Les clés de l’examen d’une prothèse valvulaire

Depuis les premiers remplacements réussis de valves cardiaques qui furent réalisés chez l’homme en 1960 par Nina Branwald, plus de 50 types de prothèses valvulaires ont pu être répertoriés. Il existe deux types de prothèses valvulaires : - les prothèses valvulaires mécaniques qui nécessitent un traitement anticoagulant à vie, dont la solidité et la longévité ont été largement démontrées. On distingue les prothèses valvulaires mécaniques de première génération à bille (type Starr Edwards) et à disque flottant (type Björk Shiley), des prothèses de deuxième génération, à disque basculant (Björk, Shiley monostrut, Medtronic hall) et à double ailette (St Jude, Carbiomédics, Sorin, etc.) - les prothèses valvulaires biologiques dont le nombre d’implantation est actuellement supérieur à celui des prothèses mécaniques, en raison d’une part de l’absence de nécessité d’anticoagulant, et d’autre part l’amélioration des performances hémodynamiques à l’origine d’une dégénérescence retardée, sont de deux types : classiques « avec armatures» ou sans armature « stentless » uniquement en position aortique, de meilleur profil hémodynamique et respectant l’anatomie et la physiologie de la racine aortique. - autres substituts valvulaires : homogreffes, anneaux valvulaires Depuis la première implantation en 2002 par Alain Cribier d’une endoprothèse valvulaire aortique percutanée, plus de 10 000 patients jugés inopérables pour une chirurgie conventionnelle ont pu bénéficié de ce type d’interventions. Le monde cardiologique a donc à faire face à de nombreux types de prothèses, et malheureusement le substitut valvulaire idéal n’existe pas. Toutes les prothèses sont soumises au risque de dysfonction, dont le diagnostic doit s’aborder sous l’angle hémodynamique et anatomique. L’enjeu est de pouvoir surveiller de manière régulière et non invasive ces patients par une ou des techniques fiables.   Place de l’échocardiographie transthoracique   L’échocardiographie transthoracique reste la technique de référence pour l’évaluation de la structure et de la fonction des prothèses valvulaires(1,2).   Aspect TM et BD : permet l’analyse du nombre d’éléments en fonction du type de la prothèse (bille, disque, ailettes), l’aspect caractéristique d’un écart inter-ailettes constant selon le type de prothèse à double ailette (la plus implantée des prothèses valvulaires mécaniques) et la visualisation des 3 structures constituants une bioprothèse (anneau, picots et épaisseur des sigmoides). Aspect Doppler : Il existe une complémentarité des 3 modes : couleur, pulsé et continu.   Une analyse des flux antérograde et rétrograde est possible en Doppler couleur. La quantification par le gradient et la surface est réalisée en Doppler continu(1,2). Particularités hémodynamiques de chaque type de prothèse Prothèses en position mitrale Flux : - Prothèses à bille : flux latéraux - Prothèse à disque : flux directionnel oblique (Prothèse Björk en position mitrale) - Prothèse à ailettes : 3 flux, dont 1 central plus ou moins étroit (Prothèse à ailettes ST Jude Médical, en position mitrale) - Bioprothèse :1 flux axial. Gradients en position mitrale : la majorité des prothèses mitrales ont un gradient moyen de 5 ± 3 mmHg, et tout gradient moyen supérieur à 10 mmHg est a priori pathologique. Les limites de mesures de gradients : - sous estimation : angle Doppler, bas débit - surestimation : hyperdébit « anémie post-opératoire » ; intérêt alors de la mesure de la surface fonctionnelle, par équation de continuité, à condition d’être en rythme sinusal qu’il n’y ait pas de régurgitation significative. Exemple : SM = (ITV ao x Sao)/ ITVM. - le temps de demi-pression (PHT: pressure half time) reflète le remplissage diastolique transprothétique. Cependant le calcul de la surface par la formule de Hatle reste très critiquable, une prothèse mitrale étant difficilement assimilable à un rétrécissement mitral ; l’intérêt dans le suivi des prothèses est la stabilité de ce paramètre chez un patient donné, à condition que le patient ne modifie pas son rythme cardiaque ; quoiqu’il en soit, une valeur de la PHT supérieur à 150 msec est forcément pathologique. - la surface fonctionnelle effective calculée par équation de continuité peut être