Ventilation

La mesure de la ventilation régionale en TEP a été validée à la fois sur des porcs normaux et soumis à une agression pulmonaire par acide oléique, en utilisant comme référence la ventilation globale manipulée en faisant varier la ventilation-minute réglée sur le respirateur.

L'examen TEP débutait par un scanner de transmission. L'azote-13 inhalé était administré directement sur le respirateur et les images TEP d'émission étaient réalisées à l'équilibre du traceur (Figure 1), puis immédiatement après l'arrêt de son administration pendant le washout (Figure 2). La ventilation était mesurée en TEP par modélisation compartimentale de la cinétique pulmonaire d'azote-13 au cours du washout (Figure 2), et les mesures régionales étaient moyennées pour assurer la comparabilité avec la ventilation globale. La corrélation entre les 2 méthodes était excellente (Figure 3).

Dans le même travail, la mesure des volumes pulmonaires régionaux en TEP par modélisation compartimentale a été validée en utilisant comme référence l'analyse densitométrique du scanner de transmission (Figure 4). La corrélation entre les 2 techniques était excellente (R2=0,89), mais l'analyse de Bland et Altman objectivait une surestimation systématique du volume pulmonaire par la modélisation compartimentale d'environ 10%, en comparaison avec l'analyse densitométrique (Figure 5). Ce biais systématique est principalement du à une surestimation de la densité pulmonaire sur l'image de transmission de l'ordre de 0,026g/ml, en raison d'un effet de volume partiel (moyennage spatial) des structures médiastinales et de la paroi thoracique, sur le parenchyme pulmonaire. Un autre résultat important de ce travail a été la démonstration de la supériorité d'un modèle mathématique bi-compartimental sur un modèle monocompartimental pour ajuster les courbes de washout à l'azote-13 mesurées en TEP. Cette supériorité était statistiquement significative sur plus de 90% des washout régionaux chez les porcs normaux et agressés, et permettait de définir un compartiment à vidange rapide et un compartiment à vidange lente. L'importance relative de ces compartiments était différente chez les porcs normaux (95% du volume de gaz pulmonaire total pour le compartiment rapide, 5% pour le compartiment lent) et chez les porcs soumis à une agression pulmonaire (80% du volume de gaz pulmonaire total pour le compartiment rapide, 20% pour le compartiment lent). Ces résultats découlent de l'hétérogénéité majorée de la ventilation au cours de l'agression pulmonaire. Un point important à signaler est que la modélisation a été réalisée dans ce travail sur des régions d'intérêt de volume relativement important (23±13 ml de poumon soit 1054±603 voxels). Lorsque l'analyse était répétée dans chaque voxel des images TEP, l'analyse bi-compartimentale n'était plus significativement supérieure, témoignant d'une relative homogénéité de la ventilation au niveau du voxel (données non publiées).

 

Figure 1. Coupes tomographiques transversales obtenues à l'équilibre du traceur chez un porc normal (Haut) et un porc soumis à une agression pulmomaire par acide oléique (Bas).

 

Figure 2. Courbe temps-activité obtenue au cours d'un washout à l'azote 13 chez un porc normal. la courbe présentée représente le washout du traceur mesuré dans la régio d'intérêt (RDI) tracée sur l'image.

 

 

Figure 3. Corrélation entre ventilation minute réglée sur le respirateur et ventilation spécifique (ventilation par unité de volume) mesurée en TEP chez 2 animaux contrôle et 2 animaux soumis à une agression pulmonaire par acide oléique (AO) étudiés dans 5 conditions expérimentales.

 

Figure 4. Coupes tomographiques transversales du scanner de transmission obtenues chez un porc normal (Haut) et un porc soumis à une agression pulmonaire par acide oléique (Bas).

 

 

Figure 5. A. Corrélations entre volumes aérés régionaux mesurés sur l'image de transmission (VAtrans) par analyse densitométrique et sur l'image d'émission (VAemission) par modélisation compartimentale de la cinétique d'azote-13). B. Analyse de Bland et Altman de la relation précédente