Exploration hémodynamique et angiographie cardiaque

Exploration hémodynamiqueet angiographie cardiaque

F FernandezA LafontC Guérot

R é s u m é. – Le cathétérisme et l’angiographie cardiaques permettent, grâce à l’emploi demoyens adéquats : la mesure des pressions existant tant dans les différentes cavités ducœur, oreillettes et ventricules droits et gauches, que dans les gros vaisseaux qui lui sontproches, aorte, veines caves, artère pulmonaire (AP) et ses branches ; le calcul des débits etdes résistances qui s’opposent au flux sanguin dans le système vasculaire, résistancesproprement dites, estimées comme le rapport des pressions sur les débits et résistances quirésultent de la distensibilité vasculaire (élastance artérielle) ; le diagnostic et la quantificationdes insuffisances et des rétrécissements valvulaires ; l’étude morphologique des cavitéscardiaques et des vaisseaux ; la détection et la quantification des courts-circuits anormaux ;l’évaluation de la fonction cardiaque, systolique et diastolique (fonction pompe, contractilité,qualité de la relaxation et distensibilité ventriculaire) et enfin d’analyser la réponse à certainsstimuli, épreuves d’effort, pharmacodynamiques ou autres.Elles conduisent ainsi à établir un diagnostic et une évaluation correcte d’un grand nombrede cardiopathies. Mais ces deux techniques permettent aussi (sujets qui ne seront pasdéveloppés ici) l’étude du métabolisme myocardique, le prélèvement de biopsiesmyocardiques ventriculaires (droites ou gauches), la réalisation de valvuloplasties,l’artériographie et l’angioplastie coronaires ainsi que l’étude et parfois le traitement decertains troubles du rythme.Les progrès réalisés par l’imagerie cardiaque non invasive, échocardiographie, scintigraphie,épreuves d’effort et autres, ont limité considérablement les indications des explorationsinvasives. Mais les connaissances exposées ici sont importantes pour la cardiologie. Serontdiscutés successivement les indications actuelles de ces deux techniques, les voies d’abord,les incidents et accidents, le choix des sondes, les renseignements fournis par le trajet descathéters et par l’enregistrement des pressions, leurs caractéristiques normales etpathologiques, l’étude du cycle cardiaque, les méthodes de mesure du débit cardiaque et dereconnaissance des courts-circuits, le calcul des surfaces valvulaires et des résistances,ainsi que, dans un deuxième temps, les systèmes radiologiques, la nature des rayons X, lessubstances de contraste, les incidences, les méthodes de calcul des volumes cavitaires etd’analyse de la cinétique ventriculaire gauche et le diagnostic des cardiopathies sur lescinéangiographies.

Cathétérisme et angiocardiographie

Le cathétérisme cardiaque consiste dans le passage d’une sonde (tige, creuseou pleine), dans les cavités cardiaques et les vaisseaux proches, dans un butdiagnostique ou thérapeutique. L’angiocardiographie enregistre sur undispositif adéquat les images obtenues au cours de l’injection, à travers unesonde, d’un produit de contraste, opaque aux rayons X, dans un endroit choisidu système circulatoire, afin d’établir un diagnostic.Ces deux techniques, introduites dans la médecine il y a près de 50 ans, ontété à l’origine du développement de la cardiologie. Elles permettent :

Francisco Fernandez : Praticien hospitalier.Antoine Lafont : Praticien hospitalier universitaire.Claude Guérot : Professeur des Universités, médecin des Hôpitaux, chef de service.Service de cardiologie, hôpital Boucicaut, 78, rue de la Convention, 75730 Paris cedex 15,France.

Toute référence à cet article doit porter la mention : Fernandez F, Lafont A et Guérot C.Exploration hémodynamique et angiographie cardiaque. Encycl Méd Chir (Elsevier, Paris),Cardiologie-Angéiologie, 11-002-A-30, 1998, 18 p.

– la mesure des pressions et des débits ;– la quantification des résistances du système vasculaire, des insuffisances etdes rétrécissements valvulaires ;– l’étude morphologique et fonctionnelle des cavités cardiaques,particulièrement du ventricule gauche, de l’aorte et des artères pulmonaires ;– la détection des communications et courts-circuits anormaux ;– la quantification de ces shunts ;– l’étude de la fonction cardiaque, systolique et diastolique ;– l’étude du métabolisme myocardique ;– le prélèvement de biopsies myocardiques, pour examen histologique ;– le traitement de certaines cardiopathies.Entre 1945 et 1975, ces deux procédés ont occupé une place privilégiée dansla cardiologie ; ils ont été la pierre de touche des autres techniques et permisle progrès de la chirurgie et l’approfondissement de nos connaissances.Depuis, le développement extraordinaire des capacités diagnostiques del’échocardiographie et d’autres moyens non invasifs, l’explosion del’informatique, la disparition quasi totale des cardiopathies congénitales etrhumatismales des services de cardiologie d’adultes, le changement desmodes de vie et des conditions sociales, le vieillissement de la population, etl’augmentation, probablement réelle, des maladies par athérosclérose et despossibilités de traitement interventionnel (c’est-à-dire énergique, par action

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mécanique sur une partie du corps en vue de la modifier) par voie percutanéetransluminale, des lésions des artères coronaires, ont abouti à ce que ce soitsurtout des patients souffrant d’une insuffisance coronaire qui occupentactuellement les services de cardiologie. Le nombre de cathétérismeseffectués pour évaluer l’importance d’une valvulopathie, le stade évolutifd’une cardiomyopathie, la réponse à un traitement ou autre est aujourd’huirestreint.Il est habituel de nommer cathétérisme, ou cathétérisme droit, l’explorationdes cavités droites du cœur, oreillette et ventricule droits, AP et ses brancheset de faire référence à l’exploration du cœur gauche sous les dénominationsde cathétérisme gauche ; le terme angiographie sous-entendantl’opacification sélective d’une cavité déterminée, oreillette ou ventriculedroits, AP, oreillette ou ventricule gauches ou aorte sus-sigmoïdienne.

Indications et contre-indications de l’explorationhémodynamique et angiographiqueLe besoin d’effectuer une exploration hémodynamique etangiocardiographique pour établir le diagnostic ou évaluer l’importanced’une cardiopathie est devenu aujourd’hui un fait rare. Dans la plupart descas, les méthodes non invasives ont largement remplacé ces deux techniquessanglantes.Il en reste toutefois, à notre avis, un certain nombre d’indications :– les cardiopathies valvulaires dont l’estimation est difficile, sténoses ouinsuffisances mitrales, aortiques, tricuspides ou pulmonaires, ainsi que lescardiopathies valvulaires complexes, mitroaortiques et mitrotricuspidiennes.La plupart des cardiopathies congénitales entrent dans ce cadre ;– les myocardiopathies primitives ou secondaires, très souvent moins dansun but diagnostique que pour faire une évaluation et choisir un traitement ;– les rétrécissements mitraux, afin d’effectuer une valvuloplastie mitralepercutanée.Le cathétérisme cardiaque est par ailleurs nécessaire :– pour la surveillance des paramètres hémodynamiques dans les unités desoins intensifs ; pour l’évaluation des effets thérapeutiques d’une drogue oud’une intervention ;– pour obtenir des biopsies endomyocardiques afin de faire un diagnosticétiologique ou dans le cadre du dépistage d’un rejet d’une greffe cardiaque ;– pour le diagnostic des embolies pulmonaires.L’attitude est diverse en ce qui concerne la convenance ou non de faire uncathétérisme droit chez les patients valvulaires, dont le vice est connu, quidoivent être opérés, et qui sont envoyés pour une artériographie coronaire.

Contre-indicationsElles sont devenues exceptionnelles. La seule contre-indication absolue seraitle refus d’un patient pleinement responsable, ou des personnes le représentantdevant la loi. Il existe, en revanche, de nombreuses contre-indicationsrelatives. Si l’exploration n’est pas une urgence, toutes les conditions quiaugmentent les risques et qui peuvent être corrigées (fièvre, anémie,intoxication digitalique, insuffisance rénale sévère, taux de prothrombineinférieur à 30 %, troubles du rythme...) sont des contre-indications relatives.L’âge physiologique avancé et les tares viscérales accroissent les risques.L’existence d’extrasystoles ventriculaires ou de lambeaux de tachycardieaugmente les probabilités de déclenchement d’une crise de tachycardie ou defibrillation ventriculaire comme conséquence des excitations mécaniquesdues à la sonde.

Incidents et accidentsLe cathétérisme et l’angiocardiographie s’accompagnent, dans certains cas,d’incidents et d’accidents[17, 25, 47]. Les risques dépendent de la voie d’abordchoisie, de la nature de l’exploration, de l’état clinique du patient, du type deslésions et de certains facteurs tels qu’un âge supérieur à 70 ans, une fractiond’éjection inférieure à 30 %, une insuffisance rénale ou respiratoire, undiabète, une hypertension artérielle pulmonaire (HTAP), une sténose du tronccommun de la coronaire gauche et autres.La mort au cours des explorations hémodynamique et angiographique estdevenue exceptionnelle. Elle est habituellement la conséquence :– d’un choc cardiogénique consécutif à un infarctus du myocarde, un malaisevagal ou à l’angiographie sélective ventriculaire gauche, chez des patients ensituation critique ;– d’un trouble du rythme grave, tachycardie ou fibrillation ventriculaire ouarrêt cardiaque irréversible ;– d’une myocardiographie avec ou sans tamponnade.La perforation du cœur ou des vaisseaux est extrêmement rare, en dehors destentatives de cathétérisme transseptal et des valvuloplasties percutanées.Les troubles du rythme sont fréquents : extrasystoles auriculaires ouventriculaires, bradycardies vagales. Les malaises vagaux s’annoncent en

général par des bâillements répétés, des sueurs ; le patient devient pâle et sesent angoissé. La bradycardie et l’hypotension suivent. Il faut, dès lespremiers symptômes, injecter de l’atropine de 0,5 à 1 mg en intraveineux (IV)et mettre en place une perfusion de soluté à grosses molécules.Les complications cérébrovasculaires dues à des embolies sont aujourd’hui,avec l’emploi systématique des anticoagulants, très rares. Les rétrécissementsaortiques calcifiés peuvent être à l’origine d’embolies calcaires. La migrationde cristaux de cholestérol, à partir des plaques d’athérosclérose ulcérées,serait relativement fréquente au cours du passage des sondes dans les artères,et des angiographies et angioplasties, surtout chez les sujet âgés[28].Cependant, les manifestations cliniques de ces embolies, qui peuvent touchertous les organes situés en aval, passent souvent inaperçues. Il existehabituellement un délai entre le moment de leur survenue et celui de leurdécouverte. Les atteintes rénales peuvent être la cause d’une insuffisanceterminale de ce système.Les crises d’étouffement, la dyspnée ou l’œdème aigu du poumonapparaissent quelquefois au décours d’un cathétérisme, du fait du volume desliquides perfusés, de l’angiocardiographie, de l’effort, des troubles du rythmeou de l’insuffisance coronaire.Les complications locales sont fonction de la technique employée et de la voiechoisie. L’abord percutané de la veine et de l’artère fémorales peut être àl’origine d’une fistule artérioveineuse, d’un hématome, d’un faux anévrismeartériel, ou d’une phlébothrombose veineuse. Les ponctions des veines sous-clavière et jugulaire interne peuvent se compliquer d’un pneumothorax.

