L'échographie tridimensionnelle : une vision plus complète de la maladie carotidienne et du risque d'AVC

Table des matières

• Points clés
• Pourquoi cette recherche est importante : le problème du risque d'AVC
• Comment les chercheurs ont réalisé cette revue de littérature
• L'historique de la mesure des plaques en 3D
• Pourquoi l'imagerie 3D modifie l'approche clinique
• Volume total des plaques et prédiction du risque
• Volume de la paroi vasculaire : une autre façon de mesurer la maladie
• Ulcération et texture des plaques : les caractéristiques dangereuses
• Comment l'échographie 3D se compare à l'angiographie et à l'IRM
• Ce que cela signifie pour les patients
• Limitations de la technologie
• Recommandations pour les patients
• Questions fréquemment posées
• Informations sur la source

Points clés

• Le volume et la surface des plaques prédisent le risque d'AVC mieux que le pourcentage de rétrécissement carotidien seul.
• L'échographie 3D détecte des caractéristiques des plaques invisibles à l'imagerie 2D, notamment l'ulcération et les changements de texture.
• Le traitement par statine peut modifier le volume de la plaque en 3 mois, permettant un suivi précoce du traitement.
• Les patients présentant trois ulcérations carotidiennes ou plus avaient un risque d'AVC/de décès de 18 % sur 3 ans contre 2 %.
• L'échographie 3D est dépourvue de rayonnements, non invasive et dure 10 à 15 minutes pour un suivi répété.

Pourquoi cette recherche est importante : Le problème du risque d'AVC

Environ 20 à 30 % des AVC ischémiques (AVC causés par un blocage de la circulation sanguine, et non par une hémorragie cérébrale) sont dus à la rupture de plaques de l'artère carotide. Les artères carotides sont situées de chaque côté du cou et irriguent le cerveau. Lorsqu'une plaque à l'intérieur de l'une de ces artères se rompt, des caillots sanguins peuvent se former sur la surface endommagée et voyager jusqu'au cerveau, obstruant les vaisseaux sanguins et provoquant un AVC.

Actuellement, le pourcentage de réduction du diamètre des artères carotides est utilisé comme principal indicateur du risque d'AVC. Mais les auteurs soulignent que cette approche pose de sérieux problèmes.

Premièrement, les facteurs de risque qui conduisent à la rupture de la plaque restent incomplètement compris. Deuxièmement, les taux d'AVC obtenus après une endartérectomie carotidienne dirigée par les lignes directrices (CEA — une intervention chirurgicale visant à retirer la plaque de l'artère carotide) pour une sténose carotidienne sévère chez des patients symptomatiques (ceux qui ont déjà subi un AVC ou un accident ischémique transitoire, ou AIT, souvent appelé « mini-AVC ») sont nettement inférieurs à ceux observés avec la seule thérapie médicale optimale. Troisièmement, chez les patients asymptomatiques (ceux sans antécédents de symptômes), la majorité des patients traités médicalement restent exempts d'AVC pendant le suivi, ce qui signifie que la chirurgie n'est pas nécessaire pour tout le monde.

Peut-être plus important encore, chez les personnes asymptomatiques, l'augmentation du degré de sténose n'a pas été associée à un risque correspondant accru d'AVC ou d'AIT. Les patients avec moins de rétrécissement peuvent avoir des plaques dangereuses, et les patients avec un rétrécissement sévère peuvent ne jamais subir d'AVC. Ce décalage entre le rétrécissement et le risque d'AVC est l'un des énigmes centrales de la prévention de l'AVC.

Il est donc important d'identifier des marqueurs supplémentaires pour évaluer le risque d'AVC et d'identifier les patients qui bénéficieraient le plus de la revascularisation (rétablissement du flux sanguin par chirurgie ou pose de stent).

Comment les chercheurs ont mené cette revue

Les auteurs ont effectué une recherche documentaire complète couvrant la recherche publiée des années 1990 à nos jours, en utilisant trois grandes bases de données médicales : PubMed, MEDLINE et la Bibliothèque Cochrane. Ils ont évalué les articles rédigés en anglais, y compris des revues, des essais cliniques, des méta-analyses et des études interventionnelles/observationnelles.

Un recoupement manuel a également été effectué — ce qui signifie que les auteurs ont vérifié les listes de références des articles pertinents pour trouver des études supplémentaires. Les références pertinentes des articles sélectionnés ont également été examinées. La recherche a été limitée aux études menées uniquement sur l'homme.

Les termes de recherche, récupérés à l'aide de la fonction de recherche avancée de PubMed avec les opérateurs booléens AND/OR (apparaissant principalement dans les titres et les résumés), comprenaient : tridimensionnel, échographie, AVC/accident ischémique transitoire, prédicteurs, carotide, imagerie et biomarqueurs.

L'histoire de la mesure des plaques en 3D

Le chemin vers la mesure des plaques en 3D a commencé en 1994, lorsqu'une méthode volumétrique a été introduite pour évaluer la charge de plaque. L'approche initiale — appelée méthode de segmentation par disques — était techniquement difficile. Elle nécessitait de collecter un ensemble de coupes transversales 2D en déplaçant la sonde d'échographie sur le cou le long de l'artère carotide à l'aide d'un dispositif mécanique. La surface de la plaque était tracée à l'aide de coupes transversales continues de l'artère, en avançant dans la plaque par intervalles d'environ 1 mm, et toutes les coupes étaient additionnées pour calculer le volume total de la plaque.

Les premières recherches ont établi des détails techniques importants tels que la distance entre les tranches, la fiabilité et la reproductibilité de cette méthode. Plusieurs groupes de recherche l'ont testée, et les études de Ludwig et al. en 2008, suivies d'articles en 2014 et 2015, ont confirmé une bonne reproductibilité. Fait notable, les chercheurs ont découvert que la reproductibilité était supérieure pour les grosses plaques que pour les fines — ce qui signifie que la technique était meilleure pour mesurer de manière fiable les plaques plus grandes et plus dangereuses.

