Nouvelles techniques échocardiographiques

Analyse des déformations par signature acoustique : un outil à maturité ? E. Donal (Rennes) L’évaluation de la fonction ventriculaire gauche (VG) est un des principaux paramètres étudiés en échocardiographie. Elle repose en grande partie sur la mesure des volumes et de la fraction d’éjection (FE). Cependant, la fonction VG est liée à différentes composantes de déformations myocardiques (ou « strains ») complexes qui ne peuvent se résumer à la simple expression d’une variation de volume et donc à la seule évaluation de la FE. De nombreux travaux ont montré que les fibres myocardiques sont organisées de façon complexe, en spirale autour de la cavité VG : les fibres les plus internes et celles les plus externes ont une orientation longitudinale tandis que les fibres à mi-paroi ont une disposition principalement circonférentielle(1). Cette organisation varie de la base à l’apex et entre les différentes parois (figure 1). Figure 1. Organisation des fibres myocardiques. Selon Torrent-Guasp, les fibres myocardiques forment une bande musculaire continue organisée en deux hélices distinctes qui réalisent un mouvement de torsion-rotation au cours du cycle cardiaque (figure 2)(2). Figure 2. Théorie de la double hélice de fibres de Torrent-Guasp. Cette disposition des fibres est responsable d’une déformation systolique complexe tridimensionnelle pouvant être simplifiée en un épaississement radial, un raccourcissement longitudinal et un raccourcissement circonférentiel de la paroi myocardique, influencés par le mouvement de torsion qui s’exerce entre la base et l’apex du VG. En résumé, au cours du cycle cardiaque, la paroi VG s’épaissit, se raccourcit et le VG « twist » (se tord) sur lui-même autour de son grand axe. Depuis 2004, une nouvelle méthode, l’analyse des déformations myocardiques par la technique du « speckle tracking 2D » (ou 2D strain) utilise l’imagerie d’harmonique en niveaux de gris et permet un suivi « image après image » (« tracking ») de petits éléments de l’image échocardiographique appelés marqueurs acoustiques (« speckles »), spécifiques d’une région d’intérêt et qui se modifient d’une image à l’autre dans le temps au cours du cycle cardiaque (figure 3)(3). Figure 3. Principe du speckle tracking : suivi des marqueurs acoustiques au cours du cycle cardiaque, calcul des déformations (Leitman M et al JASE 2004). Ces speckles sont la résultante de la diffusion et de la réflexion du faisceau ultrasonore dans le tissu myocardique. Le tracking peut s’effectuer dans les 3 composantes directionnelles de la contraction myocardique : radiale, longitudinale et circonférentielle (figure 4). En pratique, le speckle tracking repose sur un algorithme particulier (corrélation, cross corrélation normalisée, somme des différences absolues ou somme des différences au carré), qui permet un traitement temporel et spatial de l’image. De nombreuses études ont permis de valider l’utilisation du 2D strain en routine, après obtention de bonnes corrélations avec les méthodes de référence (invasive comme la sonomicrométrie ou non invasive comme l’IRM). L’analyse 2D des déformations par le suivi des marqueurs acoustiques présente de nombreux avantages. Elle n’est pas dépendante de l’angle d’incidence du faisceau ultrasonore (à l’opposé du Doppler tissulaire). Elle permet une analyse bidimensionnelle et prochainement tridimensionnelle des déformations. Elle offre une bonne reproductibilité et une bonne faisabilité en particulier concernant la déformation longitudinale qui est le paramètre le plus robuste actuellement (7 % de variabilité de mesure inter-observateur en moyenne). De multiples applications cliniques sont à envisager : cardiopathies à FE préservée, suivi des patients insuffisants cardiaques (IC), étude de l’asynchronisme mécanique, etc. Figure 4. Trois principales composantes de déformation du VG : longitudinale, radiale et circonférentielle L’évaluation de la fonction cardiaque par l’analyse des déformations peut-elle supplanter la mesure de la fraction d’éjection ? A. Mignot (Pessac) Comme cela a été rappelé par E. Donal, la fonction myocardique est un phénomène complexe avec une composante de