Insuffisance cardiaque gauche. Comment je l apprécie en échographie?

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1 Insuffisance cardiaque gauche. Comment je l apprécie en échographie? Xavier Monnet, Jean-Louis Teboul Service de réanimation médicale, EA4533. Hôpitaux universitaires Paris- Sud. Assistance publique Hôpitaux de Paris, CHU de Bicêtre, 78 rue du Général Leclerc, Le Kremlin Bicêtre. xavier.monnet@ bct.aphp.fr Introduction La suspicion ou la survenue avérée d une insuffisance cardiaque gauche, chez un patient de réanimation ou au bloc opératoire, impose une évaluation hémodynamique complète. Au cœur de celle-ci, l échocardiographie tient à l évidence une place fondamentale. C est en effet l outil qui permet à la fois de mettre en évidence l insuffisance cardiaque, d en préciser les caractéristiques hémodynamiques, d en apprécier la sévérité et, bien souvent, d en supposer la cause. Dans ce chapitre, nous détaillerons les différents éléments de l analyse échographique de la fonction cardiaque gauche. Nous envisagerons successivement la fonction systolique et la fonction diastolique du ventricule gauche. Nous insisterons sur les indices échographiques qui sont les plus utilisés en pratique courante et nous montrerons que beaucoup d entre eux sont accessibles à des échographistes relativement peu expérimentés. Nous exclurons de ce chapitre la tamponnade péricardique et les valvulopathies. 1. Fonction systolique du ventricule gauche 1.1. Définition La contractilité est une propriété intrinsèque du muscle qui reflète la qualité de l interaction entre les filaments d actine et de myosine. Elle est indépendante des conditions de charge, c est-à-dire qu elle correspond au degré de raccourcissement musculaire à précharge et postcharge constantes. Ainsi, les indices idéaux pour refléter la contractilité cardiaque devraient être effectivement indépendants des conditions de charge. De ce point de vue, l indice de contractilité ventriculaire idéal est la pente de la droite d élastance tracée à partir d une famille de courbes pression-volume

2 230 MAPAR 2012 ventriculaires. L enregistrement de courbes reliant la pression et le volume ventriculaires gauches au cours d un cycle cardiaque sous diverses conditions de charge permet d obtenir une famille de courbes. L ensemble de points télé-systoliques est aligné sur la droite d élastance. La pente de cette droite d élastance est le meilleur reflet accessible de la contractilité ventriculaire. On conçoit en revanche qu il s agisse d un indice difficilement accessible en pratique clinique en dehors du contexte de la recherche physiologique [1]. Ainsi, l estimation de la fonction systolique repose sur des indices plus simples à recueillir mais moins purs de la contractilité cardiaque. Nous ne détaillerons que les plus utilisés d entre eux Fraction d éjection du ventricule gauche Définition Il s agit de l indice échographique le plus utilisé pour estimer la contractilité ventriculaire gauche. La fraction d éjection ventriculaire gauche (FEVG) correspond au rapport entre le volume d éjection systolique (le volume qui a été éjecté) sur le volume télédiastolique du ventricule gauche (le volume qui était présent dans la cavité ventriculaire avant la systole). La fraction d éjection peut être mesurée en échocardiographie de plusieurs façons [2] Fraction de réduction des surfaces et des volumes Cette méthode nécessite la mesure des volumes télésystolique et télédiastolique du ventricule gauche. Les méthodes les plus fiables utilisent pour ceci, à partir d une coupe apicale, d une part le traçage des contours endocardiques de la cavité et d autre part de son grand axe en télésystole et en télédiastole. Ces mesures doivent être effectuées dans deux plans orthogonaux, c est-à-dire à partir d une coupe apicale quatre cavités et d une coupe deux cavités. Une modélisation mathématique grâce à un logiciel intégré à la machine échographique permet, à partir de ces dimensions, d assimiler le ventricule gauche à un empilement de disques de diamètres différents. Ceci permet une estimation fiable des volumes ventriculaires et, partant, de la fraction d éjection. Plusieurs de ces modélisations sont utilisées, la plus fiable étant la méthode de Simpson biplan [3]. Une autre estimation de la FEVG est fournie par la mesure de réduction des surfaces. Elle consiste à estimer les volumes ventriculaires à partir de la simple mesure des surfaces télésystolique et télédiastolique dans une seule dimension (en coupe apicale quatre cavités). Par rapport à la méthode biplan, cette méthode monoplan a l inconvénient d ignorer les dimensions du ventricule gauche dans le plan orthogonal. Par exemple, dans le cas d une séquelle d infarctus de la paroi antérieure du ventricule gauche, l akinésie qui en résulte est ignorée par la mesure de la FEVG en mode monoplan puisque celui-ci ne tient compte que des parois septale, apicale et latérale de la cavité. Ces méthodes d évaluation de la FEVG ont été validées en regard des méthodes de références que sont l angiographie ventriculaire et la scintigraphie cavitaire [3]. Il faut noter qu elles sont moins fiables lorsque l échographie transœsophagienne est utilisée [4]. En effet, celle-ci conduit souvent à une sous-estimation de la longueur du grand axe ventriculaire gauche Fraction de réduction des surfaces ventriculaires gauches en coupe petit axe Il s agit d une méthode qui est fréquemment utilisée en anesthésie avec l échographie transœsophagienne. Elle est calculée à partir des surfaces télé-

