. Limites et recommandations d'utilisation des méthodes anatomiques et SP2D.

La méthode anatomique a montré une bonne corrélation avec la fonction post-opératoire dans le cas des

lobectomies(17) alors que la formule scintigraphique SP2D semble plus adaptée pour la pneumonectomie(2).

Actuellement la méthode anatomique est celle recommandée pour l’évaluation de la fonction à l’échelle lobaire.

Cependant, la principale critique que l’on peut lui faire est d’attribuer à chaque segment la même part

fonctionnelle, en ne considérant donc pas des phénomènes obstructifs comme l’atélectasie due à la tumeur ou

de l’emphysème, souvent associés au cancer bronchique puisque de même étiologie (tabac). Dans ces cas, le

VEMS pré-opératoire pourrait être en réalité assez proche du VEMS post-opératoire puisque le lobe réséqué

16

n’apporte déjà plus de part fonctionnelle à la fonction respiratoire totale. La méthode anatomique risque donc

de sous-estimer la fonction post-opératoire du patient et de le récuser à tord de la chirurgie. Cette sous-

estimation a été montrée dans une étude de 1995 sur 60 patients, ou la comparaison avec le véritable VEMS

post-opératoire retrouvait une différence de 250ml en moyenne pour les lobectomies et 500ml pour le

pneumectomie(17).

De la même façon la SP2D, malgré son caractère fonctionnel qui ne devrait pas souffrir des limites de la

méthode anatomique, présente des défauts majeurs liés à la technique elle-même. La délimitation grossière des

lobes manque de considération anatomique. En effet les incidences planaires antérieure-postérieure

superposent les lobes si bien qu'un tiers fonctionnel peut être la résultante de la contribution d'une partie de

deux ou des trois lobes. Cela peut conduire à la surévaluation de la fonction du lobe moyen à droite et

supérieure à gauche (18). En effet, la segmentation planaire considère que le lobe supérieure gauche occupe

les 2/3 du poumon gauche, et à droite prendra en compte des parties des lobes supérieur et inférieur comme

étant le lobe moyen à droite. Une étude de 2010 réalisée sur 41 patients, a testé une autre méthode planaire

en essayant de contourer plus précisément les poumons, mais sans montrer de différences significatives (18).

Finalement, l'étude de Corris et al en 2004 menée sur 61 patients qui retrouvait une bonne corrélation entre les

méthodes anatomique et SP2D , sert encore de référence pour les recommandations qui préconisent l’utilisation

de la méthode par simple calcul anatomique pour l'évaluation lobaire, restant plus économique et non

irradiante(2).

3.4. Approche scintigraphique 3D (TEMP).

Certaines équipes ont proposé une approche tomoscintigraphique 3D (TEMP) seule (sans TDM) à une époque où

l’imagerie hybride n’était pas disponible en routine. La segmentation se faisait directement sur les images

scintigraphiques, et restait donc assez difficile car anatomiquement imprécise. Une première étude de 1993

menée par Hirose et al sur patients a cependant retrouvé une excellente corrélation à 0,9 avec la spirométrie

post-opératoire réalisée à 3 et 6 mois(19). En 2004, Piai et al, et en 2006 Mineo et al, ont analysé les

performances de la TEMP et de la SP2D et ont retrouvé des coefficients de corrélation quasiment similaires des

deux méthodes avec les VEMS post-opératoires, meilleurs lorsque le patient bénéficiait d’une

lobectomie(20),(21).

17

L’apparition des appareils hybrides de médecine nucléaire, qui combinent l’acquisition en 3D des images

scintigraphiques (TEMP) avec une imagerie scanner low-dose (TDM) dont l’acquisition est simultanée et recalée

(co-registration), pourrait permettre d’améliorer la précision de l'évaluation des volumes post-opératoires grâce

à une segmentation lobaire plus précise. En effet il est possible de tracer un volume de quantification, la VOI

(Volume Of Interest) directement sur la TDM en suivant les scissures pulmonaires et de le réappliquer sur les

acquisitions TEMP, afin d’obtenir la part fonctionnelle de chaque lobe pulmonaire.

La précision du bilan fonction pré-opératoire apportée par cette nouvelle technique pourrait avoir deux impacts

majeurs :

-ne pas priver des patients opérables d’une chirurgie restant la meilleure option thérapeutique,

-préférer un traitement systémique par chimiothérapie chez des patients dont le risque opératoire est trop

important.

L’objectif du travail que nous vous présentons dans l’article qui suit a donc été de comparer les fonctions

respiratoires à l’échelle lobaire et pulmonaire selon les différentes méthodes (anatomique, scintigraphique

planaire 2D et TEMP-TDM 3D). Par ailleurs, nous avons 1) étudié les limites de l’approche tomoscintigraphique

que ce soit en termes de mise en œuvre et de reproductibilité, 2) proposé une nouvelle méthode combinant les

deux approches anatomique et scintigraphique pour l’évaluation des volumes lobaires 3) étudié l'impact in fine

sur la décision thérapeutique de lobectomie de ces différentes estimations du VEMSppo.

18

EVALUATION DE L’INTÉRÊT ET LA FAISABILITÉ PRATIQUE

D’UNE APPROCHE TEMP-TDM VS PLANAIRE DANS

L’ÉVALUATION DU VEMS PRÉDICTIF POST-OPÉRATOIRE

AVANT CHIRURGIE PULMONAIRE.

Pierre-Alban Dufour 1,2,

Franck Lacoeuille 1,2,3,

Laurent Vervueren1,2,

Olivier Couturier 1,2,3

1 LUNAM Université, 49 000, Angers, France, 2 Université d’Angers, CHU Angers, Pole de Radiologie, Service de Médecine Nucleaire, Angers, France, 3 INSERM UMR_S 1066 Micro et Nanomédecines Biomimétiques, Angers, France,

19

RESUME

Introduction : L’évaluation du volume maximal expiré en une seconde prédictif post-opératoire avant

lobectomie (VEMSppo) se fait par une méthode de calcul (Anat) basée à sur le nombre de segments à retirer.

La scintigraphie planaire de perfusion pulmonaire (SP2D) n’est recommandée qu’avant pneumonectomie.

L’objectif de notre étude est d’évaluer les performances de la tomoscintigraphie de perfusion pulmonaire

couplée au scanner de repérage (TEMP-TDM) en termes de faisabilité, de reproductibilité, et d’impact

thérapeutique dans l’évaluation du VEMSppo.

Méthodes : 63 patients (15 pneumectomies et 48 lobectomies) ont bénéficié d’une TEMP-TDM pour l’évaluation

du VEMSppo. Les images SP2D ont été extraites des données TEMP-TDM. Les volumes fonctionnels pulmonaires

et lobaires ont été comparés avec les méthodes TEMP-TDM, SP2D, Anat, et une méthode mixte combinant les

données de la SP2D et les calculs de la méthode Anat. L’estimation des volumes par TEMP-TDM a été réalisée

par 2 observateurs indépendants. Les VEMSppo obtenus selon chaque méthode ont été comparés, et l’impact

sur la décision opératoire avec un seuil bas à 40% a été étudié pour une lobectomie.

