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fibrose) : aspects tomodensitométriques et fonctionnels
J Radiol 2009;90:43-51 © Éditions Françaises de Radiologie, Paris, 2009 Édité par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés
article original
thorax
Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés (syndrome emphysème/fibrose) : aspects tomodensitométriques et fonctionnels PY Brillet (1, 2), V Cottin (3, 4), P Letoumelin (5), F Landino (2), MW Brauner (1, 2), D Valeyre (1, 6), JF Cordier (3, 4) et H Nunes (1, 6)
Abstract
Résumé
Combined apical emphysema and basal fibrosis syndrome (emphysema/fibrosis syndrome): CT imaging features and pulmonary function tests. J Radiol 2009;90:43-51
Objectifs. Décrire les aspects tomodensitométriques en haute résolution (TDM-HR) et fonctionnels associés au syndrome emphysème/fibrose. Patients et méthodes. Soixante et un patients ont été inclus sur la base de la TDM-HR. Nous avons quantifié l’extension des lésions de fibrose et d’emphysème et nous avons calculé un score combiné. Ces scores ont été corrélés aux paramètres fonctionnels puis les tableaux TDM-HR spécifiques de ce syndrome ont été décrits. Résultats. Les scores d’emphysème et de fibrose étaient corrélés avec les paramètres fonctionnels d’obstruction et de restriction, respectivement. Le score combiné était corrélé à la réduction de la DLCO et au niveau d’hypertension pulmonaire. Nous avons identifié trois tableaux TDM-HR : Transition progressive (n = 23, 38 %) consistant en l’association d’un emphysème diffus (centro-lobulaire et/ou bulleux) et la présence d’une zone de transition entre les bulles et le rayon de miel ; Emphysème para-septal (n = 13, 21 %) consistant en des bulles sous pleurales prédominantes augmentant de taille dans les bases pulmonaires ; Entités séparées (n = 14, 23 %) où la fibrose et l’emphysème n’avaient pas de relation topographique. Onze patients (18 %) ne pouvaient être classés. Les présentations TDM-HR différaient en fonction de la CPT (p = 0,04) et du rapport VEMS/CVF (p = 0,01). Conclusion. Le syndrome emphysème/fibrose peut réaliser des tableaux TDM-HR distincts qui sont associés à des profils fonctionnels spécifiques.
Purpose. To describe the high resolution CT (HRCT) imaging and functional features of the emphysema/fibrosis syndrome. Patients and methods. A total of 61 patients were included based on HRCT. We have quantified the extent of fibrosis and emphysema lesions and a combined score was calculated. The scores were correlated to pulmonary function test parameters and specific HRCT features were described. Results. The emphysema and fibrosis scores correlated with functional parameters of obstruction and restriction respectively. The combined score correlated with the reduction in DLCO and degree of pulmonary hypertension. Three HRCT patterns were identified : progressive transition (n = 23, 38%) with diffuse emphysema (centrilobular and/or bullous) and zone of transition between bullae and honeycombing ; paraseptal emphysema (n = 13, 21%) with predominent subpleural bullae of enlarging size at the bases ; separate processes (n = 14, 23%) with independent areas of fibrosis and emphysema. Eleven patients (18%) could not be classified. The HRCT imaging features changed based on TLC (p = 0.04) and FEV1/FVC (p = 0.01). Conclusion. The emphysema/fibrosis syndrome may be associated with different patterns on HRCT corresponding to specific profiles on pulmonary function tests. Key words: Key words: HRCT. Emphysema, lung. Interstitial lung disease, diffuse. Idiopathic pulmonary fibrosis. Pulmonary function tests.
lassiquement considérés comme deux entités distinctes, l’emphysème et la fibrose pulmonaire coexistent fréquemment (1-3). Ainsi, dans la série de Wells et al. (4) des lésions d’emphysème
C
(1) Université Paris 13, UPRES EA 2363, Bobigny, France. (2) Service de Radiologie, Hôpital universitaire Avicenne, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, 125, rue de Stalingrad, 93009 Bobigny. (3) Service de Pneumologie et centre de référence des maladies orphelines pulmonaires, Hôpital Cardiovasculaire et Pneumologique Louis Pradel, Université Lyon 1, UMR 754, Lyon, France. (4) GERMOP (Groupe d’Etudes et de Recherche sur les Maladies « Orphelines » Pulmonaires), Lyon, France. (5) Service de Biostatistiques, Hôpital universitaire Avicenne, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris. (6) Service de Pneumologie Hôpital universitaire Avicenne, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris. Correspondance : PY Brillet E-mail : [email protected]
Mots-clés : Tomodensitométrie en haute résolution. Emphysème pulmonaire. Pathologie interstitielle diffuse. Fibrose pulmonaire idiopathique. Épreuves fonctionnelles respiratoires.
étaient notées chez 36 % des patients ayant une fibrose pulmonaire idiopathique (FPI). Emphysème et fibrose sont liés au tabac, celui-ci étant un des facteurs étiologiques principaux de l’emphysème (5), mais également un facteur de risque de la FPI (6). L’association d’un emphysème et d’une fibrose pulmonaire a récemment été individualisée comme un syndrome (syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés ou syndrome emphysème/fibrose) avec des caractéristiques cliniques, fonctionnelles, et radiologiques propres. Cliniquement, il s’agit le plus souvent de patients gros fumeurs ayant une dyspnée sévère et invalidante. Sur le plan des explorations
fonctionnelles respiratoires, on note une altération sévère du transfert du monoxyde de carbone (DLCO) contrastant avec des volumes pulmonaires relativement préservés (7, 8). Les patients ont également fréquemment une hypertension pulmonaire qui constitue un facteur de mauvais pronostic (7, 9). En tomodensitométrie haute résolution (TDM-HR) (1-3, 7), les patients ont la combinaison de lésions d’emphysème des sommets et de lésions de fibrose prédominant dans les bases pulmonaires. Pour le radiologue, l’association des deux lésions peut poser des problèmes d’interprétation, d’autant plus que les aspects TDM-HR du syndrome emphysème/
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Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
fibrose n’ont encore jamais été décrits de façon spécifique dans la littérature. Par ailleurs, la TDM-HR pourrait avoir un intérêt pour mieux comprendre la physiopathologie de la maladie. Par exemple, la quantification de l’extension des lésions permettrait de déterminer la part respective de l’emphysème et de la fibrose pour expliquer les altérations fonctionnelles observées. En outre, elle permettrait d’analyser les facteurs impliqués dans la progression des lésions, à savoir les facteurs inflammatoires liés au tabac (10, 11), cette inflammation à prédominance macrophagique pouvant être responsable d’images en verre dépoli, et les facteurs mécaniques, la fibrose pulmonaire générant des forces de traction susceptibles de majorer les lésions emphysémateuses (3). L’objectif principal de l’étude était de corréler l’extension des lésions de fibrose et d’emphysème aux données cliniques et fonctionnelles, et de rechercher et décrire les tableaux TDM-HR caractéristiques du syndrome emphysème/fibrose.
