Imagerie par résonance magnétique assistée par oxygène (OE-MRI) du cœur : une étude de faisabilité (OE-MRI)

Déterminer la présence et la gravité de l'ischémie myocardique est un objectif clé dans la gestion efficace de la maladie coronarienne (CAD). L'ischémie non traitée est un déterminant important des résultats indésirables, et les avantages de la revascularisation induite par l'ischémie sont bien reconnus.1

Les aspects anatomiques de la maladie coronarienne sont peu prédictifs de l'ischémie myocardique.1 2 Par conséquent, l'évaluation simultanée de la sévérité fonctionnelle de la sténose coronarienne est utilisée pour guider la revascularisation.3 Dans le cadre clinique, un certain nombre de méthodes d'imagerie sont disponibles, notamment les techniques nucléaires, l'échocardiographie et la résonance magnétique cardiovasculaire (RMC). De telles modalités évaluent l'hétérogénéité du flux et les anomalies contractiles, mais celles-ci servent de substituts à l'ischémie myocardique : l'ischémie en soi n'est pas mesurée. De plus, ces modalités d'imagerie fonctionnelle reposent sur l'utilisation d'agents de contraste exogènes, qui, bien que faibles, comportent des risques supplémentaires et peuvent être contre-indiqués dans certaines populations.

L'imagerie dépendante du niveau d'oxygène dans le sang (BOLD) exploite les propriétés paramagnétiques inhérentes de l'hémoglobine.4 La transition de l'oxyhémoglobine diamagnétique à la désoxyhémoglobine paramagnétique induit des différences de susceptibilité magnétique, entraînant une modification de l'intensité du signal de résonance magnétique et générant ainsi un contraste dépendant de l'oxygène. Ainsi, l'imagerie BOLD donne un aperçu de l'oxygénation des tissus myocardiques. Étant donné que l'hypoxie est l'initiateur de la cascade ischémique, l'évaluation de l'oxygénation myocardique régionale avec l'imagerie BOLD a été supposée refléter plus directement le déséquilibre entre l'apport et la demande en oxygène et être sensible pour détecter la coronaropathie. En effet, l'évaluation initiale de l'imagerie BOLD pour la détection de CAD a produit des résultats prometteurs.5-7 De plus, BOLD a fourni un aperçu pathologique d'autres pathologies du myocarde. La perfusion myocardique (flux sanguin) peut être dissociée de l'oxygénation, c'est-à-dire que l'hypoperfusion n'est pas nécessairement proportionnelle à l'hypoxie tissulaire. Par exemple, la demande en oxygène du myocarde peut être régulée à la baisse dans le myocarde en hibernation et peut être régulée à la hausse dans la cardiomyopathie hypertrophique (HCM) en raison du coût accru du métabolisme énergétique. Chez les porteurs de la mutation HCM sans hypertrophie ventriculaire gauche, Karamitsos et al ont démontré une réserve de perfusion myocardique normale, mais une oxygénation myocardique anormale pendant le stress, peut-être expliquée par le fait que les mutations du gène du sarcomère augmentent le coût énergétique de la contraction avant le début de l'hypertrophie.8

Cependant, l'imagerie BOLD est associée à un certain nombre d'inconvénients. Premièrement, étant donné que le signal BOLD reflète la désoxyhémoglobine qui est confinée aux vaisseaux sanguins, il ne reflète pas vraiment le statut en oxygène des tissus.9 Deuxièmement, le signal BOLD dépend également de la géométrie des vaisseaux, des modifications du débit sanguin et du volume sanguin, ce qui peut donc confondre le signal.9 Enfin, les techniques CMR utilisées pour mesurer le signal BOLD (T2* de T2) ne sont pas quantitatives puisqu'une variation de T2* ou T2 ne peut être liée à une variation de la pression partielle d'oxygène (PO2). Au lieu de cela, des mesures semi-quantitatives sont effectuées en utilisant l'intensité du signal et sont supposées refléter l'oxygénation.

L'imagerie par résonance magnétique améliorée par l'oxygène (OE-MRI) surmonte potentiellement ces limitations. L'oxygène lui-même a des propriétés paramagnétiques ; il augmente le taux de relaxation longitudinale des protons (R1) de l'eau contenant de l'oxygène dissous.10 Le changement mesuré de R1 (= 1/T1, où le temps de relaxation T1 est une propriété magnétique inhérente à tous les tissus) induit par la respiration d'oxygène est directement proportionnel au changement de PO2. Dans l'OE-MRI, le changement de R1 lors de la respiration de concentrations élevées d'oxygène est mesuré. Les avantages de l'OE-MRI par rapport à BOLD sont donc qu'il est sensible à l'oxygénation des tissus, qu'il ne dépend pas des changements de débit et de volume sanguins, et qu'il est véritablement quantitatif, puisque le changement de R1 est directement proportionnel au changement de PO2. Ainsi, il offre potentiellement une mesure quantitative de l'oxygénation myocardique. L'OE-MRI a été utilisée pour évaluer l'oxygénation des tissus pulmonaires,11 l'oxygénation des tumeurs solides12 et pour évaluer l'oxygénation placentaire chez les femmes enceintes13 sur des scanners IRM cliniques conventionnels avec des résultats très encourageants.

L'OE-MRI n'a pas été appliquée au cœur. Nous émettons l'hypothèse que l'OE-MRI permettra une évaluation non invasive, non ionisante et quantitative de l'oxygénation du tissu myocardique, c'est-à-dire sans agent de contraste exogène. Si tel est le cas, l'OE-MRI offrira un énorme potentiel en termes de diagnostic et de gestion de la coronaropathie, ainsi qu'en termes d'informations physiopathologiques sur les maladies cardiaques.