Voies d’abord

Les cathétérismes droit et gauche peuvent être effectués par dénudation d’uneveine ou artère du bras (veines médiane, basilique ou humérale, artèrehumérale, plus rarement veine saphène) ; ou par voie percutanée, selon latechnique de Seldinger. Les cathétérismes gauches sont généralementeffectués par voie percutanée artérielle rétrograde et, d’une façonexceptionnelle, par voie transseptale.Chacune de ces techniques a des avantages, des inconvénients et desindications précises. La voie percutanée préserve le capital vasculaire etpermet la répétition des examens. L’abord par dénudation limite lespossibilités de répétition de l’examen. Le cathétérisme de l’AP dans les casde dilatation de l’oreillette droite et d’insuffisance tricuspide importante, lecathétérisme du sinus coronaire, sont plus faciles à partir des veines du brasgauche. L’approche brachiale, veineuse et artérielle est nécessaire en casd’artérite des membres inférieurs, de lésions athéroscléreuses ou detortuosités des vaisseaux, de thrombose des veines abdominales, dans certainscas de coarctation aortique, en cas d’échec du cathétérisme artériel rétrogradeà partir de la fémorale.

Voie percutanée

Le cathétérisme percutané est effectué par la méthode de Seldinger, ensemblede manœuvres qui permettent d’introduire un cathéter dans la lumière d’unvaisseau en se servant d’un guide métallique très fin préalablement passé dansce vaisseau à travers une aiguille, sous anesthésie locale. Le vaisseau est piquéavec une aiguille, montée sur une seringue dans le cas des veines, prise entreles doigts dans le cas des artères. Les sensations tactiles et l’aspiration dans lecas des veines, et le recul du piston ou l’écoulement du sang en jet dans le casdes artères témoignent de la position intraluminale de l’aiguille. Un guide estalors introduit à travers l’aiguille dans la lumière du vaisseau.Puis l’aiguille est retirée, et, grâce au guide, un Desilet veineux ou artériel àvalves, ou des sondes à orifice distal, sont poussés à travers la peau dans lesystème circulatoire. Le Desilet est un cathéter ou tube court, d’à peu près10 cm de longueur, à parois minces, qui est placé dans les vaisseaux au niveaude la ponction de la peau et à travers lequel sont introduites les sondes.L’emploi du Desilet à valves diminue les traumatismes artériels et rendindolore le changement des sondes. Ces changements doivent être effectués,dans le cas des cathéters préformés à orifice distal, à l’aide du guide ;l’ensemble guide-sonde est poussé ou retiré du vaisseau.Une fois l’examen terminé, les sondes et Desilet sont enlevés et les tissus sontcomprimés au niveau des ponctions vasculaires, de façon à empêcher lesaignement et à faciliter l’hémostase. Les pouls distaux doivent être contrôlés.Après 5 à 10minutes, si tout semble correct, un pansement compressif estposé, constitué par un rouleau de quelques compresses et une banded’Élastoplastet.

Sondes

Les sondes sont des tubes, d’un diamètre de 1,6 à 2,9 mm et d’une longueurde 80 à 125 cm, qui permettent d’enregistrer les pressions, d’effectuer desprélèvements et d’injecter des substances diverses dans les cavités ou lesvaisseaux du cœur. Les sondes doivent être radio-opaques, lisses, peutraumatiques et peu thrombogènes, relativement flexibles pour franchir les

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tortuosités et les orifices valvulaires, et en même temps assez rigides pour nepas se plier ni se casser et pour obéir facilement aux manœuvres de torsion.Les cathéters destinés à l’injection d’un volume important de produit decontraste en un temps très court doivent résister aux pressions nécessairessans éclater (jusqu’à 1 000pounds per square inch[PSI] soit 70 kg/cm_) etrester en place, relativement immobiles, pendant l’injection. Cela n’estpossible qu’avec des sondes munies de trous latéraux à leur extrémité distale.Le cathétérisme rapide des cavités cardiaques et des vaisseaux est aujourd’huipossible grâce aux sondes préformées. Ces sondes doivent avoir une bonnemémoire plastique. Le nombre de sondes préformées, dont le but estd’atteindre un point déterminé du circuit sanguin, et de cathéters destinés àaccomplir une tâche bien précise s’est accru considérablement ces dernièresannées. L’usage de ces sondes très spécifiques, qui offrent des possibilitésautres assez limitées, oblige à l’emploi de plusieurs cathéters au cours d’unemême exploration.Les cathéters ont des calibres exprimés par des chiffres, 5 F, 6 F, 7 F, 8 F, 9 F,qui indiquent leur circonférence. Le diamètre externe de la sonde est égal à cechiffre divisé parπ. Le diamètre externe d’une sonde 8 F est de 2,5 mm.La majorité des cathéters qui sont fournis aujourd’hui par les fabricants eststérilisée au gaz d’éthylène comme des produits à usage unique.

Choix de la sondeLe choix de la sonde dépend du but poursuivi. Dans les services d’adultes, lecathétérisme des cavités droites du cœur est généralement effectué avec unesonde de Swan-Ganz[22].Ces sondes ont été conçues pour être montées jusque dans l’AP à partir d’uneveine, même sans radioscopie, au lit du malade. Elles sont très souples etdisposent généralement de trois conduits ou lumières : l’un est encommunication avec le ballonnet situé autour de l’extrémité distale ; ceballonnet peut être gonflé à partir d’un embout externe avec une seringueremplie de 1,5 mL d’air ou d’un gaz neutre ; le gonflage du ballon facilite laprogression de la sonde entraînée par le courant sanguin ; les deux autresvoies permettent l’injection ou l’aspiration de liquides ou l’enregistrementdes pressions ; l’une aboutit à l’extrémité distale du cathéter et l’autre setermine à près de 20 cm de cette extrémité. Les pressions artérielle et« capillaire » pulmonaires peuvent être obtenues en dégonflant (pressionartérielle) ou gonflant (pression « capillaire ») bien le ballon une fois la sondedans l’AP. Les sondes de Swan-Ganz comportent encore une sortiesupplémentaire qui permet de brancher la thermistance située au bout ducathéter sur un appareil adéquat pour mesurer le débit cardiaque parthermodilution[22].Le cathétérisme gauche est généralement effectué avec une sonde dite « queuede cochon ». Pour l’enregistrement des pressions ventriculaires gauches dansles myocardiopathies primitives hypertrophiques obstructives et dans lesrétrécissements aortiques, la sonde idéale est celle de Schoonmaker ou« multipropos » à trou uniquement distal.Les sondes de stimulation s’avèrent parfois nécessaires, en cas de blocauriculoventriculaire, complet ou avancé, chronique ou paroxystique, ou sil’on craint sa survenue. Il faut les connaître et savoir s’en servir.

Déroulement de l’examen

Conduite du cathétérisme et manipulation des sondes

Une fois la peau badigeonnée avec de l’alcool iodé et les champs disposés surle malade, l’anesthésie locale est effectuée à l’endroit des ponctions veineuseet artérielle. Les perfusions pour les sondes sont alors installées ; les têtesmanométriques et les raccords, purgés ; les seringues pour les prélèvements,rincées à l’héparine ; les Desilets, veineux et artériel, préparés ; les sondes,droite et gauche, rincées abondamment et disposées sur un plateau de 20 ×30 cm contenant un peu de sérum. Le guide métallique que l’on utilise et leraccord court qui sert pour l’angiocardiographie sont aussi placés dans ceplateau, entre les pieds du malade.Le cathétérisme droit est effectué d’abord. Les prélèvements de sang etl’enregistrement des pressions sont effectués au fur et à mesure dudéroulement de l’exploration, dès l’entrée de la sonde dans la cavité :– pressions auriculaire et ventriculaire droites ;– enregistrement de la pression au cours du retrait de la sonde du ventriculeà l’oreillette droite ;– enregistrement des pressions artérielle et « capillaire » pulmonaire.Dans le cas des cardiopathies valvulaires, ischémiques ou diverses, sans« court-circuit », des échantillons de sang sont prélevés dans les veines cavesinférieure et supérieure, l’oreillette droite moyenne et l’AP. Si unecommunication est suspectée, la série de prélèvements est plus complète :veine cave supérieure, haute et basse ; veine cave inférieure, haute et basse ;oreillette droite, haute, moyenne et basse ; ventricule droit, tricuspide, pointeet infundibulum ; tronc de l’AP et ses branches, droite et gauche ; oreillettegauche et veines pulmonaires, si possible.

Le cathétérisme gauche est effectué après avoir obtenu une pression« capillaire » pulmonaire. Les sondes « gauches » sont généralementintroduites avec un guide métallique en J, à leur intérieur. Ces sondes doiventêtre manipulées doucement. La progression du cathéter ne doit pas êtredouloureuse. Une fois dans l’aorte sus-sigmoïdienne, le guide est retiré. Lasonde est aspirée et rincée, la pression aortique est enregistrée, si nécessaireen même temps que la pression humérale ou fémorale. Puis, s’il s’agit d’une« queue de cochon », la sonde est poussée dans le ventricule gauche. Il suffitsouvent pour cela de tourner la boucle distale de façon à la placer dans le planfrontal et de pousser la sonde doucement.Les angiocardiographies sont généralement effectuées en fin d’examen. Ellesdoivent être réalisées dans les conditions les meilleures pour analyser leproblème posé par le malade. Le lieu de l’injection, l’incidence des rayons Xet la quantité de produit doivent être adéquats.

Renseignements fournis par le cathétérisme

Les renseignements fournis par le cathétérisme découlent de l’analyse :– du trajet des sondes ;– des pressions existant dans les cavités cardiaques et dans les vaisseaux ;– des oxymétries effectuées sur les échantillons de sang prélevés à différentsniveaux ;– des courbes de dilution ;– des valeurs du débit cardiaque, des résistances vasculaires et des surfacesvalvulaires ;– des données tirées des angiocardiographies ;– de l’étude de la fonction cardiaque et des réponses aux épreuves d’effort,de remplissage et de provocation ou pharmacologiques.

Trajet des sondes

Le trajet des sondes peut être normal ou inhabituel (fig 1). Dans certains cas,la veine cave inférieure débouche par l’azygos dans la veine cave supérieure.La sonde, poussée depuis la veine fémorale, passe d’abord derrière l’oreillettedroite et redescend ensuite pour pénétrer dans le cœur (fig 1A). La persistanced’une veine cave supérieure gauche communiquant avec le sinus coronairepeut être une anomalie isolée (fig 1B) ou s’associer à un retour veineuxpulmonaire anormal. Les incidences transverses et l’injection à la main d’unpeu de produit radio-opaque permettent de vérifier la position du cathéter etla nature du vaisseau. Le franchissement d’une communicationinterauriculaire, ou d’un foramen ovale perméable, est facile à reconnaître parle prélèvement de sang à l’endroit que l’on suppose être l’oreillette gauche(celui-ci est bien oxygéné) et par le cathétérisme des veines pulmonaires(fig 1C) ou du ventricule gauche (fig 1D). Le passage de la sonde duventricule droit (à travers une communication interventriculaire) dans l’aorteascendante (fig 1E), ou de l’AP (à travers un canal artériel persistant) dansl’aorte descendante, ou vice versa, est aisément identifié grâce à l’oxymétrie,à l’enregistrement des pressions et à la progression du cathéter dans leschamps pulmonaires, dans les vaisseaux du cou, ou dans l’aorte abdominale(fig 1H). L’aorte peut descendre à droite de la colonne vertébrale (fig 1I). Lecheminement, dans un situs solitus, du cathéter artériel rétrograde, depuisl’aorte thoracique descendant à gauche dans une aorte ascendante située aussisur le bord gauche de l’ombre cardiaque (fig 1J), est hautement suggestifd’une transposition corrigée des gros vaisseaux par inversionbulboventriculaire.