Résultats : Une excellente concordance a été observée entre les deux observateurs. Aucune différence

significative n’a été retrouvée entre les données de la TEMP-TDM et les données de la SP2D au niveau

pulmonaire. Au niveau lobaire, il existait des différences significatives dans l’évaluation du volume entre les

différentes méthodes (p<0,0001). La SP2D a donné des volumes systématiquement plus élevés que la TEMP-

TDM pour les lobes supérieur gauche et moyen. Il existait des différences significatives entre les VEMSppo

obtenus par la méthode Anat d'une part et la méthode TEMP-TDM (p : 0.0431), ainsi qu’avec la SP2D

(p :0.0006) d'autre part. Le test de Bland-Altman a retrouvé une moyenne des différences du VEMSppo entre

la TEMP-TDM et la SP2D de -0.9, avec des limites d’agréments à 11.6 ;- 13.37 avec moins de 5% d’outliners

(2 sur 48). Pour 8 patients (12,5%), la décision thérapeutique était différente selon les méthodes employées

(TEMP-TDM et SP2D ou TEMP-TDM et Anat). Le VEMS préopératoire dans ces cas était de 61,3%.

Conclusion : La TEMP-TDM est une méthode faisable en routine et reproductible pour l’évaluation du VEMSppo,

mais plus longue et plus complexe que la SP2D. A la vue de son impact thérapeutique limité, son utilisation

pourrait être réservée aux patients avant lobectomie présentant un VEMS préopératoire altéré.

20

ABSTRACT

Purpose : The predicting post-operative estimation of forced expiratoty volume in one seconde (FEVppo) before

lobectomy is obtained by a count method based on the number of pulmonar segments to remove. Perfusion

planar lung scintigraphy (PLS) is only recommanded before pneumonectomy. The aime of our study is to

evaluate the performance of lung single photon emission computed tomography with computed tomography

(SPECT-CT) in terms of feasability, reproductibility and therapeutic impact.

Methods: SPECT-CT was performed for 63 patients (15 pneumonectomy and 48 lobectomy) to evaluate FEVppo.

Planar scintigraphic imaging were extract from SPECT-CT data. Metabolic volumes of each lung and lobe were

evaluated by SPECT-CT, PLS, count-method and a new mixted method combinig PLS data with calculation of

the count method. SPECT-CT data were analysed by 2 different observers. FEVppo was then obtained by each

method and we used a 40% low threshold to excluded patient from lobectomy.

Results: An excellent concordance was observed between the 2 observers. No significant difference was found

between SPECT-CT and PLS for lung evaluation. Significant differences were found between each method for

lobe evaluation (p<0,0001). Lobes volumes were systematically higher with PLS than SPECT-CT for upper left

lobe and middle lobe. Significant differences were found for the evaluation of FEVppo between SPECT-CT and

count method (p=0,0431), and between PLS and count method (p=0,0006). Bland-Altman found a mean

absolute difference of FEVppo between SPECT-CT and PLS at -0,9 with agreement limits at 11,6 and -13,37 and

fewer than 5% of outliners. 8 patients (12,5%)were restaged using SPECT-CT versus PLS and SPECT-CT

versus count method. The higher pre-operative FEV in those cases was 61,3%.

Conclusion: SPECT-CT is feasible and reproducible for the evaluation of FEVppo before lobectomy, but much

more longer and complexe than PLS. It’s use could be restricted for patient with a low pre-operative FEV.

21

INTRODUCTION

Le cancer du poumon est la première cause de décès par cancer en Europe1 et aux Etats-Unis2. En 2011 son

incidence en France est estimée à 39500 nouveaux cas dont 70% survenant chez l’homme. Environ 70 à 80%

des patients sont diagnostiqués à un stade avancé. La survie moyenne à 5 ans est de l’ordre de 50% pour les

stades localisés et chute à 4% pour les stades métastatiques, soit environ 15% tous stades confondus3.

La meilleure option thérapeutique est la chirurgie, qui est indiquée pour les stades I et II, et certains stades

IIIA, ce qui ne représente malheureusement qu'environ 20 % des patients. Cette chirurgie reste associée à une

morbi-mortalité importante, avec une mortalité à 30 jours de 5 à 12% pour les pneumonectomies et de 2 à 4%

pour les lobectomies4,5,6.

L’importance de ce risque opératoire rend essentielle la sélection des patients opérables. Le but du bilan

fonctionnel pré-opératoire est donc d’estimer le risque du patient, influencé par son état cardio-vasculaire, sa

réserve respiratoire, son état général, son statut nutritionnel et ses co-morbidités4,7. La spirométrie (en

particulier la mesure du Volume Maximal Expiré en une Seconde préopératoire) et l’estimation du VEMS

prédictif post opératoire (VEMSppo), représente le principal test dans la sélection des candidats à la chirurgie. Il

existe plusieurs méthodes pour estimer le VEMSppo parmi lesquelles 1) la méthode dite « anatomique » qui est

basée sur le nombre de segments à réséquer sur un total de 19 segments pour les deux poumons et 2) la

formule "scintigraphique planaire de perfusion pulmonaire (SP2D)" qui prend en compte le pourcentage

perfusionnel de chaque poumon. Les recommandations américaine, européenne et britannique préconisent

l'utilisation de la méthode scintigraphique avant pneumonectomie et de la méthode anatomique avant

lobectomie 8,9,10,11.

Les nouvelles techniques tomographiques hybrides de médecine nucléaire, combinant acquisition

tomoscintigraphique (3D) et acquisition tomodensitométrique (TDM) apportent une dimension anatomique à la

scintigraphie. Elles rendent ainsi possible la segmentation des poumons sur les coupes TDM, en suivant

précisément les scissures pulmonaires. L’activité de chaque lobe peut alors être quantifiée en reportant les

zones d’intérêts lobaires anatomiques sur les coupes scintigraphiques. le but de notre travail a été d’évaluer

l’impact sur la décision opératoire d’une approche TEMP-TDM de la fonction respiratoire prédictive post-

opératoire avant une chirurgie de résection pulmonaire versus les méthodes actuelles SP2D ou par simple calcul

anatomique .

22

POPULATION ET METHODES:

Tous les patients consécutifs adressés pour une scintigraphie pulmonaire de perfusion dans le cadre du bilan

préopératoire d’une résection pulmonaire ont été inclus (de janvier 2013 à mars 2016). En nous basant sur les

recommandations internationales pour lesquelles la mesure des volumes prédictifs doit être réalisée chez tout

les patients, nous avons choisi d’inclure tous les patients quel que soit leur VEMS préopératoire, avant

pneumectomie ou lobectomie, pour des pathologies bénignes ou malignes. Chaque patient a bénéficié d’une

spirométrie avec évaluation du VEMS dans le mois précédant la scintigraphie (25 ± 4,2).

Acquisition des images :

Les patients ont bénéficié d’une scintigraphie de ventilation perfusion réalisée sur une gamma-caméra hybride

SIEMENS SYMBIA T2, en acquisition simultanée double isotope.

Les patients ont reçu une activité fixe de 185 MBq intraveineuse de PULMOCIS (Macro-agrégats d'albumine

humaine (MAA) radiomarqués au technétium-99m (Tc-99m)) pour l’étude de la perfusion, associée à

l’inhalation de Krypton 81m pour l’étude de la ventilation. L'acquisition tomoscintigraphique centrée sur le

thorax comportait 30 projections de 15 secondes sur 180° par détecteur, avec un collimateur moyenne

énergie, une matrice de 128x128 et un fenêtrage énergétique centré sur le pic du Tc99m (140 Kev +/- 7,5%)

et celui du Kr-81m (192 KeV +/- 7,5%). La reconstruction des images a été réalisée selon un algorithme

OSEM2D.

Après la série tomoscintigraphique, une acquisition TDM faible dose a été réalisée sur le même appareil (coupes

de 3mm, 75 mAs, 110 Kev, colimation 2 x 2,5 mm, pitch 1,2).

Traitement des images

A partir des données tomoscintigraphiques obtenues, des images pseudo-planaires ont été reconstruites,

notamment en face antérieure et face postérieure sur lesquelles l’analyse selon la méthode SP2D a été réalisée.

