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Radiologie
Exploration hémodynamique et angiographie cardiaque (Suite)
Cours de Radiologie
 

 

 

* Quantification des shunts :

Elle est généralement basée sur l’analyse des oxymétries.

Les débits pulmonaires et systémiques, totaux et effectifs, doivent être calculés.

La consommation d’oxygène est mesurée ou estimée et les prélèvements veineux et artériels pulmonaires et systémiques (veine et artères pulmonaires, veines caves et artères périphériques) effectués rapidement, chaque fois que possible et nécessaire.

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Si les veines pulmonaires n’ont pas été atteintes, ou si le sang « capillaire pulmonaire » n’est pas obtenu, dans les cas où la saturation des échantillons ventriculaires gauches est égale ou supérieure à 95 %, celle des veines pulmonaires est considérée comme identique ; si la saturation du ventricule gauche est inférieure à 95 %, celle des veines pulmonaires est estimée égale à 96 % et l’on accepte qu’il existe un shunt de droite à gauche si celui-ci est plausible.

Le débit pulmonaire effectif (DPE) est la quantité de sang veineux périphérique désaturé soumis chaque minute à l’hématose.

Il est égal au quotient de la consommation d’oxygène par minute (VO2) par la différence artérioveineuse des contenus en oxygène du sang veineux pulmonaire (CvpO2) et du sang veineux systémique mêlé, prélevé en amont du shunt (différence entre les contenus en oxygène du sang le mieux saturé (VP) et le plus désaturé (Vm).

Le sang veineux systémique mêlé (CvßmO2) est généralement estimé, au repos, égal à (3 VCS + 1 VCI)/4, ou 0,7 VCS + 0,3 VCI, ou, encore, au contenu en oxygène de la VCS, prélevée en amont du shunt, exprimé en mL %, plus 0,5.

Ainsi, le DPE, en L/min, est égal à : VO2/10 (CvpO2 - CvßmO2) avec laVO2 en mL/min et les contenus en oxygène en mL/100.

Le DPE est aussi le débit systémique effectif, quantité de sang normalement saturée qui atteint les cellules périphériques.

Le débit pulmonaire total (DPT), ou débit pulmonaire tout court, est la quantité de sang qui passe par minute dans la circulation pulmonaire, et dont une partie peut être déjà normalement saturée.

Le DPT est égal au quotient de la consommation d’oxygène par minute (VO2) par la différence artérioveineuse pulmonaire en oxygène ; différence des contenus en oxygène du sang qui sort des poumons (VP) et de celui qui y rentre (AP) :

DPT = VO2/10 (CvpO2 - CAPO2)

Le débit systémique total (DST), ou débit cardiaque, est la quantité de sang qui passe par minute dans la circulation générale.

Il est égal au quotient de la VO2 par la différence artérioveineuse systémique, différence dans les contenus en oxygène des sangs périphérique et veineux systémique mêlés ; différence des contenus en oxygène du sang qui va vers les tissus (Ca) et de celui qui en sort (Vm) :

DST = VO2/10 (CaO2 - CvßmO2)

Dans un shunt gauche-droit exclusif, le sang aortique a la même saturation que le sang veineux pulmonaire.

Le débit cardiaque et le débit pulmonaire effectif ont la même valeur.

Le shunt de gauche à droite (G=>D) est égal à DPT - DPE.

Dans un shunt droit-gauche exclusif, le sang artériel pulmonaire a la même saturation que le sang veineux mêlé.

Le débit pulmonaire est égal au débit pulmonaire effectif.

Le shunt de droite à gauche (D => G) est égal à la différence DST-DP.

Dans les courts-circuits bidirectionnels ou croisés, le shunt de gauche à droite (G => D) est égal au DPT moins le DPE ; le shunt de droite à gauche (D=>G), au DST moins le DPE.

L’importance des shunts peut être appréciée en établissant le rapport entre les débits pulmonaire et systémique totaux.

Ce rapport est égal au quotient des différences artérioveineuses systémique et pulmonaire :

DPT/DST = (CaO2 - CvßmO2) / (CvpO2 - CAPO2) = DAVS/DAVP

En revanche, il est impossible d’apprécier le volume d’un shunt en prenant comme base le seul enrichissement en O2, que ce soit en volumes ou en pourcentage.

6- Impédance artérielle :

Elle représente la somme des forces qui s’opposent à la progression pulsée du sang dans les artères et qui dépendent des résistances du système vasculaire et de la viscosité, de la pesanteur et de l’inertie du sang.

Dans le système cardiovasculaire, les résistances systémiques et pulmonaires, R, sont généralement définies, par analogie avec la loi d’Ohm, comme la relation de la différence des pressions existant de part et d’autre du circuit, P1 - P2, ou perte de charge, sur le débit Qqui le traverse : R = (P1 - P2)/Q.

Or, d’après la loi de Poiseuille-Hagen, dans le cas d’un écoulement laminaire, le débitQ qui traverse un tuyau cylindrique est une fonction directe de la différence des pressions P1 - P2, existant de part et d’autre du circuit, et du rayon r du conduit, et une fonction inverse de la viscosité í du fluide et de la longueur L du tube.

Mais en fait, la loi de Poiseuille-Hagen ne peut être appliquée sans discussion au système circulatoire dont le débit est, à la sortie des ventricules, pulsé, et dont les vaisseaux ont un rayon variable.

En présence d’un courant alternatif, la résistance est l’impédance Z, rapport variable existant à chaque instant entre la pression et le débit en un point donné de l’arbre artériel.

Dans le système cardiovasculaire, l’impédance est assimilable à celle d’un circuit électrique qui comporterait :

– une résistance ohmique, ou résistance proprement dite ;

– une bobine, qui donnerait lieu à une réactance inductive, inductance ou inertance ; celle-ci résulterait surtout chez l’homme de l’inertie de la masse sanguine ;

– un condensateur, qui agirait comme une réactance capacitive ou capacitance ; dans le système cardiovasculaire, celle-ci serait la conséquence de la compliance artérielle.

Les résistances artérielles sont généralement calculées comme le rapport des pressions sur le débit.

Les résistances artériolaires systémiques ou périphériques (RAS) sont égales au quotient de la différence des pressions moyennes aortique ou artérielle systémique (PAom ou PAm) et auriculaire droite (PADm ou PODm), par le débit cardiaque Q en L/min, soit : RAS = (PAom- PODm)/Q.

Les résistances artérielles systémiques totales (RAST) sont le quotient de la PAm sur le débit.

Les résistances artériolaires pulmonaires (RAP) sont calculées en divisant la différence des pressions moyennes artérielle pulmonaire (PAPm) et auriculaire gauche (PAGm ou POGm) ou capillaire (PCap), par le débit cardiaqueQ en L/min, soit : RAP = (PAPm-PCap)/Q.

Les résistances artérielles pulmonaires totales (RAPT) sont le quotient de la PAPm sur le débit. Les résistances postcapillaires ou « capillaires » pulmonaires sont égales au rapport de la pression capillaire pulmonaire sur le débit.

Les résistances peuvent être exprimées en unités conventionnelles, Wood (UW) ou Aperia, quotient des pressions en mmHg sur le débit en L/min ; en dyn·s·cm-5 dans le système CGS (centimètre, gramme, seconde) ; en N·s·m-2 dans le système MKSA (mètre, kilogramme, seconde, ampère) et en Pa·min·m-5 dans le système international (SI) actuel.

La pression est l’action d’une force sur une surface. Le débit est un volume écoulé par unité de temps.

Dans le système CGS, la pression s’exprime en dyn·cm-2 et les débits, en cm3·s-1.

La dyne (symbole dyn) est la force qui, appliquée à une masse de 1 g, lui imprime une accélération de 1 cm/s dans chaque seconde.

En hémodynamique, les pressions sont mesurées en mmHg.

Pour passer de ces mmHg aux dynes, il faut multiplier la hauteur de la colonne de mercure, en cm, par le poids spécifique du mercure, 13,6 et par l’accélération de la gravité, 980 cm·s-2 ; c’est-à-dire :

P mmHg × 0,1 × 980 × 13,6 = P mmHg × 1 333 =Adyn·cm-2.

Dans le système CGS, les résistances sont calculées en prenant la pression en dyn·cm-2 et les débits en cm3·s-1 :

R = (P mmHg X 1 333) / (1 000QL·min-1/60) = (P mmHg × 80) /QL·min-1) = Adyn·s·cm-5.

Les résistances sont aujourd’hui fréquemment exprimées en unités Wood (W), comme le rapport des pressions en mmHg sur les débits en litre par minute : 1 UW= 80 dyn·s·cm-5

La résistance artérielle périphérique totale, R, représente la composante statique de la charge, tandis que la composante pulsatile est reflétée par la compliance artérielle totale estimée, C, et les indices de propagation et de réflexion de l’onde de pouls.

L’élasticité artérielle effective, Ea, quotient de la pression télésystolique ventriculaire gauche (PTSVG) par le volume systolique VS serait une mesure valide de la charge artérielle chez l’homme.

Systèmes radiologiques et angiocardiographie :

Le cathétérisme cardiaque et l’angiocardiographie exigent l’emploi d’un système de rayons X.

La visualisation du coeur et des sondes est nécessaire pour la manipulation des cathéters.

Le but de l’angiocardiographie est d’obtenir des images de qualité, suffisantes pour établir un diagnostic correct des cardiopathies, au cours de l’injection d’un produit radio-opaque dans les cavités ou les vaisseaux du coeur.