contractilité radiale, une composante de contractilité circonférentielle et une composante de contractilité longitudinale. Lorsque l’on compare l’analyse de la déformation longitudinale (strain longitudinal global, SLG) à l’étude de la fraction d’éjection (FE), il faut d’abord noter qu’elles s’intéressent à des composantes de contractilité différentes puisque la FE représente à 90 % la composante radiale, là où la déformation longitudinale étudie, par définition, la composante longitudinale. • Une série de travaux établissent la place de l’analyse de la déformation longitudinale dans la pratique cardiologique quotidienne. • Le strain longitudinal (contrairement à la FE, au strain radial ou au strain circonférentiel) diminue significativement avec l’âge : -19,6 ± 2,4 % chez le sujet âgé : versus -22,2 ± 1,9 % chez le sujet jeune (p < 0,01)(4). • Il a été également démontré une altération significative des déformations et notamment de la déformation longitudinale chez le sujet porteur de myocardiopathie hypertrophique alors même que la FE n’est pas altérée(5). Dans ce même travail, la variabilité de mesure intra-observateur et inter-observateur du SLG étaient de 7,5 % et 7,9 % en moyenne, respectivement (figure 5). • Le rétrécissement valvulaire aortique serré est également un autre exemple de FEVG normale avec altération de la composante longitudinale de déformation systolique (SLG). Par ailleurs, le strain longitudinal réduit en deçà de -13 % au niveau des segments basaux présente une valeur pronostique péjorative en termes d’événements cardiovasculaires chez ces patients(6). • Dans la cardiopathie hypertensive, il existe également une altération du SLG qui est à nouveau inférieur à celui des sujets témoins (-20,4 ± 3,0 % versus -22,1 ± 2,2 % chez les sujets sains, p = 0,03) ; cette altération du SLG est bien corrélée au degré de fibrose myocardique estimée par des méthodes biologiques(7). • Il existe également un intérêt pour détecter le rejet histologique après transplantation cardiaque ou encore la cardiotoxicité secondaire aux anthracyclines(8). • Dans le travail de Wang et coll.(9), les patients avec insuffisance cardiaque à FE préservée ont un strain significativement abaissé (-12 %) et la valeur seuil de -16 % permet de prédire au mieux le risque d’ICFEP par rapport à des sujets témoins. • Une récente étude multicentrique (Bordeaux, Rennes, Marseille) a étudié la valeur pronostique du SLG chez 147 patient IC avec FEVG < 45 %. La courbe ROC du SLG était plus prédictive d’événements (AUC 0,83) que celle de la FEVG (AUC 0,72, p < 0,05)(10). De plus, la valeur seuil de -7 % a été retenue permettant de mieux prédire ce pronostic plus défavorable à 12 mois en termes d’événements cardio-vasculaires (RR 7,02, p < 0,00001). Figure 5. Exemple d’altération modérée du SLG à -17.3% chez un patient porteur de cardiomyopathie hypertrophique non obstructive avec FEVG normale. La principale limite du SLG est la nécessité de régler l’appareil à une cadence image > 50 images/s (Hz) lors de l’acquisition. La FEVG peut être plus limitée que le SLG par une qualité de fenêtre ultrasonore médiocre et présente une variabilité inter- et intra-observateur plus importante (10-15 % au lieu de 7 % avec le SLG). Les possibilités d’optimisation de la mesure de la FEVG comprennent l’opacification de la cavité VG par des produits de contraste comme le SonoVue (Bracco®)(11) ou l’analyse 3D(12) qui permet de diminuer la variabilité de mesure en dessous de 10 %. L’analyse des déformations sera probablement prochainement améliorée par l’analyse en 3D qui permettra le suivi des marqueurs acoustiques au cours de leur changement de plan de coupe et une analyse simultanée des 3 composantes de déformation (figure 6). Au total, le SLG en mode bidimensionnel est un outil arrivé à maturité, fiable, utilisable en pratique clinique, permettant une approche différente de la fonction systolique de celle appréciée par la FEVG. Le futur proche est maintenant tourné vers l’analyse tridimensionnelle dans un but d’améliorer les performances des différents paramètres. Figure 6. 