3 Insuffisance cardiaque 231 systolique et télédiastolique du ventricule gauche mesurées sur une coupe petit axe passant par les piliers de la valve mitrale. Même si cette méthode peut être réalisée à partir d une voie parasternale gauche ou sous-xiphoïdienne en mode transthoracique, elle est surtout utilisée en échographie transœsophagienne par une coupe transgastrique, essentiellement dans le contexte de l anesthésie [5]. L inconvénient majeur de cette méthode est de négliger la contractilité ventriculaire qui se produit dans des segments non étudiés (de façon plus basale ou apicale qu au niveau des piliers mitraux ou de façon antéro-postérieure). Cet inconvénient est notable en cas de troubles de cinétiques segmentaires en cas de cardiopathie ischémique Fraction de raccourcissement des diamètres Avec cette méthode, la fonction systolique est estimée par la fraction de raccourcissement entre les diamètres télédiastolique et télésystolique de ventricule gauche mesurés sur une coupe bidimensionnelle du ventricule gauche en coupe parasternale grand axe étudiée en mode temps mouvement. L extrapolation de cet indice de contractilité à l ensemble de la cavité ventriculaire ne peut s envisager raisonnablement qu en cas de contractilité ventriculaire homogène. Cet indice est donc peu fiable en cas de cardiopathie ischémique [2] Estimation visuelle de la FEVG La mesure précise de la FEVG est parfois utile en cardiologie, lorsqu il s agit par exemple de suivre un patient sur plusieurs années, mais elle l est souvent moins dans le domaine de l anesthésie et de la réanimation. Dans ces cas, une estimation semi-quantitative de la FEVG («très abaissée», «modérément altérée», «normale»), est souvent suffisante pour guider le diagnostic hémodynamique et le traitement. De ce point de vue, il a été démontré par plusieurs études que l estimation visuelle de la FEVG donnait des valeurs très proches de celles obtenues par une mesure précise du paramètre [6]. Ainsi, l estimation de la FEVG est rendue accessible à la majorité des réanimateurs et des anesthésistes, même ceux qui ne sont que modérément expérimentés dans la technique échocardiographique [7] Limites de la mesure et limites d interprétation Une première limite à la mesure de la FEVG est liée à la mauvaise définition des contours endocardiques, plus fréquente chez les patients de réanimation que les patients de cardiologie, même si l amélioration technique des appareils échographiques a permis d en limiter la fréquence. Une deuxième limite tient, comme nous l avons vu, à l existence de troubles de la cinétique segmentaire du ventricule gauche qui rend imprécises les mesures géométriques de la FEVG. Dans ces cas, il est fortement conseillé d utiliser la méthode de réduction des volumes par la méthode de Simpson biplan. Une limite d interprétation essentielle de la FEVG tient au fait que cet indice n est pas un reflet pur de la contractilité ventriculaire gauche et dépend des conditions de précharge et de postcharge ventriculaire [8], comme l illustre la Figure 1. A titre d exemple, la FEVG peut être normale chez un patient dont la pression télésystolique du ventricule gauche (c est-à-dire la pression artérielle systolique) est abaissée, mais devenir basse lorsque la pression artérielle systolique est restaurée. Cette limite d interprétation doit toujours être gardée à

