L’ESSENTIEL
L’IRM cardiaque est un examen d’imagerie médicale très important pour soigner les crises cardiaques.
Cependant, cet examen n’est pas toujours facile pour les patients et son utilisation demande beaucoup de travail aux médecins radiologues et cardiologues.
Une équipe de chercheurs a développé une nouvelle méthode pour permettre, à l'avenir, une analyse plus claire et plus simple.
Les maladies du cœur sont la première cause de décès dans le monde. Selon l'Organisation mondiale de la santé, 19,8 millions de personnes en sont mortes en 2022. Cela représente presque un tiers de tous les décès dans le monde. Parmi ces décès, 85 % étaient dus à une crise cardiaque ou à un accident vasculaire cérébral (AVC).
En France, les maladies du cœur (crises cardiaques, AVC, embolies pulmonaires...) sont la première cause de mortalité chez les femmes. Elles provoquent 73 000 décès chaque année.
Comment l’IRM aide à diagnostiquer les patients
L’imagerie par résonance magnétique (IRM) cardiaque est un examen très utile pour les patients qui ont des problèmes de cœur. Cet examen donne beaucoup d'informations sur tout le cœur, sans utiliser de rayons comme le scanner.
Grâce à l'IRM, on obtient différentes images du cœur (souvent en noir et blanc). Le radiologue utilise ces images pour trouver le problème du patient et organiser son suivi médical.
Cependant, il faut souvent attendre entre quatre et six mois pour avoir une IRM. Cela est dû à la complexité de l'IRM cardiaque, qui n'est donc disponible que dans quelques centres spécialisés.
Cette complexité concerne le patient, la personne qui fait l'examen (manipulateur radio) et le radiologue ou le cardiologue qui étudie les images.
Beaucoup d’apnées pour le patient et un travail long pour les médecins
Pendant un examen cardiaque, on prend des images (en noir et blanc) en utilisant des "séquences" (on peut les comparer à des morceaux de musique). La plupart de ces séquences demandent au patient de retenir sa respiration plusieurs fois. Cela évite que le mouvement de la respiration ne rende les images floues et assure une bonne qualité.
Comme un examen IRM cardiaque classique utilise beaucoup de séquences, le patient doit rester dans la machine pendant 40 à 60 minutes, sans bouger, et retenir sa respiration environ 60 fois. Cela peut être difficile pour certaines personnes, comme les personnes âgées, qui ont du mal à retenir leur souffle plusieurs fois.
Ensuite, le manipulateur radio, qui contrôle l'IRM et règle chaque séquence, doit avoir une grande expertise. Il communique aussi avec le patient. Chaque séquence demande un réglage précis, avec en moyenne 400 clics par examen (contre 30 pour une image du cerveau).
Une fois les images obtenues, c'est au tour du radiologue ou du cardiologue. Son travail est de trouver des informations pour le diagnostic à partir des images. Actuellement, l'analyse se fait manuellement, image par image, ce qui est long et coûteux en temps.
Un examen toujours essentiel pour diagnostiquer les crises cardiaques
En général, une crise cardiaque se caractérise par deux choses : une cicatrice sur le muscle cardiaque et une inflammation (œdème) du muscle cardiaque.
On peut aussi trouver chez certains patients des caillots de sang (thrombus), des problèmes de petits vaisseaux sanguins ou des atteintes des muscles qui aident le cœur à battre (muscles papillaires).
Pour voir une cicatrice, la méthode principale utilise une séquence spéciale appelée "sang blanc". Dans cette séquence, le sang apparaît gris clair et le muscle cardiaque en noir. Cet examen demande aussi une injection d'un produit sans danger qui circule dans le corps et disparaît avec le temps.
Quand il y a une cicatrice, le produit reste bloqué dedans et met plus de temps à partir. Le but est de prendre une image à ce moment précis pour bien montrer la cicatrice, qui apparaîtra comme une zone blanche "rehaussée".
Pour voir l'inflammation, l'imagerie par cartographie T2 permet d'obtenir des images où chaque point indique une durée en millisecondes. Selon cette durée, on peut savoir si le muscle cardiaque est normal ou s'il est enflammé. On peut aussi ajouter de la couleur pour voir rapidement l'inflammation.
En résumé, pour un patient ayant une crise cardiaque, il faut deux séquences différentes pour avoir toutes les informations nécessaires.
En plus des problèmes déjà mentionnés (longueur de l'examen, nombreuses apnées, réglages des séquences et analyse compliquée des images), il y a un autre problème important : le manque de différence entre le signal du sang (gris clair) et celui de la cicatrice (blanc) dans les images "sang blanc". Cela peut être gênant si la cicatrice est juste à côté du sang, car la taille de la cicatrice peut être mal estimée.