Patients et méthode
Population d’étude Cette étude rétrospective multicentrique a été menée par le GERM « O » P (Groupe d’Étude et de Recherche sur les Maladies « Orphelines » Pulmonaires) et a reçu l’aval du comité local d’éthique. Il n’était pas nécessaire d’obtenir un consentement éclairé signé des patients. La base de données du GERM « O » P a été déclarée aux autorités compétentes (commission nationale informatique et liberté). La sélection des patients, les critères d’inclusion et d’exclusion, ainsi que les caractéristiques de la population ont été précédemment décrits (7). L’objectif des auteurs était alors d’identifier les données cliniques, biologiques et fonctionnelles sans description exhaustive des données TDM. Brièvement, une lettre a été envoyée à tous les médecins collaborant au GERMOP, leur demandant de communiquer les données cliniques et d’imagerie des patients ayant l’association d’une fibrose et d’un emphysème pulmonaire en TDM-HR. Des données plus détaillées ont été recueillies rétrospectivement à partir d’un questionnaire adressé aux médecins ayant signalé des patients remplissant ces critères. Un total de 73 questionnaires a été reçu provenant de 22 centres français (n = 20) et
belges (n = 2). Soixante et un patients (60 hommes et 1 femme, âge moyen ± dérivation standard (± DS) : 65,2 ± 10,2 ans) ont été inclus sur la base des données TDM-HR du centre investigateur, qui mettaient en évidence une pneumopathie interstitielle idiopathique (compatible, le plus souvent, avec le diagnostic de FPI) selon le radiologue référent local (12) et des lésions d’emphysème. Douze patients ayant une pneumopathie interstitielle associée à une maladie de système ont été exclus, de même que 7 patients dont les données TDM n’étaient pas disponibles et 1 patient ne remplissant pas les critères TDM. Tous les patients étaient des fumeurs actifs (n = 19, 31 %) ou anciens (n = 42, 69 %) avec une consommation moyenne ± DS de 46 ± 27 paquets-années. L’étude fonctionnelle incluait une évaluation de la capacité pulmonaire totale (CPT) et du volume résiduel (VR) par pléthysmographie et une évaluation de la capacité vitale forcée (CVF), du volume expiratoire maximal en 1 seconde (VEMS) par spirométrie. La DLCO et KCO, disponible chez 57 patients, était < 80 % de la valeur prédite chez 54 d’entre eux (95 %). La prévalence d’une hypertension pulmonaire était de 47 % lors du bilan initial avec une pression artérielle pulmonaire systolique estimée à 48 ± 19 mm Hg sur l’échocardiographie Doppler.
Acquisition TDM-HR Les TDM-HR ont été réalisées selon les protocoles usuels des différents centres avec acquisition séquentielle de 1 mm tous les 10 mm, à la fin d’une inspiration profonde. Des reconstructions en filtre de haute résolution spatiale et en fenêtre pulmonaire étaient disponibles chez tous les patients.
Analyse des images Les images ont été relues par deux radiologues spécialisés en pathologie interstitielle (PYB ; MWB) de manière anonymisée. Chaque lecteur a évalué la présence et l’extension des lésions d’emphysème et de fibrose. Les lésions d’emphysème étaient classées en : 1) emphysème généralisé, prédominant dans les territoires supérieurs, de type emphysème centrolobulaire (zone hypodense en général sans paroi visible de distribution non uniforme) ou emphysème bulleux (lésions rondes multiples > 1 cm de diamètre, limitées par une paroi fine) ; 2) emphysème para-septal,
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correspondant à des lésions hypodenses ou bulleuses séparées par des parois et localisées dans les régions sous-pleurales (13). Les lésions de fibrose incluaient les réticulations intra-lobulaires fines, les cavités en rayon de miel, et les bronchectasies par traction. Les autres lésions associées à la fibrose pulmonaire étaient également recherchées, à savoir : les hyperdensités en verre dépoli et les condensations alvéolaires. Après relecture des images, les patients ont été classés en 3 catégories (4, 14) : 1) aspect typique de FPI (n = 31, 51 %) défini comme la présence de réticulations intra-lobulaires et/ou de bronchectasies par traction et de rayon de miel microkystique à prédominance basale et périphérique. Dans ce cas, les lésions en verre dépoli et/ou les condensations alvéolaires pouvaient être associées mais ne devaient pas être la lésion prédominante ; 2) aspect compatible avec une FPI mais ne permettant pas d’éliminer une pneumopathie interstitielle non spécifique fibrosante, (n = 21, 34 %), en cas d’absence de rayon de miel ; et 3) aspect de fibrose indéterminée (n = 9, 15 %) en cas de rayon de miel prédominant dans les territoires supérieurs ou moyens ou, de l’association de lésions réticulaires difficiles à caractériser. Les résultats de cette analyse TDM-HR ont été partiellement publiés (7) et les résultats sont présentés dans le tableau I. Dans un deuxième temps, nous avons quantifié les lésions de fibrose, d’emphysème et de verre dépoli et nous avons calculé des scores de sévérité. L’analyse était réalisée à 3 niveaux pulmonaires (15, 16) : supérieurs (territoires pulmonaires audessus du niveau de la carène), moyens (entre la carène et les veines pulmonaires inférieures) et inférieurs (territoire pulmonaire au-dessous de cette limite). L’extension des lésions était déterminée par l’estimation du pourcentage (à 10 % près) des territoires atteints à chaque niveau, puis le score combiné était calculé par l’addition des scores de sévérité de fibrose et d’emphysème. L’évaluation des deux lecteurs était moyennée pour l’analyse statistique et, en cas de différence de quantification > 10 % entre les deux lecteurs pour un niveau donné, l’extension des lésions était quantifiée par consensus. Pour terminer, les différentes présentations TDM-HR que pouvait prendre l’association des lésions de fibrose et d’emphysème ont été décrites. L’étude s’est basée sur le type d’emphysème prédoJ Radiol 2009;90
PY Brillet et al.
Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
Tableau I Signes TDM-HR et score de sévérité des lésions de fibrose et d’emphysème. n = 61 (%) Lésions de fibrose Rayons de miel
58 (95)
Réticulations intralobulaires
53 (87)
Bronchectasies par traction
42 (69)
Autres lésions Verre dépoli
40 (66)
Condensation
2 (3)
Lésions d’emphysème* Centro-lobulaire
59 (97)
Bulleux
33 (54)
Para-septal
57 (93)
*les lésions d’emphysème étaient classées en : emphysème généralisé, prédominant dans les territoires supérieurs, de type emphysème centro-lobulaire (zone hypodense en général sans paroi visible de distribution non uniforme) ou emphysème bulleux (lésions rondes multiples > 1 cm de diamètre, limitées par une paroi fine) ; ou emphysème para-septal, correspondant à des lésions hypodenses ou bulleuses séparées par des septa interlobulaires dans les régions sous-pleurales.
minant et sur l’analyse des zones de transition entre lésions d’emphysème et lésions de fibrose. En effet, il a été suggéré que l’emphysème sous-pleural c’est-à-dire de type para-septal, pouvait être un des éléments caractéristiques du syndrome emphysème/fibrose (7). Or, les lésions d’emphysème para-septal seraient responsables d’un retentissement fonctionnel moins sévère que les atteintes des territoires centraux (6, 17). Dès lors, il pouvait être intéressant de rechercher si les différentes présentations TDM-HR pouvaient correspondre à des profils fonctionnels et cliniques différents en fonction du type d’emphysème prédominant.
Analyse statistique L’analyse statistique a été réalisée à l’aide du logiciel SAS version 8.2 (SAS Institute). Les caractéristiques des patients ont été étudiées à l’état basal et exprimées en fréquence pour les variables catégorielles et en moyenne (± DS) pour les variables continues. Pour l’étude statistique, p < 0,05 était considéré comme significatif. Afin d’évaluer la reproductibilité interobservateur pour l’évaluation des scores de sévérité, les différences entre les deux lecteurs étaient exprimées sous forme de pourcentage. Puis, les déviations standards des différences inter-observateurs étaient calculées (17). Les scores de sévérité de fibrose et d’emphysème étaient comparés à l’aide d’un test de Student. Afin de définir la part respective de la fibrose et de l’emphysème pour expliquer les symptômes cliniques et les altérations fonctionnelles des paJ Radiol 2009;90
tients, le score TDM–HR de chaque lésion était alors corrélé aux paramètres fonctionnels en calculant le coefficient de corrélation de Pearson. Puis, les scores TDM-HR du verre dépoli étaient comparés chez les fumeurs actifs et les anciens fumeurs par le test de Mann et Whithney et étaient corrélés à la consommation tabagique. Enfin, après avoir déterminé les types de présentations TDM-HR caractéristiques du syndrome, les données cliniques et fonctionnelles des patients ont été comparées par un test Mann et Whitney, par un test de Fischer ou un test de Kruskall Wallis.
Résultats Il existait une bonne concordance entre les deux lecteurs pour l’évaluation de la sévérité des scores de TDM-HR (la déviation standard des différences inter-observateurs était de 5,9, 7,2 et 6,9 pour les scores de fibrose, d’emphysème, et de verre dépoli, respectivement). Les différences dans la quantification de l’extension des lésions (10 % pour un niveau donné) étaient observées dans 5,5 %, 12 % et 8,8 % pour les scores de fibrose, d’emphysème, et de verre dépoli, respectivement.