Pressions

Définition

Les pressions cardiovasculaires sont surtout le résultat de la contractioncardiaque et varient tout le long du cycle cardiaque. Les pressionscardiovasculaires peuvent être considérées comme des fluctuationspériodiques de force par unité de surface[14, 17, 25, 47]. Leur mesure est effectuéeau moyen de microcapteurs, très fidèles, placés à l’extrémité distale dessondes, ou par transmission à travers la colonne de liquide contenue dans lecathéter et les raccords, grâce à des capteurs externes. Ces capteurs,transducteurs ou têtes manométriques transforment l’énergie mécanique enénergie électrique. Les systèmes de mesure utilisés habituellement s’appuientsur le principe du pont de Wheatstone. Les pressions exercées sur unemembrane induisent des différences de potentiel qui, convenablementamplifiées et transformées, peuvent être enregistrées.Dans les services d’hémodynamique et en cardiologie, malgré lesrecommandations des sociétés savantes, les pressions continuent, encoreaujourd’hui, à être exprimées en millimètres de hauteur d’une colonne demercure (mmHg)[14, 15, 17, 25, 46, 47]. Il faut mesurer ces pressions comme uneforce par unité de surface, en newtons (N) par mètre carré, pascals ou kilo-pascals, 1 Pa = 1 N/m_. Il faudrait multiplier les mmHg par 133,3 pour obtenir

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des pascals. La pression est donc exprimée comme une « hauteur », hauteurpiézométrique. Mais, dans un système de vaisseaux et pour des liquidesparfaits et circulants, l’énergie mécanique du fluide par unité de poids ou« charge totale » est la somme de la « hauteur piézométrique » (hp = P/qg), dela « hauteur de position » (z), et de la « hauteur dynamique » (hd = V_/2g, liéeà l’énergie cinétique ; V, vitesse ; hd est la hauteur à laquelle s’élèverait leliquide, comme conséquence de l’énergie dynamique :qV_/2 = qgh → h =V_/2g). Si le système est fermé, la somme de ces trois variables reste constante(théorème de Bernouilli).Au cours du cathétérisme cardiaque, les pressions sont mesurées chez dessujets couchés. Les capteurs de pression sont disposés au niveau d’un planhorizontal passant par l’oreillette droite du patient. Ainsi, z est nul. L’énergiecinétique n’est pas mesurée. Seule est estimée la « hauteur piézométrique ».Dans un système vasculaire, l’écoulement ou débit Q˙ , dans deux pointsproches, a et b, est constant et égal au produit de la surface de section S par lavitesse V du flux. Q˙ = VaSa= VbSb. S’il existe une portion de calibre réduit, lavitesse augmente. L’énergie totale restant la même pour des vitessesd’écoulement suffisamment élevées, la pression latérale peut s’abaisser aupoint qu’une aspiration se produit, c’est l’effet « Venturi ».En traversant un orifice de surface s, le liquide transforme son énergiepotentielle ou de gravitationqghi en énergie cinétiqueqVe_/2 (théorèmede Torricelli) ; qghi = qVe_/2 → Ve_ = 2ghi et Ve = =≠≠2ghi. En substituantVe = =≠≠2ghi dans la formule de continuité, Q˙ = SV, on obtient Q˙ = S=≠≠2ghi,d’où S, surface de l’orifice, S = Q̇/ =≠2g=≠hi.La racine carrée de 2g (2 × 980 cm·s-2) est égale à 44,3. Cette formule est unpeu inexacte car, d’une part, la vitesse réelle et le débit sont inférieurs auxvaleurs théoriques, et la surface réelle, supérieure. Il faut donc introduire unfacteur de correction empirique, C. Et, d’autre part, dans le systèmecirculatoire, les pressions dépendent des forces cardiaques et les orifices sontnoyés : h est en fait le gradient des pressions existant de côté (hi) et d’autre(he) de l’orifice. D’où, S = Q̇/(C × 44,3=≠≠≠[hi - he]).

Pressions cardiovasculaires

Les pressions cardiovasculaires dépendent des conditions de l’activitécardiaque et des relations qui existent entre la contraction cardiaque, levolume de sang, la distensibilité des parois, les résistances périphériques, lesforces de gravitation, l’inertie et la tension des tissus.Le système circulatoire comprend un élément moteur, le cœur, dont l’activitéest cyclique et analogue à celle de deux pompes, le cœur droit et le cœurgauche, fonctionnant côte à côte d’une manière semblable, mais sous desrégimes de pressions différents face à deux résistances inégales. Chacune desdeux pompes, droite et gauche, est formée de deux chambres, auriculaire etventriculaire, se contractant successivement. L’activité cardiaque comporteune suite de systoles ou contractions et de diastoles ou relaxations (cf infra).Les ventricules ont une valve d’admission qui les sépare des oreillettes(valves auriculoventriculaires) et empêche le reflux du sang au moment del’énergique contraction ventriculaire, et une valve d’éjection, qui les séparedes artères (valves sigmoïdes) et s’oppose au reflux du sang vers lesventricules pendant la diastole. Bien qu’il existe une diastole et une systoleauriculaire et ventriculaire, ces termes, employés sans adjectif, s’appliquentsurtout aux ventricules.Le cœur doit assurer un débit adéquat face à des résistances variables, à unniveau de pression relativement stable ; il fournit l’énergie cinétique et de

pression nécessaires au déplacement du sang. Les vaisseaux sont le réseau dedistribution du courant sanguin. Les artères, élastiques, transforment le débitsystolique ventriculaire, discontinu, en un flux continu. Le sang chassé dansles artères par la contraction ventriculaire pousse en avant le sang qui s’ytrouvait et distend les parois des vaisseaux. L’élasticité artérielle permet auxvaisseaux d’absorber un volume supplémentaire de sang pendant l’éjection.Les artères stockent, pendant la systole, une énergie qui est libérée endiastole ; elles maintiennent ainsi un flux presque continu et une pressionmoyenne plus élevée que celle de tubes rigides.Les artères se divisent et se subdivisent, pour donner des « artérioles » quiconduisent vers des vaisseaux extrêmement fins, les capillaires, dont le calibreest à peu près celui d’un globule rouge (3 à 5µm). Le calibre et la tensionvasculaires artériolaires conditionnent l’importance des résistances et desdébits. Le système artériel, à hautes pressions, est un système « résistant ».Les résistances artérielles systémiques sont dix fois plus élevées que lesrésistances artériolaires pulmonaires. La surface vasculaire, qui est de 3 cm_au niveau de l’orifice aortique, augmente à mesure que les artères se divisent.La surface totale des capillaires est à peu près de 3 000 cm_. La vitesse du sangest de 30 cm·s-1 à la racine de l’aorte, et de 0,5 mm·s-1 dans les capillaires.Ceci facilite les échanges dont dépend la vie cellulaire. La surface vasculairediminue ensuite depuis les capillaires jusqu’aux veines caves, en même tempsque la vitesse du sang augmente. La vitesse moyenne du sang dans les veinescaves est de 20 cm·s-1. Dans les veines, les pressions sont basses. Le systèmeveineux est un système « capacitant », sorte de réservoir dans lequel lespressions résultent surtout de la relation existant entre le volume de sang et ladistensibilité des parois vasculaires, de la gravitation et de la tension destissus.Le ventricule droit, l’AP et ses branches, les capillaires et les veinespulmonaires et l’oreillette gauche forment la petite circulation ; le ventriculegauche, l’aorte, les artères et capillaires périphériques, les veines caves etl’oreillette droite, la grande circulation.

Cycle cardiaqueL’enregistrement des pressions auriculaires, ventriculaires et artériellespermet de reconnaître dans l’activité cyclique du cœur sept phasessuccessives (fig 2), énoncées ci-après.

Phase de remplissage ventriculaire lent

L’oreillette et le ventricule communiquent largement. La valveauriculoventriculaire est ouverte. L’apport de sang par la voie d’admissionest continu. La valve sur la voie d’éjection est fermée.

Phase de contraction auriculaire

La contraction auriculaire chasse le sang en amont et en aval. Elle rouvre lesvalves auriculoventriculaires, qui tendent ensuite à se rapprocher, commeconséquence des remous et du remplissage ventriculaire.

Phase de contraction ventriculaire préisovolumétrique

La mise en tension du ventricule augmente la pression ventriculaire et assurela fermeture de la valve auriculoventriculaire. La valve d’éjection demeurefermée.

A B C D E

F G H I J

1 Trajets possibles des sondes introduites par voie fémorale.A. Veine cave inférieure aboutissant dans la veine cave supérieure.B. Passage dans le sinus coronaire et une veine cave supérieure gauche.C. Passage dans une veine pulmonaire à travers une communication interauriculaireou un foramen ovale perméable.D. Trajet oreillette droite, oreillette gauche, ventricule gauche.E. Aspect caractéristique observé dans la tétralogie de Fallot, avec passage dansl’aorte à travers le ventricule droit.F et G. Cathétérisme des branches droite et gauche de l’artère pulmonaire.H. Franchissement d’un canal artériel persistant.I. Cathétérisme artériel rétrograde : arc aortique droit.J. Cathétérisme artériel rétrograde : aspect caractéristique de transposition corrigéedes gros vaisseaux.

ECG

O V

VA VE

1 2 3 4

5 6 7 8

2 Représentation schématique du cycle cardiaque. VA et VE, voies d’admission etd’éjection. O et V, oreillette et ventricule. ECG, électrocardiogramme. Le niveau despressions est indiqué par des traits horizontaux d’autant plus rapprochés que la pression estplus élevée.1 et 8. Phases de remplissage ventriculaire lent ; 2. remplissage systolique auriculaire ;3. phase de contraction ventriculaire préisovolumétrique ; 4. contraction isométrique ;5. éjection ; 6. relaxation ventriculaire isométrique ; 7. remplissage ventriculaire rapide.


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Phase de contraction ventriculaire isovolumétrique

Le ventricule se contracte, toutes valves fermées, à volume constant. Lapression intraventriculaire s’élève.

Phase d’éjection ventriculaire

Dès que la contraction ventriculaire atteint une énergie-pression suffisante,les valves sigmoïdes s’ouvrent (point e qui coïncide avec le pied del’ascension systolique des pressions aortique ou artérielle pulmonaire) etpermettent l’écoulement du sang vers les artères. Après un certain temps(0,10 à 0,15 seconde), le ventricule commence sa relaxation. La pressionbaisse. Dès que celle-ci atteint un seuil critique, la valve sigmoïde se ferme,marquant la fin de l’éjection point i ou incisure catacrote des courbes depressions artérielles sus-sigmoïdiennes (aortique ou pulmonaire).

Phase de relaxation ventriculaire isovolumétrique

La pression ventriculaire baisse, avec les valves fermées, à volume constant.L’ouverture des valves auriculoventriculaires marque la fin de cette période.

Phase de remplissage ventriculaire rapide

Le ventricule continue sa relaxation, la pression ventriculaire devientinférieure à la pression auriculaire, la valve auriculoventriculaire s’ouvre.L’oreillette, qui a poursuivi son remplissage pendant les quatre phasesprécédentes, se vide rapidement dans le ventricule.Classiquement, la systole ventriculaire englobe les phases 3 (contraction pré-isovolumétrique), 4 (contraction isovolumétrique) et 5 (éjectionventriculaire) ; et la diastole ventriculaire, les phases 6 (relaxationisovolumétrique), 7 et 1 (remplissage ventriculaire rapide et lent), et 2(remplissage systolique auriculaire).La systole auriculaire se résume à la phase 2 ; les autres phases correspondentà la diastole auriculaire.Les cavités droites et gauches du cœur sont le siège des mêmes phénomèneshémodynamiques ; la morphologie des courbes de pression est similaire, seulsdiffèrent les points indiqués ci-dessous.

