Dimensionnement valvulaire guidé par tomodensitométrie en quatre dimensions pour le remplacement valvulaire pulmonaire transcathéter
Summary
Cette étude a évalué une nouvelle méthodologie avec un modèle redressé généré à partir de la séquence de tomodensitométrie cardiaque en quatre dimensions afin d’obtenir les mesures souhaitées pour le dimensionnement de la valve dans l’application du remplacement valvulaire pulmonaire transcathéter.
Abstract
Les mesures du ventricule droit (RV) et de l’artère pulmonaire (PA), pour sélectionner la taille optimale de la prothèse pour le remplacement valvulaire pulmonaire transcathéter (TPVR), varient considérablement. L’imagerie par tomodensitométrie (TDM) tridimensionnelle (3D) pour la prédiction de la taille de l’appareil est insuffisante pour évaluer le déplacement du tractus d’écoulement ventriculaire droit (RVOT) et de l’AP, ce qui pourrait augmenter le risque d’égarement de l’endoprothèse et de fuite paravalvulaire. L’objectif de cette étude est de fournir un modèle dynamique pour visualiser et quantifier l’anatomie du RVOT à PA sur l’ensemble du cycle cardiaque par reconstruction CT cardiaque en quatre dimensions (4D) afin d’obtenir une évaluation quantitative précise de la taille de valve requise. Dans cette étude pilote, la tomodensitométrie cardiaque du mouton J a été choisie pour illustrer les procédures. La tomodensitométrie cardiaque 3D a été importée dans un logiciel de reconstruction 3D pour construire une séquence 4D qui a été divisée en onze images sur le cycle cardiaque pour visualiser la déformation du cœur. Le diamètre, la section transversale et la circonférence de cinq plans d’imagerie au niveau de l’AP principale, de la jonction sinotubulaire, du sinus, du plan basal de la valve pulmonaire (BPV) et du RVOT ont été mesurés à chaque image dans des modèles redressés 4D avant l’implantation de la valve pour prédire la taille de la valve. Pendant ce temps, les changements dynamiques dans le volume du VR ont également été mesurés pour évaluer la fraction d’éjection ventriculaire droite (RVEF). Des mesures 3D à l’extrémité de la diastole ont été obtenues pour comparaison avec les mesures 4D. Chez le mouton J, les mesures CT 4D du modèle redressé ont abouti au même choix de taille de vanne pour TPVR (30 mm) que les mesures 3D. Le RVEF des ovins J d’avant la TDM était de 62,1 %. Contrairement à la tomodensitométrie 3D, le modèle de reconstruction 4D redressé a non seulement permis une prédiction précise de la sélection de la taille des vannes pour TPVR, mais a également fourni une réalité virtuelle idéale, présentant ainsi une méthode prometteuse pour TPVR et l’innovation des dispositifs TPVR.
Introduction
Le dysfonctionnement du tractus ventriculaire droit (RVOT) et les anomalies valvulaires pulmonaires sont deux des conséquences les plus fréquentes d’une cardiopathie congénitale sévère, par exemple, les patients présentant une tétralogie réparée de Fallot (TOF), certains types de ventricule droit à double sortie (DORV) et une transposition des grandes artères1,2,3 . La majorité de ces patients sont confrontés à de multiples opérations tout au long de leur vie et, avec l’âge, les risques de complexité et de comorbidités augmentent. Ces patients peuvent bénéficier d’un remplacement valvulaire pulmonaire transcathéter (TPVR) comme traitement mini-invasif4. À ce jour, il y a eu une croissance constante du nombre de patients subissant tpvr et plusieurs milliers de ces procédures ont été effectuées dans le monde entier. Par rapport à la chirurgie traditionnelle à cœur ouvert, le TPVR nécessite une mesure anatomique plus précise de la xénogreffe ou de l’homogreffe du ventricule droit (RV) à l’artère pulmonaire (PA), ainsi que la réparation de la sténose pulmonaire et RVOT via un patch transannulaire, par angiographie par tomodensitométrie (CTA) avant l’intervention et pour s’assurer que les patients sont exempts de fracture du stent et de fuite paravalvulaire (PVL)5, 6. L‘
Une étude prospective multicentrique a démontré qu’un algorithme de dimensionnement annulaire CT multidétecteur jouait un rôle important dans la sélection de la taille de valve appropriée, ce qui pouvait diminuer le degré de régurgitation paravalvulaire7. Ces dernières années, l’analyse quantitative a été de plus en plus appliquée en médecine clinique. L’analyse quantitative a un énorme potentiel pour permettre une interprétation objective et correcte de l’imagerie clinique et pour vérifier que les patients sont exempts de fracture de stent et de fuite paravalvulaire, ce qui peut améliorer le traitement spécifique au patient et l’évaluation de la réponse au traitement. Dans la pratique clinique antérieure, il était possible de reconstruire l’imagerie CT à partir de trois plans (sagittal, coronal et axial) avec une tomodensitométrie bidimensionnelle (2D) pour obtenir un modèle de visualisation8. La tomodensitométrie à électrocardiogramme amélioré par contraste (ECG) est devenue plus importante dans l’évaluation de la morphologie et de la fonction RVOT/PA 3D, ainsi que dans l’identification des patients disposant d’un site d’implantation RVOT approprié capable de maintenir la stabilité du TPVR tout au long du cycle cardiaque9,10.