23

L‘analyse SP2D en face antérieure et postérieure a été effectuée sur une console XELERIS (Figure 1). L’analyse

s’est faite en en plaçant deux régions d'intérêt (Region Of Interest ou ROI) rectangulaires englobant les

poumons séparément, sur les acquisitions antérieure et postérieure. Ces ROI ont été ensuite séparées en 3

parties : 1/3 supérieur, 1/3 moyen et 1/3 inférieur (en considérant qu’à gauche, le 1/3 moyen correspond à la

lingula), sans considération anatomique. Le logiciel a calculé grâce à une moyenne géométrique de l'activité

antérieure et postérieure, la part fonctionnelle de chaque poumon et de chaque lobe par rapport à l’activité

totale. Lorsque les patients présentaient un antécédent de lobectomie, la séparation du poumon concerné s’est

faite en 2 parties : moitié supérieure et moitié inférieure.

L’analyse TEMP-TDM a été réalisée à l’aide d’un workflow spécifique, une station SYNNGO V60A (Figure 2). Le

logiciel permet l’affichage d’une image de fusion, superposition de l’acquisition TDM avec les données

tomoscintigraphiques. Sur cet affichage nous avons pu contourer coupe par coupe dans le plan transverse les

poumons puis les lobes, en se basant sur les coupes scannographiques, obtenant ainsi une ROI. L'addition

coupe à coupe de toutes les ROI a permis d’obtenir un volume d'intérêt (Volume Of Interest ou VOI) pour

chaque lobe et poumon, à partir duquel était déduite l’activité scintigraphique correspondante (nombre de

coups total dans la VOI ou Cps). A l ‘échelle lobaire, les lobes supérieur (LSD) et inférieur (LID) à droite et le

lobe supérieur (LSG) à gauche ont été contourés. Les fonctions des lobe moyen (LM) et inférieur gauche (LIG)

ont été obtenues par simple soustraction. Au total, 5 VOIs ont été tracées (poumon droit (PD), poumon gauche

(PG), LSD, LID, LSG). A la fin, le calcul de pourcentage rapporté au nombre de coups total (non réalisé par le

logiciel) a permis d’obtenir la part fonctionnelle de chaque lobe FL (%) ou poumon P (%).

Calculs des VEMSppo

Méthode SP2D :

La valeur fonctionnelle d'un lobe (FL) en % a été obtenue par moyenne géométrique (ML) de l'activité antérieure

et postérieure, normalisée par l'activité totale des deux poumons (% de l'activité totale).

24

Le VEMSppo(SP2D) était alors estimé selon la formule suivante :

ML = CpsANT ×Cpspost

FL =ML

ML1

6

∑ en %

VEMSppo =VEMSpréopératoire × 100%−FL( )

Où Cps représentait le nombre de coups sur la face antérieure et postérieure (CpsANT et CpsPOST) pour chaque

tiers pulmonaire.

Méthode Anat :

Pour l’évaluation avant lobectomie, les recommandations proposent d’utiliser la méthode anatomique. Cette

méthode est basée sur le nombre X de segments à réséquer sur un total de 19 segments pour les deux

poumons. Le VEMSppo est alors estimé selon la formule :

VEMSppo =VEMSpréopératoire ×

19− X19

#

$%

&

'(

Méthode TEMP-TDM :

La part fonctionnelle de chaque lobe FL (%) a été estimée grâce a la segmentation 3D, en rapportant le nombre

de coups dans la VOI du lobe considéré sur le nombre de coups total dans les champs pulmonaires, et le

VEMSppo a alors été estimé selon la formule :

VEMSppo = VEMSpréopératoire x (100% - FL)

Méthode mixte :

Nous proposons une méthode alternative, combinant les méthodes anatomique et SP2D. Le principe de cette

méthode « mixte » est d’évaluer la part fonctionnelle de chaque poumon grâce aux données de la scintigraphie

25

planaire, puisque meilleure pour l’évaluation droite/gauche, et d’y appliquer les calculs de la méthode

anatomique. Ainsi on considère que les lobes représentent respectivement à droite 30% pour le lobe supérieur

(3 segments sur les 10 du poumon droit), 20% pour le lobe moyen (2 segments sur 10), 50% pour le lobe

inférieur (5 segments sur 10), et à gauche 56% pour le lobe supérieur (5 segments sur les 9 du poumon

gauche) et 44% pour le lobe inférieur (4 segments sur 9).

Analyse statistique:

Reproductibilité :

Nous avons étudié la reproductibilité de la technique, en comparant par un test t apparié les valeurs des

volumes fonctionnels obtenus par deux observateurs indépendants, pour chaque poumon et chaque lobe.

Evaluation des volumes fonctionnels :

A l’échelle pulmonaire, nous avons comparé entres elles les données de la scintigraphie planaire aux données

des méthodes tomoscintigraphiques grâce à un test t apparié.

Pour l’évaluation à l’échelle lobaire, nous avons comparé les méthodes anatomique, SP2D, TEMP-TDM, et la

méthode mixte grâce à un test ANOVA mesures répétées. Lorsqu’une différence significative était mise en

évidence, l’analyse a été complétée par des post-tests de comparaison multiple (Bonferroni).

Application clinique :

Nous nous sommes placés dans les conditions cliniques d’un bilan pré-lobectomie, en ne considérant cette fois

que le lobe à réséquer, et avons comparé dans un premier temps les VEMS ppo obtenus avec les méthodes

anatomique, SP2D, TEMP-TDM et la méthode « mixte », selon une analyse ANOVA mesures répétées complétée

par des post-tests de comparaison multiple (Bonferroni). Dans un second temps l’impact sur la décision

thérapeutique avant lobectomie a été étudiée, en prenant une valeur seuil de 40% pour le VEMSppo comme

limite inférieure récusant la chirurgie (VEMSppo < 40%).Le niveau de significativité était fixé à 5%

26

RÉSULTATS

1. Population 63 patients ont été adressés dans le service de médecine nucléaire du CHU d’Angers pour la réalisation d’une

scintigraphie préopératoire avant résection pulmonaire. Il y avait 16 femmes (25,4%) et 47 hommes (74,6%).

L’âge moyen des patients était de 62,9 ans (18ans ; 81ans).

15 patients étaient adressés avant pneumectomie et 48 avant lobectomie dont 3 pour une bi-lobectomie.

10 patients présentaient un antécédent de lobectomie (4 lobectomies supérieures droites, 2 lobectomies

inférieures droites, 1 lobectomie supérieure gauche, 2 lobectomies inférieures gauches et 1 bi-lobectomie

supérieure gauche et inférieure droite).

Le VEMS moyen préopératoire était de 65,9% ± 15,2. 9 patients avaient un VEMS > 80% mais ont cependant

bénéficié de l’examen car selon la pratique des cliniciens, les EFR et la scintigraphie sont souvent demandées en

même temps, sans attendre les résultats des EFR. Le résumé des caractéristiques des patients est montré dans

le tableau 1.

2. Performance de la technique

2.1 Reproductibilité

Il n’a pas été mis en évidence de différence significative pour l’évaluation des fonctions respiratoires, à l’échelle

lobaire ou pulmonaire, entre les deux observateurs.

De plus, la différence des valeurs obtenues avec les deux lectures a été testée par rapport à zéro. Il n'a pas été

retrouvé de différence significative, traduisant le fait que les deux lectures permettent d'obtenir des résultats

similaires.

2.2 Evaluation pulmonaire

Il n’a pas été mis en évidence de différence significative pour l’évaluation à l’échelle pulmonaire entre volumes

fonctionnels obtenus selon la SP2D et la TEMP-TDM. Il n'a pas été retrouvé de différence significative entre les

27

différences des valeurs des deux méthodes par rapport à zéro, témoignant du fait que les méthodes donnaient

des résultats similaires. .