4 232 MAPAR 2012 l esprit lorsque la FEVG est utilisée pour estimer la fonction contractile au cours d une insuffisance circulatoire aiguë. FEVG (%) 100 FE = 1 - (PTSVG - VTDVG) Emax PTSVG = 50 mmhg PTSVG = 100 mmhg 80 PTSVG = 150 mmhg PTSVG = 200 mmhg VTDG (ml) Figure 1 : Déterminants de la fraction ventriculaire gauche. La fraction d éjection ventriculaire gauche (FEVG) dépend de la postcharge (pression télésystolique du ventricule gauche, PTSVG) et de la précharge (volume télédiastolique du ventricule gauche, VTDVG) et n est qu un reflet imparfait de la mente de la droite d élastance (Emax) (adapté d après [8]) Autres indices échographiques de contractilité ventriculaire gauche La vitesse de raccourcissement circonférentiel des fibres myocardiques est calculée en divisant la fraction de raccourcissement de surface (mesurée en coupe petit axe) par le temps d éjection du ventricule gauche. Cet indice doit ensuite être normalisé par la fréquence cardiaque. Il reste peu utilisé, notamment parce qu il est très dépendant des conditions de charge ventriculaires gauches. La dérivée première de pression (dp/dtmax) mesurée sur le profil Doppler d insuffisance mitrale permet d estimer la «vitesse de pressurisation» du ventricule gauche pendant la systole. La technique consiste à recueillir le signal en Doppler continu du flux d une insuffisance mitrale. De façon simplifiée, on peut mesurer l intervalle de temps compris entre les vitesses de 1 m.s -1 et 3 m.s -1 [9]. Cette méthode a été validée par une mesure invasive de la pression ventriculaire gauche. L estimation échographique se heurte à plusieurs obstacles. En particulier, cette méthode nécessite un alignement parfait avec le flux d insuffisance mitrale. De plus, l indice dépendant grandement des conditions de charge, et notamment de la pression auriculaire gauche, il n est qu un reflet impur de la contractilité ventriculaire gauche.

5 Insuffisance cardiaque 233 En résumé, l indice de fonction systolique le plus couramment utilisé en pratique clinique en réanimation et en anesthésie est la FEVG. Dans ces contextes cliniques particuliers, elle doit toujours être interprétée en fonction des conditions de précharge et de postcharge cardiaques gauches. 2. Fonction diastolique du ventricule gauche 2.1. Définition La dysfonction diastolique se définit comme une incapacité du ventricule gauche à se relaxer, à se laisser distendre et à se remplir correctement [10]. On parle «d insuffisance cardiaque d origine diastolique» lorsqu en présence de signes d insuffisance cardiaque, une dysfonction diastolique peut être incriminée de façon prédominante, c est-à-dire lorsque la fonction systolique du ventricule gauche est normale ou subnormale [10] Diagnostic échographique Évaluation de la fonction systolique du ventricule gauche La fonction systolique du ventricule gauche est théoriquement normale ou subnormale au cours de l insuffisance cardiaque diastolique isolée. Cependant, la constatation d une fonction systolique normale ou subnormale sans dilatation ventriculaire gauche ne suffit pas pour affirmer formellement que l insuffisance cardiaque aiguë est d origine diastolique. La confirmation échographique s appuiera sur l élimination d une pathologie valvulaire, péricardique ou cardiaque droite qui pourrait aussi expliquer une insuffisance cardiaque à fraction d éjection ventriculaire gauche normale. Surtout, l échocardiographie doit objectiver des anomalies de la fonction diastolique [11] Anomalies de la fonction diastolique L objectivation d anomalies de la diastole repose sur la mise en évidence d une élévation des pressions de remplissage ventriculaire gauche. De nombreux indices fondés sur l analyse échographique ont été développés dans ce but. Tous souffrent de limites propres et sont d une interprétation complexe. Une conférence de consensus de la European Society of Cardiology a permis de clarifier les critères qui doivent être utilisés pour porter le diagnostic de dysfonction diastolique [11] Recherche d une hypertrophie myocardique Dès lors qu une hypertrophie myocardique est objectivée, les anomalies Doppler du flux mitral et de la vitesse de l anneau mitral sont présentes dans plus de 90 % des cas. Ainsi, si la fraction d éjection est normale ou subnormale, la seule observation d une hypertrophie myocardique suffit pour affirmer l origine diastolique de l insuffisance cardiaque aiguë [11] Analyse du flux sanguin mitral L étude du flux mitral est la méthode qui permet le plus simplement de détecter une dysfonction cardiaque diastolique à l échocardiographie [12]. Lors de la diastole normale, après l ouverture de la valve mitrale, la pression dans le ventricule gauche poursuit sa décroissance alors que la pression dans l oreillette gauche est plus élevée (Figure 2). Le Doppler du flux mitral enregistre alors l onde E, reflet du gradient de pression auriculo-ventriculaire, dont l amplitude dépend de la relaxation isovolumique et de la pression dans l oreillette gauche