• Chronologie des accidentsLa contraction auriculaire droite précède de 0,02 s celle de l’oreillette gauche.Il existe, normalement, un intervalle de 0,04 s entre le début de ladépolarisation ventriculaire gauche (onde Q de l’électrocardiogramme) et lamontée de la pression ventriculaire gauche (intervalle électromécanique). Lapression télédiastolique ventriculaire gauche coïncide, généralement, avec lesommet de l’onde R de l’électrocardiogramme en V6. Le début de la montéede la pression ventriculaire droite survient de 0,06 à 0,065 seconde après ledébut de l’onde Q de l’électrocardiogramme. Le cheminement particulier del’activation et les conditions hémodynamiques différentes qui règnent dans lecœur droit et gauche entraînent un asynchronisme des deux pompes. Encommençant avec le complexe QRS, la fermeture et l’ouverture des valves sefait, habituellement, dans l’ordre suivant (fig 3) : fermeture de la valve mitrale(FM), fermeture de la valve tricuspide (FT), ouverture des sigmoïdespulmonaires (OSP), ouverture des sigmoïdes aortiques (OSA), éjection,fermeture des sigmoïdes aortiques (FSA), fermeture des sigmoïdespulmonaires (FSP), ouverture tricuspide (OT), ouverture mitrale (OM). Lapériode de fermeture de la valve auriculoventriculaire gauche encadre lapériode de fermeture de la valve auriculoventriculaire droite et la périoded’éjection du ventricule droit encadre la période d’éjection du ventriculegauche.

• Niveau des pressions, plus élevé dans les cavités gauchesDans le système cardiovasculaire, la charge totale ou énergie mécanique dusang baisse d’un bout à l’autre de chacune des deux circulations, desventricules aux oreillettes. L’énergie cinétique est maximale aux deux

extrémités de chacune des deux circulations, aorte et veines caves, AP etveines pulmonaires. L’énergie de pression est maximale dans les ventricules.La brièveté du circuit et le faible degré des résistances pulmonaires ont poureffet d’aligner les pressions télédiastolique ventriculaire gauche, moyenneauriculaire gauche, moyenne « capillaire » pulmonaire et diastolique artériellepulmonaire.

Courbes de pression normales

Sur les courbes de pression auriculaires (fig 4), la contraction de l’oreillette,qui précède celle du ventricule, se marque par un accident positif, l’onde a.La fermeture de la valve auriculoventriculaire, liée à la montée de la pressiondans les ventricules, s’accompagne d’un accident positif, c, qui survient audébut de la contraction isovolumétrique du ventricule. La relaxation del’oreillette et l’abaissement du plancher ventriculaire pendant la périoded’éjection du ventricule déterminent une chute de la pression, dépression x.Puis, le remplissage auriculaire se complète et entraîne une remontée de lapression, onde v. L’ouverture de la valve auriculoventriculaire donne lieu àune chute de la pression auriculaire, du sommet de l’onde v jusqu’à un creux,y. L’onde a est généralement supérieure à l’onde v et la dépression x plusprofonde que la dépression y. Oreillette et ventricule se comportent ensuitecomme une cavité unique, jusqu’au cycle suivant.Sur les courbes de pression ventriculaires (fig 4), la contraction desventricules donne lieu, pendant les phases pré-isovolumétrique (1-2),isovolumétrique (2-3) et première moitié de l’éjection (3-), à une montée dela pression qui atteint rapidement un maximum. Puis l’énergie de lacontraction diminue et la relaxation commence, la pression décline, l’éjectionse termine (-4) et les valves sigmoïdes se ferment (-4-). Après la fermeturedes sigmoïdes, la pression chute rapidement (phase de relaxationisovolumétrique, 4-5), la valve auriculoventriculaire s’ouvre (-5-) et leremplissage ventriculaire commence. Celui-ci comprend trois phases :– de remplissage rapide, pendant lequel 80 % du volume systolique passe del’oreillette au ventricule ; la pression ventriculaire descend jusqu’à son pointle plus bas qui indique la pression protodiastolique, puis remonte, dessinantgénéralement une discrète onde F ou R (defilling : remplissage) ;– de remplissage lent (6-7), qui donne lieu à une ascension lente de lapression ;– de remplissage actif, dû à la systole auriculaire qui entraîne une discrèteremontée arrondie de la pression ventriculaire, l’onde a (-8-).La systole ventriculaire s’étend du début de la montée de la pression (1, pointz) à la fermeture des valves sigmoïdes (-4-, i). La diastole ventriculairecommence un peu avant le point i, et s’étend jusqu’au point z suivant.Les courbes de pression artérielles (fig 4, PA) sont superposables aux courbesde pression du ventricule correspondant pendant l’éjection, du point e au pointi ou incisure catacrote (3-4), de l’ouverture à la fermeture des valvessigmoïdes. La contraction ventriculaire donne lieu à un ébranlement liquidienqui crée une onde de pression qui va se propager le long des artères, déformerleur paroi élastique et provoquer un déplacement du sang. Dans les artères,l’onde de pression, ou onde élastique transverse, est surtout la conséquencedu choc (ou « coup de bélier ») du sang, chassé par les ventricules, avec lesang artériel. La réflexion de l’ondée systolique artérielle sur les valvessigmoïdes fermées entraîne une réascension de la courbe en protodiastole,c’est le ressaut ou onde dicrote. La pression descend ensuite régulièrementjusqu’à la systole suivante. Les pressions artérielles qui varient de façon

Valve mitrale fermée

Valve tricuspide fermée

Éjection

Éjection

VG

VD

FM OA FA OMFT OP FP OT

3 Chronologie de la fermeture (F) et de l’ouverture (O) des valves, mitrale (M), tricuspide(T), aortique (A) et pulmonaire (P) au cours du cycle cardiaque. VG et VD, ventricules gaucheet droit.

CI E RI RVR RVL RSA

PA3 4

d

a 2 c 5

6

hv

7

81x y

POPV

W

M-P

C R

S

S

D

D

ie

4 Évolution des pressions artérielle (PA), auriculaire (PO) et ventriculaire (PV) au coursdu cycle cardiaque. CI : contraction isométrique ; E : éjection ; RI : relaxation isovolumétri-que ; RVR et RVL : remplissages ventriculaires rapide et lent ; RSA : remplissage systoliqueauriculaire ; d : onde dicrote ; W : d’après Weissler ; M-P : d’après Brutsaert, le cœurconsidéré comme un muscle et une pompe ; S et D : systole et diastole ; C et R : contractionet relaxation.


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cyclique, en raison de l’alternance des systoles et diastoles ventriculaires,résultent de l’action conjuguée du débit systolique, des résistancesartériolaires et des particularités physiques des vaisseaux. Les phases decontraction pré-isovolumétrique et isovolumétrique ventriculaires constituentla période de contraction préexpulsive ou de prééjection.

Pressions artérielles

L’onde de pression artérielle est un phénomène complexe de fréquence N(égale à la fréquence cardiaque) qui comprend des ondes incidentes etréfléchies et qui répond au théorème de Fourier, et qui se modifie à mesurequ’elle s’éloigne du cœur : elle devient de plus en plus pointue, l’encoche etl’onde dicrotes s’effacent, la pression systolique s’accroît (commeconséquence de la diminution du calibre artériel, de l’augmentationprogressive de la rigidité de la paroi et de la disparition des ondes deréflexion), la pression moyenne diminue. La pression systolique artériellefémorale est généralement supérieure à la pression systolique aortique.La vitesse de propagation de l’onde de pression dans les artères, Co, estnormalement de 4 à 6m/s. Elle dépend de l’élasticité E et de l’épaisseur h dela paroi ; elle est une fonction inverse du diamètre D du vaisseau et de la massevolumiqueρ du sang.

Paramètres normaux de pression

Les pressions auriculaires sont définies par la pression moyenne et par lavaleur de ses accidents les plus caractéristiques (ondes a, c, x, v et y). Lapression moyenne représente la moyenne de toutes les pressions instantanées.Elle peut être calculée sur les courbes, par planimétrie, ou obtenuedirectement par intégration électrique. La pression auriculaire droite moyenneest, normalement, inférieure à 6 mmHg (0,8kPa), avec une onde a de moinsde 8 mmHg (1,06kPa).La pression capillaire pulmonaire est un reflet de la pression auriculairegauche, sauf dans les cas où il existerait un obstacle à la transmission de lapression auriculaire gauche vers le territoire capillaire (thrombose des veinespulmonaires, myxome ou thrombose auriculaire gauche obstruantl’abouchement des veines pulmonaires...). La pression capillaire pulmonairemoyenne et la pression télédiastolique ventriculaire gauche sont,normalement, inférieures à 13 mmHg (1,73kPa).Les pressions ventriculaires sont définies par trois paramètres :– la pression systolique, qui correspond au pic maximal de pression ;– la pression protodiastolique, qui est la pression la plus basse, aprèsl’ouverture de la valve auriculoventriculaire ;– la pression télédiastolique, qui coïncide avec le point z, après la systoleauriculaire, au début de la contraction ventriculaire.La pression systolique ventriculaire droite est inférieure à 32 mmHg(4,26kPa), et la pression télédiastolique inférieure à 8 mmHg (1,06kPa). Lespressions protodiastoliques ventriculaires sont, normalement, très proches dezéro, inférieures à 1 mmHg (0,13kPa) dans le ventricule droit et à 5 mmHg(0,67kPa) dans le ventricule gauche.Les pressions artérielles sont caractérisées par trois paramètres :– la pression systolique, pic maximal de la pression systolique ;– la pression diastolique, point le plus déclive de la courbe, correspondant audébut de l’éjection ventriculaire ;– la pression moyenne.La pression moyenne artérielle pulmonaire est, normalement, inférieure à19 mmHg (2,53kPa). La pression moyenne artérielle systémique vaut,normalement, entre 70 et 105 mmHg (de 9,31 et 13,97kPa).

Modifications des pressions dans les cardiopathies

L’analyse du niveau des pressions et de leur morphologie dans lescardiopathies ainsi que l’étude des gradients, différences de pression, quipourraient exister entre deux points contigus du système cardiovasculaire, aucours des retraits de la sonde, ou sur des enregistrements simultanés,permettent souvent à eux seuls le diagnostic et l’évaluation de la gravité deslésions.La pression auriculaire droite (PAD ou POD) est un reflet des conditions detravail du cœur droit (fig 5). Dans la communication interauriculaire, la PODmoyenne, en l’absence d’une HTAP, est généralement normale. L’onde a està peu près identique aux ondes c et v (fig 5B). Dans l’insuffisance tricuspide,la régurgitation atténue ou fait disparaître la dépression x, et donne lieu à unePOD systolique positive (fig 5C). Les insuffisances tricuspides massives,traumatiques ou congénitales, donnent des POD qui ressemblent à despressions ventriculaires (fig 5D). La pression systolique ventriculaire droiteest, dans ces cas, généralement normale. La valve incompétente s’oppose audéveloppement d’une HTAP, le ventricule se vidant facilement dansl’oreillette. Dans le rétrécissement tricuspide, la POD est augmentée, lavitesse de chute de l’onde v est lente, le creux y n’atteint pas le zéro, son nadirest très au-dessus de la pression protodiastolique ventriculaire (fig 5E). Il