Scores de sévérité TDM-HR et corrélations aux données cliniques et fonctionnelles Chez 3 patients (4,9 %), il y avait des lésions d’emphysème généralisé sévère avec seulement quelques signes de fibrose (score
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de fibrose ≤ 30). À l’inverse, chez 4 patients (6,6 %) il y avait une fibrose sévère associée à un emphysème modéré (score d’emphysème ≤ 30). Les scores d’emphysème étaient significativement plus élevés que les scores de fibrose (moyenne ± DS : 108,1 ± 51,7 contre 83,8 ± 32,9 ; p = 0,007). Les scores de sévérité de fibrose étaient corrélés négativement à la CPT et au VR, et positivement avec le rapport VEMS/CVF (tableau II, fig. 1). Inversement, les scores d’emphysème étaient corrélés positivement avec la CPT et le VR, et négativement avec le rapport VEMS/CVF (tableau II, fig. 1) et KCO, mais pas avec DLCO. Du fait des effets opposés de la fibrose et de l’emphysème, le score combiné n’était pas corrélé aux données des volumes et des débits pulmonaires. En revanche, le score combiné était lié aux modifications de KCO et de DLCO ainsi qu’au niveau d’hypertension pulmonaire. Le verre dépoli était présent chez 40 % (66 %) des patients et son score de sévérité était légèrement supérieur au score de fibrose dans 9 cas (15 %), avec dans tous les cas une différence ≤ 30 %. Il n’existait pas de corrélation entre le score de verre dépoli et la consommation tabagique (exprimée en paquets-années).
Présentations TDM-HR Trois présentations TDM-HR étaient individualisables chez les patients. La première présentation (Transition progressive ; n = 23, 38 %) consistait en l’association d’un emphysème généralisé, avec une diminution de la taille des bulles d’emphysème des sommets vers les bases pulmonaires, et d’une zone de transition entre l’emphysème et le rayon de miel basal (fig. 2). La deuxième présentation (Emphysème para-septal ; n = 13, 21 %) consistait en des lésions d’emphysème para-septal prédominant avec des bulles d’emphysème sous-pleurales qui augmentaient de taille des sommets vers les bases pulmonaires. Dans les bases, les bulles tendaient à confluer, avaient des parois visibles, et étaient entourées de lésions de fibrose fig. 3). Dans la troisième présentation (Entités séparées, n = 14, 23 %), la fibrose et l’emphysème semblaient être des entités distinctes sans relation topographique (fig. 4). Quant aux 11 derniers patients (Non classable ; n = 11 ; 18 %), la présentation TDM-HR ne correspondait clairement à aucune des trois présentations
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Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
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Tableau II Corrélation entre les scores de sévérité TDM-HR de la fibrose, de l’emphysème et du score combiné avec les paramètres fonctionnels respiratoires. p (r) Fibrose
Emphysème
Score combiné
CPT (% pred)
CVF (% pred)
VEMS (% pred)
VEMS/CVF (%)
VR (% pred)
DLCO (% pred)
KCO (% pred)
PAPS (mm Hg)
0,007*
0,12
0,86
0,01*
0,008*
0,48
0,55
0,73
(– 0,37)
(– 0,22)
(0,02)
(0,35)
(– 0,36)
(– 0,1)
(– 0,08)
(– 0,05)
0,006*
0,1
0,18
0,002*
0,02*
0,17
0,001*
0,06
(0,36)
(0,23)
(– 0,17)
(– 0,42)
(0,3)
(– 0,18)
(– 0,42)
(0,32)
0,38
0,53
0,24
0,12
0,87
0,007*
0,001*
0,02*
(0,12)
(0,09)
(– 0,16)
(– 0,22)
(0,02)
(– 0,36)
(– 0,44)
(0,38)
% pred : pourcentage de la valeur prédite ; CPT : capacité pulmonaire totale ; CVF : capacité vitale forcée ; VEMS : volume expiratoire maximal en 1 seconde ; VR : volume résiduel ; DLCO : facteur de transfert pour le monoxyde de carbone ; KCO : coefficient de transfert pour le monoxyde de carbone ; PAPS : pression artérielle pulmonaire systolique estimée à l’échocardiographie-Doppler.*p < 0,05 était considéré comme significatif ; (r) : coefficient de corrélation.
Fig. 1 : a b c d
a b c d Corrélation entre les scores de sévérité TDM-HR de fibrose et d’emphysème et les paramètres fonctionnels montrant que chaque lésion a des effets opposés sur la CPT et le rapport VEMS/CVF. Corrélation positive entre les scores d’emphysème et la CPT (r = 0,4). Corrélation négative entre les scores d’emphysème et le rapport VEMS/CVF (r = - 0,5). Corrélation négative entre les scores de fibrose et la CPT (r = - 0,45). Corrélation positive entre les scores de fibrose et le rapport VEMS/CVF (r = 0,4).
individualisées du fait de l’intrication des lésions (fig. 5).
Relation entre les présentations TDM-HR et les observations cliniques et fonctionnelles Il n’existait aucune différence significative entre les patients groupés selon le type de présentation TDM-HR et les paramètres suivants : âge, existence d’un taba-
gisme actif ou inactif, consommation tabagique > ou < 20 paquets-années, sévérité des scores de fibrose, d’emphysème, et de verre dépoli, sévérité du score combiné, fréquence de l’hypertension artérielle et niveau de la pression artérielle pulmonaire systolique. Par opposition, les patients différaient selon la CPT (p = 0,04) et le rapport VEMS/CVF (p = 0,01). En effet, pour des scores de sévérité comparables, les patients du groupe Transition pro-
gressive avaient une CPT plus élevée et un rapport VEMS/CVF plus bas (tableau III) que les patients du groupe Emphysème para-septal. La durée moyenne de suivi après le diagnostic du syndrome emphysème/fibrose était de 2,1 ± 2,8 ans (0-12 ans). À la fin du suivi, 11 patients étaient décédés (Transition progressive : n = 6 ; Emphysème para-septal : n = 2 ; Entités séparées : n = 2 ; Non classable : n = 1, p = 0,5). J Radiol 2009;90
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a b c d
Fig. 2 : a b, c d
Aspects TDM-HR représentatifs de l’association lésionnelle de type Transition progressive chez un patient de 44 ans anciennement fumeur (20 paquets-années). Ce patient avait une CPT conservée (86 % de la valeur prédite), une diminution du rapport VEMS/CVF (65 %) et une diminution sévère de la DLCO (26 % des valeurs prédites). Emphysème généralisé des territoires supérieurs. Diminution de la taille des bulles des lobes supérieurs vers les bases pulmonaires, avec l’existence d’une zone de transition (cercle noir) entre les bulles et le rayon de miel. Rayon de miel microkystique avec une prédominance basale et périphérique (flèche noire).
