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Sémiologie
Examens complémentaires en cardiologie (Suite)
Cours de Sémiologie
 

 

 

Épreuve d'effort :

L’examen clinique et paraclinique d’un patient porteur d’une affection cardiaque s’effectue le plus souvent chez le sujet au repos.

Cependant, le fonctionnement du coeur est profondément modifié par l’effort physique et de nombreuses anomalies ne se démasquent qu’à l’occasion d’un effort.

C’est en particulier le cas dans deux pathologies : l’insuffisance cardiaque et l’insuffisance coronarienne.

Ceci justifie la réalisation d’explorations fonctionnelles à l’effort.

La plus couramment pratiquée de ces explorations est l’épreuve d’effort qui a pour but de tester le comportement cardiaque au cours d’un effort d’intensité croissante.

A - Modalités de réalisation :

Le principe est de faire réaliser au sujet un effort d’intensité croissante soit sur une bicyclette ergométrique dont on augmente progressivement la charge du pédalage, soit sur un tapis roulant dont on augmente par paliers la vitesse et la pente.

La surveillance doit être continue et porte sur :

• les données cliniques : tolérance à l’effort, seuil d’apparition d’une douleur thoracique, d’un essoufflement, d’une fatigue musculaire

• la mesure de la pression artérielle toutes les 3 minutes (à chaque changement de palier)

• l’électrocardiogramme qui renseigne sur la fréquence cardiaque, la modification du segment ST avec apparition d’un sous-décalage, témoin d’ischémie quand il est horizontal ou descendant, supérieur à 1mm, 0,08 secondes après la fin du complexe QRS

• La mesure des échanges gazeux (consommation d’oxygène : VO2 max) par pneumotachographe et analyseur de gaz, seulement chez les patients souffrant d’une insuffisance cardiaque dans le but d’évaluer objectivement la performance de ces patients à l’effort et d’en stratifier le risque évolutif.

L’épreuve d’effort doit être réalisée en milieu cardiologique, en présence d’un cardiologue, à proximité d’une unité de soins intensifs et avec un matériel de réanimation prêt dans la salle d’examen (défibrillateur, matériel de ventilation, etc.).

B - Indications :

Les principales indications sont :

1 - Ischémie myocardique :

Les indications dans l’ischémie myocardique sont les suivantes :

• diagnostic de l’origine coronarienne d’une douleur thoracique (sensibilité : 65% et spécificité : 80%).

Dans ce cas, l’épreuve d’effort aura une sensibilité optimale si l’effort permet d’atteindre la fréquence cardiaque maximale théorique (FMT =220-âge).

Afin d’atteindre au moins 85% de la FMT, tous les traitements bradycardisants devront être interrompus

• évaluation fonctionnelle après mise en oeuvre de mesures thérapeutiques (médicamenteuse ou revascularisation coronarienne)

• évaluation fonctionnelle après infarctus du myocarde

2 - Insuffisance cardiaque :

Le but est ici d’évaluer la capacité fonctionnelle de ces patients par la détermination du seuil anaérobie et la mesure de la VO2 max.

C - Contre-indications :

Les principales contre-indications sont :

1 - Impossibilité de réaliser un effort physique « maximal » :

Soit du fait d’une affection broncho-pulmonaire invalidante, soit du fait d’une artérite sévère des membres inférieurs, soit du fait d’un handicap locomoteur.

2 - Risque cardiaque important :

Infarctus du myocarde datant de moins de 5 jours, risque syncopal (rétrécissement aortique, cardiomyopathie obstructive hypertrophique), insuffisance cardiaque décompensée, sténose connue du tronc commun coronaire, arythmie ventriculaire non contrôlée par le traitement médical.

D - Critères d’évaluation :

Dans le cadre de la maladie coronarienne, le diagnostic positif en faveur d’une ischémie myocardique devant une douleur thoracique est la constatation à l’effort d’un sous-décalage du segment ST horizontal ou descendant, supérieur à 1mm, 0,08 secondes après la fin du complexe QRS.

Doivent être également considérés les paramètres suivants :

• délai d’apparition de la douleur, de la dyspnée et du sous-décalage du segment ST

• durée de l’exercice

• charge maximale atteinte

• pression artérielle et fréquence cardiaque au maximum de l’effort et en récupération

• apparition de troubles du rythme ou de signes d’insuffisance cardiaque lors de l’effort.

Les critères de mauvais pronostic sont l’apparition de symptômes ou de modifications électriques pour une faible charge d’effort, une chute de la pression artérielle de plus de 10 mmHg au pic de l’effort, la persistance des symptômes et des modifications de l’électrocardiogramme après l’arrêt de l’effort, et la survenue de troubles du rythme ventriculaire sévères.

Échocardiographie-doppler :

L’échocardiographie est la technique d’imagerie non invasive la plus courante en cardiologie.

Le principe de cet examen est d’analyser la morphologie, les mouvements et les dimensions des différentes structures du coeur par l’enregistrement de la réflexion d’un faisceau d’ultrasons envoyé par une sonde émettrice positionnée sur le thorax.

A - Modalités :

Les modalités de l’échocardiographie comportent :

• Le mode TM (time-motion) qui permet l’enregistrement du déplacement des structures en fonction du temps et le calcul des dimensions des cavités cardiaques et des épaisseurs des parois.

• L’échocardiographie bidimensionnelle qui permet d’analyser en temps réel la cinétique des parois myocardiques en multipliant les plans de coupe des cavités cardiaques.

• L’échographie-doppler qui par la mesure des vitesses des flux sanguins à travers les valves, permet l’évaluation hémodynamique des différentes valvulopathies (fuite et rétrécissement), l’analyse de la phase de remplissage du ventricule gauche et donc de la fonction diastolique, et l’estimation de la pression artérielle pulmonaire systolique.