existe un gradient diastolique entre les pressions auriculaire et ventriculairedroites. Le rétrécissement tricuspide s’associe habituellement à uneinsuffisance tricuspide. La POD comporte, dans ces cas, les déformationspropres des deux lésions. Les tracés les plus typiques de péricardite chroniqueconstrictive s’observent chez des patients en fibrillation auriculaire. Dans cescas, la pression auriculaire droite dessine un M en systole, qui va être suivied’une dépression y, très acuminée, et d’un long plateau horizontal (fig 5F).Cette courbe rappelle le signe de la racine carrée et est habituellement connuesous le nom d’aspect en «dip-plateau ». Des tracés similaires peuvent se voir,aussi, dans les restrictions fixes de toute autre origine (myocardiques ouendocardiques).La PVD systolique est généralement normale dans l’insuffisance tricuspidemassive, d’origine bactérienne, traumatique ou congénitale, et dans lapéricardite chronique constrictive (fig 6B, C). La pression télédiastolique estélevée dans les deux cas. Dans les péricardites chroniques constrictives, laPVD représente souvent plus du tiers de la pression systolique. La PVD estaugmentée dans les insuffisances tricuspides qui s’associent à une atteinte ducœur gauche, généralement lésions de la valve mitrale qui entraînent uneHTAP, et dans les syndromes de restriction d’origine myocardique, quitouchent préférentiellement le ventricule gauche. La PVD est élevée s’ilexiste un obstacle à l’éjection ventriculaire, HTAP ou sténose pulmonaire(supravalvulaire, valvulaire, infundibulaire ou médioventriculaire).La pression artérielle pulmonaire est basse dans les sténoses pulmonaires.Dans les insuffisances mitrales aiguës, récentes et importantes, dues à uneendocardite bactérienne ou à une rupture des cordages, la pression artériellepulmonaire montre parfois un aspect en M, formé par la succession de l’ondesystolique et d’un ressaut protodiastolique très marqué, qui s’ajoute ou sesubstitue à l’onde dicrote (fig 7C). Ce ressaut, qui coïncide avec l’onde vcapillaire, résulterait de la régurgitation mitrale, dans un système vasculaireencore peu altéré[24]. L’HTAP est une éventualité fréquente dans lescardiopathies. Elle est précapillaire si la pression capillaire est normale,postcapillaire si la pression capillaire est élevée et l’écart des pressionsmoyennes artérielle pulmonaire et capillaire (PAPm-PCapm) inférieur à10 mmHg (1,33kPa). Elle est mixte, à la fois pré- et postcapillaire, si la

5 Morphologie de la pression auriculaire droite (POD).A. Dans un cœur normal.B. Dans le cas de certaines cardiopathies : communication interauriculaire.C. Insuffisance tricuspide ++.D. Insuffisance tricuspide +++.E. Sténose tricuspide.F. Péricardite chronique constrictive.

6 Morphologie de la pression ventriculaire droite (PVD).A. Dans un cœur normal.B. Chez un patient ayant une insuffisance tricuspide importante.C. En présence d’une péricardite chronique constrictive ; aspect caractéristique en« dip-plateau» de la pression pendant la diastole.


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pression capillaire est augmentée et la différence entre les deux pressions(PAPm-PCapm) supérieure à 10 mmHg (1,33kPa). Dans l’HTAPprécapillaire, les résistances « capillaires » pulmonaires sont normales et lesrésistances artériolaires accrues. Dans l’HTAP postcapillaire, les résistancesartériolaires sont normales et les résistances « capillaires » augmentées. Dansl’HTAP mixte, les deux résistances sont élevées.La pression capillaire pulmonaire dans les cardiopathies va dépendre nonseulement de la pression auriculaire gauche mais aussi de la capacité etdistensibilité de l’oreillette et du système veineux pulmonaire. Dans lerétrécissement mitral, la pression capillaire est uniformément élevée et lesaccidents sont de faible amplitude ; les ondes a, c et v sont à peu près égales,de même que les dépressions x et y. La vitesse de chute de l’onde v est lente(fig 8B). Si le patient est en fibrillation auriculaire, l’onde a manque. Dansl’insuffisance mitrale, le creux x tend à disparaître et l’onde v devient trèshaute, très pointue, avec une montée et une descente très rapides (fig 8C).Dans les cardiopathies mitrales associant à la fois un certain degré de sténoseet d’insuffisance valvulaires, communément appelées en France « maladiesmitrales », le diagnostic de l’obstruction est généralement facile s’il existe ungradient holodiastolique « ventricule gauche-capillaire » et si la chute del’onde v est lente. Il est en revanche difficile d’affirmer, sur la seule analyse dela pression capillaire, la présence d’une régurgitation mitrale et plus encore,de déterminer l’importance relative de chacune des deux lésions. Dansl’insuffisance aortique, la pression capillaire peut être normale ou élevée.L’enregistrement simultané des pressions capillaire et ventriculaire gauchefait souvent apparaître, dans ces cas, un croisement mésodiastolique des deuxcourbes, la pression ventriculaire se plaçant au-dessus de la pression capillaireen télédiastole, les deux pressions dessinent un X. Dans les restrictionscardiaques, les caractères de la pression capillaire sont similaires à ceux déjàdécrits pour la pression auriculaire droite.La pression télédiastolique ventriculaire gauche est généralement élevée dansles cardiopathies gauches. Dans les syndromes restrictifs, la pressionventriculaire gauche présente, pendant la diastole, un aspect caractéristique,avec une dépression précoce, aiguë et profonde (ledip) et un plateau biendéfini ; la pression télédiastolique est augmentée, mais ne représentehabituellement pas plus de 20 % de la pression systolique.Dans le rétrécissement aortique valvulaire, supravalvaire ou sous-valvairefixe, la pression aortique comporte un ralentissement de la branche anacrotequi culmine en un sommet unique et tardif. Le temps de demi-ascension

dépasse 0,05 seconde et le temps d’éjection est allongé. Dans lescardiomyopathies primitives hypertrophiques obstructives, la pressionaortique montre en systole une montée rapide, vers un premier sommetprécoce, qui est suivie d’une dépression mésosystolique. L’insuffisanceaortique donne une courbe à double sommet de hauteur approximativementégale (bisfériens) ou à sommet unique, relativement tardif ; l’incisurecatacrote est effacée, et la pression diastolique très basse, pouvant atteindre,dans les régurgitations importantes et lors des diastoles longues, la pressiontélédiastolique ventriculaire gauche.

Retraits de pression

L’enregistrement des retraits, c’est-à-dire de la pression au cours du passagede la sonde d’un point à l’autre du système cardiovasculaire, est très importantpour reconnaître l’existence d’un gradient, différence de pression, donc d’unobstacle, de son siège et de sa nature. Il est nécessaire d’obtenir au cours ducathétérisme au moins un retrait à partir des branches droite et gauche de l’APjusqu’au tronc de celle-ci, de l’AP dans le ventricule droit (AP-VD), duventricule dans l’oreillette droite (VD-OD) et du ventricule gauche dansl’aorte (VG-Ao).Le retrait depuis les branches droite et gauche de l’AP jusqu’au tronc autorisele diagnostic de sténose ou coarctation des branches, s’il existe un gradientégal ou supérieur à 5 mmHg (0,7kPa) et un changement de la morphologiedes courbes. Certains auteurs ne retiennent comme significatifs que desgradients supérieurs à 10 ou 20 mmHg (1,3 à 2,7kPa).L’existence, sur les retraits AP-VD, d’un gradient systolique supérieur à10 mmHg (1,33kPa), en l’absence de court-circuit de gauche à droite, etsupérieur à 30 mmHg (4kPa), en cas de shunt de gauche à droite, est le propredes rétrécissements pulmonaires. L’analyse du tracé et la situation dans lecœur du point de changement de pression permettent, généralement, d’établirle siège et la nature de la sténose, supravalvulaire, valvulaire ouinfundibulaire, musculaire ou fixe. La pression systolique ventriculaire droiteen deçà de l’obstacle dépasse 30 mmHg (4kPa), la pression artériellepulmonaire est basse.Dans les communications interauriculaires avec un shunt important de gaucheà droite et un rapport des débits pulmonaire et systémique très au-dessus de 3(DP/DS supérieur à 3), des gradients systoliques AP-VD de 30 et même50 mmHg (4 et 6,65kPa), peuvent n’être que fonctionnels.Dans les dilatations idiopathiques de l’AP, la pression ventriculaire droite estnormale, même s’il existe un gradient AP-VD significatif. Dans les sténosespulmonaires fixes, généralement valvulaires, serrées, il existe sur les courbesde pression artérielles pulmonaires, au moment du passage à travers l’orifice,une dépression systolique, conséquence de l’effet Venturi. Le changementd’une pression basse, artérielle, en une pression haute, ventriculaire, estbrusque et se fait sans transition d’un complexe à l’autre. Dans les sténosesmusculaires, généralement infundibulaires, la pression augmentegraduellement : le gradient est progressif. Dans le cas des sténoses dues à desbourrelets musculaires anormaux, les tracés ressemblent souvent à ceuxobservés dans les sténoses fixes.Le retrait VD-OD rend possible le diagnostic de rétrécissement tricuspide sila pression protodiastolique ventriculaire est au-dessous du creux yauriculaire et si, en moyenne, la pression auriculaire est supérieure à lapression diastolique ventriculaire.Le retrait VG-Ao permet de faire le diagnostic de rétrécissement aortique s’ilexiste un gradient et d’établir sa nature, fixe ou musculaire (dynamique), etson siège, sous-valvulaire, valvulaire ou supravalvulaire. Dans lerétrécissement sous-aortique, le gradient est intraventriculaire. La différencede pression s’inscrit entre deux complexes de morphologie ventriculaire.Dans la chambre sous-valvulaire à basse pression, la pression systolique estégale à la pression aortique, la pression diastolique est ventriculaire. Si lasténose est fixe, diaphragme sous-valvulaire, la pression aortique est vibréeavec une branche anacrote tantôt rapide, tantôt lente. Si la sténose estmusculaire, cardiomyopathie primitive hypertrophique obstructive, lapression aortique a l’aspect caractéristique décrit plus haut.Dans le rétrécissement aortique valvulaire ou supravalvulaire, le gradient oudifférence de pression se produit entre un complexe de morphologieventriculaire et un complexe artériel (sténose valvulaire), ou entre deuxcomplexes de morphologie artérielle (sténose supravalvulaire).

Calcul des surfaces valvulaires

Dans le cas des obstacles fixes, il est possible de calculer la surface de l’orificerétréci, grâce aux formules de Gorlin et Gorlin[14, 17, 25, 47]. Il est nécessaire deconnaître pour cela le flux à travers la sténose, en mL/s, et le gradient moyen,ou différence moyenne des pressions de côté et d’autre de l’obstruction, enmmHg ou kPa, pendant le temps de passage du sang. Le gradient moyen peutêtre calculé ou mesuré sur les courbes de retrait ou sur les enregistrementssimultanés des pressions des compartiments situés en amont et en aval del’obstacle : OD-VD en cas de rétrécissement tricuspide, VD-AP dans lasténose pulmonaire, CP-VG dans le rétrécissement mitral, VG-Ao ou artère

7 Pression artérielle pulmonaire.A. Chez un sujet normal.B. Chez un patient présentant un bas débit cardiaque.C. Chez un patient ayant une insuffisance mitrale importante aiguë.

8 Pression « capillaire » pulmonaire.A. Chez un sujet normal.B. Chez un patient ayant une sténose mitrale.C. Chez un patient ayant une insuffisance mitrale.


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périphérique dans les sténoses aortiques (fig 9). S’il s’agit d’un retrait ou sil’on utilise comme pression artérielle, dans les rétrécissements aortiques, despressions périphériques, humérale ou fémorale, il faut les superposerconvenablement. Le gradient moyen est calculé, généralement, parplanimétrie. La surface, mesurée en mm_, est divisée par la durée-largeur enmm de ce gradient, de façon à obtenir la hauteur moyenne. Celle-ci est alorsexprimée en mmHg ou kPa, en tenant compte de la sensibilité. Le gradientdoit exister tout au long de la diastole. Pour calculer le flux à travers l’obstacle,en mL/s, il faut diviser le débit, en mL/min, par la durée du flux en s/min. Lessurfaces valvulaires aortique et pulmonaire peuvent aussi être estiméesrapidement grâce à la formule abrégée de Hatti : surface valvulaire en cm_= débit cardiaque, en L/min, divisé par la racine carrée du gradient pic à picen mmHg. Le gradient pic à pic est à peu près égal au gradient moyen.