Les graphiques de Bland-Almann (figures 1 et 2) retrouvent une faible dispersion des valeurs selon les deux

méthodes avec un nombre de points en dehors de l'intervalle de confiance ("outliers") inférieur à 5% (1 sur

63), témoignant que les deux méthodes donnent des résultats comparables:

-pour le poumon gauche : la moyenne des différences était égale à 1, des limites d’agrément supérieure à

12,95 et inférieure à -11,88

-pour le poumon droit : la moyenne des différences était égale à -0,22, des limites d’agrément supérieure à

7,39 et inférieure à -7,83.

2.3 Evaluation Lobaire

L'analyse ANOVA mesures répétées retrouve des différences significatives entres les quatre méthodes pour

chaque lobe (p<0,001 pour chaque lobes). Les post-tests ont précisé ces différences significatives :

- entre les méthodes TEMP-TDM et SP2D pour chaque lobe (p<0,0001 pour chaque lobe)

- entre la méthode planaire et la méthode anatomique pour chaque lobe (p<0,0001 pour chaque lobe)

- entre les méthodes mixte et planaire pour chaque lobe (p<0,0001 pour chaque lobe),

- entre les méthodes TEMP-TDM et anatomique pour les lobes LIG, LSD et LSG (respectivement

p=0,0344, p=0,0003 et p<0,0001).

En revanche, il n'y avait pas de différence significative entre la méthode mixte et la méthode anatomique quel

que soit le lobe considéré. Nous avons donc complété notre analyse en ne considérant cette fois que les

patients présentant une asymétrie perfusionnelle droite/gauche importante sur les données de la SP2D. 15

patients avaient donc une différence droite/gauche d’au moins 40/60% (ou inversement). Nous avons comparé

les volumes fonctionnels lobaires obtenus par les 2 méthodes (Anat et mixte) en utilisant un test-t apparié sans

retrouver de différences significatives.

Les tableaux 2, 3, 4 et 5 résument les comparaisons des volumes fonctionnels acquis selon les différentes

méthodes, en fonction du lobe considéré.

Par ailleurs, la SP2D donnait des volumes fonctionnels lobaires plus élevés que la méthode TEMP-TDM chez

45,4% des patients en considérant tous les lobes, et quasi systématiquement pour le LM (98,4% des patients

28

avec un volume moyen de 27% pour la S2D contre 13% pour la TEMP-TDM) et le LSG (96,7% des patients

avec un volume moyen de 35% pour la S2D contre 22% pour la TEMP-TDM).

2.4 Evaluation du VEMSppo

48 patients inclus ont été adressés pour bilan avant lobectomie. Il y avait 16 lobectomies supérieures droites, 1

lobectomies moyennes, 10 lobectomies inférieures droites, 10 lobectomies supérieures gauches, 8 lobectomies

inférieures gauches et 3 bi-lobectomies inférieures droite et moyenne.

Les valeurs respectives des VEMSppo avant lobectomie selon les 4 méthodes sont données dans le tableau 6.

Le VEMS pré-opératoire moyen avant lobectomie était de 63,3% (36,6%-93%).

L’analyse ANOVA retrouvait des différences significatives dans l’évaluation du VEMSppo selon les 4 méthodes

(p<0,0001). Les post-tests ont mis en évidence des différences significatives entre la SP2D et la méthode

anatomique (p= 0,00006) et entre les méthodes TEMP-TDM et anatomique (p=0,0431). Il n’a pas été retrouvé

de différence significative entre les VEMSppo obtenus par la TEMP-TDM et la SP2D, ni entre les méthodes

anatomique et mixte.

Le graphique de Bland-Altmann (figure 3), réalisé pour comparer les VEMSppo obtenus par la TEMP-TDM et la

SP2D, a montré une moyenne des différences de -0,9, et une limite d’agrément supérieure à 11,60 et une

limite d’agrément inférieure à -13,37, avec un taux d’outliers < à 5% (2 sur 48) montrant une similarité des 2

méthodes.

Par ailleurs, 27,1% (13/48) des patients avaient un VEMSppo obtenu avec la TEMP-TDM supérieur à ceux

obtenus par la SP2D, et 64,5% (31/48) à ceux obtenus avec la méthode anatomique.

Enfin, pour 11 patients (22,9%), les VEMSppo obtenus par les autres méthodes différaient de plus de 10%

d’avec ceux obtenus par TEMP-TDM, dont 4 avec la méthode planaire, 6 avec la méthode anatomique et 1 avec

les 2.

29

2.5 Impact Clinique

15 patients (31,3%) n’étaient pas considérés comme opérables (VEMSppo<40%), dont 7 (14,5%) selon les 4

méthodes, 10 (20,8%) selon la TEMP-TDM, 11 (22,9%) selon la méthode mixte et 13 (27%) selon la méthode

anatomique ou la SP2D.

Lorsque la décision opératoire était différente selon la méthode utilisée, le VEMSpréopératoire le plus élevé était

de 61,3%.

En prenant une valeur de 40% du VEMSppo comme valeur seuil donnée par la TEMP-TDM pour décider de

réaliser (VEMSppo>40%) ou non (VEMSppo<40%) une lobectomie, nous avons obtenu comme modification de

la décision opératoire en comparaison avec les autres méthodes:

- 4 « upstagging » et 4 « downstagging » avec la méthode SP2D (12,5%)

- 4 « upstagging » et 4 « downstaging » avec la méthode Anatomique (12,5%)

Le tableau 6 présente également les patients récusés de la chirurgie selon les différentes méthodes.

DISCUSSION ET CONCLUSION

La technique TEMP-TDM ne montre pas de différence significative avec la SP2D à l’échelle de l’évaluation

pulmonaire. En effet la séparation d’un poumon par rapport à l’autre est simple à réaliser sur les images

planaires et ne souffre pas de manque de considération anatomique. La méthode TEMP-TDM ne semble donc

pas apporter d’intérêt dans le bilan pré-pneumonectomies et la scintigraphie planaire devrait lui être préférée

car restant plus simple et moins longue à effectuer. En effet, si l’approche tomoscintigraphique peut apporter

une bien meilleure précision que les deux autres, il s’agit d’une méthode plus complexe, plus longue et

nécessitant une certaine compétence pour la segmentation sur les coupes TDM. La méthode scintigraphique

SP2D souffre d'une absence de précision anatomique, la séparation étant faite en divisant grossièrement le

poumon en trois parts égales. Ainsi, la méthode anatomique est celle recommandée pour l’évaluation de la

fonction à l’échelle lobaire. Cependant, la principale critique que l’on peut lui faire est d’attribuer à chaque

segment la même part fonctionnelle, en ne considérant donc pas des phénomènes obstructifs comme

l’atélectasie due à la tumeur, ou de l’emphysème, souvent associés au cancer bronchique puisque de même

étiologie (tabac). Dans ces cas, le VEMS pré-opératoire pourrait être en réalité assez proche du VEMS post-

30

opératoire puisque le lobe réséqué n’apporte déjà plus de part fonctionnelle à la fonction respiratoire totale, le

risque d’appliquer la méthode anatomique étant donc de sous-estimer la fonction post-opératoire du patient et

de le récuser à tort la chirurgie. Cette sous-estimation a été montrée dans une étude de 1995 sur 60 patients12,

où la comparaison avec le véritable VEMS post-opératoire retrouvait une différence de 250mL en moyenne pour

les lobectomie et 500mL pour la pneumectomie.