L’enregistrement des images peut se faire sur des pellicules de 35 × 35 cm (ou de 35 × 24 cm), à une cadence relativement basse, de zéro à huit clichés par seconde pendant un temps maximal de 15 à 30 secondes : c’est la sériographie ou angiocardiographie fixe, ou bien à une vitesse de six à 120 images par seconde, sur des films de 35 mm, ou sur tout autre support, bande magnétique ou disque : c’est la cinéangiocardiographie (de ciné, mouvement).

Les progrès considérables des systèmes radiologiques, de l’électronique, de l’informatique et de l’interprétation numérique des images, avec répétition en boucle des séquences, permettent de travailler aujourd’hui dans de très bonnes conditions, et même d’enregistrer le déroulement des examens en temps réel, sur un vidéodisque laser ineffaçable et de grande longévité (30 ans).

Dans tous les cas, il faut choisir la sonde, le point d’injection, l’incidence, la vitesse d’injection en mL·s-1 et le volume de produit de contraste.

L’injection d’un certain volume de liquide radio-opaque dans des conditions de pression et de débit bien déterminées nécessite un injecteur approprié.

La cinéangiocardiographie exige le concours de nombreuses compétences ainsi qu’un équipement complexe et cher qui comprend notamment les éléments suivants :

– un système radiologique comportant un générateur, un tube de rayons X et une unité de contrôle ;

– un système de radioscopie composé d’un amplificateur de brillance et d’un ensemble de télévisions en circuit fermé ;

– un système d’enregistrement des images, autorisant la révision et le traitement immédiat et rapide de celles-ci, afin d’effectuer des mesures et des calculs facilitant la prise d’une décision ; il doit être possible de fixer une image de référence sur un écran, pendant que l’on continue à travailler en scopie sur un autre écran ;

– un système de reproduction des images permettant une interprétation et discussion extemporanée des documents et leur communication ou transmission secondaire si nécessaire.

A - Système radiologique :

Le générateur transforme le courant alternatif du réseau urbain en un courant continu, et fournit au tube de rayons X à la fois le courant à bas voltage nécessaire pour chauffer le filament de l’électrode négative ou cathode, et les hauts voltages indispensables pour accélérer suffisamment les électrons.

Le tube de rayonsXcontient les électrodes indispensables pour produire les rayons X.

Ces électrodes sont dans une ampoule de verre sous vide qui est immergée dans l’huile.

Le tout est refroidi par de l’air.

Les rayons X résultent du bombardement de l’anode (électrode positive) par les électrons émis par la cathode.

Ces électrons frappent les électrons des couches internes des atomes de l’anode et les chassent de ses orbites.

Le passage d’un électron d’une orbite externe à une orbite interne s’accompagne de l’émission de rayons X.

Les électrons qui passent à côté du noyau atomique sont freinés et changent de direction en donnant lieu aussi à l’émission de rayons X.

Le rendement des tubes de rayons X est très faible : 99 % de l’énergie employée est perdue sous forme de chaleur et de lumière.

Les rayons X se déplacent à la vitesse de la lumière et ne sont pas déviés par les champs électriques ou magnétiques.

Ils impressionnent les plaques photographiques, excitent la fluorescence de certaines substances et ionisent les gaz.

Les rayons X sont invisibles et peuvent être considérés comme formés de particules d’énergie, photons X, ou comme des vibrations d’une toute petite longueur d’onde.

Les rayons les plus pénétrants sont ceux de plus petite longueur d’onde.

Pour les obtenir, il faut utiliser des électrodes de métaux de haute masse atomique et appliquer des tensions très élevées.

Le wolfram ou tungstène (symbole W, masse atomique 183,9) qui est un bon conducteur et a un point de fusion élevé (3 400 °C), est un des métaux les plus employés à ces fins.

L’unité de mesure de la dose émise de rayons X est le röntgen, symbole R, qui correspond à la quantité de radiation qui produit sur une certaine masse d’air une émission d’ions portant une unité électrostatique d’électricité de chaque signe.

Dans le tube à rayons X, la cathode est un filament fin de tungstène qui, chauffé, émet des électrons.

Ceux-ci sont accélérés par la différence de potentiel existant entre les électrodes, et dirigés vers une zone limitée de l’anode en wolfram qui constitue la cible.

L’anode est une couronne dans un élément en tronc de cône rotatoire.

La surface de la cible est inclinée et forme, avec le faisceau d’électrons, un angle de 7 à 12°.

Les rayons X produits par ce foyer de l’anode sont d’autant mieux délimités et les images mieux définies que cet angle est plus petit.

Mais si cet angle est inférieur à 7°, le nombre d’électrons absorbés par la cathode devient trop important.

La portion de l’anode qui émet des radiations X à chaque instant, ou foyer, est très réduite.

Les tubes de cinéangiocardiographie des salles d’exploration actuelles ont des foyers de l’ordre de 0,6 mm et donnent des décharges de rayons X qui durent 4 ms, en utilisant des différences de potentiel de 60 à 100 kV et des intensités de courant de 250 à 400 mA.

B - Amplificateur de brillance et télévision en circuit fermé :

L’amplificateur de brillance et la télévision en circuit fermé ont augmenté considérablement les possibilités diagnostiques des rayons X.

La combinaison d’un écran luminescent et d’une photocathode, d’antimoniure de césium ou d’arséniure de gallium, permet de transformer l’image lumineuse, due à l’incidence des rayons X, en une image électronique.

Les rayons X, après avoir traversé le patient, frappent une surface luminescente et donnent lieu à des photons, qui sont transformés par la photocathode en un flux d’électrons.

Les électrons issus d’un point sont concentrés par une électrode chargée d’un potentiel négatif en forme aussi de surface cylindrique, et accélérés par une deuxième électrode en forme de surface cylindrique, portée à un potentiel positif, disposée devant l’anode.

En réglant la tension de ces éléments, on obtient que tous les électrons émanant d’un point de la photocathode viennent toucher un même point dans l’anode.

Il suffit que celle-ci soit recouverte d’une substance luminescente pour que l’image de la photocathode puisse être observée sur cet écran secondaire.

L’ensemble agit comme un amplificateur de brillance.

Un photon X qui traverse un patient donne une information qui se traduit par une illumination fugitive de l’écran. Pour former une image, il faut de nombreuses instructions.

La pluie de signaux n’est pas homogène et si le nombre des photons est petit, leur répartition est irrégulière et donne lieu à une fluctuation de l’image.

Le gain de l’amplificateur est limité par le « bruit » qui se superpose au signal principal.

Si la fluctuation est importante et le facteur de conversion élevé, le « bruit » visible se manifeste comme un effet de nuage, appelé scintillation.

L’émission de lumière par l’amplificateur ne cesse pas immédiatement après l’arrêt des rayons X ; il existe toujours un certain délai entre les deux événements.

Ce phénomène, la « rémanence », est très gênant si les objets étudiés se meuvent vite. L’amplificateur de brillance doit avoir un bon pouvoir séparateur.

Celui-ci peut être mesuré à l’aide d’un objet-test formé de lames opaques séparées par une matière transparente.

Un bon amplificateur doit permettre de distinguer clairement les éléments d’une mire ayant de 20 à 25 paires de lignes noires et blanches par centimètre (une ligne noire et une blanche font une paire).

Dans les services de cathétérisme, il faut un amplificateur avec un gain élevé, une faible rémanence et un bon pouvoir séparateur.

L’intensificateur d’images et l’analyse numérique facilitent l’emploi de la télévision en circuit fermé, d’un magnétoscope et de la cinéangiocardiographie et permettent le contrôle automatique des constantes.

L’image fournie par l’amplificateur est ronde.

Il est nécessaire de faire un noircissement circulaire de l’écran de télévision.

Le signal peut être enregistré sur une bande magnétique ou un disque, et revu immédiatement.

Ceci diminue les risques, accroît la qualité des examens et permet de décider raisonnablement de la suite de l’exploration.

Le recours à un ordinateur autorise le traitement des images pour calculer le calibre des vaisseaux, les volumes cavitaires ou la masse de certaines structures.

C - Cinéangiocardiographie :

La cinéangiocardiographie consiste à enregistrer les images observées au cours de l’injection d’un produit radio-opaque dans les cavités ou les vaisseaux du coeur, sur un film ou sur tout autre support, à la vitesse de 6 à 50 poses ou images/seconde.

Tous les paramètres d’exposition, de traitement et de lecture doivent être contrôlés de façon à obtenir une bonne iconographie et un diagnostic correct.

La quantité de lumière émise par l’écran secondaire de l’amplificateur de brillance est proportionnelle à la quantité de radiations X qui traverse le patient.

Celle-ci dépend de la nature même des rayons X.

En effet, dans la radiation d’un tube à rayons X, le nombre de photons X par unité de temps est déterminé par l’intensité du courant (mA) et par la différence de potentiel (kV) appliquées dans le tube.

L’énergie de ces photons, c’est-à-dire, le pouvoir de « pénétration » ou « dureté » des rayons X, est conditionnée par les kV.

Les rayons X « durs » sont mal absorbés, ils traversent facilement le patient.

Si le voltage des rayons X est très élevé, l’écran est trop « blanc », les artères coronaires se confondent avec les structures voisines.

Si le voltage est trop bas, les rayons X sont « mous », ne passent pas à travers le patient, l’écran est noir.

Il faut obtenir le meilleur rendement possible par rapport à l’épaisseur du malade, aux organes traversés et au produit radio-opaque, pour aboutir à une bonne image radiologique.