Discussion Le syndrome emphysème/fibrose peut réaliser des tableaux TDM-HR distincts, allant d’un emphysème généralisé sévère avec quelques signes discrets de fibrose, à des lésions de fibrose avec quelques rares bulles d’emphysème dans les sommets. Cependant la majorité des patients peuvent être classés en 3 présentations TDMHR spécifiques (Transition progressive, Emphysème para-septal, Entités séparées) en fonction du type d’emphysème observé et de la distribution des lésions entre elles. J Radiol 2009;90
Dans notre étude, seulement 51 % des patients avaient un aspect TDM-HR typique de FPI. Dans les autres cas, l’aspect était compatible avec ce diagnostic mais pouvait également correspondre à l’aspect observé dans d’autres pneumopathies interstitielles diffuses, en particulier dans la pneumopathie interstitielle non spécifique fibrosante. Il est par ailleurs probable que chez certains patients, il existait des lésions intriquées de plusieurs aspects histopathologiques de pneumopathie interstitielle diffuse, dont celles liées au tabac. C’est probablement le cas en particulier des 9 pa-
tients où le score de verre dépoli était supérieur au score de fibrose. Ces données sont concordantes avec les données histologiques qui montrent que, le syndrome emphysème/fibrose semble correspondre le plus souvent à un aspect de pneumopathie interstitielle commune (aspect histologique correspondant à la FPI) – aspect observé chez 5 des 8 patients biopsiés de notre série – (3, 7), mais que d’autres types histologiques peuvent être observés, incluant des lésions de pneumopathie interstitielle non spécifique (12, 18) et de pneumopathie interstitielle desquamative – aspect
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Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
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a b c
Fig. 3 :
a b c
Aspect TDM-HR caractéristique de l’association lésionnelle de type Emphysème para-septal chez un patient de 44 ans anciennement gros fumeur (30 paquets-années). Ce patient avait une dyspnée sévère avec une diminution de la CPT (53 % de la valeur prédite), un rapport VEMS/CVF préservé (81 %) et une diminution importante de la DLCO (25 % de la valeur prédite). Emphysème para-septal avec la présence de bulles sous pleurales des territoires supérieurs. Augmentation de la taille des bulles (étoile blanche) des lobes supérieurs aux bases pulmonaires où elles ont tendance à confluer. Dans les bases pulmonaires, les bulles ont une paroi épaisse et sont entourées de verre dépoli et de réticulations (flèche blanche).
a bc
Fig. 4 : a b c
Aspect TDM-HR caractéristique de l’association lésionnelle de type Entités séparées chez un patient de 68 ans anciennement gros fumeur. Emphysème généralisé, d’extension modérée, des territoires supérieurs avec quelques bulles sous-pleurales. Apparition de fibrose sous-pleurale des territoires moyens sans relation avec les images d’emphysème. Fibrose basale avec rayon de miel.
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a b c d
Fig. 5 : a, b c, d
Aspect TDM-HR caractéristique de l’association lésionnelle de type Non classable chez un patient de 68 ans anciennement gros fumeur. Emphysème généralisé des territoires supérieurs avec zone de transition (cercle noir) entre les bulles et le rayon de miel visible à la partie antérieure du poumon gauche. Dans la base pulmonaire droite, large bulle sous-pleurale entourée de réticulations (flèche blanche).
Tableau III Comparaison des scores de sévérité et des paramètres fonctionnels selon le type d’association lésionnelle TDM-HR. Type de présentation TDM-HR n = 61 patients Transition progressive n = 23
Emphysème para-septal n = 13
Entités séparées n = 14
Non classable n = 11
p
CPT (% pred)
93
82
91
79
0,04*
CVF (% pred)
97
86
97
86
0,2
VEMS (% pred)
77
80
82
82
0,8
VEMS/CVF (%)
64
77
65
72
0,01*
VR (% pred)
41
58
58
55
0,2
DLCO (% pred)
36
38
42
30
0,6
KCO (% pred)
42
49
49
45
0,6
% pred : pourcentage de la valeur prédite ; CPT : capacité pulmonaire totale ; CVF : capacité vitale forcée ; VEMS : volume expiratoire maximal en 1 seconde ; VR : volume résiduel ; DLCO : facteur de transfert pour le monoxyde de carbone ; KCO : coefficient de transfert pour le monoxyde de carbone.*p < 0,05 était considéré comme significatif.
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observé chez 1 des 8 patients biopsiés de notre série – (7, 19). Chez les patients atteints du syndrome emphysème/fibrose, la présence d’emphysème altère les profils fonctionnels communément observés dans la FPI (4, 8). Dans notre étude, les résultats des corrélations entre les scores de sévérité d’emphysème et de fibrose et les résultats fonctionnels montrent que chaque lésion a des effets opposés sur les volumes et les débits pulmonaires. Cette observation confirme l’hypothèse précédemment formulée suggérant que la distension et l’augmentation de la compliance liées aux territoires emphysémateux compensent la perte de volume pulmonaire des lobes inférieurs due à la fibrose (7). Comme attendu, il n’existait pas de corrélation significative entre la diminution de KCO et du score d’emphysème. Nous n’avons pu démontrer de corrélation significative entre les scores de fibrose et l’altération de la DLCO, ainsi qu’avec le niveau de la pression artérielle pulmonaire systolique, comme cela avait été noté dans d’autres études (4). Cela peut être dû au fait que les patients de notre étude, contrairement aux résultats antérieurement publiés, ont des scores d’emphysème supérieurs à ceux des scores de fibrose. Au final, le score combiné était très fortement lié à ces paramètres soulignant la contribution respective, de la fibrose et de l’emphysème. Dans notre étude, nous avons identifié différents tableaux combinant emphysème et fibrose. Dans la première présentation (Transition progressive) une zone de transition est observée entre les deux lésions, un aspect qui a déjà été décrit dans la littérature (1, 3). Dans cette zone de transition, il est impossible de différencier l’emphysème, d’un rayon de miel à larges mailles avec coalescence des cavités microkystiques telle qu’on peut l’observer dans la fibrose. Dans la deuxième présentation (Emphysème para-septal), l’emphysème para-septal prédominait. Cet aspect semble effectivement assez caractéristique du syndrome emphysème/fibrose (7). De façon intéressante, les patients avec ce type d’association lésionnelle avaient des volumes pulmonaires très abaissés et des débits conservés. Ce résultat est conforme aux résultats rapportés dans les études portant sur l’emphysème qui montrent un retentissement fonctionnel moins important de l’emphysème à prédominance périphérique, par opposition à l’emphysème à prédominance centrale (20, 21). Enfin, la
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Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
dernière présentation (Entités séparées) faisait coexister emphysème et fibrose sans relation topographique. À l’avenir, il sera intéressant de déterminer si ce type de présentation peut correspondre à un aspect précoce du syndrome fibrose emphysème combinés et à ce titre évoluer vers l’un ou l’autre des deux tableaux précédemment identifiés. Un point qui semble particulièrement intéressant est de savoir si ces présentations TDM-HR pouvaient être en rapport avec des mécanismes physiopathologiques différents. En effet, dans le type Emphysème para-septal, les lésions liées au tabac pourraient être le mécanisme le plus important (5). Une analogie peut être faite avec les observations récentes de syndrome emphysème/fibrose chez des agriculteurs exposés à des composés agro-chimiques, soulignant le rôle possible de ces composés dans la pathogénie du syndrome (22, 23). Par opposition, chez les patients ayant une association lésionnelle de type Transition progressive, la distribution étroite des lésions au niveau de la zone transitionnelle suggère l’importance du stress mécanique comme facteur additionnel de progression lésionnelle (5). Notre étude a plusieurs limitations et de nombreuses questions restent en suspens. Premièrement, nous ne disposions pas des données histologiques chez la plupart des patients. En effet, il est souvent difficile, du fait des altérations fonctionnelles sévères, de proposer une biopsie pulmonaire chirurgicale. Dès lors, nous n’avons pu déterminer la signification des opacités en verre dépoli. Nous avons fait l’hypothèse que ces images puissent être secondaires à des modifications inflammatoires. Deuxièmement, nous ne disposions pas d’examens TDM-HR successifs pour préciser comment les lésions d’emphysème progressaient dans le temps. En particulier, nous n’avons pu déterminer si l’aspect classé comme Entités séparées pouvait progresser vers un autre type d’association lésionnelle.
Conclusion En conclusion, bien que posant des problèmes de diagnostic clinique et radiologique, le syndrome emphysème/fibrose a des présentations TDM-HR spécifiques avec différents types d’associations lésionnelles identifiables (Transition progressive,
Emphysème para-septal, Entités séparées) qui peuvent être en rapport avec des mécanismes physiopathologiques différents. Notre étude souligne l’importance pour le radiologue de confronter les données TDM-HR aux données fonctionnelles dans les situations difficiles. En effet, dans ce syndrome, l’extension des lésions d’emphysème et de fibrose a des effets antagonistes sur les volumes et débits pulmonaires, mais un effet additionnel sur la DLCO et la survenue d’une hypertension pulmonaire.
PY Brillet et al.
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Conflits d’intérêts : Ce travail a été en partie financé par un PHRC régional (Hospices Civils de Lyon) en 2005. Pour ce travail, le Dr. Landino a reçu un financement de l’Université Franco Italienne (UFI).
