Échocardiographie doppler du myocarde : outil de recherche ou de pratique quotidienne ?

Mis en ligne le 01/02/2001

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Mots-clés :Échocardiographie doppler du myocarde - Vitesses intramyocardiques - Gradient transmural des vitesses - Échocardiographie de stress - Pression ventriculaire gauche. Ces cinq dernières années, une nouvelle imagerie, l’échocardiographie doppler des tissus, est venue compléter la panoplie des techniques ultrasonores. En complément au doppler des flux intracavitaires qui fournit des informations globales, l’échocardiographie doppler des tissus myocardiques permet une approche régionale en quantifiant les mouvements des parois myocardiques dans leurs différents segments. En outre, l’imagerie doppler des tissus est devenue disponible sur la majorité des appareils récents et peut être réalisée lors d’un examen de routine. Pour mieux répondre à la question que tout utilisateur se pose à son sujet (s’agit-il d’un outil de recherche ou de pratique quotidienne ?), il est nécessaire de préciser tout d’abord ses différentes modalités. L’ECHOCARDIOGRAPHIE DOPPLER DU MYOCARDE POSSEDE PLUSIEURS MODALITES Ces modalités sont le doppler pulsé spectral et le doppler couleur avec imagerie uni- ou bidimensionnelle. Le mode doppler pulsé permet la mesure immédiate des vitesses moyennes dans un échantillon de mesure. Cet échantillon de mesure est fixe alors que la paroi myocardique est mobile, ce qui empêche d’analyser séparément les différentes couches intramyocardiques. Ce mode a permis de mettre en évidence la décroissance régulière des vitesses intramyocardiques entre la base et l’apex. L’avantage du mode doppler couleur est la possibilité de calculer le gradient transmural des vitesses par l’analyse séparée des couches sous- endocardique et sous-épicardique (1-3). Le gradient transmural des vitesses entre l’endocarde et l’épicarde est un paramètre indépendant de la translation du cœur dans le thorax. La mesure des vitesses sur les images couleur nécessite un stockage numérique et un logiciel spécifique pour convertir les couleurs de l’image en vitesse de façon différée (4-6) (figure 1).
Figure 1.Image TM couleur de la paroi postérieure du ventricule gauche (en haut à gauche) et image 2D en incidence apicale 4 cavités du cœur en protodiastole (en haut à droite) acquises en échocardiographie doppler couleur du myocarde. Les vitesses intramyocardiques peuvent être mesurées dans chaque pixel de l’image le long d’une ligne parallèle au bord endocardique ou parallèle au bord épicardique au cours d’un cycle cardiaque pour obtenir un diagramme vitesse - temps. Les ondes systolique, proto-et télédiastoliques sont bien visibles sur ce diagramme (en bas à gauche). D’autre part, les vitesses intramyocardiques peuvent être mesurées à travers l’épaisseur de la paroi entre l’endocarde et l’épicarde pour obtenir un diagramme vitesse - distance (en bas à droite). Chaque point de ce diagramme représente la vitesse d’un pixel le long de la ligne tracée à travers l’épaisseur de la paroi en protodiastole sur l’image TM. Le gradient transmural des vitesses est la pente de la droite de régression entre les vitesses intramyocardiques et l’épaisseur de la paroi. Un diagramme vitesse - distance peut aussi être obtenu à partir d’une image 2D dans chaque segment myocardique.