1- Contrôle automatique des constantes radiologiques :

La constance de l’émission des rayons X et de la luminosité de l’écran secondaire est assurée par un contrôle automatique des kilovolts.

La lumière issue d’une zone centrale de l’amplificateur de brillance, d’à peu près la moitié de sa surface, excite une photocathode qui envoie le courant ainsi produit à un comparateur.

Celui-ci reçoit aussi un signal de référence choisi préalablement.

Le comparateur commande le nombre de kV en fonction de la différence des deux courants.

Le noircissement ou la luminosité des images peuvent être modifiés manuellement.

2- Imagerie et lecture des images :

La qualité des images dépend aussi des systèmes de reproduction, écrans et supports.

Dans le cas des films, leurs caractéristiques doivent être bien connues et les conditions de développement parfaitement réglées, afin d’en tirer les meilleurs résultats. Le pouvoir de résolution ou séparateur d’un système de reproduction d’images dépend de la finesse et du nombre de points noirs et blancs qu’il utilise.

Le contraste est la différence de luminosité des parties de l’image ; il est d’autant plus bas que l’écart est petit.

Il faut pouvoir le modifier afin de définir correctement les structures que l’on veut analyser.

Les documents obtenus doivent être lus avec un système convenable qui permette le déroulement image par image, l’arrêt, la marche en avant et en arrière.

Il faut souligner que la qualité des images ne dépend pas seulement des constantes radiologiques et des conditions d’acquisition mais aussi des éléments de lecture et de la luminosité ambiante.

La plupart des systèmes radiologiques comportent aujourd’hui :

– un générateur de rayons X à potentiel constant ;

– un « statif » ou dispositif en parallélogramme, équilibré et isocentré avec, sur l’extrémité inférieure, un tube radiogène à trois foyers, à charge thermique élevée et à scopie pulsée, permettant de choisir trois champs de 23, 16 ou 11 cm, et pourvu de collimateurs, d’un filtre semi-circulaire, semi-transparent, et, sur l’extrémité supérieure, d’un système d’amplification et d’acquisition des images en mode numérique, qui peut être rapproché ou éloigné du tube, en modifiant ainsi la distance à la source.

Ce « statif » peut être mû pour obtenir les différentes incidences, rotations, obliques antérieures, droite ou gauche ± 90° ou angulations crâniale ou caudale ± 55° ;

– une table d’exploration confortable, disposant des éléments de contrôle nécessaires et pouvant être déplacée dans le sens longitudinal (vers la tête ou les pieds), tournée autour d’un axe vertical (vers la droite ou la gauche) et montée ou descendue de façon à faire coïncider le centre de masse du ventricule gauche avec le point d’intersection des deux lignes imaginaires verticale et transversale (dessinées par le faisceau de rayons X qui va du tube au centre de l’amplificateur avec le « statif » ou parallélogramme en position verticale et horizontale), avec la ligne imaginaire horizontale qui représente l’axe longitudinal de rotation du « statif » ; l’ensemble permettant un abord fémoral ou brachial droit ou gauche du patient ;

– un système de visualisation, de traitement et d’enregistrement des images permettant leur affichage et leur traitement au cours de l’exploration-intervention, l’analyse de la fonction ventriculaire gauche ou droite, la quantification des sténoses coronaires, la modification du contraste, l’amplification et le déplacement des images et le renforcement des contours.

3- Irradiation radiologique :

L’irradiation radiologique est un problème important en ce qui concerne le personnel travaillant dans les salles de cardiologie interventionnelle.

Comme toutes les radiations ionisantes, les rayons X ont des effets biologiques dont certains sont inéluctables, liés à la nature même de ces rayons et qui apparaissent à partir d’un seuil de dose, spécifique de l’organe, et dont la gravité augmente avec celle-ci : ces effets concernent surtout la peau, la thyroïde (hypothyroïdie) et le cristallin (cataracte).

Et d’autres sont aléatoires, stochastiques ou conjecturaux (leucémies, cancers, anomalies génétiques...) mais la gravité est indépendante de la dose, même si leur nombre s’accroît avec elle.

La dose absorbée se mesure aujourd’hui en grays, symbole Gy, qui est la quantité de rayonnement ionisant qui communique à 1 kg de matière une énergie de 1 joule.

La dose absorbée est difficile à mesurer (par calorimétrie ou dosimétrie chimique).

Elle est estimée généralement par calcul, en fonction de la nature de la radiation (il existe un facteur multiplicateur de 1 pour les rayons X) et du tissu ou organe exposé (1 pour les muscles, 4 pour les os, 5 pour le cristallin).

La dose absorbée s’exprime aussi souvent en sieverts, Sv.

La dose biologiquement efficace s’exprime en rem.

Le rem est la dose de radiation qui donnerait lieu sur un tissu biologique à un effet équivalent à celui produit par un röntgen, R, de rayons X.

Le rem permet de comparer les diverses radiations et de calculer les doses totales. Pour les rayons X, 1 R = 0,01 Gy = 10 mSv = 1 rem.

Il est recommandé (Commision internationale de protection radiologique, ICRP) de ne pas dépasser, par an et pour l’organisme entier, la dose de 50 mSv, soit 0,05 Gy, soit 5 rem, en ce qui concerne les effets stochastiques et 150 mSv au niveau des yeux.

Par trimestre, 30 mSv, soit 0,03 Gy, soit 3 rem ; pour les femmes en état de procréer, 13 mSv, soit 0,013 Gy, soit 1,3 rem ; pour les femmes enceintes, 3 mSv.

La limite de dose par semaine serait 1 mSv, soit 0,001 Gy, soit 0,1 rem.

La dose reçue par l’opérateur au niveau du cou serait de 5 mSv pour 100 explorations, et celle reçue par le personnel beaucoup plus basse.

Il faut donc porter un dosimètre et se protéger au maximum :

– en réduisant au minimum nécessaire le temps d’exposition ;

– en faisant appel à des systèmes de protection, lunettes adéquates, cache-thyroïde, tabliers appropriés, écrans protecteurs ;

– en accroissant autant que possible la distance de l’opérateur au malade, en rapprochant au maximum l’amplificateur du patient, et en recourant aux diaphragmes ;

– en faisant contrôler périodiquement le fonctionnement du système radiologique.

4- Sondes pour angiocardiographie :

Les sondes destinées à l’injection d’un volume important de produit de contraste en un temps très court doivent résister aux pressions nécessaires, sans éclater et rester en place, relativement immobiles, pendant l’injection.

Cela n’est possible qu’avec des sondes ayant des trous latéraux à leur extrémité distale.

Les angiocardiographies sélectives auriculaires et ventriculaires droites et gauches et artérielles pulmonaires ou aortiques, sont habituellement réalisées aujourd’hui avec des sondes en « queue de cochon », 5 F, 6 F ou 7 F.

Pour l’opacification des artères pulmonaires ou de l’aorte, il vaut mieux se servir de sondes de calibre 6 F ou 7 F, qui autorisent des débits suffisants (20 à 30 mL/s).

5- Vitesse et volume d’injection, lieu d’injection et incidence des rayons X :

Pour obtenir une opacification sélective des cavités cardiaques ou des vaisseaux du coeur qui soit suffisante pour analyser certaines structures ainsi que des phénomènes donnés, et pour établir le diagnostic d’une cardiopathie, il faut délivrer un certain volume de produit radio-opaque en un temps limité.

Cela n’est possible qu’avec un injecteur approprié, qui permet de choisir la vitesse d’injection, en mL/s, et le volume total.

Ces machines développent la pression nécessaire pour assurer le débit voulu ; elles permettent de fixer un délai de montée de la pression, qui favorise la stabilité de la sonde et une pression maximale à ne pas dépasser.

L’injection s’arrête si la pression excède la limite choisie. La pression de rupture des cathéters est en général supérieure à 1 000 PSI (70 kg/cm²).

Cette pression n’est pas délivrée à l’extrémité distale de la sonde, mais à la partie proximale.

Si le cathéter se casse, il le fait à la jonction de la sonde avec l’embout proximal, là où se trouve le point de moindre résistance.

Les débits que l’on peut obtenir avec les différentes sondes sont très variables.

Il faut retenir actuellement que les cathéters 5 F permettent des débits maximaux autour de 12 mL/s, les 6 F autour de 20 mL/s, et les 7 F, 30 mL/s.

Le lieu de l’injection du produit de contraste et l’incidence des rayons X sont choisis en fonction de la cardiopathie et du diagnostic recherché.

Pour l’étude des sténoses, il faut obtenir l’opacification de la cavité située en amont ; pour l’analyse des régurgitations, l’injection doit être effectuée dans la cavité d’où celle-ci provient.

La position du cathéter va dépendre aussi du type de la sonde.

L’analyse des anomalies, propres à une cavité ou un vaisseau, est généralement plus facile si l’injection du produit de contraste est effectuée dans la cavité ou le vaisseau intéressés.

Mais une injection en amont s’accompagne naturellement de l’opacification des structures situées en aval et peut permettre dans certains cas d’étudier celles-ci convenablement.

Sur le parallélogramme ou l’arcus, les rotations de l’élément supérieur du système radiologique, qui est l’amplificateur, à partir de sa position de repos tout en haut, qui correspond au « zéro », vers la droite du malade, antihoraires par rapport à l’opérateur, (situé à la droite et vers les pieds du patient), sont appelées obliques antérieures droites (OAD) et notées en degrés négatifs ; celles vers la gauche, horaires, obliques antérieurs gauches (OAG) et notées en degrés positifs ; celles vers la tête, crâniales (Cr), antihoraires, sont notées en degrés négatifs, et celles vers les pieds, caudales (Ca), horaires, en degrés positifs.