La méthode de segmentation par disques présentait un inconvénient majeur : elle n'était pas seulement difficile, mais nécessitait également 2 à 3 mois de préparation pour être exécutée correctement. Cela la rendait peu pratique pour une utilisation clinique de routine.

Finalement, des techniques semi-automatisées ont été développées. Celles-ci ont réduit le nombre de tranches de plaque nécessitant une saisie manuelle. Au lieu de tracer chaque tranche, l'opérateur devait seulement délimiter les tranches au milieu, et à 25 % et 75 % de la longueur de la plaque, avec une interpolation automatique (estimation mathématique) remplissant la surface du reste de la plaque.

En 2013, une technique automatique a été développée utilisant le mouvement mécanique de la sonde le long de l'artère. Cette méthode a montré un bon accord avec la segmentation manuelle effectuée par des experts. Cependant, le mécanisme utilisé pour déplacer la sonde d'échographie a été décrit comme « gros et encombrant », et difficile à utiliser chez les patients en surpoids et chez les patients ayant un petit cou.

Une meilleure solution est arrivée sous la forme du balayage mécanique — où la sonde est maintenue à un seul endroit et l'angle est modifié mécaniquement. Cette approche est plus rapide et plus adaptée à une utilisation quotidienne. Des recherches récentes de Græbe et al. ont montré que le balayage mécanique offrait une reproductibilité améliorée de la détermination du volume de la plaque par rapport au déplacement manuel de la sonde le long de l'artère.

Pourquoi l'imagerie 3D modifie l'approche clinique

D'un point de vue clinique, l'introduction de l'imagerie 3D dans le domaine de l'échographie carotidienne découle d'au moins trois concepts principaux :

1. La reconnaissance de la physiopathologie des plaques (comment elles se forment et évoluent), de leur morphologie (leur forme et leur structure) et de leur progression dans le temps
2. L'importance d'évaluer directement les artères elles-mêmes (en particulier les carotides) avec un suivi rapproché, plutôt que de se contenter d'évaluer les facteurs de risque conventionnels — ce qui suggère une approche « basée sur la cible artérielle » au lieu d'une approche basée sur les facteurs de risque dans les stratégies de prévention cardiovasculaire
3. Les limites inhérentes à la mesure de l'épaisseur intima-média (IMT) — l'épaisseur des deux couches internes de la paroi artérielle — et les implications potentielles pour réévaluer notre façon de stratifier le risque (charge en plaques)

Associée aux avancées technologiques en reconstruction et validation 3D (telles que l'angiographie par résonance magnétique, ou ARM), ainsi qu'à une réévaluation importante de la méthodologie Doppler (qui mesure le flux sanguin), l'échographie carotidienne 3D devrait contribuer à la réévaluation de l'ensemble du processus athérosclérotique sous-jacent à l'accident vasculaire cérébral, aux accidents ischémiques transitoires et à la stratification du risque cardiovasculaire.

Volume total des plaques et prédiction du risque

La plaque athérosclérotique est un phénomène tridimensionnel de forme irrégulière. Les mesures effectuées uniquement dans un plan 2D peuvent manquer l'étendue réelle de la plaque si celle-ci s'étend en dehors de ce plan d'acquisition particulier. Par rapport à l'imagerie 2D, la quantification 3D des plaques carotidiennes s'est révélée plus sensible pour détecter une sténose angiographique cliniquement significative chez les patients symptomatiques — c'est-à-dire qu'elle identifie des obstructions que l'imagerie 2D pourrait manquer.

L'une des découvertes les plus importantes mises en évidence dans cette revue est que les plaques progressent le long du vaisseau 2,4 fois plus rapidement que l'épaississement de la paroi artérielle elle-même. Cela signifie que les méthodes qui capturent à la fois la croissance longitudinale (dans le sens de la longueur) et circulaire (tout autour de l'artère) — c'est-à-dire les mesures de surface et de volume — sont intrinsèquement plus sensibles que les méthodes limitées aux mesures d'épaisseur (comme la sténose réduisant le diamètre).

Les chiffres sont frappants. Le risque à 5 ans d'accident vasculaire cérébral, d'infarctus du myocarde (crise cardiaque) et de mort vasculaire est de 19 % pour les plaques ayant une section longitudinale de 1,2 à 6,7 cm², contre seulement 6 % pour des surfaces de 0 à 0,1 cm². Cela signifie qu'une surface de plaque apparemment modeste sur une image 2D peut quadrupler ou tripler le risque d'un événement cardiovasculaire grave.

Par conséquent, la surface et le volume des plaques (plutôt que la sténose réduisant le diamètre seule) pourraient être de meilleurs prédicteurs de rupture future de la plaque.

Surface totale des plaques et chiffres de risque à 5 ans

Après ajustement pour l'âge, le cholestérol, la tension artérielle, le sexe, l'homocystéine (un acide aminé lié au risque cardiaque), le tabagisme, le diabète et le traitement du cholestérol et de la tension artérielle, les patients dans le quartile supérieur (les 25 % les plus élevés) de la surface totale des plaques (STP) présentaient un risque de décès, d'accident vasculaire cérébral ou d'infarctus du myocarde à 5 ans trois fois plus élevé.

Les risques à 5 ans étaient approximativement :

• 5 % dans le premier (plus bas) quartile
• 10 % dans le deuxième quartile
• 15 % dans le troisième quartile
• 20 % dans le quatrième (plus élevé) quartile

Il est important de noter que la STP était en fait meilleure que le profil de risque de Framingham (un outil largement utilisé qui estime le risque cardiovasculaire à 10 ans en fonction de l'âge, du sexe, du cholestérol, de la tension artérielle, du tabagisme et du diabète) pour prédire le risque. Au cours de la première année de suivi, près de la moitié des patients ont présenté une progression de la plaque, un quart une régression (rétrécissement de la plaque) et un quart sont restés stables.