• L’échographie par voie transoesophagienne qui permet de visualiser de façon très précise les structures cardiaques postérieures (oreillettes, septum inter-auriculaire, veines pulmonaires, valves mitrale et aortique et aorte thoracique).

Cette modalité nécessite l’introduction d’une sonde dans l’oesophage, mais s’effectue en ambulatoire chez un patient à jeun avec une simple anesthésie locale voire une légère sédation.

• L’échographie de stress : cette technique permet l’analyse segmentaire de la contractilité cardiaque après induction d’un stress pharmacologique (perfusion de Dobutamine et Atropine) ou lors d’un effort physique.

La sensibilité-spécificité de l’échographie de stress dans le diagnostic d’une ischémie myocardique est de l’ordre de 85 % donc supérieure à l’épreuve d’effort.

• L’échographie tridimensionnelle est une technique émergente qui permet la visualisation en 3D des structures valvulaires et des volumes des cavités cardiaques.

Les indications d’échographie sont très vastes et concernent la plupart des affections cardiaques puisque l’on obtient de façon non invasive, reproductible et en totale innocuité, des informations d’ordre morphologique et hémodynamique sur toutes les structures cardiaques ; valve, myocarde, péricarde et également sur les gros vaisseaux thoraciques.

B - Renseignements :

Les renseignements obtenus concernent ainsi :

• la fonction ventriculaire gauche systolique (pourcentage de raccourcissement du ventricule gauche et mesure de la fraction d’éjection et du débit cardiaque) et diastolique (évaluation des pressions de remplissage du ventricule gauche par l’analyse du flux transmitral).

• L’évaluation des cardiomyopathies (épaisseur des parois et taille de la cavité ventriculaire gauche, volume ventriculaire gauche).

• L’évaluation des valvulopathies (sténose et régurgitation) où l’échocardiographie est devenue la méthode de référence dans la quantification et l’évaluation du mécanisme.

• L’évaluation des cardiopathies ischémiques avec analyse de la cinétique segmentaire au repos et à l’effort dans le diagnostic de l’ischémie myocardique et de la viabilité myocardique.

• Enfin, exploration des cardiopathies congénitales.

Holter ECG :

Il s’agit de l’enregistrement continu de l'électrocardiogramme pendant 24 heures.

La patient, librement ambulatoire est équipé d’électrodes reliées à un boîtier qui enregistre l’ECG.

L’examen est surtout utilisé pour mettre en évidence une anomalie rythmique paroxystique, échappant donc, en général, à l’ECG standard, particulièrement en cas de palpitations ou de syncope.

La rentabilité de l’examen reste cependant modeste.

Test d'inclinaison (TILT-TEST) :

Le tilt test consiste à faire passer rapidement le patient de la position couchée à une position quasi debout (60° à 80°), en utilisant une table basculante, pour une durée de 30 à 60 minutes, avec contrôle continu de la PA et de l’ECG.

Cette manoeuvre entraîne une redistribution du sang du thorax vers les membres inférieurs, à l’origine d’une inhibition du système sympathique et d’une hypertonie vagale, se traduisant par bradycardie et hypotension artérielle.

Le test explore donc la susceptibilité à une syncope vaso-vagale.

Il est indiqué en cas de syncopes récidivantes ou de syncope grave.

Cardiologie nucléaire :

A - Généralités :

1 - Quelques rappels techniques :

La médecine nucléaire utilise des traceurs radioactifs qui se fixent sur l’organe à étudier d’où ils émettent un rayonnement gamma capté par une gamma caméra qui détecte le signal de cet organe et reconstruit une image statique ou dynamique informatisée.

Pour l’examen du coeur, les principaux traceurs utilisés se fixent soit sur le myocarde pour réaliser des scintigraphies myocardiques, soit sur les hématies permettant un marquage du sang circulant dans les cavités cardiaques, ce qui permet la réalisation d’angiographie isotopique (ou scintigraphie cavitaire).

Les scintigraphies peuvent être réalisées en mode plan ou plus souvent tomographique, ces dernières permettant une analyse dans les trois dimensions de l’espace.

La synchronisation de l’enregistrement des données isotopiques à l’ECG du patient est nécessaire à la réalisation des angiographies isotopiques.

Elle n’est pas nécessaire à la réalisation des scintigraphies du myocarde dont elle peut améliorer cependant les performances techniques (on parle alors de tomoscintigraphie myocardique synchronisée ou « gated SPECT » en anglais) ;

D’autres scintigraphies sont utilisées en cardiologie, certaines fréquemment comme la scintigraphie pulmonaire, et d’autres rarement comme la scintigraphie à la MIBG marquée.

2 - Contre indications et limitation de prescription :

La médecine nucléaire a peu de contre-indications, mais l’injection de traceurs radioactifs est contre indiquée au cours de la grossesse ou de l’allaitement.

Lorsque ces techniques nécessitent une synchronisation à l’ECG pour réaliser les images cardiaques, elles sont souvent de qualité médiocre ou mauvaise en cas de trouble du rythme cardiaque (arythmie par fibrillation auriculaire ; extrasystolie importante).

B - Angiographie isotopique (ou scintigraphie cavitaire) :

L’angiographie isotopique est habituellement réalisée au repos après marquage in vivo des hématies circulantes du patient par du 99m Technetium.

La technique la plus usuelle consiste à enregistrer l’activité des cavités cardiaques en oblique antérieure gauche, en synchronisant l’enregistrement sur l’ECG pour pouvoir déterminer la télésystole et la télédiastole.