L’anatomie particulière du coeur fait que certaines incidences sont plus adéquates que d’autres pour l’étude d’une structure donnée.

Sur un coeur en situation normale, sans inversion ventriculaire ni transposition des vaisseaux, la valve tricuspide est bien vue en projection OAD -15° ou -45°.

La chambre de chasse du ventricule droit, en transverse, latérale ou de profil, ou en OAD -45°. L’AP droite, de face ; la gauche, en discrète OAG.

La valve mitrale, les oreillettes et les ventricules droit et gauche, en OAD-45°.

Les incidences axiales, hépatoclaviculaires (ou quatre chambres) et les vues selon le grand axe du coeur, proposées par Bargeron, Elliott et al sont très intéressantes pour l’analyse de certaines structures.

Dans les services de cardiologie d’adultes, les cas de patients ayant une cardiopathie congénitale, une malformation cardiaque ou une tumeur sont devenus exceptionnels.

Le diagnostic est généralement porté sur ces malades beaucoup plus tôt et habituellement par des méthodes peu invasives, échocardiographie, doppler ou autre.

L’analyse du comportement systolique de la valve tricuspide exige d’injecter le produit radio-opaque à la partie moyenne ou apicale du ventricule droit.

La boucle de la sonde en « queue de cochon » doit être située à la pointe, pour éviter à la fois une opacification sélective de la chambre de chasse et que les trous proximaux de la sonde soient au niveau de l’orifice valvulaire.

Le volume de l’injection, de 15 à 20 mL/s pendant 2,5 à 3 secondes.

La chambre de chasse du ventricule droit et la valve pulmonaire sont généralement bien vues aussi dans cette incidence.

L’angiocardiographie sélective artérielle pulmonaire est réalisée essentiellement pour étudier :

– l’arbre vasculaire pulmonaire, dans les cas de rétrécissement pulmonaire, d’HTAP ou d’embolie pulmonaire ;

– les veines pulmonaires, surtout dans les cas de retour veineux pulmonaire anormal ;

– l’oreillette gauche ;

– la valve mitrale.

Les opacifications pulmonaires peuvent être effectuées en cinéangiocardiographie sur le champ de 23 cm, à la cadence de 25 images par seconde, après injection sélective dans les artères pulmonaires droite et gauche de 15 à 30 mL/s en 1 ou 2 secondes.

Dans le cas de retour veineux pulmonaire anormal isolé, il faut injecter le produit de contraste dans l’AP du poumon intéressé, de 20 à 30 mL/s en 1 seconde. Pour confirmer l’existence d’une communication interauriculaire, avec un shunt de gauche à droite, il faut injecter le produit de contraste dans l’AP, de 20 à 30 mL/s pendant 2 secondes, ou dans l’oreillette gauche de 15 à 20 mL/s pendant 3 secondes, en incidence hépatoclaviculaire, OAG+30° à +45° Cr -45°.

L’oreillette gauche (OG) et la valvule mitrale (VM) sont visibles au cours de l’opacification du coeur droit, oreillette ou ventricule droits ou AP.

L’incidence idéale, en ce qui concerne ces deux structures (OG et VM), est l’OAD -30° -45°.

Mais s’il existe un myxome, un thrombus ou une anomalie auriculaire gauche, il faut aussi une OAG +30° à +45° Cr -45° (« hépatoclaviculaire »).

La valvule mitrale et le ventricule gauche sont parfaitement visibles en OAD -30° -45°.

Nous effectuons généralement les angiocardiographies sélectives ventriculaires gauches avec une sonde « queue de cochon » 5 F ou 6 F, de12 à 17 mL/s pendant 2,5 à 3 secondes.

Dans le cas de prolapsus valvulaire mitral, d’anévrisme ventriculaire, de rétrécissement aortique valvulaire ou sous-valvulaire ou de cardiomyopathie hypertrophique obstructive, il faut de plus effectuer une opacification en OAG+50° +75° Cr -20° (OAG « long axe »). Dans les communications interventriculaires, les projections idéales sont l’OAG +50° +75° Cr -20° (« long axe ») et l’hépatoclaviculaire (OAG +30° +45° Cr -45°).

La « queue de cochon » doit se trouver près de la pointe (afin d’obtenir une opacification satisfaisante de toute la cavité).

Si la sonde est sous-aortique, l’opacification ventriculaire est souvent incomplète.

6- Substances de contraste :

De nombreuses substances ont été utilisées dans le passé pour opacifier les cavités et les vaisseaux du coeur.

Ces substances doivent être bien tolérées, stables, solubles dans l’eau et non toxiques.

Les produits de contraste radiologiques employés aujourd’hui sont surtout des composés « non ioniques, peu visqueux et d’osmolalité faible, relativement bien tolérés par l’organisme, monomères triiodés, obtenus par amidation de la fonction acide, tels l’iopamidol (Iopamiron) et l’iohexol (Omnipaque) qui contiennent autour de 300-350 g d’iode par litre et dont l’osmolalité se situe autour de 800 mOsm/kg.

L’iode, dont la masse atomique est très élevée (126, 9) apparaît comme un élément radio-opaque idéal.

L’osmolalité est une conséquence du nombre de particules osmotiquement actives (POA) par kg de solvant à une température donnée.

La pression osmotique totale du plasma est d’environ 300 mOsm/kg H2O à 37 °C.

La viscosité d’une solution est la résistance qu’elle oppose à un écoulement uniforme.

Elle est due aux frottements internes.

Les effets adverses des produits de contraste sont à la fois locaux et généraux.

Les réactions locales, sur la genèse desquelles nous sommes encore aujourd’hui incertains, résulteraient surtout de l’hyperosmolarité et de la composition chimique des substances utilisées.

Ces réactions sont maximales à l’endroit même ou à proximité du lieu d’injection.

L’angiocardiographie veineuse ou sélective ou auriculaire, ventriculaire, artérielle pulmonaire ou aortique, est généralement bien supportée ; elle s’accompagne d’une sensation de chaleur qui progresse comme une vague, du coeur vers les extrémités et qui entraîne une céphalée et une impression douloureuse fugace à la pointe des doigts et parfois même de l’anus.

Ces sensations sont brèves, elles ne durent habituellement que quelques secondes.

Il faut en avertir le patient avant d’effectuer l’injection.

Si la céphalée est violente, elle peut être apaisée en posant sur le front un champ humecté avec de l’eau froide. Le patient peut ressentir aussi des nausées et même vomir.

Il faut dans ces cas recommander au malade de respirer calmement, de tousser un peu et d’attendre. L’injection du produit de contraste dans le ventricule droit ou l’AP peut déclencher des quintes de toux.

L’angiocardiographie veineuse ou sélective droite, auriculaire, ventriculaire ou artérielle pulmonaire, s’accompagne d’un accroissement des pressions droites.

L’injection du produit radio-opaque dans les ventricules donne souvent lieu à des extrasystoles.

L’opacification du ventricule gauche entraîne généralement une diminution de la pression systolique ventriculaire et artérielle, à cause de l’effet dépresseur du produit de contraste sur le myocarde et de la vasodilatation périphérique.

La pression télédiastolique ventriculaire gauche, capillaire pulmonaire et artérielle pulmonaire s’accroissent.

Le produit de contraste représente une surcharge volumique qui est fonction de la vitesse de l’injection, de la quantité injectée et de l’hyperosmolalité du liquide employé.

L’hématocrite décroît initialement pour revenir vers les valeurs de départ dès la dixième minute.

La fréquence cardiaque augmente.

Le débit cardiaque s’accroît généralement pour atteindre un maximum vers la deuxième minute de l’angiocardiographie, puis descend discrètement au-dessous des valeurs de contrôle, pour revenir à la situation initiale après 15 à 20 minutes.

Les volumes ventriculaires ne seraient pas modifiés pendant les trois à quatre premières systoles.

L’effet du produit radio-opaque est aussi fonction des conditions hémodynamiques préexistantes.

Le gradient « capillaire pulmonaire » ventricule gauche s’accentue considérablement dans les cardiopathies mitrales.

Chez les malades ayant une atteinte sévère de la fonction cardiaque, l’angiocardiographie sélective peut donner lieu à une inefficacité cardiaque avec choc, ou à un oedème aigu du poumon grave.

Les réactions générales aux substances radio-opaques résulteraient de phénomènes « allergoïdes » de nature pseudoanaphylactique, de la libération de certains médiateurs, comme l’histamine et des kinines, d’une fibrinolyse, de l’activation du complément et de phénomènes de coagulation intravasculaire encore mal connus.

Le traitement anticoagulant par l’héparine, les antihistaminiques et les stéroïdes préviendraient ou amenuiseraient ces réactions.

Le traitement par bêtabloquants non sélectifs favoriserait la survenue d’un bronchospasme chez les sujets susceptibles (asthmatiques).

Les réactions du type « anaphylactoïde » incluent des événements mineurs, tels qu’éternuements, réactions papuleuses localisées, angio-oedème, urticaire ou érythème généralisé, ou des faits plus graves tels qu’un bronchospasme, un oedème de la glotte ou un collapsus cardiovasculaire pouvant être létaux.

La chute de la tension artérielle au cours d’une exploration angiocardiographique peut être d’origine vagale (elle s’accompagne alors généralement de sueurs, de bradycardie, sauf en cas de traitement par des bêtabloquants non sélectifs, et de bâillements), d’origine « toxique », par action inotrope négative et vasodilatation périphérique, ou de nature ischémique ou anaphylactoïde.