Oxymétrie

Oxymétrie sanguine et « séries »

Le cathétérisme cardiaque permet le prélèvement d’échantillons de sang, àdivers niveaux dans les différentes cavités cardiaques, et la mesure de leurteneur en oxygène[14, 17, 25, 41, 47]. Les résultats obtenus autorisent, d’une part,le calcul du débit cardiaque par application de la méthode de Fick directoxygène et l’appréciation de la capacité fonctionnelle du myocarde, et,d’autre part, le diagnostic des shunts et le calcul de leur volume.L’endroit du prélèvement doit être reconnu. La position de la sonde estidentifiée, grâce à la radioscopie, par l’analyse des pressions et, si besoin, parl’injection d’un indicateur. De façon systématique, même dans le cas descardiopathies valvulaires ou ischémiques, et en l’absence de toute suspicionclinique de court-circuit, des échantillons de sang des veines caves inférieureet supérieure et de l’AP sont obtenus dès le début de l’exploration, afind’exclure l’existence d’un shunt significatif. Dans les cas où un court-circuitest soupçonné, il faut effectuer ce que l’on nomme une « série ».

Méthodes et unités de mesure

La teneur en oxygène d’un échantillon de sang peut être exprimée de troisfaçons :– comme un pourcentage de l’oxygène fixé par l’hémoglobine dansl’échantillon, saturation en oxygène, par rapport à sa capacité (Capa O2), quiest la quantité maximale d’oxygène que peut fixer ce sang ; c’est ce que l’onappelle la saturation oxygénée ;– en volumes, mL d’oxygène dans 100 mL de sang ;– en termes de pression partielle.La valeur moyenne de la capacité oxygénée, chez l’adulte normal, est de20 volumes ou mL pour 100 mL de sang. Elle est plus basse chez le sujet âgé(16 à 17 volumes), chez l’enfant (12 à 15 volumes) et chez les sujetsanémiques, et supérieure chez les sujets polyglobuliques (24 à 30 volumes).Elle varie, chez un même malade, à l’effort, aux émotions ou sous l’influencede drogues diverses et doit donc être mesurée, au cours d’une mêmeexploration, chaque fois que l’état fonctionnel a pu être modifié.Le contenu en oxygène du sang, en volumes ou mL, peut être mesuré oucalculé à partir de la capacité et de la saturation : volumes ou mL= saturation % × capacité en volumes pour 100 mL de sang.

Oxymétrie normale

Le sang est oxygéné dans les poumons. Dans les capillaires et les veinespulmonaires, l’oreillette et le ventricule gauches, et les artères systémiques,le sang est bien saturé en oxygène : il est dit « artériel ».

La valeur normale de la saturation oxygénée du cœur gauche se situe autourde 95 %, entre 100 et 93 %. Cette situation est uniforme dans toute lacirculation gauche (veines pulmonaires, oreillette et ventricule gauches, aorteet ses branches).Dans les veines périphériques, les veines caves, l’oreillette et le ventriculedroits, l’APet ses branches, le sang est « désaturé », pauvre en oxygène : il estdit « veineux ». Le contenu en oxygène du sang veineux est différent d’unpoint à l’autre, du fait de la variabilité de la saturation du sang provenant desdivers territoires de l’organisme.Chez le sujet normal, le sang de la veine cave supérieure a une saturation de74 % en moyenne (extrêmes : 70-80 %), alors que celui de la veine caveinférieure a une saturation moyenne beaucoup plus élevée, autour de 78 %(extrêmes : 74 à 85 %), du fait du retour du sang fortement saturé des veinesrénales. Les reins, qui assurent l’épuration du sang, ont un débit important,très au-dessus de leurs besoins en oxygène. La différence artérioveineuse enoxygène des reins est faible.Dans l’oreillette droite se mélangent le sang des deux veines caves et celuitrès désaturé du sinus coronaire. Des échantillons prélevés à divers niveauxdans cette cavité peuvent avoir des valeurs différentes, variant de 72 à 78 %.La saturation oxygénée de l’oreillette droite peut être, dans certains cas, au-dessus de celle de la veine cave supérieure, mais ne dépasse pas celle-ci deplus de 9 % en l’absence de tout shunt.Dans le ventricule droit, le mélange des sangs veineux est plus homogène etla saturation en oxygène prend des valeurs comprises entre 73 et 77 %. Cesvaleurs ne dépassent normalement pas de plus de 5 % celles de l’oreillette.Dans l’AP, le mélange des sangs est plus homogène et représente le sangveineux mêlé. La saturation d’un échantillon de l’AP ne dépasse pas celle duventricule droit de plus de 5 %, en l’absence de tout shunt.Lorsque la sonde est poussée dans les petites branches de l’AP jusqu’àbloquer son extrémité, le sang aspiré à cet endroit a une saturation élevée,égale à celle des veines pulmonaires. Ce sang est dit « capillaire pulmonaire ».Le contenu en oxygène du sang varie avec la capacité oxygénée. Chez le sujetnormal ayant une capacité de 20 volumes, c’est à dire 20 mL d’oxygène dans100 mL, le sang artériel systémique saturé à 96 % contient 19,2 volumesd’oxygène (0,96 × 20 = 19,2) et le sang veineux mêlé, artériel pulmonaire,saturé à 75 %, 15 volumes (0,75 × 20 = 15).La différence artérioveineuse systémique en oxygène, contenu en sang« artériel », périphérique ou central, moins le contenu en oxygène du sang« veineux mêlé », ou DAV˙ O2, est en moyenne de 4,2 volumes pour 100 (de3 à 5), soit 42 mL/L.

Débit cardiaque

Le débit cardiaque, Q pointé ou Q˙ [17, 25, 33, 41, 47], est la quantité de sangexpulsée, par unité de temps, par le ventricule gauche vers la périphérie (débitsystémique ou Q˙ S), et par le ventricule droit vers les poumons (débitpulmonaire ou Q˙ P). Le débit cardiaque variant avec la surface corporelle, SC,il est habituel de le rapporter à celle-ci, estimée en m_ d’après la formule deDubois et Dubois (qui tient compte du poids Pen kg et de la taille T en cm, SCen m_ = 0,0072 × P0,425 × T0,725). C’est l’index cardiaque ou IC expriméusuellement en litres par minute par mètre carré de SC (L·min-1·m-2).

Principe de Fick

La mesure du débit cardiaque peut être effectuée par la méthode dite de Fickdirect oxygène, ou grâce à l’injection d’un indicateur, vert d’indocyanine oufroid. D’après le principe de Fick, le produit du débit (Q˙ af) par laconcentration d’une substance (Caf) dans le sang afférent par rapport à unorgane, plus ou moins la quantité de cette substance ajoutée ou perdue lors dupassage à travers l’organe (m), est égal au produit du débit (Q˙ ef) par laconcentration (Cef) de cette substance dans le sang efférent :

Qaf × Caf± m = Qef × Cef→ Q̇ = m/(Cef - Caf)les débits entrants et sortants étant peu différents.

Mesure du débit cardiaque par la méthode de Fick direct oxygène

La mesure du débit cardiaque par la méthode de Fick direct oxygène est baséesur le fait que les poumons fixent, sur le sang éjecté par le ventricule droit,l’oxygène (élément facilement mesurable) contenu dans l’air ambiant. C’est« dans les poumons que le sang subtil se mélange à l’air inspiré pour servir debase à l’esprit vital » (Michel de Servet, 1553). Le débit du ventricule droit(Q̇d), multiplié par le contenu en oxygène du sang artériel pulmonaire (cont02 AP ou veineux mêlé, CvflO2), plus la consommation, ou extractiond’oxygène (V̇O2) effectuée par les poumons sur l’air respiré, est à peu prèségal au débit du ventricule gauche (Q˙ g), multiplié par le contenu en oxygènedu sang systémique, ventricule gauche, aorte ou artère périphérique (CaO2),(fig 10) : Q̇d × CvflO2 + V̇O2 = Q̇g × CaO2 ; d’où : Q̇= V̇O2/(CaO2 - CvflO2)La consommation, ou extraction d’oxygène, V˙ O2, est exprimée enmL·min-1 ; les contenus en mL ou volumes pour 100 mL de sang. Le débit Q˙ ,en L·min-1, est égal à V˙ O2 /10 (CaO2 - CvflO2). Le sang veineux mêlé doit être

9 A. Courbes de pression ventriculaire gauche (PVG) et aortique (PAo) chez un patientayant un rétrécissement aortique valvulaire et calcul de la surface d’ouverture de cettevalve. Fréquence cardiaque : 61,5/min ; débit cardiaque : 6,04 L/min ; durée de l’éjec-tion : 20,3 s/min ; gradient moyen : 52,2 mmHg ; surface valvulaire = (6040/20,3)/ (44,3 =≠≠52,2) = 0,9 cm_.B. Courbes de PVG et « capillaire » pulmonaire (CAP) et calcul de la surfaced’ouverture de cette valve chez un patient ayant une sténose mitrale. Fréquencecardiaque : 84/min ; débit cardiaque : 4,453 L/min ; durée du remplissage ventricu-laire : 34,8 s/min ; gradient moyen : 15,8 mmHg ; surface valvulaire = (4453/34,8)/ (37,8 =≠≠15,8) = 0,85 cm_.

A B


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aspiré dans l’AP ; en cas d’impossibilité majeure, et en l’absence de shunt, leprélèvement veineux peut être fait dans le ventricule droit. CaO2 - CvflO2 est ladifférence artérioveineuse (systémique) en oxygène, DAV ou DAV˙ O2.La consommation, captation ou extraction d’oxygène de l’organisme, ouV̇O2, est, chez l’homme au repos et dans des conditions normales detempérature et d’équilibre psychique, presque une constante, qui ne dépendque des besoins en oxygène de l’organisme et qui est fonction de la surfacecorporelle. La quantité d’oxygène transportée par le sang aux tissus del’organisme (TrO2) est égale au produit du débit cardiaque Q˙ C par le contenuen oxygène du sang artériel CaO2 (Q̇C × CaO2). Avec un débit cardiaquenormal, la consommation d’oxygène ou V˙ O2 représente moins de 26 % detout l’oxygène transporté : (V˙ O2/TrO2) < 0,26.Ce rapport, qui exprime le pourcentage d’utilisation d’oxygène, peut êtreestimé par le quotient de la différence artérioveineuse DAV sur le contenuartériel CaO2 en oxygène. En effet :

Q̇C = V̇O2/DAV → V̇O2 = Q̇C × DAV et TrO2 = Q̇C × CaO2

d’où :V̇O2/TrO2 = Q̇C × DAV/Q̇C × CaO2 = DAV/CaO2

La valeur moyenne de la consommation d’oxygène, observée chez100 patients consécutifs étudiés dans notre laboratoire, 60 hommes et40 femmes, d’âge moyen 45,2± 15 ans (extrêmes : 17 et 75), et dont la surfacecorporelle est de 1,67± 0,2 m_, est de 151,3± 25 mL·min-1·m-2 chiffre un peusupérieur à celui de la littérature, qui est de 143± 14 mL·min-1·m-2 [47].