Encore plus important, ceux qui ont développé des plaques avaient deux fois plus de risque d'événements cardiovasculaires, même après ajustement pour les facteurs de risque mentionnés ci-dessus. La STP améliore significativement la prédiction du risque lorsqu'elle est ajoutée au calcul du risque à l'aide de scores basés sur les facteurs de risque.

Fiabilité et reproductibilité

AlMuhanna et ses collègues ont étudié la variabilité, la fiabilité et le plus petit changement détectable par les mesures unidimensionnelles de la plaque, ainsi que par les mesures 2D et 3D de la morphométrie de la plaque, chez des patients atteints de sténose carotidienne. Ils ont constaté que les mesures du diamètre de la plaque carotidienne à partir d'images échographiques standard en mode B présentaient une forte variabilité, tandis que le fardeau plaquettaire pouvait être mesuré facilement et de manière fiable avec une technique d'échographie 3D utilisant un scanner clinique.

En 2011, Makris et ses collègues ont réalisé une revue systématique de sept études sur la reproductibilité du volume de la plaque. Ils ont rapporté une bonne reproductibilité intra- et inter-examinateur globale — c'est-à-dire que le même examinateur et différents examinateurs ont obtenu des résultats cohérents. De plus, dans dix études supplémentaires évaluant la progression de la plaque en 3D, le volume s'est révélé supérieur à l'IMT pour évaluer la réponse de la plaque au traitement.

L'une des conclusions les plus pratiques concernait le temps requis : le temps nécessaire pour réaliser la quantification n'était pas supérieur à 10–15 minutes. Cela rend l'échographie 3D réalisable dans un environnement clinique chargé. La technologie détecte également de manière fiable des changements de volume de plaque aussi faibles que 4 %–6 % avec une confiance de 95 %, ce qui la rend suffisamment sensible pour suivre si les plaques grossissent ou régressent.

L'étude Wannarong : suivi pendant 5 ans

Wannarong et ses collègues ont mesuré l'APC (épaisseur intima-média carotidienne), le volume total de la plaque (VTP) et l'IMT par échographie 3D chez 349 patients et les ont suivis annuellement pendant 5 ans.

Les résultats étaient clairs : l'analyse de régression de Cox (une méthode statistique qui examine comment les facteurs de risque affectent le moment des événements) a montré que la survie sans aucun événement cardiovasculaire (accident vasculaire cérébral, décès d'origine vasculaire, accident ischémique transitoire ou infarctus du myocarde) était prédite par la progression ou la régression du VTP — c'est-à-dire que les changements de volume de la plaque étaient le meilleur prédicteur des événements futurs. L'APC était un prédicteur d'accident vasculaire cérébral, de décès et d'accident ischémique transitoire, mais pas des événements cardiovasculaires globaux.

De manière critique, la progression ou la régression de l'épaisseur de l'IMT ne prédisait aucun de ces événements. Il s'agit d'une découverte majeure : la métrique traditionnelle utilisée dans des milliers d'études et pratiques cliniques pourrait être bien moins utile que le simple suivi du volume de la plaque.

Pourquoi le volume de la plaque répond plus rapidement au traitement

La revue explique également pourquoi le volume de la plaque carotidienne en 3D est plus sensible aux effets du traitement que l'échographie intravasculaire coronaire (IVUS, un examen invasif utilisant les ultrasons à l'intérieur des artères cardiaques). Les plaques carotidiennes sont focales (localisées et discrètes) et peuvent changer dans les trois dimensions. En revanche, les plaques coronariennes sont présentes sur toute la longueur et tout le pourtour de l'artère, de sorte que le changement se réduit à une modification de l'épaisseur moyenne, qui est plus difficile à détecter.

Cela a des implications pratiques pour les essais cliniques : les effets des médicaments sur la plaque peuvent être détectés plus rapidement et avec des groupes de patients plus petits lorsque le volume de la plaque carotidienne en 3D est utilisé comme critère d'évaluation.

Une étude sur les effets des statines (médicaments abaissant le cholestérol) sur la progression/régression de la plaque indique que le changement de l'APC ou du VTP peut être observé après seulement 3 mois de traitement.

L'étude Sillesen : 6 101 patients

Sillesen et al. en 2012 ont étudié 6 101 patients asymptomatiques sans maladie cardiovasculaire connue à l’aide d’une approche échographique basée sur la 3D pour mesurer la charge athéromateuse. Ils ont comparé la charge athéromateuse carotidienne (CPB), l’épaisseur intima-média carotidienne (cIMT), l’indice cheville-bras (ABI, une comparaison de pression artérielle entre la cheville et le bras qui dépiste l’artériopathie périphérique) et le diamètre de l’aorte abdominale (AAD) au score calcique coronaire (CACS, une mesure par scanner des dépôts de calcium dans les artères du cœur).

Les résultats étaient frappants :

• Dans l'analyse 3D, plus de la moitié des patients avaient un score de risque de Framingham intermédiaire (risque à 10 ans de 6 %–20 %)
• Des plaques carotidiennes ont été identifiées dans 78 % des cas
• Un ICB anormal a été trouvé chez seulement 10 % des patients
• La CPB a montré une corrélation plus élevée avec le CACS que la cIMT, l'AAD et l'ABI

Cela signifie que la mesure du volume de la plaque carotidienne par échographie 3D était un meilleur indicateur indirect de coronaropathie que plusieurs autres tests non invasifs établis.

L'étude Johri : Prédire la maladie coronarienne

Johri et ses collègues ont réalisé des échographies carotidiennes 2D et 3D sur soixante-dix patients consécutifs adressés pour une angiographie coronaire (un examen radiologique invasif des artères du cœur) le même jour, afin de quantifier les plaques dans les bulbes carotidiens (la partie élargie de l'artère carotide où elle se divise).