3D strain : analyse 3D des déformations myocardiques. Évaluation de la torsion en pratique B. Diébold (Paris) De manière physiologique, la base du VG présente un mouvement de rotation dans le sens opposé à celui de l’apex et il existe un gradient base-apex. En cas d’excellente fenêtre ultrasonore, il est possible de réaliser des acquisitions de coupes transverses du VG (en parasternale petit axe) au niveau de la base et de l’apex afin de quantifier la torsion. Cependant, le risque d’erreur n’est pas des moindres en cas de fenêtre ultrasonore suboptimale. La différence entre la rotation de la base (en degré, °) et celle de l’apex permet de calculer la torsion (ou twist). Au cours de la diastole, il existe au contraire un mouvement de dérotation(13). La torsion, comme le SLG, est influencée par l’âge. Au-delà d’un certain âge, la torsion augmente progressivement(14). Chez les patients insuffisants cardiaques (IC) avec FEVG altérée, contrairement aux patients IC avec FEVG préservée, la torsion est significativement diminuée et il existe une corrélation entre FE et torsion chez ces patients. La torsion d’un sujet témoin est en moyenne de 20°, là où celle des patients avec altération de la FEVG est à 12°(15). Des traitements comme la resynchronisation biventriculaire peuvent améliorer la torsion chez les sujets répondeurs. Chez les patients porteurs d’HVG ou de myocardiopathie hypertrophique, on observe une augmentation de la torsion comparable à celle induite par l’âge(16). En cas de non-compaction VG, on constate une disparition du gradient base-apex(17). Enfin, la torsion augmente en cas d’insuffisance mitrale. Elle évolue en fonction de la sévérité du rétrécissement aortique. L’ouverture du péricarde, la stimulation VD modifient également la torsion. L’écho 3D en temps réel en ETT : quelles avancées ? T. Touche (Saint-Denis) L’échocardiographie 3D a commencé par des travaux riches d’enseignements mais non applicables en pratique quotidienne, de reconstruction en différé des structures cardiaques, comme l’anneau mitral (Levine 1987), les feuillets mitraux ou le VG. L’apparition de l’écho 3D temps réel (ou presque temps réel, acquisition sur plusieurs cycles) a permis l’utilisation de la technique en cours d’examen, échocardiographie transthoracique (ETT) et échocardiographie transœsophagienne (ETO). Les limites de l’ETT 3D sont en train de reculer (amélioration des cristaux, qualité et vitesse de traitement des données), la sonde devenant de petite taille (exemple : nouvelle sonde 3D Philips®). L’ETT 3D permet une amélioration de la mesure des volumes des cavités cardiaques, de la FEVG, et de la masse myocardique. Cependant, il faut en général corriger la détection automatique des contours et les chiffres des volumes sont généralement plus faibles qu’en 2D. La cinétique segmentaire peut également être appréhendée mais son intérêt clinique reste limité(18). Il existe également un intérêt à évaluer le FE du ventricule droit, les volumes et la fonction des oreillettes(19). Concernant les valvulopathies, l’ETT 3D permet de mieux visualiser les prolapsus, le tenting mitral, les orifices régurgitants, des recoupes de l’anneau mitral, la zone de convergence(20-22), la valve tricuspide et la malformation d’Ebstein(23). Au total, l’ETT 3D connait des avancées techniques, des avancées en termes de compréhension grâce à la littérature publiée, des avancées pratiques ainsi que des avancées physiques. L’échocardiographie 3D temps réel en échocardiographie trans-œsophagienne : quelles avancées ? M.-C. Malergue (Massy) L’échocardiographie s’est enrichie ces dernières années de sondes œsophagiennes matricielles tridimensionnelles, miniaturisées, comportant approximativement 3 000 éléments (comparativement aux 64 éléments utilisés de manière standard en ETO. Les sondes utilisées sont de la même taille que les sondes œsophagiennes 2D, l’étude pouvant se faire en 2D, en 3D et en multiplan. Ces sondes permettent une étude 2D, une étude 3D en temps réel, en 3D couleur ainsi que l’acquisition en « full volume ». • Les grandes indications sont : • l’étude des communications interauriculaires (CIA) : analyse de la forme, de la taille, analyse des CIA complexes, multiples, de la possibilité de fermeture (notamment dans le cas des CIA multiperforées avec