utilisée si le patient est en rythme sinusal et ne présente pas de fuite aortique significative associée. Elle varie de 1,6 à 2,8 cm2. Prothèses en position aortique Les fuites paraprothétiques sont fréquentes en post-opératoire immédiat et stable d’un examen à l’autre. Les fuites transprothétiques sont physiologiques et leur nombre varie selon le type de prothèse valvulaire : un seul flux de régurgitation en cas de bioprothèse, deux flux pour les prothèses à bille ou à disque basculant, et trois flux pour les prothèses à ailettes. La surveillance et l’évaluation des prothèses aortiques s’effectuent grâce à l’enregistrement des vitesses transprothétiques en Doppler continu. À partir de la courbe de vélocité maximale transprothétique sont déduits la vélocité maximale instantanée, les gradients maximal et surtout moyen, la surface valvulaire fonctionnelle, et surtout l’indice de perméabilité. - La vélocité maximale : au sein d’une même prothèse, la taille de la prothèse joue un rôle important ; il existe une corrélation inverse entre la vitesse maximale de la prothèse et la taille de la prothèse.(4) - Les gradients transprothétiques : le gradient moyen est le plus représentatif du degré d’obstruction engendré par la prothèse. Trois facteurs essentiels le conditionnent : le type de la prothèse (les valves à bille ont des gradients plus élevés que les bioprothèses), la taille de la prothèse (corrélation inverse entre la taille de la prothèse et le gradient transprothétique), le débit cardiaque (à débit élevé, gradient élevé). - La surface fonctionnelle transprothétique : elle est calculée par l’application de l’équation de continuité. Sao = (Scc x ITVcc)/ ITVao. Quand la détermination du diamètre de la chambre de chasse est difficile, on peut remplacer cette valeur par le diamètre externe de l’anneau prothétique fourni par le constructeur. Elle varie selon le type de prothèse entre 0,9 et 2,2 cm2. Il est recommandé d’indexer la surface fonctionnelle à la surface corporelle, par assimilation avec le rétrécissement aortique sur valve nativen : normalement elle doit être supérieure à 0,9-1cm2/m2. - L’indice de perméabilité (IP). Il se définit comme le rapport de la vitesse maximale de la chambre de chasse sur la vitesse maximale transprothétique (ou rapport de l’ITVcc/ITVao). Il a l’avantage de ne pas mesurer le diamètre de la chambre de chasse. Cet indice est indépendant du débit cardiaque. Sa valeur dépend en revanche du type et de la taille de la prothèse (une prothèse biologique a un IP plus élevé de l’ordre de 0,56 alors que sa valeur en cas de prothèse mécanique est plus basse de l’ordre de 0,41). Une valeur inférieure à 0,25 signe une sténose transprothétique.(3,4) Cas particuliers Thrombose de prothèse obstructive, complication rare mais redoutée en raison de la morbimortalité qui lui est associée : réduction de la mobilité de la valve, présence d’une image d’addition, élévation du gradient transprothétique moyen, régurgitation transprothétique centrale significative, réduction de la surface fonctionnelle effective.(5) Mismatch prothèse-patient : il doit être suspecté devant un gradient moyen transprothétique élevé et une surface fonctionnelle transprothétique diminuée en l’absence d’argument pour une autre cause de dysfonction de prothèse. Il s’agit donc d’un diagnostic « d’élimination ». Un mismatch est considéré comme possible si la surface fonctionnelle est inférieure à 0,85cm2/m2 et sévère si la valeur est inférieure à 0,6cm2/m2. Bas débit cardiaque : un faible gradient moyen transprothétique en cas de bas débit cardiaque ne permet pas d’exclure une dysfonction de prothèse s’il existe d’autres arguments qui la font suspecter.   