Cardiogramme
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Technologies particuières

Définition automatique des contours

Une amplification électronique du contraste entre le myocarde et le sang permet d’affiner la définition de l’endocarde, qu’un système informatique permet ensuite de suivre en continu par quantification acoustique (Automatic Border Detection). L’évolution de la surface du VG peut ainsi être enregistrée en permanence (Figure 25.15A) . Couplé à un enregistrement artériel, ce système peut être utilisé pour la construction de boucles pression-volume ventriculaires (voir Figure 25.70). La définition automatique des contours peut être complétée par l’attribution d’un jeu de couleurs au déplacement systolique de l’endocarde (Color Kinesis™) ; en fonction de l’ECG, la systole est divisée en dix portions auxquelles correspondent des couleurs différentes (Figure 25.15B) . On peut ainsi plus facilement repérer les variations de la cinétique segmentaire en cas d’ischémie. Ces systèmes sont extrêmement sensibles au réglage du gain et sont assez instables en salle d’opération.

 

Harmonique

Les US sont sujets à une atténuation et à une distorsion au fur et à mesure qu’ils avancent dans les tissus ; leurs échos sont progressivement contaminés par de nouvelles ondes coaxiales au rayon principal dont la fréquence est un multiple de la fréquence d’émission originale. Ce sont des harmoniques. La deuxième harmonique (H2) a une fréquence qui est le double de la fréquence d’émission (f0, 2-4 MHz). En filtrant f0 à la réception, le processeur peut reconstruire des images sur la base de H2 seulement. L’avantage est une image plus précise, plus contrastée et moins sujette aux artéfacts. En effet, la plupart de ces derniers sont générés dans les régions proches du transducteur, alors que l’importance des harmoniques est directement proportionnelle à la profondeur. Ce système est surtout utilisé sur les sondes transthoraciques, où il élimine les effets de la cage thoracique, mais il n’apporte que peu d’amélioration par voie transoesophagienne.

La deuxième harmonique est surtout nécessaire à l’échocardiographie de contraste, qui est basée sur la diffraction des US par des microbulles. Lorsqu’elles sont heurtées par des US, qui sont des ondes vibratoires de pression, les microbulles sont alternativement comprimées et ré-expendues. Si la puissance d’émission des US est basse, les microbulles vibrent de manière linéaire, mais lorsque la puissance augmente, leur expansion devient plus importante que leur compression. Elles vibrent alors de manière non-linéaire et émettent des harmoniques (Figure 25.15C). Comme les tissus sont incompressibles, ils oscillent de manière linéaire et n’en produisent pas. En filtrant f0, on obtient une image due aux seules microbulles, qui fonctionnent alors comme un produit de contraste. Les produits de contraste utilisés actuellement sont des gaz de haut poids moléculaire comme le perfluorocarbone, le pentafluoropentane ou l’hexafloride de soufre ; leurs microbulles mesurent moins de 7 microns et traversent les capillaires. Cette technique permet de visualiser la perfusion myocardique et met en évidence les zones non vascularisées (Figure 25.15D). En salle d’opération, elle pourrait permettre l’évaluation de la cardioplégie ou de la revascularisation après pontage aorto-coronarien, mais elle se heurte à de nombreux problèmes techniques non résolus.

 

Doppler tissulaire

Toute structure en mouvement provoque un effet Doppler. Lorsqu’on examine les vélocités sanguines, un système de filtres élimine les basses vélocités et les fortes amplitudes de l’écho des tissus. En inversant ces filtres, on peut examiner sélectivement les déplacements du myocarde et des valves en excluant ceux du sang . C’est le Doppler tissulaire (DT). Les vélocités des parois ventriculaires sont de 0.5 à 20 cm/s. Comme tout Doppler, le DT observe des décalages de phase dans la fréquence des ondes d’écho et non des variations d’amplitude ; il est dépendant de l’angle entre le déplacement observé et l’axe des US. En vue 4-cavités, on visualise de cette manière la contraction longitudinale du ventricule ; la contraction radiaire n’est examinable qu’en vue court-axe transgastrique.

L’affichage spectral du DT pulsé permet d’examiner la vélocité de déplacement de l’anneau mitral ou de la musculature longitudinale (sous-endocardique) de la paroi latérale, de la paroi antérieure ou du septum interventriculaire (Figure 25.16A). Ces structures présentent 4 mouvements au cours d’un cycle cardiaque :

  • Bref mouvement lors de la contraction isovolumétrique ;
  • Contraction longitudinale de la phase d’éjection (onde S, 8-12 cm/s) ;
  • Mouvement longitudinal protodiastolique (E’, 8-15 cm/s) simultané et en sens inverse du flux diastolique transmitral E ; il représente la relaxation active du myocarde ;
  • Mouvement longitudinal télédiastolique (A’, 5-10 cm/s) simultané et en sens inverse du flux diastolique transmitral A ; il est lié à la contraction auriculaire.

Ces vélocités sont diminuées en cas de dysfonction ventriculaire ou d’ischémie. Elles sont bien corrélées à la fraction d’éjection et au dP/dt intraventriculaire. Les vélocités moyennes des tissus peuvent être traduites en un code couleur (Figure 25.16B).

En suivant les vélocités à l’intérieur d’un segment ventriculaire, on peut observer sa déformation spatiale (∆L) par rapport à sa longueur initiale (L0) : strain, ou ε = L/L0. La vitesse de cette déformation (strain rate SR) est l’équivalent de la différence des vélocités (∆V) aux extrémités du segment : ∆V/∆L (s-1). Cette mesure traduit la rapidité des mouvements locaux du myocarde. Elle est un bon indice de la performance systolique. Mais elle n’est possible que sur des mouvements qui sont dans l’axe des US. Elle présente l’avantage de ne pas dépendre de la définitions souvent difficile de l’endocarde et de l’épicarde, ni des mouvements de rotation ou de translation de la paroi cardiaque puisqu’on observe la déformation d’un segment par rapport à lui-même.

 

Speckle-tracking

L’hétérogénéité des échos du myocarde permet d’isoler de petites zones de 20-40 pixels, appelées speckle, présentant une configuration particulière dans leur réflexion des US qui ne se modifie pas au cours du cycle cardiaque. Au moyen d’algorithmes de reconnaissance de forme, le processeur peut suivre les déplacements de ces marqueurs acoustiques naturels ; c’est le speckle-tracking (Figure 25.17) . En suivant plusieurs d’entre eux, l’ordinateur peut évaluer en continu la distance qui les sépare et la déformation du segment de tissu observé [83]. Par rapport au DT, l’avantage de cette technique est de ne pas dépendre de l’angle d’observation entre la direction du déplacement et l’axe des US. Le réglage du gain et de la compression doivent être très précis ; on utilise souvent l’imagerie en deuxième harmonique. Cette technique permet une évaluation fine de la contractilité myocardique locale et de la synchronisation entre les segments ; elle offre une très bonne définition des altérations de la cinétique segmentaire.

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