LES APPORTS DU DOPPLER MYOCARDIQUE L’hétérogénéité segmentaire systolique et diastolique décrite dans les années 1970-1980 à l’aide de tracés TM digitalisés a été retrouvée par l’imagerie doppler du myocarde. Cette technique permet de quantifier les mouvements de paroi au niveau segmentaire de façon simple et rapide, avec un signal moins bruité car l’atténuation en profondeur est bien moindre qu’avec l’échocardiographie conventionnelle. Chez le sujet normal, le profil des vélocités a été établi dans les différents segments. Outre le gradient de vitesses entre la base et l’apex, les vitesses protodiastoliques sont plus basses dans la paroi antéroseptale que dans la paroi postérieure en raison de l’influence du ventricule droit (VD) et de la translation du cœur dans le thorax. L’une des applications privilégiées de cette technique est l’écho de stress (effort, dobutamine...) (7). L’analyse de la cinétique segmentaire par l’échocardiographie est subjective et nécessite un apprentissage pour réduire la variabilité inter- et intra-observateur. La mesure des vitesses intramyocardiques et du gradient transmural des vitesses pourrait permettre une analyse objective et reproductible des mouvements de paroi enregistrés lors d’une échocardiographie de stress, où existent à la fois une accélération de la fréquence cardiaque et une majoration de la translation du cœur dans le thorax. L’acquisition d’une séquence d’images 2D couleur sur un cycle cardiaque (cineloop) avec une cadence d’imagerie élevée (100 à 150 images par seconde) permet de reconstruire a posteriori le spectre doppler pulsé dans chaque segment myocardique. Cette procédure évite d’allonger le temps d’acquisition lors d’une échocardiographie de stress. Un apport également incontesté du doppler myocardique est l’analyse des mouvements de l’anneau mitral. Les vitesses proto-diastoliques de l’anneau mitral (Ea) sont moins influencées par les variations de précharge que celles du flux transmitral (E). En effet, il n’y a pas de corrélation entre les vitesses protodiastoliques Ea et E chez les sujets normaux et chez les patients ayant une cardiopathie hypertrophique (8). Une augmentation de précharge n’induit pas la pseudonormalisation des vitesses diastoliques intramyocardiques mesurées dans le mur postérieur ou dans l’anneau mitral. Le doppler des tissus permet ainsi de faire facilement la distinction entre profil transmitral normal et pseudo-normal. Chez le sujet normal, le profil des vitesses diastoliques du mur postérieur ou de l’anneau mitral est similaire à celui du flux transmitral. Chez le patient qui présente une anomalie de relaxation et une compliance réduite avec pression de remplissage élevée, la concordance entre ces deux profils disparaît (9). De plus, le doppler des tissus permet une évaluation des pressions de remplissage ventriculaire gauche. Le rapport E/Ea est bien corrélé à la pression artérielle pulmonaire d’occlusion (PAPO) quelles que soient la FEVG et la morphologie du flux transmitral. La différence entre la mesure doppler non invasive et la mesure invasive est de 0,1 ± 3,8 mmHg lorsque les ondes E et A sont dissociées (r = 0,87 ; PAPO = 1,24 [E/Ea] + 1,90) (10) et de 0,4 ± 2,8 mmHg lorsque les ondes E et A sont fusionnées en tachycardie sinusale (r = 0,86 ; PAPO = 1,47 [E/Ea] + 1,55). D’autres applications ont été rapportées. Les vitesses de l’anneau mitral ont été utilisées pour distinguer cardiopathie restrictive et péricardite constrictive (11). Ce diagnostic différentiel n’est pas possible par hémodynamique invasive ou écho doppler conventionnel. Le profil du flux transmitral est restrictif ou pseudonormal mais il ne permet pas de différencier ces deux pathologies. En cas de cardiopathie restrictive, il existe une anomalie de relaxation. Le pic de vitesse protodiastolique enregistré au niveau de la paroi postérieure du ventricule gauche est nettement réduit et survient plus tardivement que le pic de vitesse protodiastolique du flux transmitral. En revanche, chez les patients ayant une péricardite constrictive pure avec fonction systolique conservée, la relaxation ventricule gauche (VG) est normale, mais la compliance est réduite. Le pic de vitesse protodiastolique est normal ou augmenté. Les vitesses protodiastoliques dans le mur postérieur pourraient constituer un marqueur sensible pour la détection du rejet après transplantation cardiaque et, de la sorte, permettre de réduire le nombre de biopsies chez ces patients (12). Le rejet est associé à une infiltration lymphocytaire avec œdème induisant une augmentation de la rigidité myocardique et des anomalies de relaxation. Le pic de vitesse myocardique protodiastolique est plus faible en cas de rejet qu’en l’absence de rejet chez le même patient. Toutefois, une baisse de cette vitesse ne traduit pas un rejet si le cœur greffé appartenait à un donneur âgé ou si cette vitesse est mesurée plusieurs années après la greffe. C’est pourquoi il faut effectuer précocement ces mesures et comparer les valeurs obtenues de façon répétée chez le même patient. Chez un sportif entraîné, il est difficile de distinguer entre un cœur d’athlète et une cardiomyopathie hypertrophique. Les paramètres échocardiographiques et doppler des flux sont incapables de différencier ces deux groupes. Le gradient transmural des vitesses protodiastoliques calculé dans le mur postérieur permet de distinguer entre un cœur d’athlète et une hypertrophie myocardique chez un patient ayant une cardiomyopathie hypertrophique dans une tranche d’âge allant de 18 à 45 ans (13).