De la même façon la SP2D, malgré son caractère fonctionnel qui ne devrait pas souffrir des limites de la

méthode anatomique, présente également des défauts majeurs, liés à la technique elle-même. La séparation

grossière manque de considération anatomique. Une étude de 2010 réalisée sur 41 patients13, retrouve

également une tendance à la surestimation de la fonction lobaire. Cette étude a également testé une autre

méthode planaire en essayant de contourer plus précisément les poumons, mais sans montrer de différences

significatives. Une autre limite qui est de ne pas considérer la superposition des lobes, conduit à la

surévaluation de la fonction du lobe moyen à droite et supérieur à gauche. En effet, la segmentation planaire

considère que le lobe supérieur gauche occupe les 2/3 du poumon gauche, et prendra en compte des parties

des lobes supérieur et inférieur comme étant le lobe moyen à droite. Nos résultats sont en accord avec les

données de la littérature, avec des volumes obtenus par la scintigraphie planaire quasiment systématiquement

plus élevés que ceux obtenus par la TEMP-TDM notamment pour ces deux lobes. Par effet miroir, la

scintigraphie planaire sous estime donc les volumes dans les autres lobes. En 2004 Corris et al retrouvant une

bonne corrélation entre les méthodes anatomique et SP2D dans une étude menée sur 61 patients,

recommandaient en l'absence de supériorité d'une des deux méthodes, l’utilisation de la méthode anatomique

car plus économique et surtout non irradiante14.

Les premières équipes qui ont étudié l'approche tomoscintigraphique 3D (TEMP) ne disposaient de

tomodensitométrie de repérage anatomique, car l’imagerie hybride n’était pas disponible en routine à cette

époque, s'agissant d'une évolution technologique récente (fin des années 2010). Ainsi la segmentation se faisait

directement sur les images scintigraphiques, et restait donc assez difficile, sans précision anatomique. Une

première étude de 1993 menée par Hirose et al retrouvait une corrélation à 0,9 avec la spirométrie post-

opératoire réalisée à 3 et 6 mois15. En 2004, Piai et al, et en 2006 Mineo et al, ont analysé les performances de

la TEMP et de la SP2D en retrouvant des coefficients de corrélation quasiment similaires des deux méthodes

avec les VEMS post-opératoires, et meilleurs lorsque le patient bénéficiait d’une lobectomie16,17.

Pour la segmentation des lobes pulmonaires, , la méthode TEMP-TDM qui utilise les coupes TDM coenregistrées

permet de prendre en considération à la fois l’aspect fonctionnel du parenchyme pulmonaire

31

(tomoscintigraphiquee) et anatomique. En 2015, Knollmann et al ont comparé comme dans notre étude les

volumes fonctionnels obtenus pour chaque lobe par la méthode SP2D et la méthode TEMP-TDM mais n’ont

retrouvé de différences significatives que pour le LSD, LM, LID et le LIG18.

Une des limites de notre étude a été de ne pas avoir pu comparer les résultats avec les VEMS post-opératoires

obtenue par la spirométrie post-opératoire. En effet il s’agissait d’une étude rétrospective et cet examen n’était

pas réalisé en routine clinique. Une seule étude a comparé les VEMSppo obtenus par les différentes méthodes

scintigraphiques (SP2D, TEMP et TEMP-TDM) et par la méthode anatomique avec les VEMS post-opératoires, en

retrouvant des coefficients de corrélation comparables pour les différentes méthodes scintigraphiques, mais

meilleurs que les corrélations avec méthode anatomique19. Par ailleurs, comme dans toutes les autres études

précédemment citées qui ont étudié les autres méthodes, ces mêmes auteurs ont observé une sous-estimation

de la fonction respiratoire par la méthode TEMP-TDM.

Il existe cependant des phénomènes de compensation par ré-expansion des lobes restant pouvant expliquer

cette sous-estimation. Des études portant sur la fonction respiratoire après chirurgie pulmonaire retrouve une

modification allant jusqu’à 6 à 12 mois après lobectomie, et 3 à 6 mois après pneumectomie, avec parfois une

fonction post-opératoire supérieure à la fonction initiale. Ces phénomènes semblent plus importants après

lobectomie qu’après pneumonectomie, et chez des patients avec une fonction respiratoire déjà altérée en pré-

opératoire, principalement sur des lésions d’emphysèmes20,21,22.

La principale critique que l’on peut faire sur la précision de la segmentation sur le TEMP-TDM vient de la qualité

des images scannographiques. En effet il s’agit d’une TDM « low-dose » non réalisée en apnée, ce qui entraine

des artéfacts de mouvement créant un flou cinétique, notamment aux bases pulmonaires, et rend plus difficile

la visualisation nette des scissures pulmonaires, sur lesquelles la segmentation est basée. L’analyse « inter-

observateur » montre cependant une bonne reproductibilité dans notre étude. Après discutions entre les deux

lecteurs, la principale difficulté a été de localiser la petite scissure. Il était alors utile pour les cas les plus

difficiles, où ces scissures n’étaient pas clairement visualisables sur chacune des coupes, de recourir aux autres

plans de coupe (sagittal et coronal), ainsi que de suivre les bronches lobaires. Ces aides indirectes ont permis

d’obtenir la bonne reproductibilité observée dans notre étude mais au prix d’un temps plus long passé sur

l’examen.

La TDM seule à dose diagnostique et en inspiration profonde a été étudiée pour l’évaluation de la fonction

lobaire. Cette méthode appelée Quantitative CT est basée sur une segmentation semi-automatique du

parenchyme pulmonaire « sain » basée sur la densité, permettant d’exclure les zones d’emphysème et

32

d’atélectasie. Dans un premier temps les poumons sont délimités du médiastin en utilisant un fenêtrage de -

200 à -1024 UH puis les segments sont délimités en utilisant un fenêtrage de -500 UH à -910 UH. Ce fenêtrage

permet l’exclusion des zone d’emphysème (dont la densité est inférieure à -910 UH) et d’atélectasie (dont la

densité est supérieure à -500 UH). Cette méthode "semi-automatique" est plus simple et accessible que la

scintigraphie, et permettrait une approche également fonctionnelle. Dans une étude de 2002 réalisée sur 44

patients, Wu et Al ont comparé cette technique avec la scintigraphie planaire, et retrouve une meilleure

corrélation avec les VEMS post-opératoires pour la méthode TDM avant lobectomie23. En 2007, Ohno et Al ont

retrouvé des résultats similaires sur 97 patients avant lobectomie comparativement à la TEMP seule24. Enfin

dans une étude de 2011 réalisée sur 166, Ohno et al ont comparé le Quantitative TDM avec une acquisition

TEMP segmentée en utilisant les données d’une TDM diagnostique avec un algorithme automatique, et ont

retrouvé une corrélation identique des deux méthodes entre les VEMSppo et les VEMS post-opératoires25.

Takenaka et al ont confirmé ces résultats chez des patients avant chirurgie pour emphysème, avec des

résultats similaires pour les 2 techniques26. Même si aucune étude à notre connaissance n’a comparé

directement la Quantitative TDM et la TEMP-TDM, ces résultats mettent en avant la bonne performance de la

TEMP sous réserve d’une segmentation satisfaisante. Ceci pose la question d’une meilleure qualité de la TDM à

réaliser lors des examens de scintigraphie pulmonaire, au prix alors d’une irradiation plus importante pour le

patient.

