Caracterisation Echographique de La Plaque Carotidienne

CARACTERISATION ECHOGRAPHIQUE DE LA PLAQUE CAROTIDIENNE

M. DADON CEV16

[email protected]

ROME8 au 11 novembre 2014

Définition d’une plaque

Structure focale faisant saillie dans la lumière artérielle:- d’au moins 0.5 mm - ou de plus de 50% de la valeur de l’EIM adjacente- ou d’une épaisseur > 1.5 mm, mesurée de

l’interface intima-lumière à l’interface media-adventice.

Mannheim Carotid Intima-Media Thickness and Plaque Consensus (2004–2006–2011) Cerebrovasc Dis 2012 ;34:290–296

*Étude ACSRS Nicolaides. Int Angiol 2003;22:263-72** Rolf Kern. Stroke. 2004

-Sonde haute fréquence : image de qualité classification mode B

- Mode multidirectionnel (compounding**)- Gamme dynamique maximum- Persistance basse- Cadence image haute- Courbe TGC verticale à travers l ’artère- Gain total adapté- Courbe post processing linéaire- Angle mode B à 90° / artère- Profondeur d ’examen minimum

Pour meilleure analyse de la plaque: texture / échogénicité / surface

METHODOLOGIE

CARACTERISATION

• Echogénicité / structures avoisinantes • Anéchogène = sang circulant• Isoéchogène= thyroïde, SCM• Hyperéchogène = os• Calcifiée = ombre acoustique

• Texture– Homogène – Hétérogène +/- prédominance

• Bord luminal– Régulier – Irrégulier– Anfractueux– Niche (ne pas dire Ulcéré)

Référence Echogénicité des plaques Classe Texture Echogénicité

Sang Anéchogène Type 1 Homogène

Anécho - Hypo > 50% Type 2 Hétérogène

Echogène Type 3 Hétérogène entre 50 et 85%

SternoCléidoMastoidien Echogène : >85%

- Iso- Hyper Type 4 Homogène

os vertébral Calcification et Type 5 Inclassableombre acoustique

Gray-Weale et al. classification

Echogénicité de la plaque

Anécho-hypoéchogèneType 2 Iso-échogéne Type 4

Hyperéchogéne (+ ou – cône d’ombre)Type 3

Type 5

Type 4-5

Type 1

Echogénicité de la plaque• Johnson 1985 et Langsfeld 1989:

– AVC/AIT x 2 si sténose >75% + plaque an. ou hypo échogène• Tromso study (circulation 2001)

– Risque AVC/AIT si an. ou hypo échogène,(Indépendant du degré de sténose et des FRCV)

Texture de la plaque

• Homogène

• HétérogèneType 3

Type 4

Texture de la plaque

• Sterpetti et coll. 1988:– AVC/AIT plaque hétéro/homo: 27 vs 2 %

• AbuRahma et al.2002:– Quand sténose asymptomatique 60-69%, Risque si plaque hétérogène

Bords de la plaque

-Régulier-Irrégulier (anfractuosités de 0,4 à 2 mm)-Niche : > 2 mm de profondeur, plaque en fond-Inclassable

B flow mode B + Doppler couleur *Plaques très irrégulières, avec niche (préférable à

plaque ulcérée) s’accompagnent d’une augmentation d’AVC et AIT **

* Reiter M. Am J Neuroradiol Jan 2007**Troyer A et coll.Major. J Vasc Surg 2002

Carotid Plaque Characterization by Duplex Scanning:Observer Error May Undermine Current Clinical TrialsJ.A.C. Arnold et al. Stroke. 1999;30:61-65

“Observers should not participate in multicenter trials using subjective analysis of ultrasound images until they have achieved high levels of intraobserver agreement that are verified throughout the trial period”

ACSRS:

– 1.115 patients avec une sténose asymptomatique– suivi moyen de 37 mois– 116 évènements ipsilatéraux– Normalisation de l’image reclassification de 60% des

plaques – 109 (94%) des évènements chez des patients avec plaque de types

1 à 3 (taux cumulé d'AVC de 2% / an vs 0.14% / an, indépendamment du % de sténose)

Effect of image normalization on carotid plaque classification and the risk of ipsilateral hemispheric ischemic events: results from the asymptomatic carotid stenosis and risk of stroke study. Nicolaides et al. Vascular. 2005

Standardisation + objective: AN. Nicolaïdes, JVS 1998

Incidence des AVC en fonction du GSM < 32 (55% versus 11%)

The Objective Characterisation of Ultrasonic Carotid Plaque Features

T. Elatrozy*, A. Nicolaides, T. Tegos and M. Griffin

Eur J Vasc Endovasc Surg 16, 223-230 (1998)

