Caractérisation du parenchyme hépatique par relaxométrie par résonance magnétique paramétrique T1 et T2

Bien que la biopsie hépatique soit la norme actuelle pour la caractérisation histologique du parenchyme hépatique, cette procédure invasive présente un risque important d'hémorragie potentiellement mortelle. De plus, comme une maladie hépatique peut affecter le foie de manière focale ou hétérogène, les résultats histologiques peuvent être faux négatifs ou ne pas être représentatifs. Modalités d'imagerie non invasives (par ex. l'échographie (US), la tomodensitométrie (CT) et l'imagerie par résonance magnétique (IRM), d'autre part, fournissent des informations précieuses en ce qui concerne la caractérisation globale et régionale des tissus, et peuvent être utiles pour guider/cibler la biopsie hépatique. De plus, ces dernières années, de nouveaux développements ont ouvert la porte à une meilleure appréciation plus complète de l'état du foie. L'une d'elles est l'élastographie évaluant les propriétés mécaniques et viscoélastiques du foie, fournissant ainsi des informations précieuses sur la rigidité (ou l'élasticité) du foie et pouvant être utilisée pour une stadification précise de la fibrose hépatique (1,2). Une autre approche est la caractérisation des tissus en utilisant le comportement de relaxation du tissu hépatique dans un environnement magnétique à champ élevé («relaxométrie»). Comme les temps de relaxation sont spécifiques aux tissus, une pathologie focale ou diffuse peut être modifiée (c.-à-d. raccourcir ou prolonger) les temps de relaxation. Ces altérations peuvent être utilisées pour décrire et quantifier la gravité de la maladie. Dans le domaine de l'imagerie cardiaque, la relaxométrie a provoqué un changement de paradigme, mais pour l'imagerie hépatique, cela a suscité un intérêt relativement limité jusqu'à présent. La plus connue est la relaxométrie T2* permettant de diagnostiquer et de suivre les patients atteints d'hémochromatose. Récemment, quelques articles ont décrit l'utilisation de la relaxométrie T1 et T1-rho pour diagnostiquer la congestion hépatique chez les patients Fontan et pour décrire la fibrose hépatique, respectivement (3,4).

Dans le cadre d'un examen IRM cardiaque complet, nous avons commencé à effectuer systématiquement la relaxométrie T1 et T2 du cœur en 2014. La technique a été validée par rapport à un fantôme standardisé disponible dans le commerce dans une étude internationale (5). Pratiquement, la cartographie T1 et T2 comprend des mesures dans le petit axe cardiaque et le grand axe horizontal avant et après l'administration intraveineuse de chélates de gadolinium disponibles dans le commerce. Comme dans la direction du petit axe cardiaque, le foie est partiellement englobé, nous utiliserons ces images pour mesurer les temps de relaxation T1 et T2 du foie. Comme toutes les données sont stockées sur PACS, notre objectif est de réutiliser ces études de cartographie T1 et T2 pour déterminer la relaxation T1 et T2 du foie dans des conditions normales.

Premièrement, nous dériverons de notre base de données d'IRM cardiaque un groupe représentatif d'études étiquetées comme normales (c'est-à-dire résultats normaux de l'IRM cardiaque). Dans le dossier médical du patient, les biomarqueurs sériques de la maladie hépatique seront vérifiés (voir ci-dessous), ainsi que les résultats de l'échocardiographie (exclusion de l'insuffisance cardiaque droite, exclusion de l'insuffisance tricuspide sévère), échographie abdominale / tomodensitométrie (exclusion de la maladie hépatique, c'est-à-dire hémochromatose, stéatose, congestion hépatique et cirrhose du foie). Seules les études IRM seront incluses si la maladie hépatique est exclue. Dans une prochaine étape, une région d'intérêt représentative sera dessinée manuellement (> 100 pixels) dans une région n'incluant pas les vaisseaux hépatiques. Ces analyses seront réalisées sur la carte T1 pré- et post-contraste, et sur la carte T2. L'objectif est de déterminer des valeurs normales chez au moins 100 sujets, permettant d'évaluer l'impact du vieillissement et du sexe.