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Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
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article original
thorax
Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés (syndrome emphysème/fibrose) : aspects tomodensitométriques et fonctionnels PY Brillet (1, 2), V Cottin (3, 4), P Letoumelin (5), F Landino (2), MW Brauner (1, 2), D Valeyre (1, 6), JF Cordier (3, 4) et H Nunes (1, 6)
Abstract
Résumé
Combined apical emphysema and basal fibrosis syndrome (emphysema/fibrosis syndrome): CT imaging features and pulmonary function tests. J Radiol 2009;90:43-51
Objectifs. Décrire les aspects tomodensitométriques en haute résolution (TDM-HR) et fonctionnels associés au syndrome emphysème/fibrose. Patients et méthodes. Soixante et un patients ont été inclus sur la base de la TDM-HR. Nous avons quantifié l’extension des lésions de fibrose et d’emphysème et nous avons calculé un score combiné. Ces scores ont été corrélés aux paramètres fonctionnels puis les tableaux TDM-HR spécifiques de ce syndrome ont été décrits. Résultats. Les scores d’emphysème et de fibrose étaient corrélés avec les paramètres fonctionnels d’obstruction et de restriction, respectivement. Le score combiné était corrélé à la réduction de la DLCO et au niveau d’hypertension pulmonaire. Nous avons identifié trois tableaux TDM-HR : Transition progressive (n = 23, 38 %) consistant en l’association d’un emphysème diffus (centro-lobulaire et/ou bulleux) et la présence d’une zone de transition entre les bulles et le rayon de miel ; Emphysème para-septal (n = 13, 21 %) consistant en des bulles sous pleurales prédominantes augmentant de taille dans les bases pulmonaires ; Entités séparées (n = 14, 23 %) où la fibrose et l’emphysème n’avaient pas de relation topographique. Onze patients (18 %) ne pouvaient être classés. Les présentations TDM-HR différaient en fonction de la CPT (p = 0,04) et du rapport VEMS/CVF (p = 0,01). Conclusion. Le syndrome emphysème/fibrose peut réaliser des tableaux TDM-HR distincts qui sont associés à des profils fonctionnels spécifiques.
Purpose. To describe the high resolution CT (HRCT) imaging and functional features of the emphysema/fibrosis syndrome. Patients and methods. A total of 61 patients were included based on HRCT. We have quantified the extent of fibrosis and emphysema lesions and a combined score was calculated. The scores were correlated to pulmonary function test parameters and specific HRCT features were described. Results. The emphysema and fibrosis scores correlated with functional parameters of obstruction and restriction respectively. The combined score correlated with the reduction in DLCO and degree of pulmonary hypertension. Three HRCT patterns were identified : progressive transition (n = 23, 38%) with diffuse emphysema (centrilobular and/or bullous) and zone of transition between bullae and honeycombing ; paraseptal emphysema (n = 13, 21%) with predominent subpleural bullae of enlarging size at the bases ; separate processes (n = 14, 23%) with independent areas of fibrosis and emphysema. Eleven patients (18%) could not be classified. The HRCT imaging features changed based on TLC (p = 0.04) and FEV1/FVC (p = 0.01). Conclusion. The emphysema/fibrosis syndrome may be associated with different patterns on HRCT corresponding to specific profiles on pulmonary function tests. Key words: Key words: HRCT. Emphysema, lung. Interstitial lung disease, diffuse. Idiopathic pulmonary fibrosis. Pulmonary function tests.
lassiquement considérés comme deux entités distinctes, l’emphysème et la fibrose pulmonaire coexistent fréquemment (1-3). Ainsi, dans la série de Wells et al. (4) des lésions d’emphysème
C
(1) Université Paris 13, UPRES EA 2363, Bobigny, France. (2) Service de Radiologie, Hôpital universitaire Avicenne, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, 125, rue de Stalingrad, 93009 Bobigny. (3) Service de Pneumologie et centre de référence des maladies orphelines pulmonaires, Hôpital Cardiovasculaire et Pneumologique Louis Pradel, Université Lyon 1, UMR 754, Lyon, France. (4) GERMOP (Groupe d’Etudes et de Recherche sur les Maladies « Orphelines » Pulmonaires), Lyon, France. (5) Service de Biostatistiques, Hôpital universitaire Avicenne, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris. (6) Service de Pneumologie Hôpital universitaire Avicenne, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris. Correspondance : PY Brillet E-mail : [email protected]
Mots-clés : Tomodensitométrie en haute résolution. Emphysème pulmonaire. Pathologie interstitielle diffuse. Fibrose pulmonaire idiopathique. Épreuves fonctionnelles respiratoires.
étaient notées chez 36 % des patients ayant une fibrose pulmonaire idiopathique (FPI). Emphysème et fibrose sont liés au tabac, celui-ci étant un des facteurs étiologiques principaux de l’emphysème (5), mais également un facteur de risque de la FPI (6). L’association d’un emphysème et d’une fibrose pulmonaire a récemment été individualisée comme un syndrome (syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés ou syndrome emphysème/fibrose) avec des caractéristiques cliniques, fonctionnelles, et radiologiques propres. Cliniquement, il s’agit le plus souvent de patients gros fumeurs ayant une dyspnée sévère et invalidante. Sur le plan des explorations
fonctionnelles respiratoires, on note une altération sévère du transfert du monoxyde de carbone (DLCO) contrastant avec des volumes pulmonaires relativement préservés (7, 8). Les patients ont également fréquemment une hypertension pulmonaire qui constitue un facteur de mauvais pronostic (7, 9). En tomodensitométrie haute résolution (TDM-HR) (1-3, 7), les patients ont la combinaison de lésions d’emphysème des sommets et de lésions de fibrose prédominant dans les bases pulmonaires. Pour le radiologue, l’association des deux lésions peut poser des problèmes d’interprétation, d’autant plus que les aspects TDM-HR du syndrome emphysème/
44
Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
fibrose n’ont encore jamais été décrits de façon spécifique dans la littérature. Par ailleurs, la TDM-HR pourrait avoir un intérêt pour mieux comprendre la physiopathologie de la maladie. Par exemple, la quantification de l’extension des lésions permettrait de déterminer la part respective de l’emphysème et de la fibrose pour expliquer les altérations fonctionnelles observées. En outre, elle permettrait d’analyser les facteurs impliqués dans la progression des lésions, à savoir les facteurs inflammatoires liés au tabac (10, 11), cette inflammation à prédominance macrophagique pouvant être responsable d’images en verre dépoli, et les facteurs mécaniques, la fibrose pulmonaire générant des forces de traction susceptibles de majorer les lésions emphysémateuses (3). L’objectif principal de l’étude était de corréler l’extension des lésions de fibrose et d’emphysème aux données cliniques et fonctionnelles, et de rechercher et décrire les tableaux TDM-HR caractéristiques du syndrome emphysème/fibrose.
Patients et méthode
Population d’étude Cette étude rétrospective multicentrique a été menée par le GERM « O » P (Groupe d’Étude et de Recherche sur les Maladies « Orphelines » Pulmonaires) et a reçu l’aval du comité local d’éthique. Il n’était pas nécessaire d’obtenir un consentement éclairé signé des patients. La base de données du GERM « O » P a été déclarée aux autorités compétentes (commission nationale informatique et liberté). La sélection des patients, les critères d’inclusion et d’exclusion, ainsi que les caractéristiques de la population ont été précédemment décrits (7). L’objectif des auteurs était alors d’identifier les données cliniques, biologiques et fonctionnelles sans description exhaustive des données TDM. Brièvement, une lettre a été envoyée à tous les médecins collaborant au GERMOP, leur demandant de communiquer les données cliniques et d’imagerie des patients ayant l’association d’une fibrose et d’un emphysème pulmonaire en TDM-HR. Des données plus détaillées ont été recueillies rétrospectivement à partir d’un questionnaire adressé aux médecins ayant signalé des patients remplissant ces critères. Un total de 73 questionnaires a été reçu provenant de 22 centres français (n = 20) et
belges (n = 2). Soixante et un patients (60 hommes et 1 femme, âge moyen ± dérivation standard (± DS) : 65,2 ± 10,2 ans) ont été inclus sur la base des données TDM-HR du centre investigateur, qui mettaient en évidence une pneumopathie interstitielle idiopathique (compatible, le plus souvent, avec le diagnostic de FPI) selon le radiologue référent local (12) et des lésions d’emphysème. Douze patients ayant une pneumopathie interstitielle associée à une maladie de système ont été exclus, de même que 7 patients dont les données TDM n’étaient pas disponibles et 1 patient ne remplissant pas les critères TDM. Tous les patients étaient des fumeurs actifs (n = 19, 31 %) ou anciens (n = 42, 69 %) avec une consommation moyenne ± DS de 46 ± 27 paquets-années. L’étude fonctionnelle incluait une évaluation de la capacité pulmonaire totale (CPT) et du volume résiduel (VR) par pléthysmographie et une évaluation de la capacité vitale forcée (CVF), du volume expiratoire maximal en 1 seconde (VEMS) par spirométrie. La DLCO et KCO, disponible chez 57 patients, était < 80 % de la valeur prédite chez 54 d’entre eux (95 %). La prévalence d’une hypertension pulmonaire était de 47 % lors du bilan initial avec une pression artérielle pulmonaire systolique estimée à 48 ± 19 mm Hg sur l’échocardiographie Doppler.