Cependant, dans les contextes cliniques et précliniques standard contemporains, les données de tomodensitométrie 4D acquises sont généralement traduites en plans 3D pour la quantification manuelle et l’évaluation visuelle qui ne peuvent pas montrer d’informations dynamiques 3D / 4D11. De plus, même avec des informations 3D, les mesures obtenues à partir de la reconstruction multiplanaire (MPR) ont diverses limites, telles qu’une mauvaise qualité de visualisation et un manque de déformation dynamique en raison des différentes directions du flux sanguin dans le cœur droit12. Les mesures prennent beaucoup de temps à rassembler et sont sujettes à des erreurs, car l’alignement et le sectionnement 2D peuvent être imprécis, ce qui entraîne une mauvaise interprétation et une distensibilité. À l’heure actuelle, il n’y a pas de consensus sur la mesure de RVOT-PA qui pourrait fournir de manière fiable des informations précises sur les indications et le dimensionnement valvulaire du TPVR chez les patients atteints de RVOT dysfonctionnelle et / ou de maladie valvulaire pulmonaire.
Dans cette étude, la méthode de mesure de RVOT-PA à l’aide d’un modèle de cœur droit redressé via une séquence de tomodensitométrie cardiaque 4D est fournie pour déterminer la meilleure façon de caractériser les déformations 3D de RVOT-PA tout au long du cycle cardiaque. L’imagerie de corrélation spatio-temporelle a été complétée en incluant la dimension temporelle et, par conséquent, a pu mesurer les variations de magnitude RVOT-PA. De plus, la déformation des modèles redressés pourrait avoir un impact positif sur le dimensionnement des vannes TPVR et la planification procédurale.
Protocol
Representative Results
Discussion
À ce jour, il s’agit de la première étude à illustrer une mesure spécifique au patient de la morphologie et des paramètres dynamiques de RVOT-PA avec un modèle cardiaque redressé généré à partir d’une séquence de tomodensitométrie 4D, qui peut être appliquée pour prédire la taille optimale de la valve pour TPVR. Cette méthodologie a été illustrée à l’aide de l’imagerie pré-CT du mouton J pour obtenir les déformations dynamiques, les volumes ventriculaires droits, la fonction ventriculaire …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Xiaolin Sun et Yimeng Hao ont contribué à parts égales à ce manuscrit et partagent la première paternité. Une sincère reconnaissance est adressée à tous ceux qui ont contribué à ce travail, membres passés et présents. Ce travail a été soutenu par des subventions du ministère fédéral allemand de l’Économie et de l’Énergie, EXIST – Transfert de recherche (03EFIBE103). Xiaolin Sun et Yimeng Hao sont soutenus par le China Scholarship Council (Xiaolin Sun-CSC: 201908080063, Yimeng Hao-CSC: 202008450028).
Materials
| Adobe Illustrator | Adobe | Adobe Illustrator 2021 | Graphics software |
| Butorphanol | Richter Pharma AG | Vnr531943 | 0.4mg/kg |
| Fentanyl | Janssen-Cilag Pharma GmbH | DE/H/1047/001-002 | 0.01mg/kg |
| Glycopyrroniumbromid | Accord Healthcare B.V | PZN11649123 | 0.011mg/kg |
| GraphPad Prism | GraphPad Software Inc. | Version 9.0 | Versatile statistics software |
| Imeron 400 MCT | Bracco Imaging | PZN00229978 | 2.0–2.5 ml/kg |
| Ketamine | Actavis Group PTC EHF | ART.-Nr. 799-762 | 2–5 mg/kg/h |
| Midazolam | Hameln pharma plus GMBH | MIDAZ50100 | 0.4mg/kg |
| Multislice Somatom Definition Flash | Siemens AG | A91CT-01892-03C2-7600 | Cardiac CT Scanner |
| Propofol | B. Braun Melsungen AG | PZN 11164495 | 20mg/ml, 1–2.5 mg/kg |
| Propofol | B. Braun Melsungen AG | PZN 11164443 | 10mg/ml, 2.5–8.0 mg/kg/h |
| Safety IV Catheter with Injection port | B. Braun Melsungen AG | LOT: 20D03G8346 | 18 G Catheter with Injection port |
| 3D Slicer | Slicer | Slicer 4.13.0-2021-08-13 | Software: 3D Slicer image computing platform |
References
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