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Journal de radiologie
Vol 79, N° 5  - mai 1998
p. 403
Doi : JR-05-1998-79-5-0221-0363-101019-ART95
L'ETUDE PAR IRM DU LIGAMENT ARTERIEL ET DE L'ARTERE PULMONAIRE GAUCHE DANS LE BILAN D'EXTENSION PREOPERATOIRE DES CANCERS BRONCHIQUES LOBAIRES SUPERIEURS GAUCHES
 

N Sans, J Giron, B Domenech, J Berjaud, M Dahan, Ph Galinier, J Moscovici et JJ Railhac
L'+TUDE PAR IRM DU LIGAMENT ART+RIEL ET DE L'ART+RE PULMONAIRE GAUCHE DANS LE BILAN D'EXTENSION PR+OP+RATOIRE DES CANCERS BRONCHIQUES LOBAIRES SUP+RIEURSGAUCHES

J Radiol 1998; 79 : 403-408

© Editions françaises de radiologie, Paris, 1998.

JR 532

N Sans (1), J Giron (1), B Domenech (1), J Berjaud (2), M Dahan (2),

Ph Galinier (3), J Moscovici (3) et JJ Railhac (1)

MRI study of the ligamentum arteriosum and of the left pulmonary artery in pre-operative staging of left upper lobe bronchial cancers

Purpose:

to demonstrate that the ligamentum arteriosum is visible byprecisely-oriented MRI. To demonstrate the predictive value of the ligament involvementfor left upper lobe cancer surgery.

Material and methods:

fifteen controls, age-matched with bronchial cancerpatients, were studied to establish how the ligamentum arteriosum could best be visualizedon MRI. Visibility was optimal on RASE T1-weighted sequences on the frontal and sagittaloblique planes (aorto-pulmonary window). Acquisitions were performed with a body coil, 7mm slices, 480 mm Fov, on a Magnetom Expert, 1T Siemens machine. Forty five patients withleft upper lobe cancer underwent MRI investigation after CT had shown mediastinalproximity of the left pulmonary artery and the tumor. They underwent surgery with manuallocalization of the ligament at the beginning of the procedure. Findings and operativedecisions were compared with those of MRI, establishing its predictive value. MRI definedthe tumor-ligament and tumor first centimeters of the left pulmonary artery (LPA)relationships.

Results:

MRI ligamentum visibility was about 87 %. Ligament non-involvement onMRI (n = 23) was confirmed at surgery in all cases (100 % concordance). Involvementsuggested on MRI was confirmed in 18 cases and surgery was impossible or unsatisfactory.There were four false-positives with successful surgery (8 % false positives).

Conclusion:

when CT shows left lobe cancers extending in the mediastinum towardsthe LPA, precisely-oriented MRI assesses surgical difficulty and resectability bydemonstration involvement of the ligamentum and the first two centimeters of the LPA.

Key words:

Ligamentum arteriosum. Thoracic MRI. Left upper lobe. Pulmonarycancer. Pre-operative staging.

J Radiol 1998;79:403-8.

But :

prouver que le ligament artériel est visible grâce à un examen IRMorienté. +tudier, dans les cancers lobaires supérieurs gauches, la valeur prédictivepour la chirurgie de l'atteinte ou de la liberté du ligament artériel et des 2 premierscentimètres de l'artère pulmonaire gauche (APG).

Matériel et méthodes :

quinze témoins sains d'âge adulte ont permisd'établir les éléments optimaux pour la visualisation en IRM du ligament : RASE T1 W enfrontal et en sagittal oblique avec comme repères : l'ostium de la sous-clavière gaucheen haut et le premier centimètre de l'APG en bas. Les acquisitions se font en antennecorps entier avec des coupes de 7 mm et un FOV de 480 mm sur un Magnetom Expert 1T. Aprèsbilan TDM indiquant un rapport étroit, &laqno; à préciser +, de l'APG et de latumeur, ont été sélectionnés 45 patients porteurs d'un cancer lobaire supérieurgauche dont le bilan restait douteux après TDM et qui ont donc subi une IRM. Ils ontété opérés avec repérage manuel du ligament en début d'intervention. Lesconstatations et les décisions opératoires ont été comparées à celles de l'IRM donton établit ainsi la valeur prédictive opératoire. L'IRM précisait les rapports&laqno; tumeur-ligament + et les rapports &laqno; tumeur-premier centimètre del'APG +.