bandelettes), examen perprocédure avec bonne visualisation de la position de la prothèse ; • les valvulopathies mitrales : étude précise de l’anatomie mitrale, segmentation, mécanisme de l’insuffisance mitrale (IM), outils de modélisations, évaluation des fuites sur plasties mitrales, rétrécissement mitral. Il existe une plus-value notamment en cas de prolapsus mitral bivalvulaire, de fuites commissurales ou de perforation valvulaire, et également en cas d’IM restrictive, de dilatation de l’anneau pour évaluer la possibilité de réparation par clips ou par voie chirurgicale (Alfieri). La modélisation a surtout un intérêt pour quantifier la surface des feuillets prolabés, l’étendue du prolapsus, les rapports anatomiques par rapport aux anneaux aortique et mitral (figure 7) ; • les endocardites (visualisations des perforations et des végétations) ; • les rétrécissements valvulaires aortiques : mesures de l’anneau aortique, de la chambre de chasse VG, qui n’est pas réellement circulaire mais plutôt ovalaire en réalité ; • la fermeture percutanée des fuites paraprothétiques. Figure 7. Analyse ETO 3D avec modélisation d’un prolapsus de P2 de la valve mitrale. L’ETO 3D est donc d’un apport particulièrement intéressant en chirurgie cardiaque et lors des cathétérismes interventionnels de procédures percutanées. Au-delà d’images souvent spectaculaires et flatteuses, l’intérêt est indéniable et cette nouvelle imagerie devient indispensable dans les environnements cardiologiques spécialisés. Échocardiographie de contraste – Les recommandations de l’EAE 2009 J.-L. Vanoverschelde (Bruxelles) Les dernières recommandations concernant l’utilisation des produits de contraste en échocardiographie ont été publiées récemment(24). L’échocardiographie de contraste n’est plus à proprement parler, une « nouvelle technique ». Les 3 produits principalement utilisés en Europe sont le SonoVue (Bracco®) (seul produit utilisé actuellement en France), l’Optison (reste de l’Europe et Angleterre surtout) et le Luminity (uniquement en Angleterre). Ils différent de par la structure de leur gaz et de la coque qui le contient. La plupart des effets indésirables rencontrés lors de leur utilisation sont bénins et surviennent en moyenne dans 10 % des cas. Il s’agit de maux de tête surtout, de nausées, plus rarement de douleurs thoraciques, etc.). Les principales contre-indications sont : le syndrome coronaire aigu < 7 jours, l’instabilité hémodynamique ou rythmique, l’insuffisance respiratoire appareillée ou non avec altération significative de la saturation en oxygène (< 90 %) en air ambiant, les antécédents d’allergie au produit, l’âge < 18 ans ainsi que la grossesse. On distingue deux principales utilisations : l’analyse de perfusion (qui, selon les recommandations actuelles, ne peut s’effectuer par des méthodes entraînant une destruction brutale des microbulles) et l’opacification intracavitaire afin de mieux délimiter les contours de l’endocarde (particulièrement au cours de l’échocardiographie de stress ou en cas de suspicion de masse intracardiaque suspecte) (figure 8). L’utilisation de produit de contraste au cours de l’échocardiographie de stress permet d’améliorer l’interprétation de l’examen même entre experts dans le domaine et surtout pour les jeunes utilisateurs en formation. Figure 8. Opacification du VG lors d’une échocardiographie de stress avec analyse multicoupe de la cinétique segmentaire. Flash d’actualité : l’échocardiographie de poche : pour qui, pourquoi ? S. Lafitte (Pessac) Dans la pratique cardiologique quotidienne, les machines d’échocardiographies occupent un volume spatial important et ont un poids non négligeable limitant leur mobilisation qui pourrait être source de chocs lésant le matériel ou le personnel. Cela implique de transporter les patients hospitalisés jusqu’au service d’échocardiographie afin de pouvoir réaliser l’examen. Ceci peut nécessiter des brancardiers si le patient ne peut se mobiliser seul (en fauteuil ou en lit d’hospitalisation) et être source d’inconfort en raison du transfert et de l’attente occasionnée avant et après la réalisation de l’examen. Depuis les années 2000, l’accès à des appareils échocardiographiques plus mobiles, de