Dans ces cas, il faut remplir le patient avec du Plasmiont ou du Plasmagelt désodé, administrer de l’oxygène et de l’atropine et si nécessaire de l’adrénaline, 0,1 à 0,2 mg IV et des vasopresseurs, Dobutrex, de 2 à 10 lg/kg/min selon les besoins.

Chez les sujets prédisposés, allergiques à d’autres agents, ou ayant déjà eu des réactions défavorables aux produits de contraste au cours d’examens précédents, un traitement prophylactique est justifié.

Celui-ci, réparti sur les 24 à 48 h qui précèdent l’exploration, comporte généralement des corticoïdes, des antihistaminiques H1, et des sédatifs.

Et juste avant l’intervention, injecter en IV des corticoïdes et 0,5 mg d’atropine.

En cas de réaction allergique, administrer un traitement adéquat. Les substances radio-opaques employées en cardiologie ont deux points d’impact supplémentaires qu’il faut garder en mémoire : le cerveau et les reins.

Si la barrière sanguine cérébrale est intacte et si la concentration du produit de contraste (P de C) dans les vaisseaux du cou est peu importante, comme c’est le cas au cours des explorations effectuées dans les services de cardiologie, les risques d’accidents nerveux sont infimes et négligeables.

Il faut éviter à tout prix l’injection sélective des artères de la moelle épinière.

La néphrotoxicité des P de C est très discutée.

Les risques d’anurie sont mineurs ; celle-ci serait plus fréquente chez les patients âgés, déshydratés, ou ayant une insuffisance cardiaque, un diabète, une hypertension artérielle ou une insuffisance rénale préalable avec une urée élevée supérieure à 0,3 g/L soit 3 à 7 mmol/L, une créatininémie supérieure à 12 mg/L (120 mmol/L) et une clairance de la créatinine inférieure à 20 mL/min.

L’anurie, généralement régressive, peut parfois exiger une dialyse.

Il faut chez certains patients limiter la quantité d’iode injectée et favoriser l’hydratation en permettant l’absorption précoce de liquides après l’exploration.

7- Calcul du volume des cavités cardiaques :

Les progrès des moyens d’exploration et le traitement par ordinateurs des données recueillies au cours de l’opacification du coeur rendent actuellement possible l’estimation rapide des volumes auriculaires et ventriculaires, droits et gauches, les volumes télédiastolique, télésystolique et d’expulsion ventriculaires gauches, la fraction d’éjection, le volume et la fraction de régurgitation systolique (en cas d’insuffisance mitrale) ou diastolique (en cas d’insuffisance aortique) ainsi que la cinétique ventriculaire gauche.

Il ne faut cependant pas oublier que le calcul des volumes des cavités cardiaques est entaché d’un certain nombre d’incertitudes.

Il repose sur des hypothèses approximatives qui concernent :

– la position du coeur par rapport au support de l’image et à la source de rayons X ;

– la forme supposée de la cavité, d’après laquelle est établie la formule de calcul ;

– l’emploi d’équations de correction empiriques ;

– la difficulté de définir les limites de l’ombre cardiaque ;

– le volume variable occupé dans les ventricules par les piliers et les « trabeculae carnae » ;

– le fait que ces mesures ne sont généralement pas effectuées que sur un seul cycle cardiaque.

Le calcul pose essentiellement deux problèmes : quel est le rapport qui existe entre les dimensions de l’image radiologique et celles de la cavité elle-même ?

Quelle est la formule qui permet d’estimer au mieux le volume considéré ?

8- Déformation radiologique :

La déformation de l’ombre cardiaque résulte du non-parallélisme des rayons X et de l’effet dit de « pelote à épingles ».

Dans un tube cathodique, les rayons subissent une dispersion électromagnétique, d’autant plus marquée qu’ils sont plus loin du centre du tube et proches des quatre coins de l’écran.

Cette distorsion est surtout importante à partir d’une distance du centre égale à 9/10es du rayon de l’image.

La déformation due au non-parallélisme des rayonsXdépend de la distance du film-support de l’image au tube « radiogène » et au plan du coeur.

Les premières formules ont été établies à partir des angiocardiographies fixes biplan face et profil.

Elles ont permis de vérifier le bien-fondé des hypothèses employées.

9- Facteur de correction ou d’agrandissement :

Cependant, dans la pratique, les angiocardiographies sont souvent effectuées dans un seul plan à la fois, à la cadence de 5 à 50 images par seconde.

Cela permet de suivre le cycle cardiaque et de choisir le moment qui correspond au phénomène à étudier.

Il est difficile d’appliquer à ce système les formules établies pour les angiocardiographies fixes biplan permettant de calculer le facteur d’agrandissement.

La déformation due aux rayons X est appréciée dans ces cas en filmant, dans les conditions de l’examen, un témoin (sphère ou grille de surface connue placée à la hauteur du plan qui contient le centre de la masse cardiaque, CMC).

Ce plan est généralement considéré comme se situant à mi-hauteur du diamètre antéropostérieur thoracique du patient.

L’emploi de l’arcus, arceau mobile qui porte à une extrémité la caméra et à l’autre le tube de rayons X, ou du parallélogramme, simplifie un peu le problème.

Le facteur de correction devient une « constante » si l’on place le centre de rotation du système sur le CMC avec l’arceau en position horizontale à une distance donnée.

Dans les systèmes actuels, le facteur de calibrage est intégré dans les algorithmes de calcul.

10- Formules de calcul du volume du ventricule gauche sur les angiocardiographies biplan :

* Méthodes de la surface-longueur de Dodge et al et des multitranches de Chapman et al :

La cavité du ventricule gauche est assimilée à un ellipsoïde de révolution, ou considérée comme résultant de la superposition d’une série de tranches de section elliptique.

Le volume du ventricule est calculé grâce à des formules représentatives en utilisant des angiocardiographies biplan, par la méthode de Dodge et al dite de la surface-longueur, ou des multitranches de Chapman et al.

La méthode de Dodge et al considère le ventricule comme un ellipsoïde de révolution dont le volume serait :

Vc = (4/3) × ∏ × (Dp/2) × (Df/2) × (L/2) × F3 L est le plus long des deux grands axes tirés de la base à la pointe du coeur de face et de profil.

Df et Dp sont les plus petits axes, ou axes transverses, calculés à partir des surfaces Sf et Sp et des grands axes Lf et Lp mesurés respectivement sur les angiocardiographies de face ou de profil.

En effet, dans une ellipse, la surface S est : S = ∏ × (L/2) × (D/2) d’où : (D/2) = 2 S/ ∏ L F3 est le facteur de correction au cube.

Le volume réel du ventricule,Vr, serait égal à 0,928 fois le volume calculé Vc moins 3,8 mL : Vr = 0,928 Vc - 3,8.

La méthode des multitranches de Chapman et al est basée sur une modification de la règle de Simpson.

Le coeur est assimilé à une série de tranches de 1 mm d’épaisseur (h = 0,1 cm) et de section elliptique de diamètre frontalAet antéropostérieur B.

Le volumeVde chaque tranche est :

V = (∏ × h ×A× B) / 4

et le volume de la cavité, Vc :

Vc = p (h/3) [∑ Ai B i + ∑ (1/2)A j B j]

ce qui devient

Vc = p (h’/3) [∑ Ai B i + ∑ (1/2) Aj B j]

une fois chaque dimension multipliée par le facteur de correction F avec i = 1, 3, 5,... sections impaires, et j = 2, 4, 6,... sections paires.

Cette méthode est parfaite pour l’étude des ventricules irréguliers, myocardiopathies hypertrophiques obstructives et anévrismes ventriculaires.

Les tranches situées au même niveau sur l’axe principal de l’angiocardiographie de face et de profil sont supposées être les mêmes.

La surface elliptique de chaque section peut être obtenue plus exactement en considérant le diamètre majeur (A ou B) comme le grand axe et en calculant le petit axe en fonction du grand et de l’angle compris entre les deux.

* Calcul du volume du ventricule gauche sur les angiocardiographies monoplan :

Le calcul du volume du ventricule gauche est aussi possible à partir des angiocardiographies monoplan.

En effet, les deux diamètres transverses du ventricule sont à peu près identiques, sauf dans le cas des cavités très irrégulières.

Dodge et Sandler trouvent que le diamètre antéropostérieur du ventricule gauche Dp, mesuré sur le film de profil, est en moyenne égal à 0,987 fois le diamètre transverse Df, mesuré sur le film frontal, plus 0,2 (Dp = 0,987 Df + 0,2).

Snow et al trouvent que le diamètre antéropostérieur du ventricule gauche en position oblique antérieure droite est égal à 0,85 fois le diamètre transverse. Dans les formules employées le plus souvent, les deux diamètres transverses sont considérés comme égaux.

Dans la méthode de la surface-longueur de Dodge et al sur les angiocardiographies de face ou en oblique antérieure droite, le volume ventriculaire Vc est calculé d’après l’équation :

Vc = (4/3) × ∏ × (L/2) × (D2/4) × F3 ;

L est le grand axe tracé de l’apex ventriculaire à la racine aortique, et passant par le centre du ventricule ; L coupe la surface du ventricule en deux moitiés.