Résultats :

la visibilité du ligament en IRM est de l'ordre de 87 %. Chez lespatients porteurs de cancer bronchique gauche dont le bilan d'extension reste douteuxaprès TDM, la liberté du ligament affirmée en IRM (n = 23) a toujours été confirméelors du geste chirurgical qui restait donc possible (100 % prédiction exacte quant à laliberté résécabilité).

L'extension au ligament, supposée en IRM, a été confirmée dans 18 cas avec gestechirurgical impossible ou imparfait. Dans ces cas, la distance séparant la tumeur et lapartie proximale de l'APG était inférieure à 1 cm.

Dans 4 cas, la chirurgie a infirmé l'envahissement du ligament et la chirurgie a puêtre menée à bien. Dans ces cas, la distance tumeur-APG proximale était supérieure à1,5 cm. Ces cas représentent des faux positifs de l'IRM qui sont de l'ordre de 8 % danscette étude.

Conclusion :

l'IRM permet une visualisation satisfaisante du ligament artériel,grâce à un examen adapté. Quand la TDM de bilan d'extension d'un cancer du lobesupérieur gauche reste indécise sur l'extension à l'APG intramédiastinale, une IRMpréopératoire peut aider à prédire les difficultés de résécabilité en montrant laliberté (ou non) du ligament et des 2 premiers centimètres de l'APG. Cette notion peutprendre toute sa place dans la décision finale chirurgicale.

Mots-clés :

Ligament artériel. IRM thorax. Cancer bronchique du lobesupérieur gauche. Bilan d'extension préopératoire.

(1) Service d'Imagerie Médicale J Baudot

(2) Service de Chirurgie Thoracique

(3) Laboratoire Anatomique

CHU Toulouse-Purpan, Place du Docteur Baylac, 31059 Toulouse Cedex

Correspondance : J Giron

INTRODUCTION

L'artère pulmonaire gauche (APG) présente anatomiquement un trajet intrapéricardiquetrès court à la différence de l'artère pulmonaire droite (APD) dont le trajetintrapéricardique est long. Dans les cancers bronchiques gauches concernant l'APG, lebilan préchirurgical doit donc être le plus précis possible, car il n'y aura pas demarge de manoeuvre peropératoire dans la pneumonectomie gauche élargieintrapéricardique.

Dans la procédure chirurgicale, la section (prudente) du ligament artériel permet de&laqno; donner du jour + et de permettre un clampage de l'APG à son origine sansrisquer de clamper en même temps l'APD, ce qui entraînerait des troubles hémodynamiquesgraves, voire mortels

(fig. 1).

Ce temps chirurgical est bien décrit dans lestraités classiques sur la pneumonectomie gauche intrapéricardique (1-4) et dansl'évaluation chirurgicale pré ou peropératoire de l'extension au médiastin et à l'APGdes cancers lobaires supérieurs gauches par médiastinotomie antérieure gauche (5) oumédiastinotomie combinée (6). L'englobement par la tumeur ou les adénopathies duligament compromet une bonne résécabilité carcinologique, car il est lié à uneatteinte trop proximale de l'APG sur les 2 premiers centimètres. Cette constatation peutfaire renoncer à la pneumonectomie devant le risque de thoracotomie &laqno; blanche+.

Dans la littérature concernant l'extension des cancers bronchiques gauches à l'APG,l'angiographie pulmonaire, la TDM et l'IRM ont été évaluées (7-9).

Si l'angiographie pulmonaire est à l'évidence dépassée (trop tardive), il a sembléutile à notre équipe radio-chirurgicale d'évaluer l'apport de l'IRM pour lavisualisation du ligament artériel et des 2 premiers centimètres de l'APG pour endéduire des prédictions préopératoires sur les difficultés de la résection, voire larésécabilité même.

MAT+RIEL ET M+THODES

Une étude sur cadavre a permis de retrouver le signal bas du ligament dans satopographie attendue. Ceci s'est avéré possible malgré la faiblesse et la pauvreté dusignal cadavérique pondéré seulement en densité de proton puisque les tissus mortsn'échangent pas de magnétisme selon T1 et T2

(fig. 3).

La dissection ultérieurea bien retrouvé le ligament (6 * 14 mm) aux lieu et place indiqués par l'IRM.

Quinze témoins sains, d'âge correspondant à celui des patients porteurs de cancersbronchiques (de 40 à 78 ans, âge moyen 55 ans), ont permis d'établir les élémentsoptimaux des examens IRM pour la visualisation du ligament. Tous les témoins ont subidiverses séquences en SE, en GE, en apnée avec perfusion de Gadolinium et avec diversplans de coupe. Il s'est vite avéré que la précision anatomique et le meilleurcontraste obtenu en spin écho, étaient favorables à la visualisation de la fenêtreaorto-pulmonaire, du ligament artériel et des premiers centimètres de l'APG. Les 3 plansde l'espace ont été testés et les plus favorables se sont avérés les plans frontauxet sagittal oblique selon l'axe de la crosse de l'APG.