1 - Les informations fournies :

a) Fraction d’éjection globale :

Après dilution homogène du traceur dans le sang, les activités telédiastolique et télésystolique enregistrées sont représentatives des volumes ventriculaires au même moment, ce qui permet de calculer (sans recourir à un modèle géométrique) les fractions d’éjection (FE) des ventricules puisque alors activité télédiastolique

- activité télésystolique / activité télédiastolique = fraction d’éjection.

On peut ainsi mesurer les fractions d’éjection des deux ventricules dont la valeur usuelle normale varie un peu d’un laboratoire à l’autre mais est entre 50% et 70% (la norme du laboratoire est donnée avec le compte rendu).

La mesure de fraction d’éjection par cette technique est si fiable et si reproductible lorsque le rythme est sinusal, qu’elle est considérée comme la référence technique pour cette mesure.

b) Fraction d’éjection segmentaire :

Outre la fraction d’éjection globale du ventricule, on peut étudier des fractions d’éjection segmentaires en découpant la cavité ventriculaire gauche en secteurs (on parle alors de fraction d’éjection segmentaire), et obtenir des informations sur la chronologie et l’amplitude de la contraction des différents secteurs ventriculaires individualisés.

c) Fonction diastolique :

Dans certaines conditions techniques particulières, l’angiographie isotopique permet d’obtenir des informations sur le remplissage ventriculaire (étude de la fonction diastolique) et sur les volumes ventriculaires, mais ces données sont en pratique rarement utilisées, d’autres techniques permettant de les recueillir.

2 - Valeur sémiologique des informations fournies :

L’abaissement de la fraction d’éjection globale de repos est un paramètre pronostic très important quelle que soit l’étiologie de la cardiopathie.

En simplifiant la littérature, disons que la dégradation de la fonction ventriculaire gauche est patente lorsque la FE du ventricule gauche est inférieure à 50%, avec une détérioration du pronostic qui s’accroît lorsque les chiffres baissent.

Lorsque la valeur atteint 20%, le pronostic vital est souvent engagé à quelques mois ou années.

L’abaissement de la fraction d’un ou plusieurs segments contigus ventriculaires, traduit une dysfonction systolique segmentaire.

Celle ci est fréquente au cours des cardiopathies atteignant préférentiellement un territoire myocardique notamment après un infarctus du myocarde qui peut entraîner une zone d’hypo-, d’a- ou de dyskinésie de la contraction au niveau de la zone atteinte du ventricule gauche.

C - Tomoscintigraphies du myocarde :

1 - Généralités :

Ces examens examinent le myocarde ventriculaire gauche avec des traceurs (thallium 201, dérivés technetiés : 99mTc-MIBI ou 99mTc-Tetrofosmin) qui se fixent sur les cellules myocardiques, ce qui sous-entend que celles ci soient encore vivantes et perfusées.

Plusieurs protocoles d’examen existent, selon la question posée, avec la plupart du temps une scintigraphie initiale réalisée fréquemment après une épreuve de stress (effort sur bicyclette ergométrique ou après injection d’agent pharmacologique : dipyridamole en intraveineux à la dose de 0,56 mg/Kg) et une seconde scintigraphie réalisée au repos quelques heures après la première à laquelle elle sera comparée.

Il est souvent demandé, pour accroître la sensibilité et la spécificité de l’examen de stopper les thérapeutiques antiischémiques myocardiques.

Les images remises sont réalisées par reconstruction informatique, en coupes jointives selon le petit axe, le grand axe vertical et le grand axe horizontal du ventricule gauche.

L’interprétation quantifiée de la fixation du traceur est représentée par un code couleur, l’analyse étant faite dans les différents segments du myocarde ventricule gauche, habituellement divisé en 17 à 20 segments.

La fixation du traceur par le myocarde ventriculaire droit, voire par les poumons est plus rare et signe souvent une dysfonction ventriculaire gauche importante.

2 - Informations sémiologiques :

a) Infarctus :

Les zones de cellules myocardiques mortes (remplacées par de la fibrose non contractile) ne fixent pas le traceur quel que soit le protocole utilisé.

Cette absence de fixation (« lacune » de fixation) est l’aspect habituel de l’infarctus myocardique cicatriciel, mais peut aussi se voir parfois dans certaines myocardiopathies primitives.

b) Ischémie myocardique :

L’ischémie myocardique est la conséquence d’une perfusion inadéquate d’un segment coronarien par une artère coronaire significativement sténosée (sténose coronarienne athéromateuse dépassant 50 à 70% de la lumière du vaisseau,) ou parfois spastique.

Sur les scintigraphies du myocarde l’ischémie myocardique se traduit par une hypofixation du traceur au niveau du territoire mal vascularisé sur la scintigraphie de stress, hypofixation disparaissant totalement ou partiellement sur la scintigraphie de repos.

La visualisation de l’ischémie myocardique en scintigraphie permet donc de suspecter la présence d’une (ou plusieurs) sténose (s) coronarienne(s) ischémiante(s) qu’il faudra traiter.

La topographie de l’hypofixation myocardique permet en outre de suspecter l’artère coronaire (ou les artères) responsable(s) de l’ischémie.

La sensibilité et la spécificité de détection des sténoses coronariennes par cette technique sont voisines de 80 à 90% % et supérieure à celles de l’épreuve d’effort électrocardiographique simple, ce qui en explique le succès.