Acquisition TDM-HR Les TDM-HR ont été réalisées selon les protocoles usuels des différents centres avec acquisition séquentielle de 1 mm tous les 10 mm, à la fin d’une inspiration profonde. Des reconstructions en filtre de haute résolution spatiale et en fenêtre pulmonaire étaient disponibles chez tous les patients.
Analyse des images Les images ont été relues par deux radiologues spécialisés en pathologie interstitielle (PYB ; MWB) de manière anonymisée. Chaque lecteur a évalué la présence et l’extension des lésions d’emphysème et de fibrose. Les lésions d’emphysème étaient classées en : 1) emphysème généralisé, prédominant dans les territoires supérieurs, de type emphysème centrolobulaire (zone hypodense en général sans paroi visible de distribution non uniforme) ou emphysème bulleux (lésions rondes multiples > 1 cm de diamètre, limitées par une paroi fine) ; 2) emphysème para-septal,
PY Brillet et al.
correspondant à des lésions hypodenses ou bulleuses séparées par des parois et localisées dans les régions sous-pleurales (13). Les lésions de fibrose incluaient les réticulations intra-lobulaires fines, les cavités en rayon de miel, et les bronchectasies par traction. Les autres lésions associées à la fibrose pulmonaire étaient également recherchées, à savoir : les hyperdensités en verre dépoli et les condensations alvéolaires. Après relecture des images, les patients ont été classés en 3 catégories (4, 14) : 1) aspect typique de FPI (n = 31, 51 %) défini comme la présence de réticulations intra-lobulaires et/ou de bronchectasies par traction et de rayon de miel microkystique à prédominance basale et périphérique. Dans ce cas, les lésions en verre dépoli et/ou les condensations alvéolaires pouvaient être associées mais ne devaient pas être la lésion prédominante ; 2) aspect compatible avec une FPI mais ne permettant pas d’éliminer une pneumopathie interstitielle non spécifique fibrosante, (n = 21, 34 %), en cas d’absence de rayon de miel ; et 3) aspect de fibrose indéterminée (n = 9, 15 %) en cas de rayon de miel prédominant dans les territoires supérieurs ou moyens ou, de l’association de lésions réticulaires difficiles à caractériser. Les résultats de cette analyse TDM-HR ont été partiellement publiés (7) et les résultats sont présentés dans le tableau I. Dans un deuxième temps, nous avons quantifié les lésions de fibrose, d’emphysème et de verre dépoli et nous avons calculé des scores de sévérité. L’analyse était réalisée à 3 niveaux pulmonaires (15, 16) : supérieurs (territoires pulmonaires audessus du niveau de la carène), moyens (entre la carène et les veines pulmonaires inférieures) et inférieurs (territoire pulmonaire au-dessous de cette limite). L’extension des lésions était déterminée par l’estimation du pourcentage (à 10 % près) des territoires atteints à chaque niveau, puis le score combiné était calculé par l’addition des scores de sévérité de fibrose et d’emphysème. L’évaluation des deux lecteurs était moyennée pour l’analyse statistique et, en cas de différence de quantification > 10 % entre les deux lecteurs pour un niveau donné, l’extension des lésions était quantifiée par consensus. Pour terminer, les différentes présentations TDM-HR que pouvait prendre l’association des lésions de fibrose et d’emphysème ont été décrites. L’étude s’est basée sur le type d’emphysème prédoJ Radiol 2009;90
PY Brillet et al.
Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
Tableau I Signes TDM-HR et score de sévérité des lésions de fibrose et d’emphysème. n = 61 (%) Lésions de fibrose Rayons de miel
58 (95)
Réticulations intralobulaires
53 (87)
Bronchectasies par traction
42 (69)
Autres lésions Verre dépoli
40 (66)
Condensation
2 (3)
Lésions d’emphysème* Centro-lobulaire
59 (97)
Bulleux
33 (54)
Para-septal
57 (93)
*les lésions d’emphysème étaient classées en : emphysème généralisé, prédominant dans les territoires supérieurs, de type emphysème centro-lobulaire (zone hypodense en général sans paroi visible de distribution non uniforme) ou emphysème bulleux (lésions rondes multiples > 1 cm de diamètre, limitées par une paroi fine) ; ou emphysème para-septal, correspondant à des lésions hypodenses ou bulleuses séparées par des septa interlobulaires dans les régions sous-pleurales.
minant et sur l’analyse des zones de transition entre lésions d’emphysème et lésions de fibrose. En effet, il a été suggéré que l’emphysème sous-pleural c’est-à-dire de type para-septal, pouvait être un des éléments caractéristiques du syndrome emphysème/fibrose (7). Or, les lésions d’emphysème para-septal seraient responsables d’un retentissement fonctionnel moins sévère que les atteintes des territoires centraux (6, 17). Dès lors, il pouvait être intéressant de rechercher si les différentes présentations TDM-HR pouvaient correspondre à des profils fonctionnels et cliniques différents en fonction du type d’emphysème prédominant.
Analyse statistique L’analyse statistique a été réalisée à l’aide du logiciel SAS version 8.2 (SAS Institute). Les caractéristiques des patients ont été étudiées à l’état basal et exprimées en fréquence pour les variables catégorielles et en moyenne (± DS) pour les variables continues. Pour l’étude statistique, p < 0,05 était considéré comme significatif. Afin d’évaluer la reproductibilité interobservateur pour l’évaluation des scores de sévérité, les différences entre les deux lecteurs étaient exprimées sous forme de pourcentage. Puis, les déviations standards des différences inter-observateurs étaient calculées (17). Les scores de sévérité de fibrose et d’emphysème étaient comparés à l’aide d’un test de Student. Afin de définir la part respective de la fibrose et de l’emphysème pour expliquer les symptômes cliniques et les altérations fonctionnelles des paJ Radiol 2009;90
tients, le score TDM–HR de chaque lésion était alors corrélé aux paramètres fonctionnels en calculant le coefficient de corrélation de Pearson. Puis, les scores TDM-HR du verre dépoli étaient comparés chez les fumeurs actifs et les anciens fumeurs par le test de Mann et Whithney et étaient corrélés à la consommation tabagique. Enfin, après avoir déterminé les types de présentations TDM-HR caractéristiques du syndrome, les données cliniques et fonctionnelles des patients ont été comparées par un test Mann et Whitney, par un test de Fischer ou un test de Kruskall Wallis.
Résultats Il existait une bonne concordance entre les deux lecteurs pour l’évaluation de la sévérité des scores de TDM-HR (la déviation standard des différences inter-observateurs était de 5,9, 7,2 et 6,9 pour les scores de fibrose, d’emphysème, et de verre dépoli, respectivement). Les différences dans la quantification de l’extension des lésions (10 % pour un niveau donné) étaient observées dans 5,5 %, 12 % et 8,8 % pour les scores de fibrose, d’emphysème, et de verre dépoli, respectivement.