D est le diamètre transverse, calculé à partir de la surface S du ventricule et du grand axe L : D/2 = 2S/∏L et D2/4 = 4S2 /∏2L2,

d’où Vc = 0,85 × (S2/L) × F3

D’après Dodge et al, le volume réel du ventricule gauche Vr est égal à 0,951 fois le volume calculé sur les cinéangiocardiographies effectuées de face -3 : Vr = 0,951 Vc - 3 ; Kennedy et al trouvent de bonnes corrélations entre le volume du ventricule gauche calculé sur les angiocardiographies de face ou en oblique antérieure droite et les volumes réels obtenus d’après des angiocardiographies biplan : de face, le volume réel du ventricule gauche Vr est égal au volume calculé Vc plus 9,6 et en oblique antérieure droite, l’incidence des rayons X faisant un angle de 28° avec la verticale sur un sujet couché à plat sur le dos : Vr = 0,81 Vc + 1,9.

La méthode des multitranches, de Chapman et al, peut aussi être appliquée aux angiocardiographies monoplans.

Le volume ventriculaire V est égal à : V = (∏h’/3) × [∑ A’i 2 + ∑ (1/2) A’j 2]

Le ventricule est coupé en tranches d’épaisseur égale dont les diamètres A, exprimés en centimètres, sont numérotés.

Ai sont les diamètres impairs, Aj les diamètres pairs.

Cherrier et al coupent le ventricule perpendiculairement au grand axe en 20 sections tronconiques ou trapézoïdales. Le volume ventriculaire V est égal à : V = F3 × (∏/3) × (L/20) × ∑ (R2 i + R2 j + RiRj) où i vaut de 1 à 19 (1, 3, 5,...), j, i + 1 et Ri et Rj sont les rayons de chaque tranche i et j.

Les volumes du ventricule gauche calculés ainsi sont en général surestimés.

Aux causes d’erreurs déjà citées s’ajoutent : d’une part, les difficultés de définir avec précision le contour de la cavité, particulièrement en systole (il est habituel d’inclure dans l’ombre du ventricule des régions même peu opacifiées) et, d’autre part, l’impossibilité de connaître le volume occupé dans le ventricule par les piliers et les trabécules musculaires (volume relativement important, surtout en systole et dans les petits coeurs).

Cependant, l’étude des corrélations démontre la fiabilité de la méthode.

* Volumes auriculaires :

Les volumes des oreillettes, gauche ou droite, peuvent être calculés aussi sur les angiocardiographies biplan, en assimilant ces cavités à des ellipsoïdes de révolution, par la méthode de la surface-longueur ou en appliquant la règle de Simpson.

* Volume du ventricule droit :

Le calcul du volume du ventricule droit n’est raisonnable que sur des angiocardiographies biplan.

Seul Graham a décrit une méthode, dite des deux chambres, permettant d’estimer le volume du ventricule droit sur l’angiocardiographie de profil.

La méthode de la surfacelongueur modifiée et la règle de Simpson sont aussi applicables au ventricule droit.

Celui-ci est assimilé, par certains auteurs, tantôt à un parallélépipède, tantôt à un prisme ou à une pyramide à base triangulaire.

* Volumes télédiastolique et télésystolique, fraction d’éjection et de régurgitation et vitesse moyenne du raccourcissement circonférentiel du ventricule gauche :

Les volumes télédiastolique et télésystolique ventriculaires gauches (VTD et VTS) sont les volumes, en mL ou en mL/m² de surface corporelle (volumes indexés), de cette cavité dans la phase correspondante du cycle cardiaque.

Les VTD et VTS du ventricule gauche sont généralement calculés sur les angiocardiographies sélectives ventriculaires, en considérant l’ombre ventriculaire maximale, VTD, et minimale, VTS.

Les valeurs normales duVTD et du VTS du VG sont de 70 ± 20 et 25 ± 17 mL/m².

Le volume systolique (VS) est la différence VTD - VTS.

Le VS vaut normalement 45 ± 13 mL/m².

La fraction d’éjection est le rapport du VS sur le VTD.

Elle est normalement de 67 ± 8 %.

En présence d’une régurgitation (exemple : insuffisance mitrale ou aortique), le VS chassé par le ventricule est supérieur au volume systolique effectif (quotient du débit Q par la fréquence cardiaque f, VSE =QC/f).

Le rapport (VS - VSE)/VS est la fraction de régurgitation, FR.

La vitesse moyenne de raccourcissement circonférentiel du ventricule gauche, ou VCF, s’exprime habituellement en circonférences par seconde (en prenant comme unité la circonférence télédiastolique du VG) :

VCF = (∏DTD - ∏DTS)/TE × ∏DTD = (DTD - DTS)/TE × DTD

avec DTD et DTS : diamètres ventriculaires télédiastolique et télésystolique et TE : temps d’éjection ventriculaire en seconde.

Le calcul des volumes ventriculaires, télédiastolique ou télésystolique et de la fraction d’éjection, peut être aussi effectué grâce aux courbes de dilution, vert d’indocyamine ou froid dans l’absence de régurgitation.

11- Analyse de la cinétique du ventricule gauche sur les angiocardiographies sélectives :

La fonction ventriculaire gauche est généralement analysée à partir des valeurs de la pression télédiastolique et des données tirées des angiocardiographies sélectives ventriculaires (PTDVG et ACGSVG).

Les angiocardiographies sélectives ventriculaires gauches (ACGSVG) sont généralement effectuées en OAD 30° et en OAG 60°.

Ces deux incidences permettent de calculer les volumes ventriculaires gauches télédiastolique et télésystolique indexés (VTDVGi et VTSVGi) et la fraction d’éjection (FE), d’affirmer la présence ou l’absence d’une insuffisance mitrale et d’analyser la cinétique ventriculaire.

Le VTDVGi est, dans les cardiopathies, normal ou élevé, et la FE, normale ou abaissée.

Il existe une corrélation négative entre la FE et leVTDVGi : la FE diminue à mesure que le VTDVGi augmente.

La FE, malgré son peu de valeur théorique en tant que paramètre de contractilité et de fonction ventriculaire, a une certaine valeur pronostique.

L’ischémie et la nécrose myocardique s’accompagnent souvent d’un trouble de la contraction ventriculaire, qui peut donner lieu à une réduction de la FE, et qui se traduit habituellement par une perturbation localisée de la cinétique ventriculaire : soit par une diminution (hypokinésie ou hyposynérèse) ou absence (akinésie ou asynérèse) de contraction ; soit par un mouvement paradoxal d’expansion de la paroi ventriculaire au cours de la systole, généralement reconnu sous la dénomination de dyskinésie ; soit par un asynchronisme, ou une altération du déroulement normal de la contraction ventriculaire, avec une perturbation initiale marquée de celle-ci, et une cinétique tardive normale ou quasi normale, tardokinésie, tout à fait caractéristiques.

L’ACGSVG en OAD permet d’évaluer assez correctement la cinétique VG.

Dans cette incidence, le bord antérosupérieur de l’ombre ventriculaire correspond à la paroi antérieure du VG, irriguée par l’artère interventriculaire antérieure (IVA), le bord postéro-inférieur à la paroi diaphragmatique de ce ventricule, irriguée par l’artère interventriculaire postérieure (IVP), et la pointe à l’apex ventriculaire, qui reçoit du sang d’une façon variable de l’IVA, de l’IVP et de l’artère circonflexe, Cx.

L’asynergie de ces territoires résulte de lésions significatives de ces artères. Les modifications de la contraction des territoires septal et postérolatéral du VG ne sont visibles qu’en OAG.

C’est sur cette paroi et dans cette incidence que se voient les asynergies dues à des lésions de la Cx, surtout de sa branche marginale, MG.

L’évaluation de la contraction VG est importante du point de vue diagnostique, pronostique et thérapeutique.

L’analyse subjective de cette cinétique est difficile et beaucoup trop imprécise.

L’analyse objective quantitative exige d’une part d’éviter les mouvements du coeur qui pourraient être dus au déplacement du malade ou du système radiologique, ou à la respiration ; pour ce faire, la table doit être maintenue fixe, le patient est prié de rester immobile, de gonfler la poitrine à fond et de retenir l’air dans les poumons le temps de l’opacification ; et d’autre part de tenir compte des mouvements de translation et de rotation du coeur qui accompagnent la contraction cardiaque.

L’idéal serait sans doute de suivre le parcours de chacun des points de la paroi ventriculaire tout au long de la systole.

Dans la pratique, on accepte généralement que la contraction du coeur est homogène et se fait autour d’un point central ou d’un axe de symétrie, l’axe de révolution de l’ellipsoïde ventriculaire.

De très nombreuses méthodes ont été proposées pour analyser la contraction cardiaque.

Certaines ignorent toute translation et rotation et font coïncider à chaque point diastolique un point similaire systolique : soit en divisant les contours supérieurs et inférieurs diastoliques et systoliques du VG, depuis les bords supérieur et inférieur de l’orifice aortique à la pointe, en 12 segments égaux, et en considérant le rapport de la distance existant entre chaque deux points diastolique et systolique correspondants des ombres ventriculaires à une valeur fixe (égale à la moitié du grand axe diastolique) ; soit (méthode de Stanford) en divisant le coeur grâce à dix rayons formant des angles de 36° ; ces rayons prennent comme axe de référence une ligne tirée sur le contour systolique, depuis le bord supérieur de l’orifice aortique à l’apex, et comme centre un point situé sur cet axe, à 69/100es de l’aorte.