Cet aspect scintigraphique d’ischémie disparaît après correction de l’ischémie par angioplastie coronaire ou par pontages aorto-coronariens, thérapeutiques dont l’efficacité peut être suivie de manière non invasive par cet examen isotopique.

c) Viabilité myocardique :

La pathologie coronarienne peut être à l’origine de troubles sévères de la contractilité segmentaire ou globale du ventricule gauche alors qu’il persiste un contingent suffisant de cellules myocardiques vivantes et aptes à reprendre une fonction contractile pourvu que l’on reperfuse le myocarde de manière satisfaisante (par angioplastie coronarienne ou par pontages aorto-coronariens).

Ces anomalies peuvent être vues au cours d’une ischémie myocardique chronique sévère et l’on parle alors de myocarde « hibernant ».

La question posée est de savoir si l’on peut distinguer, par des techniques d’imagerie, le myocarde capable de récupérer après reperfusion (myocarde viable) de celui définitivement détruit qu’il est inutile, voire dangereux, de reperfuser.

La détection de cette viabilité peut être réalisée selon différents protocoles scintigraphiques dont le principe est la mise en évidence d’une fixation significative du traceur dans la ou les zones hypo ou akinétique(s) (excluant ainsi le diagnostic d’infarctus).

d) Pronostic :

Les grandes études de la littérature ont bien montré que plus la zone d’anomalie de fixation myocardique est étendue, plus le pronostic du patient coronarien est sévère.

S’il s’agit d’une recherche d’ischémie ou de viabilité, plus celles ci sont étendues, plus l’indication d’une revascularisation s’impose.

Pour l’infarctus, plus l’extension est grande, plus le pronostic de survie est altéré.

e) Apport complémentaire de la tomoscintigraphie synchronisée :

La tomoscintigraphie myocardique synchronisée à l’ECG permet d’obtenir des images tomoscintigraphiques en télésystole et en télédiastole.

Sur ces images, il est, bien sûr, possible de visualiser l’ischémie, la viabilité et l’infarctus, mais de plus cet examen permet le calcul des volumes télédiastolique et télésystolique et de la fraction d’éjection du ventricule gauche. Rappelons que ces paramètres ont une signification pronostique complémentaire importante au cours de cardiopathies ischémiques.

D - Autres examens scintigraphiques :

1 - La scintigraphie pulmonaire de perfusion et de ventilation :

Elle est utilisée pour le diagnostic et le suivi de l’embolie pulmonaire.

Elle est particulièrement performante en l’absence de pathologie pulmonaire préalable.

L’embolie pulmonaire provoque l’apparition d’une ou plusieurs zones d’hypoperfusion (zones d’hypo ou d’absence de fixation du traceur) sur la scintigraphie de perfusion, alors que la scintigraphie de ventilation est normale.

L’interprétation de la scintigraphie pulmonaire est facile lorsqu’elle est normale (exclusion de l’embolie pulmonaire) ou franchement pathologique (plusieurs segments hypoperfusés normalement ventilés).

Dans les cas intermédiaires ou chez les patients qui ont des pathologies pneumologiques associées, le diagnostic scintigraphique est plus difficile et conduit à des examens de fiabilité « intermédiaires » peu contributifs.

2 - La scintigraphie à la MIBG :

La recherche du phéochromocytome , tumeur rare, cause d’hypertension artérielle, bénéficie fréquemment d’examens isotopiques très spécialisés, à savoir la scintigraphie à la mono-iodo-benzyl-guanidine (MIBG) marquée, ou à la somatostatine marquée.

E - Conclusion :

La cardiologie nucléaire regroupe des examens non invasifs essentiels pour le bilan des cardiopathies d’origine ischémique qu’il soit à visée diagnostique (pré et post-thérapeutique) ou pronostique.

Elle permet de connaître et de suivre l’évolution de la fraction d’éjection du ventricule gauche, paramètre pronostique essentiel de toute cardiopathie.

IRM cardiaque :

De pratique récente, l’imagerie par résonance magnétique nucléaire utilise des champs magnétiques intenses qui permettent d’examiner l’appareil cardiovasculaire de manière totalement non invasive et non irradiante.

De nombreuses séquences d’imagerie sont disponibles permettant d’examiner de manière statique ou dynamique l’appareil cardiovasculaire.

Quelle que soit la séquence choisie, il existe un contraste spontané entre le sang circulant et les parois du coeur et des vaisseaux.

A - Conditions de l’examen, limitations, contre-indications :

Le patient n’a pas besoin d’être à jeun.

Il sera dévêtu (sauf linge de corps) et habillé avec une blouse, pour s’assurer de l’absence de pièces ferro-magnétiques qu’il serait dangereux d’introduire dans l’aimant.

L’examen est contre indiqué lorsque le patient est porteur d’un stimulateur ou d’un défibrillateur cardiaque implanté.

De même la présence de corps étranger ferro-magnétique à l’intérieur de l’organisme du patient pourra faire contre-indiquer l’examen.

Il est difficile d’examiner les patients ventilés artificiellement et, pour l’instant, en cardiologie, cette situation contre indique habituellement l’examen.

Les patients claustrophobes supportent mal le séjour dans l’aimant et certains ne peuvent y entrer.

L’examen cardiaque, pour être de qualité, doit être synchronisé à l’ECG du patient.

Si le rythme n’est pas régulier, la qualité sera moindre. En cas de rythme très irrégulier, l’examen par IRM est à éviter.

Cette synchronisation à l’ECG permet en outre de préciser la position chronologique des différentes coupes par rapport au cycle cardiaque.

B - Principales techniques utilisées en cardiologie et sémiologie de base des images :

L’examen comporte habituellement la réalisation de coupes dans plusieurs plans de l’espace, utilisant des techniques « sang noir » et « sang blanc ».

Avec les premières, les cavités du coeur et des vaisseaux, noires, contrastent spontanément avec la paroi qui apparaît grise.