En IRM, les séquences SE en acquisition rapide (RASE) pondérées en T1 (T1 W), nousont permis de le visualiser avec ou sans calcification

(fig. 4)

sur notre imageur1T Magnetom Expert. La synchronisation cardiaque est préférable mais non obligatoire (lamoitié des examens environ étant obtenue sans bonne synchronisation). Nous avonsécarté de notre protocole les séquences rapides en écho de gradient et l'angio-IRM, ouencore les MIP avec injection de Gadolinium. Nous avons écarté toutes les séquences nefavorisant pas l'hypersignal de la graisse de la fenêtre aorto-pulmonaire et recherché,au contraire, une forte pondération T1 en SE rapide. Les plans de coupe réalisés dansnotre protocole ont été le plan frontal et le plan sagittal oblique selon l'axe de l'APGainsi que le plan sagittal oblique perpendiculaire

(fig. 5).

La présence degraisse de signal élevé en T1 dans la fenêtre aorto-pulmonaire est un élémentfavorable à sa visualisation. On retrouve le rapport des distances à la paroi de 0,4connu des anatomistes.

Quarante-cinq patients consécutifs (moyenne d'âge 56 ans), porteurs de cancer lobairesupérieur gauche étendu, ont été sélectionnés dans nos services durant les 4dernières années sur la base d'un bilan TDM avec injection iodée présentant un doutequant à l'atteinte de l'artère pulmonaire gauche au-delà du hile, en territoiremédiastinal. Une IRM orientée était donc réalisée quand la TDM indiquait un rapportanatomique étroit entre l'APG et la tumeur dans le médiastin en particulier au niveaudes 2 premiers centimètres de l'APG. Dans ces cas, le bilan de résécabilité restaitdonc douteux et à préciser après TDM (TDM réalisée avec produit de contraste et enbalayage spiralé avec des coupes jointives de 5 mm reformatées verticalement). Ce typede patient qui auparavant subissait une angiographie pulmonaire a été étudié par IRMdirigée sur l'envahissement médiastinal artériel pulmonaire gauche. Le but de l'IRMétait de préciser les rapports entre la tumeur et le ligament artériel et plusgénéralement les rapports entre la tumeur et le premier centimètre de l'APG, notammentquand une composante tumorale se situait en latéro ou en sous-artériel par rapport àl'APG. Ces 45 patients ont été opérés quelles qu'aient été les constatations etprédictions de l'IRM. En cours d'intervention, le repérage manuel du ligament a étéréalisé en début de procédure. Les constatations opératoires et les décisions qui enont découlé ont été comparées à celles de l'IRM dont on établit ainsi la valeurprédictive de résécabilité carcinologique.

R+SULTATS

Sur le cadavre : la concordance anatomo-IRM semble probante.

Chez les 15 témoins : l'image en hyposignal, représentant vraisemblablement leligament, a été perçue de façon très satisfaisante dans 13 cas (87 %), imparfaite (n= 1) dans un cas où la graisse médiastinale était rare et il n'a pas été perçu (n =1) dans un autre cas (âge avancé et absence de graisse).

Chez les 45 patients opérés : dans les 23 cas, l'IRM a prédit de façon correcte laliberté du ligament et

du premier centimètre de l'APG

(fig. 6).

L'extension au ligament ou au premier centimètre

(fig. 7),

a été supposéepar l'IRM dans 22 cas. Elle a été confirmée par la chirurgie dans 18 cas

avec un geste chirurgical rendu impossible ou très imparfait au plan carcinologique(recoupe non saine). Dans 4 cas, la chirurgie a infirmé

le pronostic pessimiste de l'IRM et la chirurgie a pu être poursuivie et réalisée dansde bonnes conditions, c'est-à-dire que le premier centimètre de l'APG s'est avérélibre et que la résection a été possible. L'IRM réalise

donc 8 % d'erreurs de prédiction quant à l'envahissement trop proximal, ce

qui représente des faux positifs, dont

il faudra se méfier. Mais elle a un

taux de &laqno; bien classés + supérieur à 90 %.