Mesure du débit cardiaque par les courbes de dilution

• Principe de Stewart-Hamilton

Les méthodes de mesure du débit cardiaque basées sur l’analyse des courbesde dilution, obtenues après injection de l’embole d’un indicateur, ont étéintroduites par Stewart en 1897 et généralisées, grâce aux travaux deHamilton et al, à partir de 1929[17, 25, 33, 47]. Ces méthodes constituent aussi uneapplication du principe de Fick. Les courbes de dilution sont des courbes desvariations de la concentration d’un indicateur (substance pouvant être déceléefacilement dans le sang par un détecteur approprié) dans un point du systèmecirculatoire (enregistrée en ordonnée) en fonction du temps (enregistré enabscisse), après l’injection soudaine d’une certaine quantité de cette substancedans un autre point du système circulatoire (situé généralement en amont dupremier).L’adjonction à un fluide d’une quantité connue mi d’un indicateur permet deconnaître le volume V du fluide. Il suffit de mesurer la concentrationmoyenne cfl de l’indicateur : mi = V × cfl→ V = mi/cfl.Stewart a montré que ce calcul est valable pour un liquide circulant, le débitou volume écoulé par unité de temps est Q = V/t = mi/cfl x t, t étant la duréed’écoulement de l’indicateur en secondes. Le débit par minute est mi × 60/cfl × t. La concentration moyenne cfl est égale à la surface de la courbe depremière circulation en mg·L-1·s-1 calculée en tenant compte de la vitessed’enregistrement et du facteur de correction dû à la sensibilité de la cellule.L’indicateur employé autrefois était le vert d’indocyanine. Aujourd’hui, onrecourt surtout au froid.

• Mesure du débit cardiaque par thermodilution

La méthode de thermodilution utilise un indicateur thermique[22]. Les sondesemployées pour réaliser cette technique, du type Swan-Ganz, comportentdeux lumières, avec un orifice proximal et un orifice distal séparés par unedistance de près de 20 cm, et une thermistance située à 2 cm de la pointe. Unecertaine quantité de sérum salé ou glucosé à 5 %, glacé (de 0 °C à 2 °C) ou àla température ambiante, est injectée soudainement dans les veines cavessupérieure ou inférieure ou l’oreillette droite. La courbe des variations de latempérature du sang est enregistrée grâce à la thermistance distale située dansl’AP ; ces variations modifient la résistance du capteur qui constitue le

quatrième élément d’un pont de Wheatstone. Le débit cardiaque est mesurégrâce à un traitement automatique de l’information par des calculateurs.La thermodilution ne nécessite pas de prélèvements sanguins. Elle oblige àvérifier la position de la sonde, de façon à éviter que la thermistance soit colléeà la paroi artérielle (le ballonnet doit être à peine gonflé), et à effectuer desmesures répétées. L’enregistrement des courbes permet de juger des qualitésde la manœuvre et de valider les résultats. L’électrocardiogramme est obtenusimultanément afin de calculer la fréquence cardiaque. Des échantillons desang artériel pulmonaire et systémique sont aspirés avant ou après la mesuredu débit, pour en calculer la différence artérioveineuse en oxygène (DAV˙ O2)et la consommation d’oxygène (VO2 = QC × DAV̇O2).

• Valeurs normales du débit cardiaque

Le débit cardiaque est très variable. Il est plus élevé chez l’homme que chezla femme. L’index cardiaque mesuré dans le service chez des sujets âgésd’environ 40 ans, à jeun, couchés, au repos, au calme, en équilibre thermique,est en moyenne de 3,55± 0,75 L·min-1·m-2. Pour Yang[47], il est de 3,5± 0,7.Le débit cardiaque augmente avec la grossesse, la chaleur, la digestion,l’altitude, l’hypoxie, l’anxiété et surtout l’effort. Il diminue avecl’orthostatisme et le vieillissement. Brandfonbrener et al[4] observent unediminution de près de 24,4 mL/min/année, entre 20 et 80 ans.

Diagnostic des shunts

Le système circulatoire comprend deux circuits, pulmonaire et systémique,dont les débits sont à peu près égaux. Le sang veineux, qui arrive de lapériphérie par les veines caves, et passe de l’oreillette droite dans le ventriculedroit et l’AP, a un contenu en oxygène bas (sang veineux). Le sang oxygénédans les poumons (sang artériel) a un contenu en oxygène élevé.Un court-circuit ou shunt[17, 25, 41, 47]est le passage anormal de sang artérieldans le circuit veineux, shunt de gauche à droite (G→ D), ou de sang veineuxdans le circuit artériel, shunt de droite à gauche (D→ G), ou de gauche à droiteet de droite à gauche, shunt croisé (G↔ D).Une oxymétrie normale ne permet pas d’écarter formellement unecommunication entre les deux circuits. Si les pressions sont normales, cettesituation peut correspondre à un shunt négligeable. En présence d’une HTAP,elle peut conduire à un diagnostic erroné.La détection et la localisation des shunts peut être faite au moyen del’oxymétrie, des courbes de dilution et de l’angiocardiographie. Elle reposesurtout aujourd’hui sur l’échocardiographie. Leur quantification est effectuéegrâce à l’oxymétrie. Les aspects anatomiques sont déduits de l’analyse dutrajet des sondes, des pressions, des courbes de dilution et desangiocardiographies. Dans les services de cardiologie pour adultes, lescourbes de dilution sont actuellement très peu employées pour le diagnosticdes shunts.

Diagnostic des shunts par l’oxymétrie

Le diagnostic des shunts par l’oxymétrie exige le prélèvement rapided’échantillons de sang pour faire ce que l’on appelle une « série ».Le diagnostic de la présence d’un shunt de gauche à droite et de son niveau,repose sur l’existence d’un enrichissement anormal en oxygène dans la cavitédroite qui reçoit de ce fait le sang artériel. Cet enrichissement se retrouvegénéralement aussi dans les cavités situées en aval.Le diagnostic et la localisation d’un shunt de droite à gauche par l’oxymétriesont rarement possibles. En effet, l’existence d’une désaturation du sangventriculaire gauche et artériel périphérique n’est pas nécessairement l’indiced’un court-circuit veinoartériel. Elle peut relever d’une broncho-pneumopathie. « L’inhalation par le malade d’un mélange enrichi en O2 oud’O2 pur peut permettre la discrimination entre les deux mécanismes. S’ils’agit d’un shunt, la SaO2 sera peu modifiée. S’il s’agit d’un trouble del’hématose, au contraire, la SaO2 augmente et se rapproche des valeursnormales. Dans la pratique, ce test est souvent en défaut ».Toutefois, la comparaison des prélèvements veineux pulmonaires, obtenusaprès franchissement d’une communication interauriculaire ou d’un foramenovale, (ou du sang « capillaire pulmonaire »), et des prélèvements artérielspériphériques effectués simultanément, permet de rapporter la désaturationartérielle à son mécanisme. Lorsque le sang veineux pulmonaire estnormalement saturé, la désaturation artérielle relève d’un shunt droit-gauche.Lorsque la désaturation des deux échantillons est égale, celle-ci est liée à undéfaut d’hématose. L’étage du shunt peut être approché en confrontant lesprélèvements veineux pulmonaire, auriculaire et ventriculaire gauches etartériels systémiques. Dans les malformations complexes, le recours auxcourbes de dilution et à l’angiocardiographie est indispensable.

Quantification des shunts

Elle est généralement basée sur l’analyse des oxymétries. Les débitspulmonaires et systémiques, totaux et effectifs, doivent être calculés. Laconsommation d’oxygène est mesurée ou estimée et les prélèvements veineux

Poumons

Artère pulmonaire Veine pulmonaire

CvO2 = 15mL/100 CaO2 = 19mL/100VO2 =

143mL.min.m2

QL.min.m2

10 Mesure du débit cardiaque par la méthode de Fick direct oxygène. Le sang afférent auxpoumons par l’artère pulmonaire contient 15 mL pour 100 d’oxygène (CvflO2). Ce sang secharge dans les alvéoles d’à peu près 143 mL d’O2·min·m_ de surface corporelle (V̇O2/m_).Le sang efférent des poumons contient 19 mL pour 100 d’oxygène (CaO2). L’index cardia-que, en L·min·m_ est : IC = V̇O2/10 x (CaO2 - CvflO2) = 143/40 = 3,575 L·min·m_.


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et artériels pulmonaires et systémiques (veine et artères pulmonaires, veinescaves et artères périphériques) effectués rapidement, chaque fois que possibleet nécessaire. Si les veines pulmonaires n’ont pas été atteintes, ou si le sang« capillaire pulmonaire » n’est pas obtenu, dans les cas où la saturation deséchantillons ventriculaires gauches est égale ou supérieure à 95 %, celle desveines pulmonaires est considérée comme identique ; si la saturation duventricule gauche est inférieure à 95 %, celle des veines pulmonaires estestimée égale à 96 % et l’on accepte qu’il existe un shunt de droite à gauchesi celui-ci est plausible.Le débit pulmonaire effectif (DPE)est la quantité de sang veineuxpériphérique désaturé soumis chaque minute à l’hématose. Il est égal auquotient de la consommation d’oxygène par minute (V˙ O2) par la différenceartérioveineuse des contenus en oxygène du sang veineux pulmonaire(CvpO2) et du sang veineux systémique mêlé, prélevé en amont du shunt(différence entre les contenus en oxygène du sang le mieux saturé (VP) et leplus désaturé (Vm). Le sang veineux systémique mêlé (CvflmO2) estgénéralement estimé, au repos, égal à (3 VCS + 1 VCI)/4, ou 0,7 VCS + 0,3VCI, ou, encore, au contenu en oxygène de la VCS, prélevée en amont dushunt, exprimé en mL %, plus 0,5.Ainsi, le DPE, en L/min, est égal à :

V̇O2/10 (CvpO2 - CvflmO2)avec la V̇O2 en mL/min et les contenus en oxygène en mL/100. Le DPE estaussi le débit systémique effectif, quantité de sang normalement saturée quiatteint les cellules périphériques.Le débit pulmonaire total (DPT),ou débit pulmonaire tout court, est laquantité de sang qui passe par minute dans la circulation pulmonaire, et dontune partie peut être déjà normalement saturée. Le DPT est égal au quotient dela consommation d’oxygène par minute (V˙ O2) par la différenceartérioveineuse pulmonaire en oxygène ; différence des contenus en oxygènedu sang qui sort des poumons (VP) et de celui qui y rentre (AP) :

DPT = V̇O2/10 (CvpO2 - CAPO2)Le débit systémique total (DST),ou débit cardiaque, est la quantité de sangqui passe par minute dans la circulation générale. Il est égal au quotient de laV̇O2 par la différence artérioveineuse systémique, différence dans lescontenus en oxygène des sangs périphérique et veineux systémique mêlés ;différence des contenus en oxygène du sang qui va vers les tissus (Ca) et decelui qui en sort (Vm) :

DST = V̇O2/10 (CaO2 - CvflmO2)Dans unshunt gauche-droit exclusif, le sang aortique a la même saturationque le sang veineux pulmonaire. Le débit cardiaque et le débit pulmonaireeffectif ont la même valeur. Le shunt de gauche à droite (G→ D) est égal àDPT - DPE.Dans unshunt droit-gauche exclusif, le sang artériel pulmonaire a la mêmesaturation que le sang veineux mêlé. Le débit pulmonaire est égal au débitpulmonaire effectif. Le shunt de droite à gauche (D→ G) est égal à ladifférence DST-DP.Dans lescourts-circuits bidirectionnelsou croisés, le shunt de gauche à droite(G→ D) est égal au DPT moins le DPE ; le shunt de droite à gauche (D→ G),au DST moins le DPE.L’importance des shunts peut être appréciée en établissant le rapport entre lesdébits pulmonaire et systémique totaux. Ce rapport est égal au quotient desdifférences artérioveineuses systémique et pulmonaire :

DPT/DST = (CaO2 - CvflmO2) / (CvpO2 - CAPO2) = DAVS/DAVPEn revanche, il est impossible d’apprécier le volume d’un shunt en prenantcomme base le seul enrichissement en O2, que ce soit en volumes ou enpourcentage.