Avec les secondes qui comportent notamment les images dynamiques en ciné-IRM le sang est blanc et contraste avec les parois qui sont grises.

Le signal IRM peut être renforcé par l’injection de produits de contraste qui habituellement sont des produits contenant des complexes de Gadolinium.

L’injection intraveineuse de ces produits renforce le signal du sang qui le transporte, particulièrement dans les cavités cardiaques et vasculaires, mais aussi dans des structures hypervascularisées ou qui captent le produit de manière anormale.

D’autres séquences très spécialisées permettent des études fonctionnelles utilisées en recherche clinique.

Au total, l’IRM permet une étude anatomique et fonctionnelle de référence du coeur et des gros vaisseaux thoraciques.

Elle ne permet pas d’obtenir des données vraiment utiles au cours des maladies valvulaires.

La visualisation des coronaires n’intéresse encore que les premiers centimètres des grosses artères épicardiques.

Le document final remis au patient est habituellement une planche d’images radiologiques.

Dans tous les cas un compte-rendu de l’expert qui a réalisé l’examen est remis au patient et à ses médecins.

C - Principales indications actuelles :

L’IRM apporte des informations souvent irremplaçables pour :

• l’étude de la fonction des deux ventricules (volumes, fractions d’éjection)

• la mesure de la masse myocardique du ventricule gauche

• la recherche étiologique au cours des tachycardies ventriculaires inexpliquées

• le bilan initial au cours des cardiomyopathies dilatées

• la prédiction de récupération de fonction au décours de l’infarctus myocardique,

• le bilan des masses intracardiaques (tumeurs, thrombus) de diagnostic difficile

• le bilan et le suivi des pathologies de l’aorte thoracique (anévrysme, dissection, aortes opérées), et des gros vaisseaux notamment au cours des cardiopathies congénitales parvenues à l’âge adulte.

Cette liste n’est pas limitative, et les importants développements de cette technique non invasive, notamment pour l’examen des coronaires laisse présager une large utilisation en cardiologie au cours des prochaines années.

L’écoulement sanguin, physiologique ou pathologique, à l’intérieur du coeur peut être étudié par des moyens d’exploration multiples, invasifs comme le cathétérisme, l’angiocardiographie ou non sanglants comme le Doppler intracardiaque. Remerciements à l’équipe d’IRM cardiaque (Pr Brunotte et col) du CHU de Dijon

Étude électrophysiologique :

Il s’agit d’un examen invasif : grâce à des cathéters spéciaux introduits dans le coeur par voie artérielle ou veineuse, on enregistre l’activité électrique du coeur et/ou on déclenche certaines tachycardies.

Cet examen peut être indiqué, par un spécialiste, en cas de syncope et/ou de palpitations accompagnées de signes de gravité.

Cathétérisme cardiaque :

Il s’agit d’examens invasifs, forcément grevé d’une certaine iatrogénie.

Quoique peu importante, les risques encourus doivent systématiquement être mis en balance avec les avantages escomptés.

Un consentement éclairé doit être obtenu du patient. (voir I-A de la section Examens Complémentaires).

A - Cathétérisme droit :

Il consiste à introduire par une veine périphérique (fémorale, jugulaire) un cathéter branché sur un manomètre et à le guider jusque dans une branche de l'artère pulmonaire où on le bloque.

On va pouvoir alors enregistrer la "pression capillaire pulmonaire".

Puis successivement, en retirant le cathéter :

• la pression artérielle pulmonaire

• la pression ventriculaire droite

• la pression auriculaire droite On peut réaliser en même temps des prélèvements sanguins (oxymétrie) ou une injection de produit radio-opaque (angiocardiographie dans l’oreillette droite, le ventricule droit ou l’artère pulmonaire).

B - Cathétérisme gauche :

Il consiste à introduire par une artère fémorale ou humérale ou radiale un cathéter jusque dans le ventricule gauche.

Il est plus dangereux à réaliser.

On étudie :

• la pression ventriculaire G

• la pression aortique Ici encore on peut réaliser en même temps des prélèvements sanguins (oxymétrie) ou une injection de produit radio-opaque (ventriculographie, aortographie).

C - Courbes de pression :

La courbe ventriculaire se définit par :

• la pression systolique (pic maximal)

• la pression protodiastolique

• la pression télédiastolique, juste avant le début de la contraction ventriculaire La courbe auriculaire se définit par sa pression moyenne.

La courbe artérielle se définit par :

• la pression systolique

• la pression diastolique

• la pression moyenne (celle qui donnerait le même débit avec un flux constant)

Ces différentes courbes de pression permettent d’individualiser les phases suivantes au cours d’un cycle cardiaque :

1 : contraction ventriculaire isovolumique,

2 : éjection ventriculaire ;

3 : relaxation ventriculaire isovolumique ;

4 : remplissage ventriculaire rapide ;

5 : remplissage ventriculaire lent ;

6 : contraction auriculaire.

A l'état normal, les pressions systoliques sont 5 fois plus élevées dans les cavités gauches que dans les cavités droites.

La pression capillaire pulmonaire bloquée est le reflet de la pression de l'oreillette gauche et aussi de la pression mésodiastolique du VG : normale : < 12 mmHg.

Elle est à l’état normal égale à la pression diastolique de l’artère pulmonaire.

Lorsqu’on veut la mesurer à répétition, sans mobiliser le cathéter chaque fois, on utilise un cathéter porteur d’un ballonnet dont l’inflation interrompt le flux sanguin antérograde dans la branche de l’artère pulmonaire (pression artérielle pulmonaire d’occlusion).

La pression veineuse centrale : mesurée à l’aide d’un cathéter introduit par voie veineuse jusque dans la veine cave supérieure.