Deuxièmement, nous mesurerons les valeurs de T1 et T2 du foie chez des patients atteints de différentes formes d'insuffisance cardiaque droite et évaluerons la relation entre les valeurs de T1 et de T2 du foie et les résultats de l'échocardiographie, les biomarqueurs sériques et le cathétérisme cardiaque droit indiquant une insuffisance cardiaque droite. Ces dernières informations seront extraites du dossier médical du patient. Comme dans l'insuffisance cardiaque droite, la pression de remplissage augmente dans les veines cave et hépatique, provoquant ainsi une congestion hépatique. C'est l'hypothèse que dans ces circonstances les valeurs hépatiques T1 et T2 sont augmentées. De plus, dans les derniers stades, lorsque la fibrose hépatique s'initie et évolue vers un foie cirrhotique cardiaque, nous émettons l'hypothèse d'une augmentation des valeurs de T1. L'objectif est d'évaluer si le T1 et/ou le T2 moyen du parenchyme hépatique obtenus en IRM peuvent être utilisés comme biomarqueur d'imagerie de la décompensation cardiaque droite. Comme une maladie hépatique concomitante (voir ci-dessus) peut entraver l'interprétation correcte de nos résultats, une maladie hépatique préexistante doit être exclue. Pour cela, une approche similaire à celle de la population normale sera utilisée. La population cible de patients est triple. Premièrement, les patients souffrant d'hypertension pulmonaire avec/sans signe d'insuffisance cardiaque droite, qui ont subi un cathétérisme cardiaque droit avec des mesures de pression invasives (si elles ne sont pas disponibles, des estimations de la pression artérielle pulmonaire à l'échocardiographie transthoracique seront utilisées), et des signes d'insuffisance cardiaque droite à l'échocardiographie transthoracique. l'échocardiographie peut être utilisée. Deuxièmement, les patients atteints de cardiomyopathie dilatée, définie comme une fraction d'éjection du VG < 35 % avec et sans dysfonctionnement ventriculaire droit (RV) concomitant (c'est-à-dire FE VD < 35 %). Troisièmement, les patients atteints de péricardite constrictive ou de péricardite inflammatoire avec une physiologie constrictive (c.-à-d. augmentation du couplage/interdépendance ventriculaire liée à la respiration). Ce groupe sera comparé à un groupe de patients atteints de péricardite inflammatoire sans physiologie constrictive (i.e., couplage ventriculaire préservé).

Troisièmement, pour évaluer la reproductibilité inter- et intra-observée des valeurs de T1/T2 du foie, les mesures seront effectuées par deux lecteurs réalisant indépendamment les mesures. Un lecteur répétera les mesures en respectant un intervalle d'une semaine entre les analyses. Ce groupe comprend 10 études sélectionnées au hasard dans le groupe normal et 10 études dans le groupe patient. L'analyse comprend l'évaluation du coefficient de corrélation intraclasse (ICC) et du coefficient de variation (CoV).

Enfin, comme étape vers une approche plus automatisée, nous évaluerons/développerons l'analyse de texture. Cette approche mathématique examine les modèles entre les pixels non visibles par l'œil humain et aboutit à des « caractéristiques » d'image qui vont au-delà de la moyenne (ou médiane) et des écarts typiques. Il s'est avéré être une technique robuste dans de nombreuses applications dans le domaine de l'imagerie médicale, et sera très probablement également utile pour l'imagerie du foie. Le grand groupe de caractéristiques d'image dérivées doit être analysé plus en détail à l'aide d'approches d'apprentissage automatique (avec/sans autres lectures cliniques). L'apprentissage automatique des caractéristiques couplées à un diagnostic ("cible") a le potentiel d'augmenter les scores de risque traditionnels avec de nouveaux biomarqueurs d'imagerie. Approches de régularisation basées par ex. des machines à vecteurs de support, des forêts aléatoires ou des réseaux de neurones convolutifs (CNN) seront mis en œuvre.