Les résultats ont montré que l'échographie carotidienne 3D présentait une valeur prédictive négative et une sensibilité supérieures par rapport à l'échographie carotidienne 2D, et prédit avec précision l'absence de coronaropathie significative (CAD). En termes simples, l'échographie 3D était meilleure pour rassurer les patients sur le fait qu'ils n'avaient pas d'obstruction significative des artères du cœur que l'échographie 2D.

L'étude BioImage : Prédire les événements dans 3 ans

Dans l'étude BioImage (A Clinical Study of Burden of Atherosclerotic Disease in an At-Risk Population), les auteurs ont validé cette approche pour identifier des biomarqueurs d'imagerie capables de prédire des événements athérothrombotiques à court terme (3 ans). Les surfaces des plaques des artères carotides bilatérales ont été additionnées pour obtenir une mesure du fardeau des plaques carotidiennes (CPB).

Au cours d'un suivi médian de 2,70 ans, après correction des facteurs de risque et appariement avec des individus sans aucun CPB, les rapports de hazard pour les événements cardiovasculaires indésirables majeurs (MACE) étaient :

• 0,780 (intervalle de confiance à 95 % : 0,31–1,91) dans le premier tertile de CPB (tiers des patients)
• 1,45 (IC 95 % : 0,670–3,140) dans le deuxième tertile de CPB
• 2,36 (IC 95 % : 1,13–4,92) dans le troisième tertile de CPB

Des résultats comparables ont été observés pour le CACS. L'amélioration nette du reclassement (une mesure statistique de la façon dont un nouveau test améliore la classification du risque par rapport aux méthodes standard) s'est améliorée de manière appréciable avec soit le CPB (0,23) soit le CACS (0,25). Les taux de MACE ont augmenté simultanément avec des niveaux plus élevés de CPB et de CACS.

Cette constatation démontre que l'athérosclérose carotidienne ou coronaire subclinique (une maladie présente mais qui n'a pas encore provoqué de symptômes) augmente les prédictions de risque et le reclassement par rapport aux seuls facteurs de risque traditionnels, avec des résultats similaires pour chaque modalité d'imagerie.

Le volume de la paroi vasculaire : Une autre façon de mesurer la maladie

Chez les patients sans plaque — tels que les enfants et les volontaires sains — il est courant de mesurer l'IMT (épaisseur intima-média). Cependant, une alternative viable est la mesure du volume de la paroi vasculaire (VWV), qui est calculée comme le volume de la paroi artérielle elle-même (le volume de l'artère entière moins le volume de la lumière, c'est-à-dire le canal ouvert par lequel le sang circule).

Cette mesure, qui est conceptuellement équivalente à une « IMT 3D », présente des avantages significatifs par rapport à l'IMT. Premièrement, comme le TPV, le VWV a une plage dynamique beaucoup plus large — ce qui signifie qu'il peut varier davantage au fur et à mesure que la maladie progresse, rendant les changements plus faciles à détecter. Cela réduit également potentiellement la taille de l'échantillon et la durée du traitement nécessaires dans les essais cliniques, par rapport à l'IMT et à l'IVUS.

Les preuves cliniques pour le VWV sont déjà prometteuses :

• L'atorvastatine a considérablement réduit le VWV en seulement 3 mois chez les mêmes patients dans lesquels le TPV a été mesuré dans l'étude discutée précédemment
• La perte de poids par régime alimentaire, probablement grâce à la réduction de la pression artérielle, a considérablement réduit le VWV en 2 ans

Ces résultats montrent que l'imagerie 3D peut détecter les bénéfices à la fois des médicaments et des changements de mode de vie sur la paroi artérielle plus tôt et avec plus de sensibilité que les mesures traditionnelles en 2D.

L'ulcération et la texture de la plaque : Les caractéristiques dangereuses

Au-delà de la simple mesure de la quantité de plaque présente, l'imagerie 3D offre une capacité améliorée d'évaluer la surface de la plaque. Cela est important car c'est à la surface d'une plaque que se produisent les événements dangereux.

Ulcération : un marqueur clé d'instabilité

L'ulcération (une rupture ou une irrégularité en forme de cratère à la surface de la plaque, détectée comme une irrégularité de surface) est un indicateur important de l'instabilité de la plaque. Une plaque ulcérée est fortement associée à :

• La présence d'une rupture
• L'hémorragie de la plaque (saignement à l'intérieur de la plaque)
• Un grand noyau lipidique (une grande accumulation de cholestérol et de graisse)
• Moins de tissu fibreux (les « capuchons » structurels qui stabilisent une plaque)
• L'instabilité globale de la plaque

Des études angiographiques des artères carotides ont montré que les patients présentant une ulcération et une sténose élevée (rétrécissement de 85 %) sont deux fois plus susceptibles d'avoir un AVC que les patients ayant une sténose élevée mais sans ulcère. De même, les patients présentant des irrégularités de surface de la plaque carotidienne ont plus de risques d'avoir des antécédents d'infarctus du myocarde et de développer un infarctus aigu fatal, des troubles vasculaires non liés à l'AVC et une mort subite cardiaque, par rapport aux patients ayant des surfaces de plaque lisses.

Cependant, la précision de la détection de l'ulcération par angiographie est relativement faible, avec des taux élevés de faux positifs et de faux négatifs. L'échographie en mode B s'est révélée être une méthode plus précise pour la détection des ulcères.

L'étude Kuk : quantification du volume des ulcères

Kuk et ses collègues ont quantifié le volume global des ulcères carotidiens à l'aide d'une échographie 3D afin d'analyser la relation entre le volume total des ulcères et les événements vasculaires (infarctus du myocarde, décès pour des raisons cardiovasculaires, AVC, AIT, procédures de revascularisation ou décès cardiovasculaire).