Place de l’échocardiographie transœsophagienne   L’échocardiographie transœsophagienne est essentielle en cas de suspicion de dysfonction de prothèse valvulaire, en complément de l’échocardiographie transthoracique. Principales situations cliniques rencontrées :(6) Obstruction de prothèse : réduction de l’ouverture d’une prothèse mécanique ou de la mobilité des cusps d’une bioprothèse, et le diagnostic hémodynamique (élévation des vélocités et des gradients transprothétiques). Fuite transprothétique ou paraprothétique. Dégénérescence de bioprothèse : épaississement des feuillets prothétiques classiquement supérieurs à 3 mm, calcification d’un feuillet, immobilité d’un ou plusieurs feuillets, prolapsus d’un ou plusieurs feuillets. Les conséquences hémodynamiques sont alors les suivantes : apparition ou majoration d’une fuite prothétique centrale, obstruction prothétique, élévation du gradient transprothétique par rapport à un examen de référence. En l’absence de gradient de référence, la constatation d’un gradient transprothétique très élevé (> 30 mmHg pour une prothèse aortique et > 8 mmHg pour une prothèse mitrale) associée à une réduction de la surface fonctionnelle effective, sont en faveur d’une obstruction prothétique en tenant compte de la taille de la prothèse et de l’état hémodynamique du patient. Image d’addition : végétation, thrombus, pannus, matériel de suture, strand, abcès, pseudo-anévrisme ou fistule. - La végétation : la sensibilité de l’ETO apparaît nettement supérieure à celle de l’échocardiographie transthoracique pour la détection des végétations et ce d’autant qu’elles sont de petite taille, inférieure à 4 mm. Elles apparaissent sous la forme d’une masse hyperéchogène finement vibratile, sessile ou pédiculée au niveau de la prothèse, le plus souvent sur le versant auriculaire des prothèses auriculo-ventriculaires et sur le versant ventriculaire des prothèses ventriculo-artérielles. Sur valve mécanique, la visualisation est difficile en raison de la présence d’échos de reverbérations et de cônes d’ombre liés aux structures métalliques. Sur bioprothèse le diagnostic de végétation est plus facile mais il peut être difficile de faire la distinction entre dégénérescence tissulaire et végétation. - L’abcès annulaire : classiquement au niveau du manchon aortique, plus rarement au niveau de l’anneau mitral. Si la partie antérieure de l’abcès aortique est bien visualisé en ETT, en revanche l’ETO est indispensable pour démasquer un abcès de la paroi postérieure de l’anneau, du fait des artéfacts engendrés par la prothèse. Initialement, il s’agit d’un simple épaississement pariétal de l’ordre de 10 mm, hyperéchogène. Dans un second temps, l’abcès prend une allure kystique donnant un aspect d’épaississement de la paroi entourant une zone vide d’écho. Enfin, l’abcès peut se rompre donnant naissance à un véritable pseudo-anévrisme en relation avec la lumière aortique ou avec une autre structure adjacente (trigone fibro-aorto-mitral ou ventricule gauche). - La désinsertion paraprothétique est un critère fort en faveur d’une endocardite sur prothèse, et correspond à une destruction de points d’attache de la prothèse. Un mouvement de bascule n’est mis en évidence que lorsque la prothèse est désinsérée sur plus du tiers de sa circonférence. La conséquence est l’apparition ou la majoration d’une fuite paraprothétique dont l’origine est bien mieux visualisée en ETO. - Le thrombus est caractérisé par la présence d’un amas échogène, et est de visualisation est difficile en échocardiographie transthoracique (seule l’augmentation du gradient moyen transprothétique par rapport au gradient de référence oriente vers le diagnostic de thrombose). L’intérêt de l’ETO réside dans la meilleure sensibilité et spécificité pour le diagnostic même de thrombus, mais également de ses relations avec l’anneau prothétique et l’élément mobile.   L’échocardiographie transœsophagienne tridimensionnelle apporte un complément d’information grâce à la très bonne qualité de l’image et à l’aspect anatomique qu’offre la multitude des vues disponibles.   Ainsi, dans le cadre de l’analyse des prothèses valvulaires l’intérêt particulier de l’imagerie 3D, apporte comme avantage principal par rapport à l’imagerie 2D, la meilleure compréhension du mécanisme des fuites paraprothétiques, leur localisation et leur extension.(7)   Apports des autres techniques d’investigation   Place du radio-cinéma de valves Les prothèses mécaniques étant radio-opaques, la fluoroscopie joue un rôle important dans l’évaluation des thromboses obstructives à la recherche d’un trouble de la cinétique des segments mobiles de la prothèse ou d’une anomalie de ses angles d’ouverture et de fermeture. Cette technique nécessite plusieurs incidences pour parfaitement étudier la prothèse et peut s’avérer normale en cas de thrombose non obstructive. Elle est également insuffisante pour le diagnostic étiologique de l’obstruction. Selon les recommandations européennes, la fluoroscopie est particulièrement utile en complément de l’échocardiographie transthoracique, pour l’analyse de la cinétique de la partie mobile des prothèses mécaniques en cas de suspicion de dysfonction de prothèse(1,8,9).   