Cardiogramme
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Indices éjectionnels

La plupart de ces indices est basée sur l’évaluation bidimensionnelle du VG en télédiastole (td) et en télésystole (ts) selon la formule:

(Dtd - Dts) / Dtd

La dimension (D) télédiastolique est la plus grande dimension du VG, correspondant à l’onde R de l’ECG et à la dernière image avant la fermeture de la mitrale sur un enregistrement en boucle. La dimension en télésystole (ts) est la valeur la plus petite, qui est la dernière image avant l’ouverture de la mitrale. On utilise les valeurs de la diastole qui précède la systole mesurée, parce qu’elles conditionnent la performance de cette systole (loi de Frank-Starling).

 

Fractions de raccourcissement

Ces mesures sont effectuées dans un plan 2D et ne représentent la fonction systolique du VG que si celle-ci est homogène ; elles sont invalides en cas d’altérations de la contractilité segmentaire (ACS) ou de déformation géométrique du ventricule (anévrysme, dilatation, sphéricisation). Elles sont effectuées en court-axe mi-ventriculaire et ne mesurent la fonction qu’à cet endroit ; cette approximation se justifie par le fait que le 80% du volume systolique est éjecté par la contraction radiaire du VG, mais elle ignore la performance des régions basale et apicale.

  • Fraction de raccourcissement (FR) de diamètre (D) mesurés en télésystole et en télédiastole : FR = (Dtd – Dts) / Dtd; la mesure se fait en court-axe par voie transgastrique en mode TM (0° ou 90°) (voir Figure 25.51A); normal: 0.3 - 0.45 (ou 30-45%).
  • Fraction de raccourcissement de la surface (S) endocavitaire (FAC : fractional area change) mesurée en court-axe transgastrique en excluant les piliers : FAC = (Std – Sts) / Std (voir Figure 25.65A); normal: 0.4 - 0.5. Cette mesure tient compte des éventuelles ACS dans ce plan de coupe, mais non dans le reste du VG. Cependant, elle est une mesure directe de l’image bidimensionnelle, et ne comporte aucune extrapolation ni reconstruction géométrique.

L’image court axe doit correspondre à un plan de coupe à mi-longueur du VG : présence du corps des deux piliers, image circulaire, contraction antérieure et postérieure simultanée. La présence de cordages signe une coupe trop basale ; la présence du pilier d’un côté et de cordages de l’autre est le signal d’une coupe oblique. Une désynchronisation de la contraction des parois est due à des ACS, à un bloc de branche ou à un pace-maker, mais le plus souvent à une coupe non perpendiculaire au long axe. La mesure porte sur le plus grand diamètre (éviter d’être tangentiel). La mesure est réalisée en mode TM, car elle est plus précise qu’en mode bidimensionnel. La position de l’endocarde est repérée sur l’image en mouvement avant de geler l’image et de passer au mode TM, où il est parfois difficile de déterminer les différentes couches.

 

Fraction d’éjection

La fraction d’éjection (FE) se rapporte au volume : FE = (Vtd – Vts) / Vtd. Valeur normale : 0.55 - 0.7 (55-70%). Plusieurs approximations mathématiques permettent d’extrapoler le volume du VG à partir d’une mesure mono- ou bi-dimensionnelle.