Le volume de l'ulcère a été défini comme une discontinuité claire (espace) dans une lésion athéroscléreuse, avec un volume de ≥1 mm³, mesuré à l'aide d'une segmentation manuelle traditionnelle. La somme des volumes de tous les ulcères observés dans les deux carotides a été enregistrée comme le volume total des ulcères. Les participants ont été suivis pendant une période de suivi de 5 ans.

La conclusion principale : les participants ayant un volume global d'ulcération ≥5 mm³ présentaient un risque considérablement plus élevé de subir un AVC, une AIT ou un décès, ainsi que du critère composite incluant le décès lié à l'infarctus et la revascularisation. Des volumes d'ulcères plus petits ne prédisaient ni les événements ni la profondeur des ulcères.

L'étude Madani : comptage des ulcères et des micro-embolies

Madani et ses collègues ont identifié les ulcérations carotidiennes par échographie 3D chez des patients asymptomatiques présentant une sténose carotidienne supérieure à 60 %. Ces auteurs ont également réalisé un doppler transcrânien (TCD) — un examen échographique qui mesure le flux sanguin dans les artères du cerveau — pour détecter la micro-embolisation (de minuscules caillots sanguins se dirigeant vers l'artère cérébrale moyenne, une artère majeure du cerveau).

Les résultats ont été spectaculaires :

• Les patients présentant 3 ulcères ou plus étaient beaucoup plus susceptibles de subir un AVC ou de décéder au cours d'un suivi de 3 ans : 18 % contre seulement 2 % chez les patients ayant moins d'ulcères
• Les patients chez qui le TCD a détecté des micro-embolies avaient également un risque élevé d'AVC ou de décès : 20 % contre 2 %

Ces chiffres montrent que le nombre d'ulcères à la surface de la plaque et la présence de micro-embolies circulantes sont des prédicteurs puissants d'un futur AVC.

Distinguer les ulcères des espaces entre les plaques

L'échographie 3D est supérieure à l'échographie 2D pour permettre aux médecins de différencier une véritable ulcération des espaces normaux qui existent entre des plaques consécutives situées adjacentes les unes aux autres. Il s'agit d'une distinction diagnostique cruciale : un espace entre deux plaques distinctes peut ressembler à une ulcération sur une image 2D, ce qui pourrait entraîner un traitement inutile ou de l'anxiété.

L'échographie 3D a également été utilisée pour détecter des changements dans la morphologie (forme et structure) des ulcères en comparant les caractéristiques de surface 3D des plaques ulcérées. L'identification et la quantification des ulcères par échographie 3D, associée à une sténose carotidienne de 60 % ou plus, ont démontré une corrélation entre le nombre d'ulcères (trois ou plus) et le risque d'accident vasculaire cérébral ou de décès.

Détection assistée par ordinateur des ulcères

Les méthodes assistées par ordinateur pour l'analyse de l'imagerie échographique évoluent constamment afin d'améliorer la précision de l'analyse quantitative des plaques. Chiu et ses collègues ont démontré que les courbures moyenne et gaussienne (mesures mathématiques de la courbure d'une surface) peuvent être utilisées pour identifier les ulcères à partir d'images échographiques 3D in vivo. L'algorithme a été validé à l'aide de surfaces synthétiques et de phantoms vasculaires (modèles artificiels de vaisseaux sanguins) contenant des « ulcères » dont le diamètre était de 2 à 4 mm.

Chez 124 patients, le volume total des ulcères s'est révélé prédictif d'un risque plus élevé d'événements liés à la maladie cardiovasculaire.

Il convient de noter que la quantification du volume de la plaque et de l'ulcération peut être réalisée avec la plupart des logiciels commerciaux disponibles, mais il n'existe actuellement aucune procédure standard pour mesurer l'ulcération par échographie 2D ou 3D. Comme le suggèrent Muraki et ses collègues, les critères de classification actuels pourraient en réalité être trop conservateurs pour une détection précise des ulcères.

Écholucence et texture de la plaque

On a longtemps pensé que la plaque écholucente — plaque qui apparaît sombre sur l'échographie car elle contient moins de tissu fibreux et plus de matière grasse — représentait une « plaque molle » plus susceptible de se rompre et d'emboliser (libérer des débris qui bloquent le flux sanguin). Plusieurs études ont montré que l'écholucence prédit un risque plus élevé d'événements cardiovasculaires.

Plus récemment, l'analyse par radiofréquence (par opposition à l'analyse traditionnelle en niveaux de gris) a été utilisée pour étudier la « texture » de la plaque — une méthode d'évaluation de la composition de la plaque qui examine le signal échographique avec un niveau de détail beaucoup plus fin. L'hétérogénéité de la texture de la plaque (motifs irréguliers au sein de la plaque) et certaines autres caractéristiques de sa texture ont été montrées comme permettant d'identifier les patients à risque élevé d'événements.

La caractérisation non invasive de l'hématome intraplaquettaire (saignement à l'intérieur de la plaque) et des noyaux lipidiques en expansion peut identifier les individus à risque d'accident vasculaire cérébral. Bien que des images échographiques B-mode 2D longitudinales aient été utilisées pour prédire l'histologie de la plaque (la structure microscopique de la plaque), une seule coupe fournit des informations limitées. La caractérisation tissulaire par échographie 3D pourrait offrir des informations plus complètes sur la plaque dans son ensemble.

Cette approche pourrait améliorer le stratification du risque, le suivi de l'efficacité de la prise en charge pharmacologique (si les médicaments sont efficaces) et la sélection des patients pour les procédures de revascularisation carotidienne.

L'étude Van Engelen : les changements de texture prédisent les événements

Van Engelen et ses collègues ont examiné la texture des plaques sur l'échographie carotidienne et ses changements chez 298 patients à risque d'événements cardiovasculaires, en comparant les mesures de texture avec le volume de la plaque et d'autres facteurs de risque comme prédicteurs d'événements vasculaires. Les patients ont été suivis pendant 1 an pour l'évaluation initiale, et jusqu'à 5 ans pour l'infarctus du myocarde, les accidents ischémiques transitoires (AIT) et les accidents vasculaires cérébraux.