Place du scanner cardiaque Les recommandations européennes de 2005 place le scanner cardiaque comme intéressant dans le diagnostic de score calcique valvulaire et d’exclusion de maladie coronaire en pré-opératoire chez les patients à faible risque de coronaropathie(1). Il n’existe pas à l’heure actuelle de recommandations concernant le suivi des patients porteurs de prothèses valvulaires par scanner. Cependant, des résultats préliminaires encourageants ont été récemment publiés notamment concernant l’intérêt du scanner en complément des autres techniques de référence dans le dépistage des complications des prothèses valvulaires mécaniques en position aortique. Les récentes avancées techniques en scanner multicoupes avec synchronisation cardiaque, permettent, notamment avec l’amélioration de la résolution spatiale et temporelle, l’étude non invasive des valves cardiaques et ont permis de diminuer significativement les artéfacts traditionnels visibles au niveau des prothèses valvulaires. Si l’apanage du diagnostic des complications des prothèses valvulaires mécaniques en position aortique est le couple fluoroscopie-échocardiographie, le scanner permet d’apporter des informations complémentaires aux techniques de référence. Renard et coll. ont rappelé dans leur étude concernant l’analyse des complications des prothèses valvulaires mécaniques à bille, à disque et à ailettes l’intérêt complémentaire de cette technique(10). Le scanner multicoupes avec synchronisation cardiaque permet d’étudier la cinétique valvulaire aux différentes phases du cycle cardiaque. À la manière de la fluoroscopie, une absence de mouvement ou une diminution de l’angle d’ouverture ou de fermeture des segments mobiles de la prothèse doit faire évoquer une thrombose obstructive. En l’absence d’obstruction valvulaire, la cinétique de la prothèse est normale. Distinction thrombus-pannus : si la distinction entre thrombus (amas échogène) et pannus fibreux (image hyperéchogène immobile, de petite taille) est souvent difficile en échocardiographie, la différenciation est facilitée par la tomodensitométrie. Ainsi, le thrombus se présente comme une image hypodense, sans prise de contraste, appendue à la prothèse valvulaire. Il peut être différencié du pannus fibreux, image tissulaire plus dense, d’atténuation équivalente au septum interventriculaire jusqu’à l’anneau prothétique. Un thrombus de petite taille peut passer inaperçu en raison des artéfacts cinétiques de la valve ou des artéfacts métalliques liés au matériau de la prothèse. Diagnostic d’endocardite infectieuse : le scanner peut mettre en évidence les végétations sous la forme d’une image arrondie, de petite taille hypodense appendue à l’anneau ou à l’élément mobile, siégeant habituellement sur le siège ventriculaire de la prothèse en position aortique. Il est néanmoins peu sensible pour la recherche de végétations de petite taille compte tenu des artéfacts métalliques de la prothèse et le diagnostic différentiel avec le thrombus est facilité par les autres techniques d’exploration (échocardiographie transœsophagienne) et le contexte clinique. L’abcès péri-valvulaire se manifeste sous la forme d’une collection hypodense à paroi épaisse accolée à l’anneau aortique avec un rehaussement périphérique après injection de produit de contraste mais sans communication avec la chambre de chasse du ventricule gauche ou de la racine de l’aorte. Diagnostic de fuite paraprothétique : le scanner permet de faire un bilan lésionnel précis, notamment du siège et de l’étendue de la fuite sous la forme d’un défaut d’adhérence de l’anneau de la prothèse à l’anneau aortique, le plus souvent localisé en regard du sinus de valsalva non coronaire. Les reconstructions multiplanaires mettent également en évidence la solution d’une continuité entre la chambre de chasse du ventricule gauche et la racine de l’aorte. Diagnostic de pseudo-anévrismes : les caractéristiques échocardiographiques (cavité péri-valvulaire avec un flux circulant) sont proches des caractéristiques scannographiques : il s’agit d’une image cavitaire péri-aortique, présentant un rehaussement équivalent à celui de l’aorte ascendante et une solution de continuité avec celle-ci ou la chambre de chasse du ventricule gauche. D’origine infectieuse, une paroi épaisse est alors associée à une infiltration de la graisse péri-aortique liée à l’inflammation locale(11). Place du scanner cardiaque dans le cadre des endoprothèses valvulaires aortiques per-cutanées (TAVI) : le scanner cardiaque tient une place essentielle dans le screening des patients porteurs de RAO valvulaire serré symptomatiques pour lesquels une endoprothèse valvulaire percutanée est envisagée, en raison de leurs comorbidités. En effet, il permet de fournir des détails anatomiques concernant la racine de l’aorte et la mesure de l’anneau aortique particulièrement difficile en échocardiographie transœsophagienne bien facilitée par l’utilisation de l’imagerie tridimensionnelle, mais également et cela dans le même temps d’examen, le diamètre des axes vasculaires ilio-fémoraux ainsi que la présence éventuelle de tortuosités ou de calcifications, indispensables avant d’envisager une procédure d’implantation(12).   Place de l’IRM cardiaque   À l’heure actuelle, elle reste en pratique clinique non recommandée dans la prise en charge des patients porteurs de prothèse valvulaire, malgré de nombreux résultats très encourageants concernant la fiabilité des mesures de fonction et géométrie ventriculaire gauche, surtout utiles en pré-opératoires, ainsi que l’accessibilité à la mesure volume de  régurgitation des valvulopathies fuyantes qui pourraient être assimilées par extension à la quantification des fuites paraprothétiques(1,13).   Modalités de surveillance   Selon les recommandations de la société française de cardiologie mises à jour en 2008(1), une évaluation initiale par échocardiographie transthoracique est indispensable pour le suivi et la surveillance des patients porteurs de prothèses valvulaires.   L’évaluation réalisée au cours du premier mois ne doit pas être considérée comme référence. Dans le deuxième ou troisième suivant l’intervention chirurgicale, une fois la situation hémodynamique stable, les constantes hémodynamiques liées au type de prothèse doivent être recueillies : date de la chirurgie, type et taille de la prothèse implantée, caractéristique du rythme cardiaque (sinusal ou non), tout type de procédure chirurgicale associée (pontage, annuloplastie, remplacement valvulaire associé, conservation de l’appareil sous valvulaire mitral). Bien entendu, les caractéristiques de la taille des cavités, la fonction systolique biventriculaire, l’estimation des pressions pulmonaires et de remplissage ventriculaires gauches doivent être spécifiées comme dans tout compte-rendu. Les principaux paramètres d’évaluation d’une prothèse valvulaire devant apparaître dans ce premier compte-rendu faisant référence pour le suivi à venir sont : - le gradient moyen transprothétique, - la PHT (prothèse en position mitrale), l’index de perméabilité (prothèse en position aortique), - la surface fonctionnelle effective calculée par équation de continuité (à condition que le patient soit en rythme sinusal), la présence ou non de fuite trans- ou para-prothétique.   À 6 mois puis tous les ans (et tous les 6 mois à partir de la sixième année en cas de bioprothèse) : l’échocardiographie transthoracique, en l’absence de dysfonction ou de suspicion de complication de la prothèse valvulaire, par son caractère hautement reproductible, est le seul examen complémentaire réellement fiable.   En pratique   Malgré de nombreuses techniques d’ultrasons, la facilité d’accès à la fluoroscopie et les données très encourageantes concernant l’apport du scanner cardiaque multicoupes avec synchronisation cardiaque, l’analyse des prothèses valvulaires demeure délicate. La connaissance des différents types de complications propres à chaque type de prothèse, du contexte clinique et de la limite propre à chaque examen complémentaire doit permettre d’améliorer le suivi des patients et de réduire la morbi-mortalité de cette population dont le pronostic est assombri dès lors que le diagnostic positif et étiologique échappe.