  • Formule de Teichholz ; elle reconstitue le volume du VG en lui attribuant la forme d’un ellipsoïde régulier dont le long axe est le double du court axe (Figure 25.63) ; elle permet le calcul simple et rapide du volume à partir du diamètre (D) de la cavité ventriculaire en court axe : V = 7 D3 / (2.4 + D). Cette simplification est justifiée par le fait que 75% du volume systolique est du à la contraction radiaire du VG.
  • Méthode surface – longueur (area-length) ; en ramenant la forme du VG à un hémi-ellipsoïde cyclindrique (forme d’un obus), on peut facilement calculer son volume : V = (5 · A · L) / 6, où A est la surface en 2-cavités et L le long axe (Figure 25.63B).
  • Règle de Simpson ; on dessine le pourtour de l’endocarde sur l’écran, et l’appareil découpe la surface en 20 tranches dont il calcule le volume en supposant qu’il s’agit de 20 disques circulaires ; le volume du VG est la somme de celui des disques (Figure 25.64) :
    V = (π / 4) · (∑ DA + ∑ DB) · (L / n). En réalisant la mesure dans deux plans orthogonaux (4-cavités à 0° et 2-cavités à 90°), on tient compte des asymétries de contraction (ACS, anévrysme, etc). La technique est longue (2 mesures en diastole et 2 en systole, puis calcul de la FE) et dépend de la bonne définition du contour endocavitaire.
  • Ces mesures ont tendance à sous-estimer le volume ventriculaire parce que le long axe est souvent tronqué en ETO ; cela porte peu à conséquence lorsqu’on fait le rapport entre le volume systolique et le volume diastolique, mais invalide cette technique pour l’évaluation du volume systolique et du débit cardiaque.
  • La précision de ces mesures dépend de la visibilité du pourtour endocavitaire, dont la définition 2D est souvent médiocre dans les zones où l’endocarde est parallèle à l’axe des ultrasons (paroi latérale). Comme on le repère plus aisément sur l’image en mouvement, il est judicieux d’en garder l’image mentale pour le reconstituer lors de son tracé sur l’image immobile.
  • Les approximations géométriques comme la formule de Teichholz supposent que le VG a une forme oblongue et que la contraction est homogène. Elles ne traduisent plus la réalité lors de remodelage - le VG devient sphérique en cas d'insuffisance - ou d'altération segmentaire de la contraction (akynésie, anévrysme).

Pour que la FE échocardiographique puisse avoir une bonne corrélation avec la mesure par cinéangiographie isotopique ou l'IRM (r = 0.9) [25], plusieurs conditions sont requises :

  • La mesure des diamètres endocavitaires doit être strictement perpendiculaire au long axe du ventricule (surface circulaire). Elle doit être réalisée à mi-longueur du VG (présence du corps des piliers) en mode TM.
  • La mesure est précise : toute erreur sur la mesure d’un diamètre est élevée au cube dans le calcul du volume.
  • Les mesures de long axe doivent être faites en vue 2-cavités à 90° ou long-axe à 120°, dans le plan où le ventricule apparaît le plus long ; la vue 4-cavités tronque l’apex du VG ; la différence de long axe entre les différents plans de doit pas dépasser 20%.
  • Les mesures de volume sont réalisées sur la plus grande surface obtenue de la cavité ventriculaire ; elles doivent être moyennées sur deux plans perpendiculaires (0° et 90° mi-oesophage).
  • Lorsque l’endocarde est un trait épais, la mesure est faite sur sa partie la plus externe par rapport à l’ensemble de la paroi (la plus interne par rapport à la cavité ventriculaire).
  • La contraction est homogène et symétrique (absence d’ACS, d’anévrysme, de remodelage) et la forme générale du ventricule est normale (rapport court-axe / long-axe ≤ 0.6), sans quoi les représentations géométriques utilisées pour reconstruire le volume à partir d’une image plane sont inaplicables. La règle de Simpson échappe en partie à cette remarque.
  • Seule une mesure faite sur une acquisition tridimensionnelle (3-D) peut représenter la FE réelle indépendamment de la forme et des ACS du VG, mais les mesures 3D actuelles ont tendance à sous-estimer le volume du VG [99].

Bien que très populaire, le calcul de la fraction d'éjection est une mesure limitée par plusieurs phénomènes.