Seule l’IRM de perfusion semble apporter des résultats plus satisfaisants avec des meilleurs coefficients de

corrélation du VEMSppo avec le VEMS post-opératoire obtenu avec cette méthode pour l’évaluation lobaire

comparativement à la scintigraphie planaire27 et à la TEMP24, mais cet examen reste moins accessible que la

scintigraphie pulmonaire dans la pratique courante.. En revanche, aucune étude n’a comparé les performances

de l’IRM avec la TEMP-TDM. Une étude a cependant comparé l’IRM avec la TEMP et une segmentation TDM

diagnostic non-réalisée dans le même temps, et retrouve des coefficients de corrélation avec les VEMSpost-

opératoire similaires (0,88)25. De plus, comme nous l’avons dit en préambule, chaque patient venant passer

une scintigraphie pulmonaire bénéficie d’ores et déjà d’une acquisition tomoscintigraphique, mais les

évaluations des fonctions respiratoires sont réalisées sur les images planaires issues de l’acquisition

tomoscintigraphique. Ainsi l’utilisation des données tomoscintigraphiques ne modifiera en rien le déroulement

de l’examen, que ce soit en termes de durée, de dosimétrie ou de coût.

Dans l’analyse des VEMSppo, nos résultats retrouvent des différences significatives entre la TEMP-TDM et la

méthode de référence anatomique. Pour 11 patients (22%), cette différence était supérieure à 10%, variation

33

considérée comme étant supérieure à la simple variabilité ou erreur de la mesure, et qui pourrait donc modifier

la prise en charge thérapeutique.

Lorsque l’on utilise les valeurs du VEMSppo obtenues par la TEMP-TDM, plutôt que la méthode SP2D ou la

méthode anatomique la décision thérapeutique est modifiée pour 12,5% des patients (avec 4 « upstagging » et

4 « downstagging»). Néanmoins ce "relatif" faible taux pourrait venir du fait que la plupart de nos patients

avaient un VEMS préopératoire élevé et avait donc peu de chance d’être récusés de la chirurgie. Si on considère

qu'un VEMS pré-opératoire inférieur à 60% est un facteur de risque de morbi-mortalité28, le pourcentage de

modification de la stratégie thérapeutique chez les patients de notre étude dont le VEMS pré-opératoire est

inférieur à 60%, passe alors à 27,7%% en utilisant la TEMP-TDM comme référence. On peut alors penser que

l’utilisation de la TEMP-TDM pourrait être réservée à cette catégorie de patients avec un VEMS préopératoire

bas, chez qui une meilleure précision en terme anatomique et fonctionnelle pourrait modifier la stratégie chez

un plus d'un quart des patients.

Notre méthode mixte voulait apporter une dimension fonctionnelle à la simplicité de la méthode anatomique en

y prenant en compte l’asymétrie de perfusion droite/gauche. Aucune différence significative n’a été retrouvée

avec la méthode anatomique, ces deux dernières donnant des résultats finalement comparables dans notre

population. Nous avons donc réalisé une analyse complémentaire en ne s’intéressant qu’aux patients ayant sur

les données de la SP2D une différence importante de perfusion D/G afin d’optimiser l’apport des données

scintigraphiques aux calculs anatomiques, sans non plus montrer de différence significative. Ainsi les

phénomènes modifiant la perfusion pulmonaire ne peuvent être considérés qu’à l’échelle pulmonaire avant

d’envisager une lobectomie.

Cependant, en s’inspirant de la méthode mixte, et pour alléger et faciliter le travail de segmentation, nous

proposeront donc le protocole suivant pour l’évaluation du VEMSppo par la méthode TEMP-TDM:

-1ère étape : évaluation la répartition droite/gauche sur les acquisitions SP2D

-2ème étape : contourage du lobe à réséquer et du poumon concerné (exemple LSD et PD) sur les acquisitions

TEMP-TDM

-3ème étape : rapporter l’activité du lobe à l’activité du poumon grâce aux données de la TEMP-TDM puis à la

l’activité totale grâce aux données de la SP2D, pour obtenir la part fonctionnelle du lobe

-4ème étape : soustraction la part fonctionnelle ainsi obtenu au VEMS pré-opératoire pour obtenir le VEMSppo

34

CONCLUSION

Notre étude confirme donc la non supériorité de l’approche TEMP-TDM pour l’évaluation du VEMSppo à l’échelle

pulmonaire avant pneumectomies,

La mesure de la fonction des poumons droit et gauche sur les images scintigraphiques planaires, aujourd'hui

reconstruites à partir des données de la TEMP-TDM sans surcoût ni surdose ni même augmentation des temps

d'acquisition, reste la méthode de référence. La méthode SP2D a montré une sous-estimation des volumes

fonctionnels des LSD, LID et LIG. Avant lobectomie, la méthode TEMP-TDM a montré des différences

significatives avec la méthode recommandée (anatomique), avec de plus un impact clinique plus marqué chez

les patients dont le VEMS pré-opératoire est abaissé. Grâce à une bonne reproductibilité malgré une certaine

lourdeur de mise en œuvre, elle pourrait permettre d’optimiser la stratégie de traitement chez des patients dont

le VEMS pré-opératoire est <60% plus à risque de complication.

BIBLIOGRAPHIE

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37

Femme   16  

Homme   47  

Âge  moyen   62,9  ans  

Pneumectomie   15  

Lobectomie   48  

LSD   16  

LM   1  

LID   10  

LMID   3  

LSG   10  

LIG   8  

Antécédent  Résection   10  

LSD   4  

LID   2  

LSG/LID   1  

LSG   1  

LIG   2  

VEMS  pré-­‐opératoire  moyen   56,80%  

Histologie      

Carcinome  Epidermoïde   24  

Adénocarcinome   29  

Tuberculome   5  

Neurofibrome   2  

Carcinome  Neuroendocrine   1  

Sarcome   1  

Métastase   1  

Tableau 1: Carractéristiques des malades

38

TEMP-TDM vs Anatomique

Différence Moyenne

Intervalle de confiance 95%

P-value

LSD -2,2 -4,2 à -0,099 0,0344

LM -0,77 -3 à 1,5 > 0,9999 LID 0,25 -2 à 2,5 > 0,9999 LSG 4,1 1,5 à 6,6 0,0003 LIG -4,4 -6,9 à -1,9 < 0,0001

Tableau 2 : Comparaisons multiples TEMP-TDM vs Anat

TEMP-TDM vs SP2D

Différence Moyenne

Intervalle de confiance 95%

P-value

LSD 5,9 3,8 à 8 < 0,0001 LM -15 -17 à -13 < 0,0001 LID 9,5 7,3 à 12 < 0,0001 LSG -12 -15 à -9,7 < 0,0001 LIG 13 10 à 15 < 0,0001

Tableau 3 : Comparaisons multiples TEMP-TDM vs SP2D

SP2D vs Anatomique

Différence Moyenne

Intervalle de confiance 95%

P-value

LSD 3,7 1,7 à 5,8 < 0,0001 LM -16 -17 à -13 < 0,0001 LID 9,8 7,5 à 12 < 0,0001 LSG -8,2 -11 à -5,6 < 0,0001 LIG 8,4 5,9 à 11 < 0,0001

Tableau 4 : Comparaisons multiples SP2D vs Anat

Mixte vs Anatomique

Différence Moyenne

Intervalle de confiance 95%

P-value

LSD -1,3 -3,3 à 0,8 0,6295

LM -0,82 -3,1 à 1,4 > 0,9999

LID -1,9 -4,1 à 0,4 0,1758

LSG -0,32 -2,9 à 2,3 > 0,9999

LIG -0,52 -3 à 2 > 0,9999

Tableau 5 : Comparaisons multiples Mixte vs Anat

39

   

VEMS   pré-­‐

opératoire  (%)   VEMSppo  SP2D  (%)  

VEMSppo    

TEMP-­‐TDM  (%)   VEMSppo  Anat  (%)  

VEMSppo    

Mixte  (%)  