6 234 MAPAR 2012 en protodiastole. La pression ventriculaire gauche s élève ensuite et rejoint la pression auriculaire gauche. Le gradient entre les deux cavités est faible et le Doppler ne détecte pas de vitesse sanguine significative durant cette phase. A la fin de la diastole, la contraction auriculaire génère un gradient de pression plus important entre les deux cavités. Le Doppler mitral enregistre alors l onde A qui, chez le sujet sain d âge jeune, a une amplitude inférieure à celle de l onde E [12]. Figure 2 : Pression ventriculaire gauche et pression auriculaire gauche dans les conditions normales. Le gradient de pression entre l oreillette (courbe noire) et le ventricule gauche (courbe grise) au début et à la fin de la diastole explique les ondes E et A détectées par le Doppler du flux mitral. S il existe un trouble isolé de la relaxation ventriculaire, la pression ventriculaire gauche au début de la diastole décroît de façon moins ample que normalement et l amplitude et de la vitesse de décroissance de l onde E sont diminuées. La vidange auriculaire protodiastolique est peu ample de sorte qu en télédiastole, la contraction auriculaire est plus vigoureuse et que l onde A devient plus ample que l onde E («inversion» du rapport E/A) [13]. A un stade plus grave, l altération de la relaxation ventriculaire gauche entraîne une élévation des pressions d amont du ventricule gauche. L augmentation du gradient auriculo-ventriculaire au début de la diastole augmente l amplitude de l onde E qui dépasse celle de l onde A et donne au flux transmitral un aspect «pseudonormal» [13]. Enfin, lorsque la compliance ventriculaire gauche est très altérée, la pression auriculaire gauche est très élevée. Le remplissage ventriculaire initial est d autant plus important et l amplitude de l onde E est plus grande que celle de l onde A (aspect «restrictif» avec E>>A) [13]. Néanmoins, ces anomalies typiques du flux mitral n ont pas une excellente sensibilité pour détecter les anomalies de la fonction diastolique. En

7 Insuffisance cardiaque 235 effet, le profil des ondes E et A est normal ou pseudonormal dans pas moins de 52 % des cas d insuffisance cardiaque à fonction systolique normale [14]. Ainsi, l analyse du flux mitral doit impérativement être couplée à celle de la vitesse de déplacement de l anneau mitral par Doppler tissulaire Doppler tissulaire de l anneau mitral Chez le sujet normal, la vitesse de l anneau mitral mesurée par Doppler tissulaire est grossièrement le miroir du signal de Doppler du flux sanguin mitral. Le mouvement de l anneau mitral génère trois ondes Doppler, l une systolique, deux autres diastoliques (appelées ondes Ea et Aa ou E et A ). Le rapport des ondes E sur Ea est utile pour évaluer les pressions de remplissage du ventricule gauche [15]. En effet, l amplitude de E dépend de la pression auriculaire gauche, de la relaxation ventriculaire gauche et de l âge. Ea quant à elle dépend surtout de la relaxation et de l âge. Le rapport de E et Ea est donc un reflet de la pression de remplissage du ventricule gauche. Un rapport E/Ea > 15 est fortement associé avec des pressions de remplissage du ventricule gauche élevées et un rapport E/Ea < 8 à des pressions de remplissage du ventricule gauche basses [15]. Lorsqu en présence d une insuffisance cardiaque aiguë, alors que la fraction d éjection ventriculaire gauche est > 50 %, le rapport E/Ea est situé entre ces deux valeurs, il faut se tourner vers d autres marqueurs non invasifs de la diastole ventriculaire gauche [11] Analyse du flux veineux pulmonaire Le flux sanguin dans les veines pulmonaires est responsable de deux ondes Doppler antérogrades, l une systolique et l autre diastolique (ondes S et D) et d une onde Ap rétrograde, contemporaine de la contraction auriculaire. L élévation de la pression dans l oreillette gauche entraîne une augmentation de la durée et de l amplitude de l onde Ap qui deviennent très supérieures à celles de l onde A mitrale, Am. Une durée de l one Ap supérieure de plus de 30 ms à celle de l onde Am est en faveur d une élévation des pressions de remplissage ventriculaires gauches [13]. Avec l élévation du rapport E/Ea > 15, il s agit du meilleur signe d élévation des pressions de remplissage ventriculaire gauche [11] Vitesse de propagation du flux transmitral Le Doppler en mode couleur permet de visualiser pendant la diastole le flux du remplissage ventriculaire et de mesurer sa vitesse. Cette vitesse de propagation (Vp) est inversement reliée à la constante de temps de la relaxation isovolumique. De plus, le calcul du rapport de l amplitude de l onde E mitrale sur la vitesse de propagation du flux transmitral (E/Vp) peut être utilisé pour estimer la pression de remplissage du ventricule gauche. Conclusion L échographie cardiaque permet une estimation complète et simple des fonctions systolique et diastolique du cœur gauche. Concernant la fonction systolique, la FEVG est l indice le plus couramment utilisé en pratique clinique mais doit toujours être interprétée en fonction des conditions de charge. L incidence de l insuffisance cardiaque diastolique ne doit pas être négligée. L appréciation échographique de la fonction diastolique repose sur l analyse du flux transmitral et du signal de Doppler tissulaire de l anneau mitral.

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