Analyse digitalisée : Niveau de Gris Moyen (GSM)

• 80 patients consécutifs avec sténose > 50% ECST (96 plaques)• 25 plaques sympto hémisph.homolat., 71 plaques asympto• Standard mode B selon protocole ACSRS• Standardisation et analyse par Adobe Photoshop 3.0 et MATLAB

GSM = niveau médian de gris

PEP = % de pixels avec niveau de gris < 40

GSM PEP

Clin Σ A ΣGSM 23 ± 17 38 ± 26

Clin Σ A ΣPEP 70 ± 20 55 ± 25

P = 0,02 P = 0,01

Analyse digitalisée : Variation du GSM

Increasing carotid plaque echolucency is predictive of cardiovascular events in high-risk patients. Reiter M. et al. Radiology 2008

la décroissance du niveau de GSMconstitue un robuste marqueur de

risque cardiovasculaire indépendant des facteurs de risque traditionnels ou du degré de sténose.

GSM

% St.

• 295 carotid bifurcation plaques : • 146 symptomatic, • 149 asymptomatic,

• more than 50% stenosis.

• 36 plaques associated with amaurosis (AF), • 68 plaques associated with TIA, • 42 plaques associated with stroke.

Plaques associated with hemispheric symptoms are more hypoechoic and more stenotic than those associated with no symptoms.

Hemispheric symptoms and carotid plaque echomorphology.Michael Sabetai et al. J Vasc Surg. January 2000

GSM

% St.• Plaques associated with AF :

• more hypoechoic and more stenoticthan those associated with TIA or stroke or those without symptoms.

• Plaques causing TIA and stroke :• same echodensity,• same degree of stenosis.

• 36 plaques associated with amaurosis (AF) • 68 plaques associated with TIA, • 42 plaques associated with stroke.

Nouvelle caractérisation

-The Vulnerable Carotid Artery Plaque: Current Imaging Methods and New Perspectives.

Norbert Nighoghossian, Laurent Derex and Philippe Douek. Stroke.2005;36;2764-2772;

-The Oxford Plaque Study. Circulation. 2006;113:2320-2328

PotentiellementAccessibleAux Ultrasons

Plaque « vulnérable » ou « instable »

ED et plaque instable

Accessible à l’écho-doppler:

– Corps lipidique– Noyau nécrotique– Hémorragie intra-plaque analyse numérique– Thrombus – Chappe fibreuse mode B haute résolution

– Néo-vascularisation PDCUS

IVUS• Virtual Histology : Ex-Vivo Validation

The Cleveland Clinic Foundation

•Fibrous•Fibro-lipidic

•Lipid Core•Calcium

Harmonique, Pulse Inversion, Contraste, Sono CT, Doppler Puissance, B Flow, Écho-Morphologie, Écho-Histologie,3D.

17 malades.Niveau de gris médian pré-opératoire.Niveau de gris médian pièce d’endartériectomie.Structure Histologique

Test de corrélation de Spearman : R = 0.8 p = 0.002

Niveau de gris > 150 : Structure fibro-calcique > 90% p = 0.0025Niveau de gris < 50 : Structure lipidique ou hématome p = 0.002

Corrélation Niveau de gris vs histologie

Objective Characterisation of Atherosclerotic Lesion. An alternative Method to Identify Unstable Plaque. Sayed aly, Christopher, Bishop. Stroke 2000

AVERAGE of OBSERVER 1 and OBSERVER 2 AVERAGE of OBSERVER 1 and OBSERVER 3

Interobserver variation Intraobserver variation

Corrélation Niveau de gris vs Histologie

B-mode ultrasonographic characterization of carotid atheroscleroticplaques in symptomatic and asymptomatic patients. Jennifer K. Grogan, J Vasc Surg 2005

50 thromboendarteriectomies carotidiennes. 26 plaques symptomatiques, 24 asymptomatiques

Etape 1 : Caractérisation visuelle de la plaque pré-op (subjective)

J Vasc Surg 2005;42:435-41

(96)

Etape 2: Examen US ex-vivo de la plaque

Etape 3 : GSM : mesure de la densité de la plaque

B-mode ultrasonographic characterization ofcarotid atherosclerotic plaques in symptomatic and asymptomatic patients (JVS 06)

Etape 4 : Analyse histomorphométrique (% de nécrose,de calcifications)

Symptomatique Asymptomatique P

Plaque hypoechogène

58% (15/26) 18% (4/24) < .03

Plaque calcifiée

7% (2/26) 41% (10/24) < .03

GSM (ex-vivo) 41 ± 19 60 ± 13 < .03

Il existe une forte corrélation inverse entre le score GSM (Niveau de gris) et la mesure histologique du noyau nécrotique d’une plaque

A : Digitized B-mode DU scan image of carotid bifurcation with plaque outlined. B : Computerized imaging software, grayscale intensities of pixels in

plaque image are counted, color-coded according to grayscale ranges.C : Color-coded grayscale ranges mapped onto plaque image.