D’autres cherchent à rassembler correctement les ombres systolique et diastolique du VG ; soit en superposant les centres géométriques ou de masse (CM) des deux contours, et en faisant alors tourner l’image systolique autour de ce centre, pour aligner les apex, soit en traçant deux axes, diastolique et systolique, depuis le point moyen de l’orifice aortique à la pointe, et en faisant alors tourner le contour systolique autour du point d’intersection des deux axes pour aligner les apex (méthode proposée par Virot et al).

Leighton et al dessinent un axe diastolique qui, partant de l’apex, divise l’ombre diastolique du VG en deux moitiés, et un axe systolique, qui va de l’apex au point d’intersection de la racine aortique avec l’axe diastolique ; ils font alors tourner le contour systolique autour de ce point, pour superposer les deux axes.

Les contours de l’ombre ventriculaire sont coupés par des rayons, ou par des diamètres perpendiculaires au grand axe aorte-apex.

Ces rayons ou diamètres sont, dans certaines méthodes, communs à la diastole et à la systole, dans d’autres, similaires mais indépendants.

Le raccourcissement de chacune de ces distances et la diminution des surfaces sont généralement exprimés comme un pourcentage par rapport aux paramètres diastoliques correspondants, axes, rayons, cordes ou surfaces : (PD - PS)/PD.

Il semble que l’estimation en fonction des surfaces soit meilleure.

Toutes les méthodes employées comportent une certaine proportion d’incertitude et d’erreurs ; Bardet et Fernandez divisent à l’aide de quatre lignes perpendiculaires le grand axe longitudinal télésystolique en cinq segments égaux.

Ils obtiennent ainsi neuf hémiaxes : quatre antérosupérieurs, quatre postéro-inférieurs et un apical, distance de la pointe au plus proche diamètre transversal. Le pourcentage de raccourcissement moyen normal des hémiaxes 1 à 7 est de 45 à 55 % ; celui des hémiaxes 8 et 9, autour de 30 et 23 %.

12- Diagnostic des cardiopathies sur les cinéangiocardiographies sélectives :

L’analyse des angiocardiographies sélectives permet non seulement l’étude de la cinétique et de la fonction ventriculaire, mais aussi le diagnostic des cardiopathies, malformations (communications interauriculaires ou interventriculaires, sténoses pulmonaires, valvulaire ou infundibulaire, maladie d’Ebstein ou autre), ou atteintes valvulaires (surtout régurgitations ventriculo-auriculaires, tricuspide ou mitrale, dans le cas des angiocardiographies ventriculaires, ou aortiques ou pulmonaires, dans le cas des angiocardiographies sus-sigmoïdiennes).

L’importance des régurgitations ventriculo-auriculaires ou artérioventriculaires peut être estimée :

– quantitativement, dans les cas des régurgitations isolées, en calculant le volume de régurgitation, VR, différence entre le volume total chassé par le ventricule (VST), égal au volume télédiastolique (VTD) moins le volume télésystolique (VTS) et le volume systolique antérograde effectif (égal au quotient du débit cardiaque, DC, sur la fréquence cardiaque, FC) ; la fraction de régurgitation, FR, est égale au rapport du volume de régurgitation sur le volume systolique total, FR : ((VST ou VTD - VTS) - VSE)/VST = VR/VST.

Le volume systolique total, VST, peut aussi être calculé à partir du volume systolique effectif, VSE, si l’on connaît la fraction de régurgitation, FR (exprimée généralement en pourcentage VST = VSE / (1 - FR) ;

– semi-quantitativement, en fonction du degré d’opacification des chambres situées en aval et en amont de la valve incompétente.

La régurgitation est dite légère (une croix), représentant moins de 20 % du flux transvalvulaire total, si l’opacification de la chambre d’amont se fait par bouffées systoliques, dans le cas des valves auriculoventriculaires, diastoliques dans le cas des valves sigmoïdes, avec opacification faible de cette chambre.

Modérée (deux croix), si l’opacification de la chambre d’amont est homogène, mais faible, de densité inférieure à celle de la chambre où a lieu l’injection ; la régurgitation représentant dans ce cas entre 20 et 40 %du flux total.

Et trois croix, régurgitation importante, si l’opacification des deux chambres est égale ; fraction de régurgitation entre 40 et 60 %.

13- Évaluation de la fonction cardiaque :

Le coeur doit assurer à toutes et à chacune des parties de l’organisme l’apport des substances dont elles ont besoin à chaque moment de leur existence, et l’élimination de leurs déchets, en respectant certaines normes.

De nombreuses conditions peuvent altérer ce travail.

Le système cardiovasculaire s’adapte de manière à compenser les défaillances.

Malheureusement, et à long terme, ces mécanismes de compensation contribuent souvent à aggraver la situation.

L’étude ou l’évaluation de la fonction cardiaque essaye de mettre au clair les causes de ces dérèglements, afin de les traiter le plus correctement possible.

L’évaluation de la fonction cardiaque exige d’apprécier :

– la qualité de la contraction (fonction pompe et fonction musculaire intrinsèque, ou contractilité) et la qualité de la relaxation ;

– le comportement diastolique passif du coeur. En effet, si l’on considère le coeur comme un muscle et une pompe, le cycle cardiaque comporte deux périodes :

– l’une active, qui comprend la contraction (contraction préisovolumétrique et isovolumétrique et une grande partie de l’éjection) et la relaxation (fin de l’éjection, relaxation préisovolumétrique et isovolumétrique et remplissage ventriculaire rapide), qui se font avec consommation d’énergie ;

– l’autre passive, la diastole, qui comprend le remplissage ventriculaire lent et le remplissage systolique auriculaire.

Cette définition diffère un peu des notions classiques, qui appliquent le terme de systole ventriculaire (du grec stole se raccourcir, sin ou sys, sur soi-même) à l’intervalle qui sépare du deuxième bruit le début de la montée de la pression ventriculaire, et celui de diastole (du grec dia, qui va vers ou qui mène à) à l’intervalle qui existe entre le deuxième bruit et le début de la systole suivante.

14- Évaluation de la fonction pompe :

L’estimation de la fonction pompe repose sur l’étude du débit cardiaque, Qou DC, et des conditions de travail du coeur (pressions et volumes télédiastoliques [PTDV et VTDV], télésystoliques [PTSV et VTSV] et systoliques [PS et VS], fraction d’éjection [FE] et travail ventriculaire, TV gauche ou droit), au repos et si nécessaire au cours d’une épreuve d’effort, de remplissage ou pharmacologique.

Le débit cardiaque par mètre carré de surface corporelle (DC/m²), ou index cardiaque (IC), vaut normalement 3,55 ± 0,75 L/min/m².

L’IC est égal au quotient de la consommation d’oxygène par minute et par mètre carré de surface corporelle VO2/m (143 ± 14 mL) par la différence artérioveineuse en oxygène (4,1 ± 0,06 mL/100 mL de sang).

Le débit cardiaque, même au repos, dépend de nombreuses variables et il est parfois difficile, face à une valeur donnée, de décider de sa normalité.

Le calcul du « pourcentage d’utilisation d’oxygène », rapport de la DAV sur le CaO2, permet d’apprécier facilement sa qualité.

Ce rapport est normalement inférieur à 26 %.

L’IC peut être considéré comme le résultat du produit du volume de sang expulsé à chaque systole par le ventricule, (ou volume systolique par mètre carré, ou indexé, VSI), par la fréquence cardiaque.

Le volume systolique (VS) dépend :

– de la précharge, souvent assimilée à la PTDVG, mais qui est en fait le « stress » ventriculaire, ou force de distension à laquelle est soumis le ventricule en télédiastole ;

– de la contractilité ;

– de la postcharge, ensemble des forces qui s’opposent à la vidange ventriculaire (résistances du système vasculaire, R [appréciées comme le rapport de la pression artérielle moyenne, PAm, sur le DC], et valeur de l’élastance artérielle effective, Ea [quotient de la pression télésystolique ventriculaire, PTSV, sur le volume d’éjection systolique, VS], qui est une mesure valide de la charge artérielle due à la distensibilité des vaisseaux et à la viscosité, pesanteur et inertie du sang).

La fraction d’éjection, FE, rapport de la différenceVTD moins VTS, sur le VTD, est un indice assez fidèle de la fonction ventriculaire.

La FE vaut normalement 67 ± 8 % ; de 56 à 83 %.

L’étude des points de fonction ventriculaire qui relient un indice de « performance », DC ou IC et un indice de remplissage, volume ou pression télédiastolique, au repos et au cours d’une épreuve d’effort, permet de se faire une idée sur la qualité de la fonction ventriculaire gauche.

Le débit augmente, la pression se modifie peu.

15- Évaluation de la contractilité :

La contractilité se caractérise par une certaine relation, indépendante du temps, entre la longueur (volume), la vitesse de raccourcissement et les forces (pressions ou tensions) développées par le myocarde.

L’analyse des courbes ventriculaires « tension (pression)-temps », « tension (pression)-longueur (volume) » et « temps-longueur (volume) » ainsi que des courbes « vitesse de raccourcissementtension (force) », « vitesse-longueur » et « tension-longueur », des fibres myocardiques ventriculaires aboutissent à formuler des lois :

– la force ou tension active (TA) développée par le ventricule est une fonction de la tension au repos ; celle-ci est une fonction de sa longueur ;

– leVS est une fonction du remplissage ventriculaire, lequel dépend de la pression de remplissage.

Avec une postcharge constante, à mesure que la précharge augmente, la tension totale, la vitesse de montée de la tension, la vitesse, l’amplitude et la durée du raccourcissement augmentent.