Elle se mesure en cm d'eau.

Le zéro du manomètre (une colonne liquidienne) est placé à 5 cm en dessous de l'angle de Louis (entre les 2 premières pièces sternales).

Elle traduit la pression de remplissage de l'OD : normale <12 cm eau.

D - Volumes ventriculaires :

On les mesure par angiocardiographie (on peut aussi les obtenir de manière non sanglante par échocardiographie bidimensionnelle).

On définit :

• le volume télédiastolique (VTD) : le volume remplissage du ventricule.

Normale pour le VG : 100 ml/m2

• le volume télésystolique (VTS): volume restant après l'éjection ventriculaire. Normale pour le VG : 35 ml/m2

• le volume systolique (VS) : le volume éjecté.

Normale pour le VG : = 65 ml/m2 (VS = VTD-VTS)

On calcule la fraction d'éjection : volume systolique / volume télédiastolique.

Normale pour le VG = 0, 65

On peut établir une courbe pression-volume (Fonction muscle) montrant pendant la diastole de grandes variations de volume sous une faible pression.

E - Débit cardiaque :

Le débit cardiaque est le produit du volume d’éjection systolique par la fréquence cardiaque.

Ce débit peut être évalué de différentes façons : De manière invasive on peut utiliser la thermodilution.

On réalise une injection de sérum glacé dans l’oreillette droite et sa détection par une thermistance dans l’artère pulmonaire ; un logiciel fait le calcul ; il y a beaucoup de causes d'erreurs, mais on peut répéter les mesures. Sur la courbe de température, c'est donc un refroidissement qui est affiché.

Le débit cardiaque peut également être estimé par la méthode de Fick qui consiste à mesure la différence artério-veineuse en oxygène.

Plus le sang veineux est désaturé, plus le débit cardiaque est bas. Le débit cardiaque varie avec la taille du corps et on l’exprime après correction par la surface corporelle.

C’est l’index cardiaque, qui se situe normalement entre 2,5 et 4,5 litres/min/m².

NB - Le débit cardiaque peut aussi être estimé de manière non invasive par échocardiographie-Doppler.

F - Évaluation de la performance cardiaque :

La qualité du travail cardiaque peut être décrite à différents niveaux du plus élémentaire au plus intégratif :

• au niveau de la fibre myocardique : contraction des sarcomères, propriétés de la fibre musculaire…

• au niveau des cavités cardiaques : c’est la fonction de pompe

• au niveau de la performance globale : c’est essentiellement le débit cardiaque

Soulignons que l’évaluation de la performance cardiaque concerne essentiellement le ventricule gauche (VG), responsable de la majorité des troubles circulatoires d’origine cardiaque.

1 - Fonction muscle :

La fonction muscle est décrite par la courbe pression volume ci-dessous pour le ventricule gauche (VG).

En fin de diastole, la valve mitrale se ferme, le VG est une cavité close, dont la pression augmente rapidement sous l’effet de la contraction myocardique, mais sans variation de volume (phase de contraction isovolumique).

Lorsque la pression aortique est atteinte, la valve aortique s’ouvre et l’éjection ventriculaire commence.

Durant cette phase d’éjection, le volume du VG diminue rapidement.

La fermeture de la valve aortique survient en fin de systole, et le VG est alors à nouveau une cavité close.

Par conséquent sa pression diminue rapidement du fait de la relaxation myocardique mais sans changement de volume (phase de relaxation isovolumique).

Lorsque la pression de l’oreillette gauche est atteinte, la valve mitrale s’ouvre et le remplissage ventriculaire commence.

Pendant cette phase de remplissage le volume du VG augmente rapidement jusqu’à la systole du cycle suivant.

Ces relations pression-volume du VG peuvent être affectées par plusieurs déterminants :

• la qualité intrinsèque du muscle (la contractilité), indépendante des autres facteurs extrinsèques.

Elle correspond à la pente de la relation pression-volume en fin de systole sur le schéma ci-contre.

L’altération de la qualité contractile du myocarde se traduit par une pente moins forte et inversement.

• La précharge qui est la pression d’entrée : pour le ventricule gauche, il s’agit de la pression veineuse pulmonaire.

Elle conditionne l’étirement des sarcomères en fin de diastole et donc la force de contraction selon la loi de Starling : plus grande la précharge, plus forte la contraction.

• La postcharge qui est la résistance à l’éjection : plus grande la postcharge, plus petit le raccourcissement des sarcomères

2 - Fonction pompe :

C’est l’intégration de la contraction individuelle des sarcomères et l’interaction du fonctionnement des cavités cardiaques qui est responsable de la fonction de pompe.

Globalement, cette pompe fonctionne avec une pression d’admission (la pression veineuse pulmonaire) et mobilise un volume de sang (volume d’éjection) à chaque systole.

La performance d’une pompe dépend de sa capacité à se vider (fonction systolique) et de sa capacité à se remplir (fonction diastolique).

a) Fonction systolique :

C’est l’aptitude du ventricule gauche à se vider.

La contractilité en est un déterminant essentiel mais non exclusif, comme mentionné ci-dessus.

La fonction systolique est habituellement décrite par la fraction d’éjection qui correspond à l’expression suivante : (VTD-VTS/VTD) ou VTD et VTS sont les volumes télédiastolique et télésystolique, respectivement.

Cette fraction d’éjection peut aussi être mesurée de manière non invasive, par échographie ou scintigraphie.

b) Fonction diastolique :

Elle est de connaissance plus récente et les moyens d'exploration chez l'homme ne sont pas encore parfaits.