• Hemorrhage (GSM : 0 - 4)• Lipid (GSM : 8 - 26)

• Muscular tissue (GSM : 41-76)• Fibrous (GSM : 112-196)• Calcium (GSM : 211-255)

Pixel distribution analysis of B-mode ultrasound images predictshistologic features of atherosclerotic carotid plaques.Lal BK, Hobson RW et al. J Vasc Surg. 2002

A : Digitized image of plaque outlined. B : PDA results.

• Lipid (grayscale range, 8 to 26),

• Fibrous & muscular tissue( ranges 112 to 196 and 41 to 76),

• Calcium (range, 211 to 255).

Pixel distribution analysis of B-mode ultrasound images predictshistologic features of atherosclerotic carotid plaques.Lal BK, Hobson RW et al. J Vasc Surg. 2003 sept

Pixel distribution analysis of B-mode ultrasound images predicts histologic features of atherosclerotic carotid plaques.

Lal BK, Hobson RW et al. J Vasc Surg. 2003 Sep;38(3):497.

Lal BK, Hobson RW et al. Ann Vasc Surg. 2006 Mar (20)2:167-74.

• 42 patients pour 45 artères avec sténoses serrées• 18 symptomatiques et 27 asymptomatiques

• Paramètres:Hémorragie Intra-plaque, lipides, tissu fibro-musculaire, calcium, corps lipidique et distance à la lumière

Dans les plaques symptomatiques:Plus d’ hémorragie Intra-plaque (p<0.001) et de lipides (p=0.002)mais moins de calcium (p<0.001)Corps lipidique plus large (p=0.005) Distance à la lumière plus courte (p=0.01).

• Bonne corrélation avec l’histologie.• Bonne corrélation inter ou intra-observateur.

Madycki G, Staszkiewicz W, Gabrusiewicz A. Eur J Vasc Endovasc Surg. April 2006; 31:373-80.

• 76 patients consécutifs explorés avant TEA par écho-Doppler carotidien• quantification du niveau de gris moyen (GSM) • analyse digitalisée de la texture de la plaque (ADTP)

Carotid Plaque Texture Analysis Can Predict the Incidence of Silent Brain Infarcts Among Patients Undergoing Carotid Endarterectomy.

o GSM de la plaque réalisé méthode identique publiée par Nicolaïdes et al.o ADTP réalisée par attribution d’une couleur affiliée à 5 niveaux de GSM, permettant de calculer le pourcentage en surface de chaque zone de couleur par rapport à la surface de l’ensemble de la plaque.

GSM ADTP



5 Densités échographiques (3 hypo-échogènes et 2 hyper-échogènes) définies selon leur niveau de GSM converties en couleur :

Classe 1 : Sang ou hémorragie.Classe 2 : Lipides.Classe 3 : Tissu Musculaire.Classe 4 : Tissu fibreux.Classe 5 : Calcium.

Index ADTP établi en prenant en compte les zones hypoéchogènes en additionnant les pourcentages des classes 1, 2 et 3



% ADTP : 27,5 + 43,1 + 24 ,7 = 93,5 %. % ADTP : 0 + 0,49 + 11,47 = 11,96 %.Plaque à haut risque. Plaque à risque faible.

• Chez les 17 patients avec embolie cérébrale post-opératoire (dont 14 silencieuses) l’index ADTP (% de surface hypoéchogène 1+2+3) était > 72%• Ce seuil permet de définir en pré-opératoire les plaques à haut risque.

Le pourcentage de l’index ADTP est un marqueur significatif (p= 0,028)du risque d’embolie cérébrale péri-opératoire.

Roman Sztajzel SWISS MED WKLY 2005;135:635–643Stroke 2005;36:741-5

• Analyse mm par mm depuis la surface de la plaque

Considérant la prédominance de codage rouge de la surface:

sensibilité - spécificité

Épaisseur chape fibreuse 73% 67%

Position du corps nécrotique 84% 75%

Plaque: rouge 38% (GSM <50), ,jaune 24% (GSM >50 and <70), vert 6.7% (GSM >70)

Surface: rouge 68%

Cinétique de la courbe

Conclusion: caractériser une plaque

• Plaque: définition• Sténose: > 50% en diamètre hémodyn.• Échogénicité• Texture• Surface (niche?)• Plaque instable: paramètres• GSM: niveau de gris médian• Echo-histologie: hémorragie intra-plaque, corps

lipidique, thrombus, chape fibreuse• PDCUS: néo vascularisation

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