Scores de sévérité TDM-HR et corrélations aux données cliniques et fonctionnelles Chez 3 patients (4,9 %), il y avait des lésions d’emphysème généralisé sévère avec seulement quelques signes de fibrose (score
45
de fibrose ≤ 30). À l’inverse, chez 4 patients (6,6 %) il y avait une fibrose sévère associée à un emphysème modéré (score d’emphysème ≤ 30). Les scores d’emphysème étaient significativement plus élevés que les scores de fibrose (moyenne ± DS : 108,1 ± 51,7 contre 83,8 ± 32,9 ; p = 0,007). Les scores de sévérité de fibrose étaient corrélés négativement à la CPT et au VR, et positivement avec le rapport VEMS/CVF (tableau II, fig. 1). Inversement, les scores d’emphysème étaient corrélés positivement avec la CPT et le VR, et négativement avec le rapport VEMS/CVF (tableau II, fig. 1) et KCO, mais pas avec DLCO. Du fait des effets opposés de la fibrose et de l’emphysème, le score combiné n’était pas corrélé aux données des volumes et des débits pulmonaires. En revanche, le score combiné était lié aux modifications de KCO et de DLCO ainsi qu’au niveau d’hypertension pulmonaire. Le verre dépoli était présent chez 40 % (66 %) des patients et son score de sévérité était légèrement supérieur au score de fibrose dans 9 cas (15 %), avec dans tous les cas une différence ≤ 30 %. Il n’existait pas de corrélation entre le score de verre dépoli et la consommation tabagique (exprimée en paquets-années).
Présentations TDM-HR Trois présentations TDM-HR étaient individualisables chez les patients. La première présentation (Transition progressive ; n = 23, 38 %) consistait en l’association d’un emphysème généralisé, avec une diminution de la taille des bulles d’emphysème des sommets vers les bases pulmonaires, et d’une zone de transition entre l’emphysème et le rayon de miel basal (fig. 2). La deuxième présentation (Emphysème para-septal ; n = 13, 21 %) consistait en des lésions d’emphysème para-septal prédominant avec des bulles d’emphysème sous-pleurales qui augmentaient de taille des sommets vers les bases pulmonaires. Dans les bases, les bulles tendaient à confluer, avaient des parois visibles, et étaient entourées de lésions de fibrose fig. 3). Dans la troisième présentation (Entités séparées, n = 14, 23 %), la fibrose et l’emphysème semblaient être des entités distinctes sans relation topographique (fig. 4). Quant aux 11 derniers patients (Non classable ; n = 11 ; 18 %), la présentation TDM-HR ne correspondait clairement à aucune des trois présentations
46
Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
PY Brillet et al.
Tableau II Corrélation entre les scores de sévérité TDM-HR de la fibrose, de l’emphysème et du score combiné avec les paramètres fonctionnels respiratoires. p (r) Fibrose
Emphysème
Score combiné
CPT (% pred)
CVF (% pred)
VEMS (% pred)
VEMS/CVF (%)
VR (% pred)
DLCO (% pred)
KCO (% pred)
PAPS (mm Hg)
0,007*
0,12
0,86
0,01*
0,008*
0,48
0,55
0,73
(– 0,37)
(– 0,22)
(0,02)
(0,35)
(– 0,36)
(– 0,1)
(– 0,08)
(– 0,05)
0,006*
0,1
0,18
0,002*
0,02*
0,17
0,001*
0,06
(0,36)
(0,23)
(– 0,17)
(– 0,42)
(0,3)
(– 0,18)
(– 0,42)
(0,32)
0,38
0,53
0,24
0,12
0,87
0,007*
0,001*
0,02*
(0,12)
(0,09)
(– 0,16)
(– 0,22)
(0,02)
(– 0,36)
(– 0,44)
(0,38)
% pred : pourcentage de la valeur prédite ; CPT : capacité pulmonaire totale ; CVF : capacité vitale forcée ; VEMS : volume expiratoire maximal en 1 seconde ; VR : volume résiduel ; DLCO : facteur de transfert pour le monoxyde de carbone ; KCO : coefficient de transfert pour le monoxyde de carbone ; PAPS : pression artérielle pulmonaire systolique estimée à l’échocardiographie-Doppler.*p < 0,05 était considéré comme significatif ; (r) : coefficient de corrélation.
Fig. 1 : a b c d
a b c d Corrélation entre les scores de sévérité TDM-HR de fibrose et d’emphysème et les paramètres fonctionnels montrant que chaque lésion a des effets opposés sur la CPT et le rapport VEMS/CVF. Corrélation positive entre les scores d’emphysème et la CPT (r = 0,4). Corrélation négative entre les scores d’emphysème et le rapport VEMS/CVF (r = - 0,5). Corrélation négative entre les scores de fibrose et la CPT (r = - 0,45). Corrélation positive entre les scores de fibrose et le rapport VEMS/CVF (r = 0,4).
individualisées du fait de l’intrication des lésions (fig. 5).
Relation entre les présentations TDM-HR et les observations cliniques et fonctionnelles Il n’existait aucune différence significative entre les patients groupés selon le type de présentation TDM-HR et les paramètres suivants : âge, existence d’un taba-
gisme actif ou inactif, consommation tabagique > ou < 20 paquets-années, sévérité des scores de fibrose, d’emphysème, et de verre dépoli, sévérité du score combiné, fréquence de l’hypertension artérielle et niveau de la pression artérielle pulmonaire systolique. Par opposition, les patients différaient selon la CPT (p = 0,04) et le rapport VEMS/CVF (p = 0,01). En effet, pour des scores de sévérité comparables, les patients du groupe Transition pro-
gressive avaient une CPT plus élevée et un rapport VEMS/CVF plus bas (tableau III) que les patients du groupe Emphysème para-septal. La durée moyenne de suivi après le diagnostic du syndrome emphysème/fibrose était de 2,1 ± 2,8 ans (0-12 ans). À la fin du suivi, 11 patients étaient décédés (Transition progressive : n = 6 ; Emphysème para-septal : n = 2 ; Entités séparées : n = 2 ; Non classable : n = 1, p = 0,5). J Radiol 2009;90
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a b c d
Fig. 2 : a b, c d
Aspects TDM-HR représentatifs de l’association lésionnelle de type Transition progressive chez un patient de 44 ans anciennement fumeur (20 paquets-années). Ce patient avait une CPT conservée (86 % de la valeur prédite), une diminution du rapport VEMS/CVF (65 %) et une diminution sévère de la DLCO (26 % des valeurs prédites). Emphysème généralisé des territoires supérieurs. Diminution de la taille des bulles des lobes supérieurs vers les bases pulmonaires, avec l’existence d’une zone de transition (cercle noir) entre les bulles et le rayon de miel. Rayon de miel microkystique avec une prédominance basale et périphérique (flèche noire).
Discussion Le syndrome emphysème/fibrose peut réaliser des tableaux TDM-HR distincts, allant d’un emphysème généralisé sévère avec quelques signes discrets de fibrose, à des lésions de fibrose avec quelques rares bulles d’emphysème dans les sommets. Cependant la majorité des patients peuvent être classés en 3 présentations TDMHR spécifiques (Transition progressive, Emphysème para-septal, Entités séparées) en fonction du type d’emphysème observé et de la distribution des lésions entre elles. J Radiol 2009;90
Dans notre étude, seulement 51 % des patients avaient un aspect TDM-HR typique de FPI. Dans les autres cas, l’aspect était compatible avec ce diagnostic mais pouvait également correspondre à l’aspect observé dans d’autres pneumopathies interstitielles diffuses, en particulier dans la pneumopathie interstitielle non spécifique fibrosante. Il est par ailleurs probable que chez certains patients, il existait des lésions intriquées de plusieurs aspects histopathologiques de pneumopathie interstitielle diffuse, dont celles liées au tabac. C’est probablement le cas en particulier des 9 pa-
tients où le score de verre dépoli était supérieur au score de fibrose. Ces données sont concordantes avec les données histologiques qui montrent que, le syndrome emphysème/fibrose semble correspondre le plus souvent à un aspect de pneumopathie interstitielle commune (aspect histologique correspondant à la FPI) – aspect observé chez 5 des 8 patients biopsiés de notre série – (3, 7), mais que d’autres types histologiques peuvent être observés, incluant des lésions de pneumopathie interstitielle non spécifique (12, 18) et de pneumopathie interstitielle desquamative – aspect
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Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
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a b c
Fig. 3 :
a b c
Aspect TDM-HR caractéristique de l’association lésionnelle de type Emphysème para-septal chez un patient de 44 ans anciennement gros fumeur (30 paquets-années). Ce patient avait une dyspnée sévère avec une diminution de la CPT (53 % de la valeur prédite), un rapport VEMS/CVF préservé (81 %) et une diminution importante de la DLCO (25 % de la valeur prédite). Emphysème para-septal avec la présence de bulles sous pleurales des territoires supérieurs. Augmentation de la taille des bulles (étoile blanche) des lobes supérieurs aux bases pulmonaires où elles ont tendance à confluer. Dans les bases pulmonaires, les bulles ont une paroi épaisse et sont entourées de verre dépoli et de réticulations (flèche blanche).