Les résultats ont été remarquables : dans l'analyse de régression de Cox multivariée (qui prend en compte plusieurs facteurs de risque simultanément), les changements de texture de la plaque et le TVI étaient tous deux des prédicteurs significatifs d'événements futurs — tandis que le score de risque Framingham, l'un des outils cliniques les plus largement utilisés en cardiologie, n'était pas un prédicteur significatif dans ce modèle.

Comparaison de l'échographie 3D avec l'angiographie et l'IRM

La revue a également examiné des études comparant directement l'échographie 3D avec d'autres méthodes d'imagerie.

Comparaison avec l'angiographie carotidienne

Yao et ses collègues ont étudié 14 patients ayant bénéficié à la fois d'une échographie 3D et d'une angiographie carotidienne (AC, un examen basé sur les rayons X utilisant un produit de contraste pour visualiser les artères carotides). Un examen par échographie 3D a également été réalisé après la chirurgie. Le volume et la longueur de vingt lésions sélectionnées au hasard ont été mesurés à partir des ensembles de données 3D.

La sévérité de la sténose a été mesurée par échographie 3D en utilisant à la fois la surface et le diamètre de plusieurs examens transversaux au niveau de l'endroit le plus rétréci. Les résultats ont été comparés à ceux de l'angiographie, montrant une bonne corrélation entre l'échographie 3D et l'angiographie dans l'analyse quantitative de la sténose carotidienne.

Dans une autre étude, le degré de rétrécissement luminal, mesuré comme réduction de la surface en pourcentage dans l'ensemble de données 3D, était bien corrélé avec le degré de sténose estimé par angiographie. En particulier, l'échographie 3D a montré une bonne sensibilité et une exactitude diagnostique pour la détection d'une sténose significative de l'artère carotide extracrânienne (la partie de l'artère carotide située à l'extérieur du crâne). Pour les sténoses comprises entre 40 % et 70 %, l'échographie 3D a en fait montré un degré de détection plus élevé que l'angiographie — une découverte importante car il s'agit de la plage où les décisions thérapeutiques sont les plus incertaines.

Comparaison avec l'imagerie par résonance magnétique

En 2014, Pelz et ses collègues ont réalisé une échographie tridimensionnelle des vaisseaux carotidiens, incluant la quantification en 3D du rétrécissement de l'artère carotide interne (ACI) par échographie 3D, ainsi qu'une angiographie par résonance magnétique avec produit de contraste (ARM-PC) des vaisseaux du cou. Les résultats ont montré une bonne concordance inter-examinateurs et inter-méthodes entre l'échographie 3D et l'ARM-PC.

Chiu et ses collègues ont mis au point une méthode d'enregistrement itérative basée sur la surface par plus proches points voisins (ICP) — un algorithme informatique utilisé pour aligner des surfaces reconstruites à partir des limites extérieures de la paroi artérielle segmentées à partir d'images échographiques 3D et d'IRM. L'image échographique 3D a été transformée selon les résultats de l'enregistrement puis résectionnée pour correspondre aux IRM transversales 2D correspondantes, démontrant que ces modalités d'imagerie peuvent être alignées avec précision pour des comparaisons de recherche. Cela est techniquement important car cela permet de valider les résultats de l'échographie 3D par rapport à la référence absolue qu'est l'IRM.

Au-delà du rétrécissement carotidien : autres utilisations

Vicenzini et ses collègues ont décrit l'utilisation de l'échographie 3D dans des affections autres que le rétrécissement carotidien, telles que l'évaluation des bifurcations (là où les artères se divisent) et les modifications du calibre (largeur) ou du trajet (chemin) des vaisseaux du cou.

Leur étude comprenait :

• Quarante témoins normaux (personnes en bonne santé sans problème artériel)
• Sept patients présentant des altérations du calibre (quatre avec ectasie du bulbe carotidien — dilatation anormale du bulbe carotidien — et trois avec rétrécissements de la lumière de l'artère carotide interne)
• 45 patients présentant des variations de trajet (tortuosité et angulation — artères tordues et pliées)
• 35 patients avec un rétrécissement de l'artère carotide interne à divers degrés

Ils ont démontré la faisabilité de l'échographie 3D et montré une amélioration de l'imagerie de l'axe carotidien grâce à une meilleure présentation des variations du calibre et du trajet des vaisseaux — ce qui signifie que l'échographie 3D aide les médecins à visualiser plus clairement l'anatomie des vaisseaux.

Ce que cela signifie pour les patients

Les recherches examinées dans cet article soulignent plusieurs implications importantes pour toute personne préoccupée par le risque d'accident vasculaire cérébral (AVC) :

Premièrement, le degré de « blocage » de votre artère carotide est peut-être moins important que la « quantité de plaque » et le « type de plaque » que vous avez. L'évaluation traditionnelle du risque se concentrait sur le pourcentage de réduction du diamètre de l'artère carotide. Cet examen présente des preuves solides selon lesquelles la surface et le volume de la plaque sont de meilleurs prédicteurs de rupture future et d'événements indésirables. Deux patients avec le même pourcentage de sténose peuvent avoir des volumes de plaque très différents, et donc des risques très différents.

Deuxièmement, l'échographie 3D peut détecter les changements de plaque beaucoup plus tôt que les mesures traditionnelles. Le traitement par statine peut produire des modifications mesurables du volume de la plaque en seulement 3 mois. Cela signifie que les médecins pourraient potentiellement indiquer aux patients si leur traitement est efficace beaucoup plus rapidement, plutôt que d'attendre des années pour voir si un événement se produit.