DISCUSSION

D'après la littérature anatomique (10-12), ce ligament mesure de 8 à 20 mm de longet ses repères topographiques sont la fenêtre aorto-pulmonaire avec au-dessus l'ostiumde l'artère sous-clavière gauche et en dessous, les premiers centimètres de l'APG sursa face supérieure. Il existe des extrêmes d'insertion : jusqu'à 15 mm en arrière del'artère sous-clavière gauche et surtout en avant jusqu'à quelques millimètresseulement de l'origine de l'APG. Son trajet est descendant depuis l'aorte d'arrière enavant avec une discrète obliquité en dehors. En arrière du ligament passe le récurrentet le ligament sépare la fenêtre aorto-pulmonaire en deux loges ganglionnaires selonl'ATS (13) avec la loge 4L en dedans et la loge 5 en dehors. Chez le nouveau-né, il estplus horizontal comme en témoignent l'anatomie et la chirurgie cardiaque néonatale. Chezle sujet âgé, son trajet est plus vertical, du fait du déroulement de la crosseaortique. Le ligament repère ainsi le premier ou les 2 premiers centimètres sur la facesupérieure de l'APG et permet aussi le repérage du premier centimètre en latéral ou ensous-artériel. Mais il peut parfois être situé à moins de 1 cm de la division APG-APD.Il existe un rapport des distances entre les parois thoraciques et le ligament dans les 2plans de l'espace qui est de l'ordre de 0,4 (diamètre antéro-postérieur et diamètretransversal thoraciques)

En TDM, la visibilité du ligament artériel est favorisée par sa calcification

(fig. 2).

Il est donc rarement vu chez l'enfant (14) et plus fréquemment chezl'adulte (15), mais de façon aléatoire puisque dépendant de sa calcification et/oud'une grande richesse en graisse de la fenêtre aorto-pulmonaire.

Chez le sujet sain, l'IRM orientée et bien pondérée en T1 permet une visualisationquasi constante (87 %) du ligament artériel chez le sujet normal. La pondération en T1qui est optimale en SE profite du contraste graisse - tissu fibreux (ou calcifié). Leséchecs sont rares et dépendent d'une fenêtre aorto-pulmonaire non ou peu graisseuse ouencore aplatie d'avant en arrière (sujet âgé). Les mauvaises pondérations en T1 (en GEpar exemple) sont responsables d'un manque de contraste dans la fenêtre aorto-pulmonaire.

Chez le sujet porteur d'un cancer lobaire supérieur gauche, la visualisation duligament libre est rassurante. Il s'agit d'une bande mince de bas signal (gris-noir) dansune zone graisseuse de signal élevé en pondération T1. L'absence de visualisation duligament peut être assimilée à tort à son englobement par la tumeur. Ce qui comptealors, c'est la distance entre l'origine de l'APG et le tissu anormal, tumoral, nongraisseux.

La position trop proximale de la tumeur pour une ligature satisfaisante est donc jugéeà la fois sur la perte du signal du ligament et sur la longueur d'APG restant libre deson origine au signal tumoral anormal. Quand la tumeur est latérale ou inférieure parrapport à l'APG, c'est cette distance seule qui compte pour alerter le chirurgien, que leligament (situé en sus-APG) soit libre ou intéressé aussi par la tumeur. Pour cesextensions latéro-inférieures, un repère est constitué par la veine pulmonairesupérieure gauche qui vient croiser l'APG par en dehors et en dessous en se dirigeantvers le toit de l'oreillette gauche. Si le signal tumoral se propage en avant du planvertical oblique de la veine pulmonaire supérieure gauche, la ligature de l'APG risqued'être non satisfaisante carcinologiquement, voire impossible.

La visualisation par IRM du ligament libre dans sa graisse, rassure le chirurgien quisait qu'il pourra libérer de &laqno; l'espace + et réaliser un bon clampage,carcinologiquement satisfaisant, car à distance de la tumeur. La non-visualisation duligament et la trop grande proximité du signal tumoral par rapport à l'origine de l'APGdoivent l'inquiéter. Cependant, il faut se méfier des faux positifs de l'IRM, car celarisquerait de priver de chirurgie des candidats potentiels. Nos 4 cas de faux-positifss'expliquent peut-être par une surestimation en IRM d'un contact incomplet entre tumeuret ligament, une seule des faces de celui-ci étant atteinte. Lorsqu'il n'existe pas designal graisseux mais seulement un signal anormal dans la fenêtre aorto-pulmonaire, ilest impossible de différencier en IRM, un simple contact d'un englobement tumoral duligament. Il faut tenir compte de plus, de la visualisation non totalement constante duligament à l'état normal qui peut donc faussement disparaître. Il convient donc de nesignaler comme très délicates que les situations où le ligament est totalementconcerné par la tumeur, voire a disparu en tant que tel, et il convient encore plus dansces cas, de corroborer cette notion à celle de la distance libre d'APG qui est alorstrès restreinte (1 cm ou moins). Cette notion peut être la seule notion quand la tumeurprogresse en latéro-inférieur par rapport à l'APG et ne concerne guère la facesupérieure de l'artère et donc le ligament.