a bc
Fig. 4 : a b c
Aspect TDM-HR caractéristique de l’association lésionnelle de type Entités séparées chez un patient de 68 ans anciennement gros fumeur. Emphysème généralisé, d’extension modérée, des territoires supérieurs avec quelques bulles sous-pleurales. Apparition de fibrose sous-pleurale des territoires moyens sans relation avec les images d’emphysème. Fibrose basale avec rayon de miel.
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Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
a b c d
Fig. 5 : a, b c, d
Aspect TDM-HR caractéristique de l’association lésionnelle de type Non classable chez un patient de 68 ans anciennement gros fumeur. Emphysème généralisé des territoires supérieurs avec zone de transition (cercle noir) entre les bulles et le rayon de miel visible à la partie antérieure du poumon gauche. Dans la base pulmonaire droite, large bulle sous-pleurale entourée de réticulations (flèche blanche).
Tableau III Comparaison des scores de sévérité et des paramètres fonctionnels selon le type d’association lésionnelle TDM-HR. Type de présentation TDM-HR n = 61 patients Transition progressive n = 23
Emphysème para-septal n = 13
Entités séparées n = 14
Non classable n = 11
p
CPT (% pred)
93
82
91
79
0,04*
CVF (% pred)
97
86
97
86
0,2
VEMS (% pred)
77
80
82
82
0,8
VEMS/CVF (%)
64
77
65
72
0,01*
VR (% pred)
41
58
58
55
0,2
DLCO (% pred)
36
38
42
30
0,6
KCO (% pred)
42
49
49
45
0,6
% pred : pourcentage de la valeur prédite ; CPT : capacité pulmonaire totale ; CVF : capacité vitale forcée ; VEMS : volume expiratoire maximal en 1 seconde ; VR : volume résiduel ; DLCO : facteur de transfert pour le monoxyde de carbone ; KCO : coefficient de transfert pour le monoxyde de carbone.*p < 0,05 était considéré comme significatif.
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observé chez 1 des 8 patients biopsiés de notre série – (7, 19). Chez les patients atteints du syndrome emphysème/fibrose, la présence d’emphysème altère les profils fonctionnels communément observés dans la FPI (4, 8). Dans notre étude, les résultats des corrélations entre les scores de sévérité d’emphysème et de fibrose et les résultats fonctionnels montrent que chaque lésion a des effets opposés sur les volumes et les débits pulmonaires. Cette observation confirme l’hypothèse précédemment formulée suggérant que la distension et l’augmentation de la compliance liées aux territoires emphysémateux compensent la perte de volume pulmonaire des lobes inférieurs due à la fibrose (7). Comme attendu, il n’existait pas de corrélation significative entre la diminution de KCO et du score d’emphysème. Nous n’avons pu démontrer de corrélation significative entre les scores de fibrose et l’altération de la DLCO, ainsi qu’avec le niveau de la pression artérielle pulmonaire systolique, comme cela avait été noté dans d’autres études (4). Cela peut être dû au fait que les patients de notre étude, contrairement aux résultats antérieurement publiés, ont des scores d’emphysème supérieurs à ceux des scores de fibrose. Au final, le score combiné était très fortement lié à ces paramètres soulignant la contribution respective, de la fibrose et de l’emphysème. Dans notre étude, nous avons identifié différents tableaux combinant emphysème et fibrose. Dans la première présentation (Transition progressive) une zone de transition est observée entre les deux lésions, un aspect qui a déjà été décrit dans la littérature (1, 3). Dans cette zone de transition, il est impossible de différencier l’emphysème, d’un rayon de miel à larges mailles avec coalescence des cavités microkystiques telle qu’on peut l’observer dans la fibrose. Dans la deuxième présentation (Emphysème para-septal), l’emphysème para-septal prédominait. Cet aspect semble effectivement assez caractéristique du syndrome emphysème/fibrose (7). De façon intéressante, les patients avec ce type d’association lésionnelle avaient des volumes pulmonaires très abaissés et des débits conservés. Ce résultat est conforme aux résultats rapportés dans les études portant sur l’emphysème qui montrent un retentissement fonctionnel moins important de l’emphysème à prédominance périphérique, par opposition à l’emphysème à prédominance centrale (20, 21). Enfin, la
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Syndrome emphysème des sommets et fibrose pulmonaire des bases combinés : aspects TDM et fonctionnels
dernière présentation (Entités séparées) faisait coexister emphysème et fibrose sans relation topographique. À l’avenir, il sera intéressant de déterminer si ce type de présentation peut correspondre à un aspect précoce du syndrome fibrose emphysème combinés et à ce titre évoluer vers l’un ou l’autre des deux tableaux précédemment identifiés. Un point qui semble particulièrement intéressant est de savoir si ces présentations TDM-HR pouvaient être en rapport avec des mécanismes physiopathologiques différents. En effet, dans le type Emphysème para-septal, les lésions liées au tabac pourraient être le mécanisme le plus important (5). Une analogie peut être faite avec les observations récentes de syndrome emphysème/fibrose chez des agriculteurs exposés à des composés agro-chimiques, soulignant le rôle possible de ces composés dans la pathogénie du syndrome (22, 23). Par opposition, chez les patients ayant une association lésionnelle de type Transition progressive, la distribution étroite des lésions au niveau de la zone transitionnelle suggère l’importance du stress mécanique comme facteur additionnel de progression lésionnelle (5). Notre étude a plusieurs limitations et de nombreuses questions restent en suspens. Premièrement, nous ne disposions pas des données histologiques chez la plupart des patients. En effet, il est souvent difficile, du fait des altérations fonctionnelles sévères, de proposer une biopsie pulmonaire chirurgicale. Dès lors, nous n’avons pu déterminer la signification des opacités en verre dépoli. Nous avons fait l’hypothèse que ces images puissent être secondaires à des modifications inflammatoires. Deuxièmement, nous ne disposions pas d’examens TDM-HR successifs pour préciser comment les lésions d’emphysème progressaient dans le temps. En particulier, nous n’avons pu déterminer si l’aspect classé comme Entités séparées pouvait progresser vers un autre type d’association lésionnelle.
Conclusion En conclusion, bien que posant des problèmes de diagnostic clinique et radiologique, le syndrome emphysème/fibrose a des présentations TDM-HR spécifiques avec différents types d’associations lésionnelles identifiables (Transition progressive,
Emphysème para-septal, Entités séparées) qui peuvent être en rapport avec des mécanismes physiopathologiques différents. Notre étude souligne l’importance pour le radiologue de confronter les données TDM-HR aux données fonctionnelles dans les situations difficiles. En effet, dans ce syndrome, l’extension des lésions d’emphysème et de fibrose a des effets antagonistes sur les volumes et débits pulmonaires, mais un effet additionnel sur la DLCO et la survenue d’une hypertension pulmonaire.
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10.
11.
12.
Conflits d’intérêts : Ce travail a été en partie financé par un PHRC régional (Hospices Civils de Lyon) en 2005. Pour ce travail, le Dr. Landino a reçu un financement de l’Université Franco Italienne (UFI).
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