  • Taille du ventricule; lorsque le volume télésystolique tend vers zéro (hypovolémie, vasoplégie), la FE tend vers 100%: (Vtd - 0) / Vtd = 1. A l'inverse, lorsque le volume télédiastolique augmente (surcharge de volume), la FE diminue parce que le grand Vtd est au dénominateur de la fraction. Les variations de postcharge ont un effet identique: une élévation des RAS diminue la FE alors qu'une vasoplégie l'augmente. Ces modifications surviennent sans qu'il y ait de variation de la contractilité myocardique.
  • Epaisseur de paroi; à raccourcissement myocardique constant, la FE augmente avec l'épaisseur de la paroi ventriculaire, parce que la course radiairede l'endocarde en systole est plus grande lorsque la paroi est plus épaisse.
  • Approximations géométriques; elles sont mécessaires pour passer d'une image mono- (diamètre) ou bi- (surface) dimiensionnelle à un volume, mais elles présupposent que la forme du VG correspond à cette figure géométrique. Ceci est inexact lorsque le ventricule se dilate et devient sphérique ou lorsque certaines parois sont akinétiques ou anévrysmales.
  • Extrapolation; les figurent géométriques extrapolent à tout le ventricule la contraction mesurée dans un seul plan de coupe; cette hypothèse ne se confirme que si la contraction est parfaitement symétrique et homogène.
  • Inhomogénéité de la contraction; la systole n'est pas toujours une reproduction de la configuration diastolique en plus petit; le ventricule change de forme lorsqu'il se contracte en cas d'altérations de la cinétique segmentaire, de retards de conduction, d'hypertrophie asymétrique ou de rigidité mitrale (prothèse, calcifications).
  • Valvulopathies; la FE est inadaptée à l'évaluation fonctionnelle du VG en cas de valvulopathie, à cause des modifications de précharge, de postcharge, de forme et d'épaisseur du ventricule.
  • La fraction de raccourcissement de surface (Fractional area change, FAC) est une mesure plus rigoureuse parce qu'elle n'est basée sur aucune extrapolation; elle n'exprime que ce qu'elle mesure effectiuvement dans un plan de coupe donné (court-axe médio-ventriculaire).
  • La FE n’est pas une mesure de contractilité, mais reflète la réserve fonctionnelle du ventricule. Elle est le produit de l’équilibre ventriculo-artériel entre la précharge, la postcharge et la fonction ventriculaire [123]. Elle n’est pas applicable lorsque le remodelage ventriculaire est important ni lorsque les conditions de charge sont modifiées, comme c’est le cas dans les valvulopathies ou les cardiopathies congénitales. Dans ces circonstances, la taille du VG et son degré de dilatation sont une mesure plus adéquate de sa fonction.

 

La fraction d’éjection (FE)
La FE traduit la position d’équilibre du VG entre son volume télédiastolique, sa performance systolique et sa postcharge ; elle n’est pas une mesure de contractilité
A l’exception de la règle de Simpson, son calcul repose sur des approximations géométriques
Elle n’est valable qu’en l’absence de remodelage et de modification de taille du VG 
Elle n’est pas valide en cas de valvulopathie (utiliser les dimensions télédiastoliques et télésystoliques)

 

 

Epaississement systolique

La fraction d’épaississement (Hts – Htd) / Hts, où H est l’épaisseur, varie selon l’endroit de mesure sur la paroi ventriculaire. Elle se réalise en général en court axe ventriculaire transgastrique sur la paroi postérieure et le septum. Pour intégrer la valeur des différentes parois, on peut utiliser l’épaisseur moyenne (Hmoy), qui est obtenue à partir de la surface de la couronne ventriculaire (Sépi : surface mesurée par la circonférence épicardique, Sendo : surface endocavitaire) : Hmoy = Sépi/π - Sendo/π. Toutefois, la définition du pourtour de l’épicarde manque généralement de précision.

 

Vélocité circonférentielle de raccourcissement (Velocity of circonferential shortening Vcf)

La mesure du raccourcissement de la circonférence (C) en court axe peut être ramenée à la durée de la systole (temps d'éjection téj) : Vcf = (Ctd – Cts) / Ctd · téj. La valeur normale est 1.1/s. La durée d’éjection se mesure par la durée de l’ouverture de la valve aortique en mode TM à 40° ou 120° (Figure 25.65). On peut remplacer le raccourcissement circonférentiel par le raccourcissement de surface, ce qui donne : FAC / téj (normal : 1.5-2.5/s). L’introduction du temps dans la formule fait de cette mesure l’équivalent d’une évaluation de la puissance ventriculaire (puissance = travail / temps), ce qui la rapproche d’une mesure de contractilité, bien qu’elle reste tributaire des conditions de charge [160]. Le problème méthodologique est la non-simultanéité de la mesure de circonférence et de celle de la durée d’éjection, puisqu’elles se font dans des vues et des cycles cardiaques différents.