Avec une précharge constante, à mesure que la postcharge s’accroît, la vitesse, l’amplitude et la durée du raccourcissement diminuent.

La force et la vitesse de la contraction sont liées par une relation hyperbolique inverse, la force est maximale si la vitesse est zéro et la vitesse maximale pour une force nulle, Vmax et Fmax caractérisent l’état « contractile » du coeur.

L’évaluation de la contractilité est difficile ; elle repose sur l’analyse de certains paramètres :

– prééjectionnels (dp/dt max, (dp/dt)/Pmax, VCEmax et Vmax).

Ces paramètres sont rarement étudiés ; ils exigent l’emploi de capteurs particuliers, de haute fidélité et l’existence d’une contraction isométrique ;

– éjectionnels (surtout la FE et son évolution au cours de l’éjection ; mais la FE dépend beaucoup des conditions de charge ;

– télésystoliques (E’max). Sur les courbes de pression-volume ventriculaire, le quotient E de la pression sur le volume V à un instant déterminé t du cycle cardiaque, P(t) et V(t), est indépendant du VTDV (précharge) et de la pression diastolique aortique (postcharge).

Ce quotient E, au moment t, E(t) est constant pour des systoles consécutives et des points correspondants et caractérise parfaitement la « contractilité » : E(t) = P(t)/(V(t) - Vd).

La valeur de E serait maximale (E’max) pour le point situé au coin supérieur gauche des courbes P - V.

E max représente la pente de l’équation de la droite qui passe par les points supérieurs gauches des courbes de pression-volume ventriculaires.

E max peut être calculé à partir d’un point E max = PTS/VTS, ou de deux P1 et P2 obtenus à l’état basal et après une intervention modifiant les conditions de travail du coeur, pré- ou postcharge : E max = (PTS2 - PTS1)/(VTS2 - VTS1).

16- Analyse de la relaxation :

La relaxation ventriculaire dépend :

– de la charge ; l’augmentation de la charge au début de la systole s’accompagne d’un allongement de la durée de la contraction et d’un retard du début de la relaxation ; l’augmentation de la charge en fin de systole, avant la fermeture des sigmoïdes aortiques, comme dans les cas d’insuffisance aortique, raccourcit sa durée et accélère la relaxation et, inversement, la diminution de la charge ventriculaire en fin de systole, comme dans les cas d’insuffisance mitrale, allonge la contraction et diminue la vitesse de relaxation ;

– des conditions de l’inactivation ; – des forces de restauration, internes et externes ;

– de la distension des parois ventriculaires par la perfusion, remplissage des artères coronaires.

La qualité de la relaxation du ventricule gauche est généralement analysée en considérant la vitesse de chute de la pression ventriculaire gauche après la fermeture des sigmoïdes aortiques, qui coïncide avec le pic négatif de dp/dt.

La pression ventriculaire est, pendant cette phase, une fonction exponentielle du temps : P = e –Aô + B ; d’où en prenant des logarithmes népériens, ln P = -Aô + B ; B est négligeable.

Tau (ô), égal à -1/A, caractérise la vitesse de chute de la PVG.

17- Évaluation de la fonction diastolique passive : compliance et contrainte télédiastolique du ventricule gauche

La diastole proprement dite est un phénomène passif qui comprend le remplissage ventriculaire lent, le remplissage systolique auriculaire et qui dépend des propriétés viscoélastiques et de l’inertie du ventricule.

L’élasticité est la propriété physique qui permet à un matériel de retrouver ses dimensions initiales lorsque cesse la force qui l’a déformé.

La force Fe exercée par un corps élastique en revenant à sa longueur initiale est égale à la force de déformation Fd.

Cette force est d’autant plus importante que le corps est plus élastique et l’allongement relatif ¢L/L plus grand : Fe/S = E × ¢L/L. E est le module d’élasticité de Young.

L’allongement relatif d’un corps élastique est d’autant plus petit que E est plus grand (loi de Hooke) : ¢L/L = (1/E) × (Fe/S).

Le module d’élasticité E exprime la raideur et son inverse 1/E la distensibilité.

Mais les ressorts biologiques n’obéissent pas exactement aux lois de Hooke.

Les ventricules se comportent comme un corps viscoélastique ou solide de Kelvin.

La relation qui lie force et déformation n’est pas linéaire, mais exponentielle.

La distensibilité diminue à mesure que la tension et l’allongement augmentent.

La viscosité d’un corps fait que ses molécules frottent et freinent la vitesse d’extension et que l’allongement dû à une force dépend aussi du temps pendant lequel elle agit et de sa vitesse d’application.

L’inertie des ventricules tend, en début de diastole, à accroître, et en fin de diastole à décroître la pression de remplissage.

L’élasticité diastolique du ventricule gauche peut être étudiée en considérant les relations qui existent entre :

– les pressions et les volumes (compliance et élastance).

L’accroissement de la pression est proportionnel à l’augmentation relative du volume : dp = E’× dV/V ; E’ est le module d’élasticité en volume, ou élastance.

Il représente la résistance de l’organe à la distension, c’est-à-dire la rigidité.

Son inverse, 1/E’est la compliance, ou distensibilité en volume.

La compliance spécifique est le changement relatif de volume, dV/V, consécutif à un changement dp de pression.

Les caractéristiques du ventricule en tant que chambre, α ou Kp, de l’anglais pool, peuvent être appréciées en mesurant simultanément la pression et le volume et en calculant l’équation qui les relie.

Celle-ci serait du type : P = b eαV ; Gaasch et al donnent à b la valeur observée sur le chien, soit 0,43.

Dans ces conditions, PTDVG = 0,43 eα VTDG, d’où, α ou Kp = ln (2,33 PTDVG)/VTDVG.

Ainsi, α analyse l’élasticité de la chambre comme un tout, mais ne fournit pas de renseignements sur la qualité du myocarde.

– la « contrainte » (ou stress, ó force ou tension par unité de surface) et l’« étirement » (ou strain, €, déformation ou allongement par unité de longueur).

Ces deux paramètres sont liés par une relation exponentielle. La pente dó /d€ de cette courbe est une fonction de la force elle-même, dó /d€ = Kó + c = E.

E est la rigidité élastique qui caractérise le comportement du ventricule comme un tout et K est la constante de rigidité du myocarde.

Mais le calcul de ó et € est difficile et c’est pourquoi K est généralement estimé d’après la formule :

K ~= α (ou Kp) × V/M avec V, volume télédiastolique du ventricule et M, masse myocardique.

18- Apport des épreuves de provocation et pharmacodynamiques au diagnostic des cardiopathies :

L’évaluation ou le diagnostic de certaines cardiopathies ne sont pas toujours possibles ou faciles en tenant compte seulement des paramètres mesurés à un moment donné de la maladie, au repos, après traitement.

Il est parfois nécessaire de recourir à des manoeuvres de provocation, déclenchement d’extrasystoles, épreuve de Valsalva, d’effort, de remplissage ou pharmacodynamiques, qui, en modifiant les conditions de travail du coeur, permettent :

– de connaître la tolérance à l’effort, ou de mieux estimer la gravité de certaines sténoses ou cardiopathies (sténose tricuspide ou mitrale avec petit gradient transvalvulaire à l’état basal, au repos ; cardiomyopathies avec des pressions et des débits normaux à l’état basal) ; le débit cardiaque s’accroît normalement à l’effort de 5 mL pour chaque mL d’augmentation de la consommation d’oxygène (VO2) : (DC effort-DC repos)/(VO2 effort-VO2 repos) >= 5 ;

– de dévoiler des lésions cachées (syndromes de restriction ou péricardites chroniques « constrictives » masquées par un traitement déplectif, qui ne se révèlent qu’après une épreuve de « remplissage » ; sténose mitrale masquée par une insuffisance aortique importante qui, en présence d’une bradycardie, peut donner lieu à un croisement télédiastolique des pressions ventriculaire gauche et capillaire ; ce gradient devient holodiastolique et significatif à l’effort en cas de sténose mitrale serrée ; cardiomyopathies hypertrophiques obstructives avec un gradient intraventriculaire n’apparaissant qu’au cours d’une épreuve de Valsalva, après des extrasystoles, ou sous l’effet d’une perfusion d’isopropilnoradrénaline) ;

– d’établir un diagnostic différentiel :

– le comportement des pressions du ventricule gauche et de l’aorte au cours des extrasystoles permet de reconnaître la nature fixe ou dynamique d’une sténose (dans les deux cas, le gradient s’accroît sur la systole postextrasystolique, mais la pression aortique augmente dans les sténoses fixes, diminue dans les obstacles dynamiques ; c’est l’effet Brockenbrough, Braunwald et Morrow) ;

– après une épreuve de Valsalva, dans le cas des restrictions, les deux pressions ventriculaires restent superposées s’il s’agit d’une atteinte péricardique ; se croisent à un moment ou l’autre, généralement, dans les cardiomyopathies ;

– d’étudier le comportement des résistances artériolaires pulmonaires chez un patient candidat à une greffe cardiaque :

– en présence d’une HTAP « précapillaire », il faut vérifier le degré de réversibilité des résistances artériolaires pulmonaires en procédant à l’administration d’une drogue capable de les abaisser sélectivement, perfusion de nitroprussiate de sodium, inhalation de monoxyde d’azote ;

– en cas de résistances artériolaires pulmonaires basses, il faut s’assurer que celles-ci ne s’accroîtront pas en postopératoire face à l’augmentation du débit due à un coeur sain, en procédant à une perfusion de dobutamine suffisante pour obtenir un débit cardiaque normal.

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