L'IRM dans ces conditions signalera une distance inférieure au centimètre avec ousans englobement du ligament. Ces 2 notions peuvent faire reconsidérer l'indicationopératoire du fait d'une résécabilité très aléatoire.

La discussion doit être menée cas par cas et cet apport de l'IRM doit être intégréau &laqno; status + général du patient en question.

CONCLUSION

L'IRM permet une bonne visualisation du ligament artériel en séquences SE rapides.

Le ligament est un repère chirurgical de faisabilité de la résection de l'APG commel'est la longueur proximale laissée libre sur l'APG, supérieure à 1 cm. L'IRM orientéepermet d'apprécier le ligament et la longueur d'APG restée libre. Ainsi, dans les casdouteux après bilan TDM, l'IRM orientée peut trouver une bonne indication.

Dans nombre de cas de cancers bronchiques gauches, la TDM règle le problème del'extension médiastinale, soit que la tumeur reste loin de l'APG médiastinale, soit quela tumeur aille trop loin en intramédiastinal jusqu'au contact du tronc commun de l'AP.C'est dans les cas intermédiaires où l'extension tumorale est hilo-médiastinale qu'ilpeut être nécessaire d'avoir une précision supérieure.

Cette précision peut être donnée par l'examen IRM orienté qui teste l'envahissementdu ligament du premier centimètre de l'APG. Ainsi, peut-on fournir au chirurgien et àl'ensemble de l'équipe, des arguments quant à la qualité de la résection et à larésécabilité même. Au-delà de l'atteinte du ligament et de la fenêtreaorto-pulmonaire, c'est l'atteinte du premier centimètre de l'APG qui représente lemeilleur critère de non-résécabilité.

Fig. 1 :

Le clampage de l'artère pulmonaire gauche à son origine et le risque de clampageconjoint de l'artère droite.

Fig. 1 :

Left pulmonary artery ligature and its risks (the right pulmonary artery can be alsoclamped)

Fig. 2 :

Ligament artériel partiellement calcifié, visible en TDM.

Fig. 2 :

Partially calcified ligamentum arteriosum, demonstrated by CT Scan.

Fig. 3 :

+tude sur cadavre (noter un FOV de taille excessive).

Fig. 3 :

Cadaveric study (overly wide FOV).

a

b

c

Fig. 4 a-c :

Coupes de 7 mm avec un FOV de 480 mm. Ligament artériel de bas signal visible sur fondgraisseux de haut signal.

a : Plan frontal, SE - T1 W.

b : Plan frontal, SE - T1 W.

c : Plan frontal oblique, SE - T1 W.

Fig. 4 a-c :

7 mm slices, 480 mm FOV, low signal for the ligamentum upon high fat signal.

a : Frontal plane, SE T1-W.

b : Frontal plane, SE T1-W.

c : Frontal oblique plane, SE T1-W.

Fig. 5 a, b :

a : Plan sagittal oblique selon l'APG. La fenêtre aorto-pulmonaire est &laqno;déroulée + dans son grand axe.

b : Plan sagittal oblique perpendiculaire à l'APG. Le plan obtenu est orthogonal augrand axe de la fenêtre aorto-pulmonaire.

Fig. 5 a, b :

a : Sagittal oblique plane along the LPA (aorto-pulmonary window axis).

b : Sagittal oblique plane perpendicular to the LPA.

Fig. 6 a, b :

a : Liberté du ligament (plan sagittal oblique selon l'APG).

b : Liberté du ligament (plan frontal).

Fig. 6 a, b :

a : Absence of invasion of the ligament (sagittal oblique plane).

b : Absence of invasion of the ligament (frontal plane).

Fig. 7 a, b :

a : TDM centrée sur l'APG

b : IRM : extension au premier centimètre de l'APG et au ligament (thoracotomie&laqno; blanche +).

Fig. 7 a, b :

a : CT scan, focused on LPA.

b : MRI : involvment of LPA first centimeter and ligamentum (&laqno; blank +thoracotomy).

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