1    80,2          71,4          58,5          59,3          60,2        

2    91,3          77,6          74,0          67,6          65,7        

3    48,0          41,8          37,0          35,5          34,1        

4    60,2          54,2          49,4          44,5          45,8        

5    82,1          70,6          60,8          60,8          64,0        

6    68,0          62,6          58,5          50,3          56,4        

7    57,8          52,0          50,3          42,8          41,6        

8    85,0          66,3          62,9          62,9          59,5        

9    93,0          86,5          78,1          68,8          70,7        

10    78,0          63,2          50,7          57,7          53,0        

11    36,6          31,8          31,5          28,9          30,0        

12    65,2          50,9          44,3          51,5          46,3        

13    73,4          69,0          63,9          58,0          60,2        

14    61,2          55,1          52,6          48,3          48,3        

15    62,3          61,7          61,7          49,2          49,8        

16    45,0          39,6          32,4          35,6          29,3        

17    59,0          57,8          55,5          46,6          50,2        

18    49,8          48,8          41,3          39,3          41,8        

19    47,0          35,3          40,4          29,6          30,6        

20    75,9          63,0          65,3          47,8          59,2        

21    53,7          34,9          36,5          33,8          35,4        

22    85,0          73,1          79,9          75,7          79,1        

23    46,3          39,8          37,0          38,9          38,0        

24    50,8          45,2          44,2          42,7          42,7        

25    76,2          63,2          57,9          64,0          65,5        

26    72,8          72,1          72,1          61,2          68,4        

27    79,4          68,3          65,1          66,7          63,5        

40

28    48,0          41,8          36,0          40,3          39,8        

29    50,3          45,8          42,8          42,3          43,3        

30    68,7          58,4          55,6          57,7          57,0        

31    77,4          76,6          76,6          65,0          75,1        

32    69,7          62,0          62,7          58,5          57,9        

33    70,1          63,1          55,4          58,9          60,3        

34    65,2          57,4          57,4          54,8          54,8        

35    75,9          73,6          65,3          63,8          66,0        

36    45,0          42,3          43,2          37,8          38,3        

37    40,8          37,1          33,9          34,3          33,9        

38    72,7          53,1          47,3          61,1          54,5        

39    62,0          40,3          50,2          45,9          40,9        

40    61,2          38,6          52,0          45,3          45,3        

41    46,9          31,9          42,7          34,7          36,1        

42    50,0          31,5          39,0          37,0          36,5        

43    51,8          35,2          41,4          38,3          40,4        

44    65,1          50,8          62,5          48,2          52,1        

45    75,5          43,8          53,6          55,9          48,3        

46    57,0          35,9          39,9          42,2          39,9        

47    59,7          42,4          48,4          44,2          46,6        

48    43,8          25,0          32,0          32,4          28,0        

Tableau 6 : VEMS pré-opératoire et VEMSppo selon les 4 méthodes d’estimations. En rouge : patients récusés

de la chirurgie

41

Figure 1: Evaluation des volumes fonctionnels selon la method SP2D

42

Figure 2: Evaluation des volumes fonctionnels selon la méthode TEMP-TDM (exemple du poumon gauche)

A gauche: Fenêtre de segmentation sur les coupes TDM en fenêtrage parenchymateux (en rouge: contour du

LSG)

A droite: Affichage 3 modalités (en haut TEMP, au milieu TDM, en bas TEMP-TDM), dans les 3 plans

43

Figure 3 : Graphique de Bland-Altmann TEMP-TDM vs SP2D pour l’évaluation des volumes

fonctionnels du poumon gauche

Figure 4 : Graphique de Blant-Altmann TEMP-TDM Vs SP2D pour l’évaluation du volume fonctionnel

du poumon droit

44

Figure 5 : Graphique de Bland-Altmann TEMP-TDM vs SP2D des VEMSppo

45

SYNTHESE

L’article précédent rapporte notre travail sur l’impact d'une approche par TEMP-TDM de l’évaluation du

VEMSppo dont le but est de préciser la décision thérapeutique dans les cancers pulmonaires localisés ou

localement avancés. Les méthodes jusque là recommandées montrent chacune des limites qui pourraient

questionner la fiabilité de cette évaluation. La méthode anatomique manque de considération fonctionnelle, et

la méthode scintigrahique planaire SP2D manque de précision anatomique. L’approche TEMP-TDM est celle qui

permet de prendre en compte à la fois l’anatomie et les phénomènes fonctionnels associés aux cancer du

poumon qui modifient la fonction respiratoire régionale, et devrait être celle la plus proche de la réalité.

Cette problématique concerne essentiellement l’evaluation à l’echelle lobaire. En effet au niveau pulmonaire la

segmentation droite/ gauche en acquisition planaire reste simple et fiable. Nos résultats sont conformes à cette

observation, puisque nous n'avons retrouvé aucune différence significative entre la TEMP-TDMet la SP2D, ce

qui confirme que la précision de la scintigraphie planaire est suffisante quand il s'agit d'évaluer la fonction d'un

poumon entier. A l’echelle lobaire, nos résultats ont montré des différences significatives de la TEMP-TDM avec

les autres méthodes (SP2D et Anat), et l’estimation par la SP2D a donné systématiquement des volumes plus

élevés pour le LM et le LSG, car les acquisitions de faces superposent les lobes.

Nos résultats auraient probablement gagné en intérêt à pouvoir être comparer aux VEMS réels post-

opératoires, mais le caractère rétrospectif de l'étude et l'absence d'évaluation spirométrique post-opératoire

n'ont pas permis cette comparaison. Cependant, on pourra argumenter que même les évaluations

spirométriques post-opératoires sont sujettes à variations en raison de phénomènes compensatoires de

réadaptation pulmonaire, ce qui peut modifier les VEMS jusqu’à plusieurs mois après la chirurgie(22)(23)(24).

C'est peut être pour cette raison qu'il n'existe qu'une seule étude comparative de la TEMP-TDM à la spirométrie

pos-opératoire(25). Pour une telle comparaison, il faudrait probablement réaliser des EFR répétés afin de

documenter ces phénomènes compensatoires, et d’estimer au mieux les limites et les erreurs potentielles de la

TEMP-TDM.

La limite principale de la technique TEMP-TDM pourrait venir de l’acquisition TDM co-enregistrée sur laquelle est

réalisée la segmentation, qui est de moindre qualité qu’un scanner diagnostic pour des raisons dosimétriques.

En effet il s’agit d’une acquisition réspirée et “low-dose”, donnant des images artéfactées rendant parfois

difficile la visualisation précise des scissures et des limites pulmonaires, diminuant ainsi la précision de la

segmentation. Cependant, dans notre étude, il n’a pas été mise en évidence de différence significative entre les

46

observateurs concernant les résultats de l'évaluation fonctionnelle avec la TEMP-TDM, et la tecnhique

apparaissent ainsi suffisament précises pour être fiables et reproductibles.

Dans l’application clinique avant lobectomie, l’impact a été finalement assez limité. En effet seul 8 patients ont

vu la désion thérapeutique opératoire changer, (“downstagging” ou “upstagging”). Pour cette catégorie de

patients, le VEMSpréopératoire le plus élévé était de 61,3%. En effet pour des patients avec un

VEMSréopératoire élevé, la différence de précision entre les méthodes anatomiques, SP2D ou TEMP-TDM n’aura

pas de conséquence significative sur la décision thérapeutique finale.

Nous recommandons donc d’utiliser la méthode TEMP-TDM pour des patients au VEMS pré-opératoire inférieure

à 60%. C’est dailleurs cette catégorie de patients qui présente les risques opératoires les plus élevés, et chez

laquelle une meilleure présision pourrait avoir un réel impact sur la stratégie thérapeutique(26).