On considère actuellement que la phase de relaxation isovolumétrique et la première phase de remplissage rapide sont à rattacher à la systole, en ce sens que la relaxation est un phénomène musculaire, dépendant du métabolisme, et pouvant être altéré par exemple par une ischémie myocardique.

Par contre, le diastasis et la phase de remplissage télédiastolique liée à la systole auriculaire sont considérés comme la vraie diastole, moment où le myocarde ventriculaire est entièrement passif et où sa compliance est le facteur déterminant (Il peut y avoir aussi des perturbations liées au péricarde).

Pour explorer cette fonction, on utilise en clinique :

• la vitesse du flux transmitral par Doppler intracardiaque

• onde E : relaxation, onde A: contraction auriculaire + compliance

Cela permet une approximation, mais n'est pas entièrement spécifique.

3 - La résultante : le débit cardiaque

Le débit cardiaque est donc le résultat fonctionnement intégré de l’appareil cardio-circulatoire et pas seulement de la qualité intrinsèque du myocarde.

Angiocardiographie et coronographie :

A - Technique :

Consiste à filmer les cavités cardiaques et les artères coronaires rendues opaques aux rayons X par l'injection d'un produit de contraste riche en iode et s'éliminant par le rein.

C'est un examen « sanglant » ou invasif auquel s’applique les mêmes considérations que celles mentionnées pour le cathétérisme cardiaque, concernant la iatrogénie et la nécessité d’un consentement informé du patient.

Les incidents et accidents sont de trois types :

• locaux, liés à la voie d’abord : hématome, thrombose veineuse, ou artérielle avec ischémie aiguë d'un membre.

• cardiaques : perforation du myocarde, injection intramyocardique ou intrapéricardique

• liés au produit de contraste : choc à l'iode, insuffisance rénale aiguë (diabétique surtout).

Les incidences utilisées sont : face, profil, et obliques (OAD, OAG).

Le grand axe du coeur n’étant ni frontal, ni sagittal, mais oblique dans le thorax (base en haut, pointe dirigée vers l'avant, le bas, et la gauche), on a ajouté les incidences obliques aux classiques incidences de face et de profil :

• OAD : épaule droite rapprochée de la caméra.

Cela place le grand axe du coeur dans un plan perpendiculaire au faisceau de rayons X.

On dégage bien la masse ventriculaire de la base.

• OAG : épaule gauche rapprochée de la caméra.

Cela place le grand axe du coeur dans un plan parallèle au faisceau de rayons (la pointe vers la caméra).

Les documents sont enregistrés par cinéangiocardiographie (12,5 à 25 images/sec) numérisée et stockée sur bande vidéo, sur CD-ROM, ou sur mémoires informatiques dont des images fixes et caractéristiques peuvent être extraites.

1 - Angiocardiographie veineuse :

L'injection est réalisée à l'aide d'un cathéter poussé jusque dans la veine cave supérieure ou inférieure.

Le produit opacifie les cavités cardiaques droites puis la circulation pulmonaire, puis les cavités gauches.

2 - Angiocardiographie sélective :

L'injection est faite sélectivement

• soit dans une cavité droite à l'aide d'un cathéter monté par voie veineuse

• soit dans une cavité gauche, le plus souvent par cathétérisme rétrograde transcutané de l'artère fémorale ou radiale.

3 - Coronarographie :

C'est l'opacification sélective des 2 troncs coronaires à l'aide de cathéters spéciaux introduits dans l'ostium coronarien gauche et droit.

• soit par voie fémorale

• soit par voie humérale ou radiale

On filme dans diverses incidences pour éviter de méconnaître une sténose

La digitalisations des images permet des études quantitatives (diamètre des artères, diamètre et longueur des sténoses, surface de section).

Dans le même temps d'exploration, on opacifie la cavité VG (ventriculographie), ce qui permet de visualiser le comportement mécanique de sa paroi et de le corréler à l’état des artères coronaires.

B - Résultats :

1 - Angiocardiographie :

a) Opacification des cavités droites :

FACE

• OD : ovoïde prolongée en haut et en bas par les veines caves; porte l'auricule

• tricuspide, non visible, se projetant sur la colonne

• VD : grossièrement triangulaire se prolongeant vers le haut par l'infundibulum pulmonaire

• Artère pulmonaire : tronc, branche droite : horizontale puis descendante, branche gauche descendante, en arrière.

PROFIL

Le VD est antérieur, le tronc de l'AP est presque horizontal

b) Opacification des cavités gauches :

Le VG peut être de volume normal ou dilaté.

Il peut montrer une hypokinésie diffuse ou bien des anomalies segmentaires de la contraction, en général liées à une ischémie ou à une nécrose : hypokinésie, akinésie, dyskinésie, anévrysme.

L’analyse informatisée du contour du VG en OAD permet de quantifier ces anomalies.

Les régurgitations valvulaires sont visualisées par angiocardiographie sélective de la cavité régurgitante.

FACE OG : triangulaire à sommet inférieur, reçoit les quatre veines pulmonaires VG : ellipsoïde, à grand axe oblique vers le bas

PROFIL OG postérieure, VG, Aorte.

OAD

Montre la face antéro-supérieure, la pointe et la face inférieure.

Ce pourtour est arbitrairement divisé en 5 segments, de la région sous aortique en passant par la pointe et en allant vers la région sous mitrale.

Après numérisation, on superpose ce pourtour en diastole et en systole, ce qui permet de bien analyser la qualité de la contraction, tant globale que pour chaque segment, d'évaluer le volume télédiastolique et télésystolique, et ainsi de calculer la fraction d'éjection du VG.

OAG :

En ajoutant une deuxième obliquité (de 30 %) au dessus de l'apex et en plaçant le sujet en inspiration forcée pour être le plus possible perpendiculaire au grand axe du VG.