la taille d’un ordinateur mais de gamme souvent inférieure, s’est largement développé. Certains ne permettent, cependant, qu’une analyse 2D sans posséder la technique Doppler (ex : Optigo, Sonosite, SonoHeart). L’un des plus récents, le VIVID-i, permet une analyse 2D et Doppler d’excellente qualité au lit du patient(25-28). Tout récemment a été produit un appareil d’échoscopie ultraportable, le VSCAN. Ce dernier n’a pas la prétention de remplacer l’échocardiographie conventionnelle puisqu’il ne permet qu’une analyse 2D noir et blanc et couleur mais il peut être transporté facilement dans la poche d’une blouse et n’a rien à envier aux échographes de dernière génération de grande taille en termes de qualité de l’image ultrasonore (figure 9) pour détecter les anomalies anatomiques, de contraction ventriculaire, les épanchements péricardiques et les valvulopathies. Dans un travail préliminaire réalisé dans notre centre sur 100 patients, la corrélation entre les résultats apportés par le VSCAN et les échographes de dernière génération était excellente avec une concordance en moyenne de l’ordre de 0,95. Figure 9. L’échoscopie de poche. Une émission consacrée à l’échoscope de poche est actuellement en ligne sur AXIS TV. www.cardiologie-pratique.com Il peut permettre un débrouillage rapide en toutes circonstances et a ainsi le potentiel d’être une aide à la prise en charge clinique des patients en urgence, au cours de la visite ou de la consultation. Reste la question de l’utilisateur… Il semble pouvoir apporter une aide importante en consultation, au cours de la visite quotidienne au lit du patient pour tout cardiologue, en complément du stéthoscope. Mais dans un contexte de population âgée grandissante, cet appareil ne pourrait-il pas, à terme, trouver aussi sa place dans les mains des médecins généralistes ou des urgentistes, spécifiquement formés à l’échoscopie, afin de mieux orienter les patients ? Flash d’actualité : validation clinique de la micro-sonde d’ETO P. Lim (Créteil) La demande d’examen ETO a augmenté ces dernières années avec l’accroissement du nombre de procédures invasives (fermetures de communications interauriculaires et de foramen ovale perméable, procédures d’ablation radiofréquence de fibrillation atriale, implantation de valves percutanées notamment au niveau aortique). L’ETO permet de diminuer l’irradiation au cours de la procédure, de sécuriser le geste invasif et enfin d’identifier les complications(29). Les sondes d’échographie intracardiaque (Acunav®) sont utilisées de longue date afin de guider les procédures invasives. Elles peuvent être de deux types : • sondes rotationnelles : permettant une imagerie multiplan mais nécessitant un introducteur ; • sondes sectorielles : imagerie monoplan, 64 éléments. L’utilisation de ces sondes intra-cardiaques est cependant limitée par leur coût, d’autant plus qu’elles sont à usage unique, ne pouvant être stérilisées, nécessitant une asepsie parfaite dans l’utilisation, une ponction veineuse et une courbe d’apprentissage (d’au minimum 100 examens par utilisateur !). Face aux limitations de ces sondes d’échographie intra-cardiaque et à celles de l’ETO conventionnelle, la solution était celle d’élaborer une mini-sonde d’ETO, stérilisable. Dans un premier temps, les échographistes ont détourné l’usage de la sonde d’échographie intracardiaque (Acunav®) en l’utilisant par voie nasale afin de pouvoir la stériliser et la réutiliser. En raison de sa taille, elle ne gêne pas la procédure interventionnelle mais sa caractéristique monoplan ne permet pas une bonne visualisation des veines pulmonaires notamment au cours des procédures d’ablation radiofréquence de fibrillation atriale. Tout récemment a été créée une micro-sonde d’ETO (S8-3t, Philips®) de 7 mm de large, 5 mm de profondeur environ, bien tolérée d’après les résultats préliminaires, et multiplan (figure 10). En raison de ses 32 éléments, la qualité d’image est moins bonne que pour la sonde Acunav® notamment pour visualiser les structures en profondeur, surtout au niveau de l’auricule gauche. Elle permet cependant une bonne visualisation des veines pulmonaires. Figure 10. La micro-sonde d’ETO (S8-3t, Philips®) (à droite).