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49

Liste des Tableaux

Tableau 1: Carractéristiques de la population . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37  

Tableau 2 : Comparaison mutiple TEMP-TDM vs Anat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38  

Tableau 3: Comparaison mutiple TEMP-TDM vs SP2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38  

Tableau 4: Comparaison mutiple SP2D vs Anat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Tableau 5: Comparaison mutiple Mixte vs Anat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Tableau 6: VEMSppo selon les 4 méthodes d'evaluations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39-40

50

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Evaluation des volumes fonctionnels selon la méthode SP2D ...................................................... 41

Figure 2: Evaluation des volumes fonctionnels selon la méthode TEMP-TDM ............................................... 42

Figure 3: Graphique Bland-Altmann TEMP-TDM vs SP2D pour l'évaluation pulmonaire gauche ...................... 43

Figure 2: Graphique Bland-Altmann TEMP-TDM vs SP2D pour l'évaluation pulmonaire droit .......................... 43  

Figure 3: Graphique Bland-Almann TEMP-TDM vs SP2D pour l'évaluation des VEMSppo ............................... 44  

51

TABLE DES MATIÈRES

LISTE DES ABREVIATIONS ................................................................................................................. 9  

DONNEES DE LA LITERATURE ......................................................................................................... 11

TITRE ET AUTEURS .......................................................................................................................... 18

RESUME/ABSTRACT .................................................................................................................... 19-20

INTRODUCTION ............................................................................................................................... 21  

METHODES ....................................................................................................................................... 22  

RESULTATS ...................................................................................................................................... 26  

1.   Population ......................................................................................................................... 26  2.   Performance de la technique ............................................................................................. 26  2.1.   Reproductibilité .................................................................................................................... 26  2.2.   Evaluation pulmonaire .......................................................................................................... 26  2.3.   Evaluation lobaire ................................................................................................................. 27  2.4. Evaluation des VEMSppo ....................................................................................................... 28  2.5. Impact clinique .................................................................................................................... 29  

DISCUSSION .................................................................................................................................... 29

CONCLUSION ................................................................................................................................... 34  

BIBLIOGRAPHIE .............................................................................................................................. 34

SYNTHESE ........................................................................................................................................ 45  

LISTE DES TABLEAUX ....................................................................................................................... 49  

LISTE DES FIGURES ......................................................................................................................... 50  

TABLE DES MATIERES ...................................................................................................................... 51  

 

I

keywords : perfusion lung scintigraphy, SPECT-CT, predicted postoperative FEV, lung surgery

DUFOUR Pierre-Alban Evaluation de l’intérêt et la faisabilité pratique d’une approche TEMP-TDM vs planaire dans l’évaluation du VEMS prédictif post-opératoire avant chirurgie

pulmonaire.

Mots-clés : scintigraphie pulmonaire de perfusion, TEMP-TDM, VEMS prédictif post-opératoire, chirurgie pulmonaire

Interest and feasibility of perfusion pulmonary SPECT-CT vs planar scintigraphy to

predict post-operative FEV before lung resection

AB

STR

AC

T PURPOSE: The predicting post-operative estimation of forced expiratoty volume in one seconde (FEVppo) before lobectomy is obtained by a count method based on the number of pulmonar segments to remove. Perfusion planar lung scintigraphy (PLS) is only recommanded before pneumonectomy. The aime of our study is to evaluate the performance of lung single photon emission computed tomography with computed tomography (SPECT-CT) in terms of feasability, reproductibility and therapeutic impact. METHODS: SPECT-CT was performed for 63 patients (15 pneumonectomy and 48 lobectomy) to evaluate FEVppo. Planar scintigraphic imaging were extract from SPECT-CT data. Metabolic volumes of each lung and lobe were evaluated by SPECT-CT, PLS, count-method and a new mixted method combinig PLS data with calculation of the count method. SPECT-CT data were analysed by 2 different observers. FEVppo was then obtained by each method and we used a 40% low threshold to excluded patient from lobectomy. RESULTS: An excellent concordance was observed between the 2 observers. No significant difference was found between SPECT-CT and PLS for lung evaluation. Significant differences were found between each method for lobe evaluation (p<0,0001). Lobes volumes were systematically higher with PLS than SPECT-CT for upper left lobe and middle lobe. Significant differences were found for the evaluation of FEVppo between SPECT-CT and count method (p=0,0431), and between PLS and count method (p=0,0006). Bland-Altman found a mean absolute difference of FEVppo between SPECT-CT and PLS at -0,9 with agreement limits at 11,6 and -13,37 and fewer than 5% of outliners. 8 patients (12,5%)were restaged using SPECT-CT versus PLS and SPECT-CT versus count method. The higher pre-operative FEV in those cases was 61,3%. CONCLUSION: SPECT-CT is feasible and reproducible for the evaluation of FEVppo before lobectomy, but much more longer and complexe than PLS. It’s use could be restricted for patients with a low pre-operative FEV.

RÉS

UM

É INTRODUCTION : L’évaluation du volume maximal expiré en une seconde prédictif post-opératoire avant lobectomie (VEMSppo) se fait par une méthode de calcul (Anat) basée à sur le nombre de segments à retirer. La scintigraphie planaire de perfusion pulmonaire (SP2D) n’est recommandée qu’avant pneumonectomie. L’objectif de notre étude est d’évaluer les performances de la tomoscintigraphie de perfusion pulmonaire couplée au scanner de repérage (TEMP-TDM) en termes de faisabilité, de reproductibilité, et d’impact thérapeutique dans l’évaluation du VEMSppo. METHODES : 63 patients (15 pneumectomies et 48 lobectomies) ont bénéficié d’une TEMP-TDM pour l’évaluation du VEMSppo. Les images SP2D ont été extraites des données TEMP-TDM. Les volumes fonctionnels pulmonaires et lobaires ont été comparés avec les méthodes TEMP-TDM, SP2D, Anat, et une méthode mixte combinant les données de la SP2D et les calculs de la méthode Anat. L’estimation des volumes par TEMP-TDM a été réalisée par 2 observateurs indépendants. Les VEMSppo obtenus selon chaque méthode ont été comparés, et l’impact sur la décision opératoire avec un seuil bas à 40% a été étudié pour une lobectomie. RESULTATS : Une excellente concordance a été observée entre les deux observateurs. Aucune différence significative n’a été retrouvée entre les données de la TEMP-TDM et les données de la SP2D au niveau pulmonaire. Au niveau lobaire, il existait des différences significatives dans l’évaluation du volume entre les différentes méthodes (p<0,0001). La SP2D a donné des volumes systématiquement plus élevés que la TEMP-TDM pour les lobes supérieur gauche et moyen. Il existait des différences significatives entre les VEMSppo obtenus par la méthode Anat d'une part et la méthode TEMP-TDM (p : 0.0431), ainsi qu’avec la SP2D (p :0.0006) d'autre part. Le test de Bland-Altman a retrouvé une moyenne des différences du VEMSppo entre la TEMP-TDM et la SP2D de -0.9, avec des limites d’agréments à 11.6 ;- 13.37 avec moins de 5% d’outliners (2 sur 48). Pour 8 patients (12,5%), la décision thérapeutique était différente selon les méthodes employées (TEMP-TDM et SP2D ou TEMP-TDM et Anat). Le VEMS préopératoire dans ces cas était de 61,3%. CONCLUSION : La TEMP-TDM est une méthode faisable en routine et reproductible pour l’évaluation du VEMSppo, mais plus longue et plus complexe que la SP2D. A la vue de son impact thérapeutique limité, son utilisation pourrait être réservée aux patients avant lobectomie présentant un VEMS préopératoire altéré