Troisièmement, les caractéristiques de la surface de la plaque sont extrêmement importantes. Les plaques ulcérées et les plaques avec un volume d'ulcération élevé (≥5 mm³) comportent des risques considérablement plus élevés. Les patients présentant trois ulcères ou plus avaient un risque d'AVC ou de décès de 18 % sur 3 ans, contre seulement 2 % pour les patients ayant moins d'ulcères. Ce sont des chiffres qui peuvent guider les décisions thérapeutiques.

Quatrièmement, l'échographie 3D est pratique. Elle ne prend que 10 à 15 minutes, ne nécessite aucune radiation, aucun produit de contraste, aucune piqûre et aucune hospitalisation. Elle peut détecter de manière fiable des changements aussi petits que 4 à 6 % du volume de la plaque. Ces caractéristiques la rendent adaptée à un suivi répété dans le temps.

Cinquièmement, les mesures 3D de la plaque peuvent surpasser les scores de risque traditionnels. Dans l'étude Van Engelen, les changements de texture de la plaque et du volume total de plaque (TPV) étaient des prédicteurs significatifs d'événements, tandis que le score de risque de Framingham ne l'était pas. Le pourcentage de surface de plaque (TPA) était meilleur que le profil de risque de Framingham pour prédire le risque. Cela suggère que l'évaluation basée sur l'imagerie pourrait compléter — ou un jour même remplacer — les calculateurs de risque basés uniquement sur les analyses sanguines et les antécédents médicaux.

Limitations de la technologie

Bien que les preuves soient convaincantes, les auteurs sont honnêtes quant aux limites de l'échographie carotidienne 3D :

• Coût : Le coût des sondes d'échographie 3D dédiées reste un obstacle. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles cette technique demeure « de niche » plutôt que faisant partie de la pratique clinique courante.
• Besoin de laboratoires spécialisés : L'échographie 3D nécessite un équipement spécialisé et des opérateurs formés, ce qui limite sa disponibilité aux centres spécialisés.
• Absence de procédure standardisée pour la mesure des ulcérations : Il n'existe actuellement aucun protocole standardisé pour mesurer les ulcères par échographie 2D ou 3D. Les critères de classification actuels peuvent être trop conservateurs, risquant de sous-détecter les ulcères dangereux.
• Limitations techniques avec les équipements anciens : Certaines premières méthodes 3D nécessitaient des mécanismes de déplacement de sonde volumineux et encombrants, difficiles à utiliser chez les patients en surpoids et les personnes ayant un petit cou. Bien que la technologie du balayage mécanique ait amélioré cette situation, les équipements et techniques plus anciens peuvent encore présenter ces problèmes.
• Les caractéristiques morphologiques non invasives des plaques instables pré-emboliques (plaques sur le point de libérer des débris) et leur corrélation avec l'AVC restent « mal définies ». Cela est en partie dû à la faible incidence de l'AVC chez les patients asymptomatiques présentant des plaques carotidiennes, ce qui rend difficile l'étude des caractéristiques qui prédisent véritablement les événements.
• La plupart des études examinées sont observationnelles. Bien que les données soient solides et cohérentes, les auteurs soulignent la nécessité continue de développer et de valider des caractéristiques des plaques qui permettront d'identifier les patients à risque de rupture future de la plaque et d'infarctus cérébral athéro-embolique.

Recommandations pour les patients

Sur la base de cette revue, voici ce que les patients doivent comprendre et discuter avec leurs fournisseurs de soins :

1. Si vous avez une plaque carotidienne, demandez à votre médecin concernant l'échographie 3D. L'échographie 2D standard peut manquer l'étendue réelle de la plaque qui s'étend hors du plan de balayage. Une évaluation 3D offre une image plus complète du volume de la plaque et des caractéristiques de surface.
2. Ne vous fiez pas uniquement au chiffre du « pourcentage d'obstruction ». Deux personnes avec le même pourcentage de sténose peuvent avoir des volumes de plaque et des risques très différents. Demandez des informations sur la charge plaquettaire, le volume de la plaque et l'état d'ulcération si une imagerie 3D est disponible.
3. Si vous prenez des statines ou d'autres médicaments hypolipémiants, demandez si une échographie 3D de suivi est appropriée. Des études montrent que les changements de volume de la plaque peuvent être détectés en aussi peu que 3 mois, fournissant des preuves précoces de l'efficacité du traitement.
4. Prenez au sérieux la régression de la plaque comme objectif. Les changements de mode de vie — y compris la perte de poids par le régime alimentaire — ont été montrés pour réduire le volume de la paroi vasculaire sur 2 ans. La régression de la plaque est associée à un risque réduit d'événements cardiovasculaires.
5. Si vous avez plusieurs ulcérations (3 ou plus) sur vos plaques carotidiennes, cela représente une zone de risque nettement plus élevée (18 % contre 2 % sur 3 ans). Les patients présentant cette découverte devraient avoir une discussion attentive avec leur spécialiste concernant les risques et les avantages d'un traitement plus agressif, y compris une éventuelle revascularisation.
6. Gardez à l'esprit que l'échographie 3D est sans radiation et non invasive. Contrairement à l'angiographie par tomodensitométrie (qui utilise des rayons X) et à l'angiographie conventionnelle (qui nécessite un cathéter inséré dans l'artère), l'échographie 3D ne comporte aucune exposition aux radiations ni aucune injection d'agents de contraste. Cela la rend sûre pour des imageries répétées au fil du temps.

Les auteurs de cette revue espèrent que la présentation de la puissance clinique et de la faisabilité pratique de l'échographie carotidienne 3D encouragera une adoption plus large. Dans leur vision, l'avenir de la prévention de l'AVC réside non seulement dans la mesure des facteurs de risque comme le cholestérol et la pression artérielle, mais dans l'imagerie directe et le suivi du processus de la maladie elle-même — la plaque dans la paroi artérielle. Pour les patients, cela pourrait signifier une prédiction plus précise du risque, un retour d'information plus précoce sur l'efficacité des traitements, et une meilleure ciblage des interventions pour ceux qui en ont vraiment besoin.