 

Mouvements mitraux

Les mouvements de la valve mitrale et de son anneau sont modifiés par la performance ventriculaire .

  • Abaissement de l’anneau mitral: le raccourcissement systolique longitudinal du VG entraîne un mouvement de descente de l’anneau mitral dont la course et la vélocité sont proportionnelles à la fonction des fibres myocardique sous-endocardiques qui sont les plus sensibles au stress et à l’ischémie. La course normale est > 1 cm et la vélocité au Doppler tissulaire 8 – 12 cm/s. Cette mesure est bien corrélée aux autres mesures d’éjection [2].
  • Angle d’ouverture de la valve mitrale: meilleure est la vidange systolique précédente, plus grand est le débattement du feuillet antérieur de la mitrale lors de la diastole suivante (normal : > 60°).
  • L’angle entre les positions diastolique et systolique du feuillet antérieur reste faible en cas de dysfonction gauche. Normalement, l’angle entre le feuillet antérieur et le septum interventriculaire est < 20° lorsque la mitrale est ouverte.

 

Flux aortique

En vue transgastrique profonde à 0° ou 120°, la Vmax normale du flux aortique est 0.8 – 1.7 m/s et sa durée 220 – 300 ms. Etant fonction du gradient de pression entre le VG et l’aorte, la vélocité est directement proportionnelle à la fonction systolique, pour autant que la valve aortique soit normale (Figure 25.66). La Vmax aortique est influencée par le volume systolique et par les résistances artérielles. L’accélération protosystolique (normal : 10 m/s2) est une mesure de puissance du VG ; elle est illustrée par la pente ascensionnelle du flux aortique et représente le dP/dt intraventriculaire de l’éjection. Comme, cette pente étant très raide, sa mesure est difficile et imprécise. Pour y remédier, on peut mesurer la durée de la phase d'accélération (Dacc, durée entre V0 et Vmax); elle représente normalement moins de 30% de la durée totale de l'éjection. Le rapport Vmax/Dacc est un bon indice de la puissance du VG; il représente l'accélération moyenne du flux. Expérimentalement, il est peu dépendant des conditions de charge et affiche une bonne corrélation avec l'élastance maximale du VG (r = 0.85), qui est le meilleur indice de contractilité [6b]. Sa valeur normale est 8-15 m/s2.

Le volume systolique (VS) est le produit de la surface de la valve aortique et de l’intégrale des vélocités (ITV) du flux aortique. Comme la surface de la valve ne se modifie guère au cours d’une période d’examen, on peut estimer les variations du VS simplement par l’évolution de l’ITV (normal : 20-25 cm).

 

Indices éjectionnels
Les principaux indices éjectionnels sont la fraction d'éjection (FE 0.55-0.7), la fraction de raccour-cissement de surface (FAC 0.4-0.6) et la vélocité de raccourcissement circonférentiel (Vcf 1.1 s-1). Les indices éjectionnels sont dépendants de la précharge et de la postcharge.
Bien que très parlante, la FE est limitée par l'utilisation d'approximations géométriques. Elle n'est pas une mesure de contractilité, mais exprime la réserve fonctionnelle de l'ensemble ventriculo-artériel. Elle n'est pas valvable en cas de valvulopathie ou de cardiopathie congénitale.
La fraction de raccourcissement de surface est la mesure éjectionnelle la plus rigoureuse parce qu'elle n'est basée sur aune extrapolation et n'exprime que ce qu'elle mesure dans le plan choisi (court-axe du VG). Avec l'introduction de la durée d'éjection dans son calcul, la Vcf est une mesure de puissance qui se rapproche davantage de la contractilité du myocarde que les autres indices.

 

 

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