Ce manque de contraste rend aussi plus difficile la détection des muscles du cœur atteints par une crise, car ils apparaissent en blanc au milieu du sang gris. Voir clairement les cicatrices et ces muscles est important, car cela influence le diagnostic et le suivi du patient.
Une nouvelle solution IRM plus rapide, plus confortable et plus précise
En modifiant la physique de l'IRM, il est maintenant possible de faire apparaître seulement les cicatrices sur l'image, sur fond noir. On appelle cela l'"imagerie en sang noir". Cette méthode, utilisée couramment, confirme la présence de cicatrices sans aucun doute. Cependant, une information importante manque : où se trouve la cicatrice dans l'anatomie du cœur ?
Une nouvelle technique développée par notre équipe va plus loin. Elle combine, en une seule séquence, des images en "sang noir" (pour voir les cicatrices) et en "sang blanc" (pour voir l'anatomie). Elle s'appelle SPOT (qui signifie "imagerie de cicatrice avec visualisation du muscle cardiaque préservée").
Cette séquence offre une solution intéressante pour pallier le manque de contraste de l'imagerie en "sang blanc". Il est maintenant possible de voir les cicatrices en couleur dans l'anatomie du cœur.
Pour mieux aider les patients ayant une crise cardiaque, notre équipe a amélioré la séquence SPOT. Elle ajoute des cartographies T2 aux images en "sang noir" et "sang blanc". Cette nouvelle séquence, nommée SPOT-MAPPING, fait un "3-en-1" : elle donne en une seule séquence des informations sur l'anatomie, les cicatrices et l'inflammation.
Cette séquence est maintenant disponible et utilisée sur des patients dans les hôpitaux de Bordeaux (France) et de Vienne (Autriche).
Cette technique aura plusieurs avantages. Le patient passera moins de temps dans l'IRM et devra retenir sa respiration moins souvent. Le manipulateur radio n'aura qu'une seule séquence à régler, et le radiologue aura une analyse plus simple.
Aller plus loin avec l'intelligence artificielle
L'un des domaines qui progresse le plus dans le monde, et particulièrement dans la médecine, est l'intelligence artificielle (IA). Chaque jour, de nouvelles avancées apparaissent pour répondre à différents besoins. L'IA peut, par exemple, dessiner les contours d'objets ou les détecter.
Ce sont justement les tâches que réalise le radiologue lorsqu'il analyse les images du cœur. Il doit délimiter le muscle cardiaque, la cicatrice et l'inflammation, et repérer les muscles du cœur atteints. Une fois entraînée, l'IA pourra faire ces tâches de manière répétée, avec une précision presque égale à celle d'un professionnel.
Imaginez l'expertise d'un radiologue combinée à l'efficacité de l'IA pour la santé. Le radiologue pourra se concentrer sur l'analyse des informations, et non plus sur leur extraction.
Il faut savoir que l'IA peut faire des erreurs, même si c'est rare. Le radiologue vérifiera toujours le travail de l'IA et pourra le corriger. L'IA ne remplacera pas les médecins ; elle deviendra leur nouvel assistant.
Alors, qu'attendons-nous pour former cette équipe parfaite ?
Ce projet a été soutenu par l'Agence nationale de la recherche (ANR), qui finance la recherche en France. L'ANR HEARTFACT (ANR-21-CE03-0021) a pour mission d'aider et de promouvoir la recherche fondamentale et appliquée dans tous les domaines, et de renforcer le lien entre la science et la société. Pour en savoir plus, vous pouvez visiter le site de l'ANR.
Victor de Villedon de Naide a reçu des financements de l'Agence nationale française de la recherche (conventions de recherche Equipex MUSIC ANR-11-EQPX-0030, Programme d’Investissements d’Avenir ANR-10-IAHU04-LIRYC, ANR-22-CPJ2-0009-01) et du Conseil européen de la recherche (ERC) dans le cadre du programme de recherche et d'innovation Horizon Europe de l'Union européenne (convention de recherche n° 101076351)
Aurélien Bustin a reçu des financements de l'Agence nationale française de la recherche (conventions de recherche Equipex MUSIC ANR-11-EQPX-0030, Programme d’Investissements d’Avenir ANR-10-IAHU04-LIRYC, ANR-22-CPJ2-0009-01) et du Conseil européen de la recherche (ERC) dans le cadre du programme de recherche et d'innovation Horizon Europe de l'Union européenne (convention de recherche n° 101076351)