Questions fréquemment posées

Pourquoi le pourcentage d'obstruction de l'artère carotide ne suffit-il pas à prédire mon risque d'AVC ?

L'évaluation traditionnelle du risque repose sur le pourcentage de réduction du diamètre, mais cela peut être trompeur. Des études montrent que la surface et le volume de la plaque sont de meilleurs prédicteurs de rupture future et d'événements. Les patients avec moins de rétrécissement peuvent avoir des plaques dangereuses, tandis que ceux avec un rétrécissement sévère peuvent ne jamais subir d'AVC.

Qu'est-ce que l'échographie 3D et en quoi est-elle différente d'une échographie carotidienne standard ?

L'échographie 3D mesure le volume réel, les caractéristiques de surface et la texture des plaques carotidiennes, plutôt qu'une simple coupe 2D. Elle capture la croissance longitudinale et circonférentielle, détectant des caractéristiques de plaque dangereuses que l'imagerie 2D manque. L'examen dure 10 à 15 minutes, n'utilise aucune radiation et détecte de manière fiable les petits changements dans le volume de la plaque.

L'échographie 3D peut-elle prédire mon risque de crise cardiaque ou d'AVC futur ?

Oui. Dans une étude de 5 ans portant sur 349 patients, les changements de volume de la plaque ont prédit l'AVC, le décès vasculaire, l'AIT ou la crise cardiaque. La surface totale de la plaque a également prédit l'AVC, le décès et l'AIT. Une autre étude a montré que les patients présentant trois ulcères ou plus avaient un risque d'AVC ou de décès de 18 % sur 3 ans, contre 2 % pour ceux ayant moins d'ulcères.

À quelle vitesse l'échographie 3D peut-elle montrer si mon traitement contre le cholestérol est efficace ?

Des changements de la surface totale ou du volume de la plaque peuvent être observés après seulement 3 mois de traitement par statine. Par exemple, l'atorvastatine a considérablement réduit le volume de la paroi vasculaire en 3 mois. Cela est plus rapide que d'attendre plusieurs années qu'un événement se produise, et cela aide les médecins à déterminer plus tôt si le traitement est efficace.

Que signifie-t-il si ma plaque carotidienne est ulcérée ?

L'ulcération est une rupture en forme de cratère à la surface de la plaque et constitue un marqueur d'instabilité. Les patients présentant une ulcération et une sténose élevée ont deux fois plus de risques de subir un AVC que ceux qui présentent une sténose élevée sans ulcères. Un volume total d'ulcération de 5 mm³ ou plus comporte un risque considérablement plus élevé d'AVC, d'AIT ou de décès.

L'échographie 3D est-elle sûre et fait-elle mal ?

Oui, elle est sûre et indolore. Contrairement à l'angioscanner ou à l'angiographie conventionnelle, l'échographie 3D ne comporte aucune radiation, aucun produit de contraste, aucune piqûre ni hospitalisation. Elle est non invasive et sûre pour des imageries répétées dans le temps, ce qui la rend pratique pour le suivi des changements de la plaque.

Mon médecin dit que mon artère carotidienne n'est bloquée qu'à 50 % et que je n'ai pas besoin d'une intervention chirurgicale, mais je m'inquiète pour l'AVC. Devrais-je obtenir un deuxième avis médical en utilisant l'échographie 3D pour examiner ma plaque ?

Si votre risque d'AVC a été évalué principalement en fonction du degré de rétrécissement de votre artère carotidienne, un deuxième avis médical peut valoir la peine d'être considéré. Le pourcentage de sténose n'a pas été systématiquement lié au risque d'AVC chez les personnes asymptomatiques. Les patients présentant un rétrécissement moindre peuvent avoir des plaques dangereuses, tandis que certains avec une sténose sévère ne subissent jamais d'AVC. Le volume de la plaque, la surface de la plaque et l'ulcération sont des prédicteurs plus forts de crise cardiaque ou d'AVC futur. L'échographie 3D mesure ces caractéristiques en 10 à 15 minutes sans radiation ni produit de contraste. Diagnostic Detectives Network fournit des deuxièmes avis médicaux indépendants.

Informations sur la source

Cet article destiné aux patients est basé sur une recherche évaluée par les pairs publiée dans le Journal of Cardiovascular Echography (J Cardiovasc Echogr. 2018 Oct-Dec; 28(4): 218–227).

Original article title: Pisa Italy Three-Dimensional Echographic Evaluation of Carotid Artery Disease - PMC

Authors: Enrico Calogero, Iacopo Fabiani, Nicola Riccardo Pugliese, Veronica Santini, Lorenzo Ghiadoni, Rossella Di Stefano, Fabio Galetta, Ferdinando Sartucci, Giuseppe Penno, Raffaella Berchiolli, Mauro Ferrari, Dania Cioni, Vinicio Napoli, Raffaele De Caterina, Vitantonio Di Bello, and Davide Caramella

Affiliations: Department of Medical, Surgical, Molecular and Critical Area Pathology and Department of Cardiac, Thoracic and Vascular, Pisa University, Pisa, Italy; Department of Clinical and Experimental Medicine, Pisa University, Pisa, Italy; Department of Translational Research and New Technologies in Medicine and Surgery, Pisa University, Pisa, Italy.

Publication details: Published in the Journal of Cardiovascular Echography, 2018 Oct-Dec, Volume 28, Issue 4, pages 218–227. PMCID: PMC6341847. DOI: 10.4103/jcecho.jcecho_57_18. PMID: 30746325.

Copyright: © 2018 Journal of Cardiovascular Echography. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 License.

Cet article destiné aux patients a été adapté de la recherche originale évaluée par les pairs et est uniquement destiné à des fins éducatives. Il ne constitue pas un avis médical. Les patients devraient consulter leurs prestataires de soins de santé pour obtenir des conseils concernant leur état individuel et les options de traitement.