Figure 2.L’échocardiographie doppler du myocarde est l’un des moyens de distinguer entre un flux mitral normal et un flux mitral pseudonormal avec élévation des pressions de remplissage VG. Sur cet exemple, il existe une discordance entre l’aspect du flux transmitral (E > A) et l’aspect du profil de vitesses enregistrées à l’anneau mitral (Ea < Aa) (sur la colonne de gauche). Après trinitrine sublinguale, l’anomalie de relaxation VG apparaît sur le flux transmitral alors que le profil des vitesses enregistrées à l’anneau mitral a été mis en évidence à l’aide des vitesses de l’anneau mitral ou bien lors d’une baisse de précharge induite par la trinitrine. De plus, les vitesses de l’anneau mitral semblent peu modifiées par la variation de précharge induite par la trinitrine.
OUTIL DE RECHERCHE Les paramètres qui peuvent être obtenus par cette technique sont multiples : vitesses maximales, vitesses moyennes, gradient transmural entre l’endocarde et l’épicarde ou gradient base-apex. Chaque paramètre peut être obtenu dans chaque phase du cycle cardiaque. Le doppler du myocarde permet d’évaluer la fonction régionale dans le sens radial, longitudinal et circonférentiel. Il est donc nécessaire de valider l’intérêt de ces différents paramètres par des techniques de référence, souvent expérimentales (6, 14). La mesure de ces nombreux paramètres lors de chaque palier d’une échocardiographie de stress fournit un grand nombre de données. La sélection des paramètres pertinents de la quantification des mouvements de paroi pour l’analyse objective et reproductible des échocardiographies de stress est nécessaire pour que le doppler du myocarde soit utilisé en routine. De plus, les anomalies régionales des vitesses intramyocardiques ne sont pas spécifiques d’une ischémie et peuvent être observées dans d’autres situations souvent associées à l’ischémie, comme l’âge avancé, l’hypertrophie VG, l’insuffisance cardiaque et la fibrose myocardique. Le doppler du myocarde n’est pas la seule technique ultrasonore proposée dans ce but. Le strain imaging et le color kinesis sont également en cours d’évaluation. Les indications respectives du mode pulsé spectral et du mode couleur restent à préciser. Le mode couleur permet seul d’obtenir le gradient transmural entre l’endocarde et l’épicarde, paramètre indépendant de la translation du cœur dans le thorax. Ce paramètre est mesuré par un traitement de l’image a posteriori dont la durée s’ajoute à celle de l’examen échocardiographique. Il est donc nécessaire de déterminer les pathologies où son calcul constitue un apport irremplaçable (6). Les limites de l’indépendance des paramètres tissulaires à l’égard des variations de précharge restent à préciser. Une indépendance relative des vitesses de l’anneau mitral et du gradient transmural des vitesses dans le mur postérieur a été montrée lors de variations modérées de précharge. En revanche, lors de variations importantes de précharge – souvent obtenues au cours de l’hémo-dialyse chronique –, les vitesses de l’anneau mitral varient avec les variations de la précharge, au contraire du gradient transmural des vitesses dans le mur postérieur (15). Enfin, le doppler du myocarde présente des limites dont il faut tenir compte : angle entre le faisceau doppler et l’élément étudié, translation du cœur dans le thorax qui influence les vitesses intramyocardiques, architecture complexe des fibres myocardiques, analyse difficile de l’apex. CONCLUSION L’échocardiographie doppler du myocarde est à la fois une technique cliniquement applicable et utile, et un outil de recherche. C’est une technique recente et évolutive, dont les améliorations technologiques sont prometteuses. Références bibliographiques 1. Pellerin D, Berdeaux A, Cohen L, Giudicelli JF, Witchitz S, Veyrat C. Comparison of two myocardial velocity gradient assessment methods during dobutamine infusion with doppler myocardial imaging. J Am Soc Echocardiogr 1999 ; 12 : 22-31. 2. Pellerin D, Veyrat C. Quantitative analysis of tissue doppler data. Echocardiography 1999 ; 16 : 473-80. 3. Garot J, Derumeaux GA, Monin JL et al. Quantitative systolic and diastolic transmyocardial velocity gradients assessed by M-mode colour doppler tissue imaging as reliable indicators of regional left ventricular function after acute myocardial infarction. Eur Heart J 1999 ; 20 : 593-603. 4. Pellerin D, Cohen L, Larrazet F, Pajany F, Witchitz S, Veyrat C. Pre-ejectional left ventricular wall motion in normal subjects using doppler tissue imaging and correlation with ejection fraction. 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centre(s) d’intérêt
Cardiologie