On analyse ainsi la face septale surmontée de l'orifice aortique, en avant, et en arrière la face postérieure et l'orifice mitral.

2 - Coronarographie :

a) Aspect normal :

Les artères ont normalement une ramification d'aspect dichotomique.

Elles forment une double couronne (d’où leur nom) dans les sillons auriculo-ventriculaire et interventriculaire.

TRONC CORONARIEN GAUCHE (TCG) :

Naît de l'ostium coronarien G et se divise rapidement en donnant 2 branches

• Interventriculaire antérieure (IVA), dans le sillon interventriculaire jusqu'à la pointe, donnant elle même des branches : septales pour les 2/3 antérieurs du septum et diagonales pour la face antérieure de la paroi libre du VG et jusqu'à la pointe (1e, 2e, 3e, etc.).

C'est l’artère la plus importante ; c'est la plus atteinte par le processus athéroscléreux («widow maker »).

Elle est divisée en 3 segments radiologiques :

- de la bifurcation du tronc gauche à la 1ère septale

- de la 1ère septale à la 2e diagonale (D2)

- au delà de D2

• Circonflexe (Cx), dans le sillon auriculo-ventriculaire gauche en direction de la croix du coeur (intersection des sillons auriculo-ventriculaire et interventriculaire postérieur), donnant elle même des branches : marginales, ou postéro-latérales (1ère, 2e, 3e, etc.) pour la face latérale de la paroi libre du VG.

Elle est divisée elle aussi en 3 segments radiologiques :

- de la bifurcation du tronc gauche à la 1ère marginale (M1)

- de M1 à M2

- au delà de M2

CORONAIRE DROITE (CD) :

Naît de l'ostium coronarien droit et court dans le sillon auriculo-ventriculaire droit et jusqu'à la croix du coeur où elle se divise ; donne des branches :

• marginales du bord droit pour le ventricule droit, peu volumineuses

• interventriculaire postérieure : court dans le sillon interventriculaire postérieur et vascularise le 1/3 inférieur du septum par ses branches septales

• rétroventriculaires pour la face inférieure de la paroi libre du VG Divisée elle aussi en 3 segments radiologiques :

• de l'ostium au 1er coude

• du 1er au 2e coude

• du 2e coude à la croix du coeur

Pour cette artère, l’essentiel de son apport au VG se situe en aval du segment 3, via les branches de division (interventriculaire postérieure et rétroventriculaire)

Cette disposition (la plus fréquente, dite à dominance droite) peut être remplacée par une répartition différente

• les rétroventriculaires venant de la circonflexe = système " équilibré"

• l'interventriculaire postérieure venant aussi de la circonflexe = circonflexe "dominante".

CORRESPONDANCES ECG – TERRITOIRES MYOCARDIQUES :

En termes de pathologie coronarienne et d'exploration ECG, rappelons qu’on considère 3 territoires, et par ordre de fréquence décroissante d'atteinte athéromateuse :

• le territoire antérieur : septum + face antérieure du VG + apex ; très bien exploré par les dérivations ECG précordiales antérieures (V1 - V4), il correspond à l’IVA.

• le territoire inférieur : un peu de septum + face inférieure du VG ; exploré par les dérivations postéro-diaphragmatiques du plan frontal (D2, D3, VF) ; il correspond à la coronaire droite (CD), ou à la circonflexe (Cx), ou aux deux (on ne le sait qu'avec la coronarographie).

Il "parle" électriquement moins bien.

• le territoire latéral : face latérale du VG ; il correspond à la circonflexe ; il est exploré par les dérivations latérales du plan frontal (D1, VL) et du plan horizontal (précordiales, V5-V6).

Il "parle" électriquement encore moins bien.

b) Aspects pathologiques :

Les artères coronaires peuvent présenter diverses lésions :

STÉNOSES :

Plus ou moins serrées (significatives si > 50 % du diamètre, ce qui représente une réduction plus importante de la lumière), plus ou moins longues.

Peuvent être quantifiées, en valeur absolue, par analyse informatisée, le cathéter d’injection, de diamètre connu, servant à l’étalonnage.

Cela permet de mesurer l’effet d’une angioplastie par ballonnet sur cette sténose.

Sur chaque artère, la localisation de la sténose aura un retentissement d’autant plus important qu’elle sera plus proximale.

C’est la raison pour laquelle on divise chaque artère en 3 segments.

On parlera d'atteinte mono, bi ou tritronculaire selon le nombre de troncs principaux lésés (IVA-diagonales, CD, Circonflexe).

Une sténose du tronc coronarien gauche > 50% représente un risque vital.

La quantité de myocarde qui en dépend est indispensable à la survie. Une occlusion du tronc gauche est mortelle.

SPASME :

Peut être provoqué pharmacologiquement et ainsi démontré.

OCCLUSIONS :

Avec possible reperméabilisation au delà par une collatéralité.

Rappelons que la coronarographie, comme toute artériographie, n’est qu’un « luminogramme ».

On va visualiser des sténoses par la réduction du diamètre de l’artère, mais on ne peut savoir si le segment apparemment normal en amont de cette sténose est effectivement normal ou si il est déjà athéromateux.

Une réduction de diamètre de 50% d’un segment normal est moins sévère qu’une réduction de diamètre de 50% d’un segment lui-même déjà rétréci de manière diffuse.

D’autre part, le développement des plaques d’athérome n’entraîne une sténose qu’après une phase de remodelage positif de la paroi artérielle par effet Glagov.

Un aspect normal de la coronarographie ne signifie pas nécessairement paroi coronaire normale, comme le montre l’échographie endocoronaire.

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