Impédance artérielle

Elle représente la somme des forces qui s’opposent à la progression pulsée dusang dans les artères et qui dépendent des résistances du système vasculaireet de la viscosité, de la pesanteur et de l’inertie du sang[14, 17, 25, 42, 47].Dans le système cardiovasculaire, les résistances systémiques et pulmonaires,R, sont généralement définies, par analogie avec la loi d’Ohm, comme larelation de la différence des pressions existant de part et d’autre du circuit, P1- P2, ou perte de charge, sur le débit Q˙ qui le traverse: R = (P1 - P2)/Q̇.Or, d’après la loi de Poiseuille-Hagen, dans le cas d’un écoulement laminaire,le débit Q̇qui traverse un tuyau cylindrique est une fonction directe de ladifférence des pressions P1 - P2, existant de part et d’autre du circuit, et durayon r du conduit, et une fonction inverse de la viscositéµ du fluide et de lalongueur L du tube.Mais en fait, la loi de Poiseuille-Hagen ne peut être appliquée sans discussionau système circulatoire dont le débit est, à la sortie des ventricules, pulsé, etdont les vaisseaux ont un rayon variable. En présence d’un courant alternatif,la résistance est l’impédance Z, rapport variable existant à chaque instantentre la pression et le débit en un point donné de l’arbre artériel. Dans lesystème cardiovasculaire, l’impédance est assimilable à celle d’un circuitélectrique qui comporterait :

– une résistance ohmique, ou résistance proprement dite ;– une bobine, qui donnerait lieu à une réactance inductive, inductance ouinertance ; celle-ci résulterait surtout chez l’homme de l’inertie de la massesanguine ;– un condensateur, qui agirait comme une réactance capacitive oucapacitance ; dans le système cardiovasculaire, celle-ci serait la conséquencede la compliance artérielle.Les résistances artérielles sont généralement calculées comme le rapport despressions sur le débit.Les résistances artériolaires systémiques ou périphériques (RAS) sont égalesau quotient de la différence des pressions moyennes aortique ou artériellesystémique (PAom ou PAm) et auriculaire droite (PADm ou PODm), par ledébit cardiaque Q˙ en L/min, soit : RAS = (PAom-PODm)/Q˙ . Les résistancesartérielles systémiques totales (RAST) sont le quotient de la PAm sur le débit.Les résistances artériolaires pulmonaires (RAP) sont calculées en divisant ladifférence des pressions moyennes artérielle pulmonaire (PAPm) etauriculaire gauche (PAGm ou POGm) ou capillaire (PCap), par le débitcardiaque Q˙ en L/min, soit : RAP = (PAPm-PCap)/Q˙ . Les résistancesartérielles pulmonaires totales (RAPT) sont le quotient de la PAPm sur ledébit. Les résistances postcapillaires ou « capillaires » pulmonaires sontégales au rapport de la pression capillaire pulmonaire sur le débit.Les résistances peuvent être exprimées en unités conventionnelles, Wood(UW) ou Aperia, quotient des pressions en mmHg sur le débit en L/min ; endyn·s·cm-5 dans le système CGS (centimètre, gramme, seconde) ; en N·s·m-2

dans le système MKSA (mètre, kilogramme, seconde, ampère) et enPa·min·m-5 dans le système international (SI) actuel.La pression est l’action d’une force sur une surface. Le débit est un volumeécoulé par unité de temps. Dans le système CGS, la pression s’exprime endyn·cm-2 et les débits, en cm3·s-1. La dyne (symbole dyn) est la force qui,appliquée à une masse de 1 g, lui imprime une accélération de 1 cm/s danschaque seconde.En hémodynamique, les pressions sont mesurées en mmHg. Pour passer deces mmHg aux dynes, il faut multiplier la hauteur de la colonne de mercure,en cm, par le poids spécifique du mercure, 13,6 et par l’accélération de lagravité, 980 cm·s-2 ; c’est-à-dire : P mmHg × 0,1 × 980 × 13,6 = P mmHg× 1 333 = A dyn·cm-2.Dans le système CGS, les résistances sont calculées en prenant la pression endyn·cm-2 et les débits en cm3·s-1 : R = (P mmHg × 1 333) / (1 000 Q˙L·min-1/60) = (P mmHg × 80) /Q˙ L·min-1) = A dyn·s·cm-5.Les résistances sont aujourd’hui fréquemment exprimées en unités Wood(W), comme le rapport des pressions en mmHg sur les débits en litre parminute :

1 UW = 80 dyn·s·cm-5

La résistance artérielle périphérique totale, R, représente la composantestatique de la charge, tandis que la composante pulsatile est reflétée par lacompliance artérielle totale estimée, C, et les indices de propagation et deréflexion de l’onde de pouls. L’élasticité artérielle effective, Ea, quotient dela pression télésystolique ventriculaire gauche (PTSVG) par le volumesystolique VS serait une mesure valide de la charge artérielle chez l’homme.

Systèmes radiologiques et angiocardiographie

Le cathétérisme cardiaque et l’angiocardiographie exigent l’emploi d’unsystème de rayons X. La visualisation du cœur et des sondes est nécessairepour la manipulation des cathéters. Le but de l’angiocardiographie estd’obtenir des images de qualité, suffisantes pour établir un diagnostic correctdes cardiopathies, au cours de l’injection d’un produit radio-opaque dans lescavités ou les vaisseaux du cœur. L’enregistrement des images peut se fairesur des pellicules de 35 × 35 cm (ou de 35 × 24 cm), à une cadencerelativement basse, de zéro à huit clichés par seconde pendant un tempsmaximal de 15 à 30 secondes : c’est la sériographie ou angiocardiographiefixe, ou bien à une vitesse de six à 120 images par seconde, sur des films de35 mm, ou sur tout autre support, bande magnétique ou disque : c’est lacinéangiocardiographie (deciné, mouvement).Les progrès considérables des systèmes radiologiques, de l’électronique, del’informatique et de l’interprétation numérique des images, avec répétition enboucle des séquences, permettent de travailler aujourd’hui dans de trèsbonnes conditions, et même d’enregistrer le déroulement des examens entemps réel, sur un vidéodisque laser ineffaçable et de grande longévité(30 ans)[17, 25, 47].Dans tous les cas, il faut choisir la sonde, le point d’injection, l’incidence, lavitesse d’injection en mL·s-1 et le volume de produit de contraste. L’injectiond’un certain volume de liquide radio-opaque dans des conditions de pressionet de débit bien déterminées nécessite un injecteur approprié.La cinéangiocardiographie exige le concours de nombreuses compétencesainsi qu’un équipement complexe et cher qui comprend notamment leséléments suivants :


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– un système radiologique comportant un générateur, un tube de rayons X etune unité de contrôle ;– un système de radioscopie composé d’un amplificateur de brillance et d’unensemble de télévisions en circuit fermé ;– un système d’enregistrement des images, autorisant la révision et letraitement immédiat et rapide de celles-ci, afin d’effectuer des mesures et descalculs facilitant la prise d’une décision ; il doit être possible de fixer uneimage de référence sur un écran, pendant que l’on continue à travailler enscopie sur un autre écran ;– un système de reproduction des images permettant une interprétation etdiscussion extemporanée des documents et leur communication outransmission secondaire si nécessaire.

Système radiologique

Le générateur transforme le courant alternatif du réseau urbain en un courantcontinu, et fournit au tube de rayons X à lafois le courant à bas voltagenécessaire pour chauffer le filament de l’électrode négative ou cathode, et leshauts voltages indispensables pour accélérer suffisamment les électrons.Le tube de rayons X contient les électrodes indispensables pour produire lesrayons X. Ces électrodes sont dans une ampoule de verre sous vide qui estimmergée dans l’huile. Le tout est refroidi par de l’air. Les rayons X résultentdu bombardement de l’anode (électrode positive) par les électrons émis par lacathode. Ces électrons frappent les électrons des couches internes des atomesde l’anode et les chassent de ses orbites. Le passage d’un électron d’une orbiteexterne à une orbite interne s’accompagne de l’émission de rayons X. Lesélectrons qui passent à côté du noyau atomique sont freinés et changent dedirection en donnant lieu aussi à l’émission de rayons X. Le rendement destubes de rayons X est très faible : 99 % de l’énergie employée est perdue sousforme de chaleur et de lumière.Les rayons X se déplacent à la vitesse de la lumière et ne sont pas déviés parles champs électriques ou magnétiques. Ils impressionnent les plaquesphotographiques, excitent la fluorescence de certaines substances et ionisentles gaz. Les rayons X sont invisibles et peuvent être considérés comme formésde particules d’énergie, photons X, ou comme des vibrations d’une toutepetite longueur d’onde. Les rayons les plus pénétrants sont ceux de plus petitelongueur d’onde. Pour les obtenir, il faut utiliser des électrodes de métaux dehaute masse atomique et appliquer des tensions très élevées. Le wolfram outungstène (symbole W, masse atomique 183,9) qui est un bon conducteur et aun point de fusion élevé (3 400 °C), est un des métaux les plus employés à cesfins.L’unité de mesure de la dose émise de rayons X est le röntgen, symbole R, quicorrespond à la quantité de radiation qui produit sur une certaine masse d’airune émission d’ions portant une unité électrostatique d’électricité de chaquesigne. Dans le tube à rayons X, la cathode est un filament fin de tungstène qui,chauffé, émet des électrons. Ceux-ci sont accélérés par la différence depotentiel existant entre les électrodes, et dirigés vers une zone limitée del’anode en wolfram qui constitue la cible. L’anode est une couronne dans unélément en tronc de cône rotatoire. La surface de la cible est inclinée et forme,avec le faisceau d’électrons, un angle de 7 à 12°. Les rayons X produits par cefoyer de l’anode sont d’autant mieux délimités et les images mieux définiesque cet angle est plus petit. Mais si cet angle est inférieur à 7°, le nombred’électrons absorbés par la cathode devient trop important. La portion del’anode qui émet des radiations X à chaque instant, ou foyer, est très réduite.Les tubes de cinéangiocardiographie des salles d’exploration actuelles ont desfoyers de l’ordre de 0,6 mm et donnent des décharges de rayons X qui durent4 ms, en utilisant des différences de potentiel de 60 à 100 kV et des intensitésde courant de 250 à 400 mA.

Amplificateur de brillance et télévision en circuit fermé

L’amplificateur de brillance et la télévision en circuit fermé ont augmentéconsidérablement les possibilités diagnostiques des rayons X. Lacombinaison d’un écran luminescent et d’une photocathode, d’antimoniurede césium ou d’arséniure de gallium, permet de transformer l’imagelumineuse, due à l’incidence des rayons X, en une image électronique. Lesrayons X, après avoir traversé le patient, frappent une surface luminescente etdonnent lieu à des photons, qui sont transformés par la photocathode en unflux d’électrons. Les électrons issus d’un point sont concentrés par uneélectrode chargée d’un potentiel négatif en forme aussi de surface cylindrique,et accélérés par une deuxième électrode en forme de surface cylindrique,portée à un potentiel positif, disposée devant l’anode. En réglant la tension deces éléments, on obtient que tous les électrons émanant d’un point de laphotocathode viennent toucher un même point dans l’anode. Il suffit quecelle-ci soit recouverte d’une substance luminescente pour que l’image de laphotocathode puisse être observée sur cet écran secondaire. L’ensemble agitcomme un amplificateur de brillance. Un photon X qui traverse un patientdonne une information qui se traduit par une illumination fugitive de l’écran.Pour former une image, il faut de nombreuses instructions. La pluie de

signaux n’est pas homogène et si le nombre des photons est petit, leurrépartition est irrégulière et donne lieu à une fluctuation de l’image. Le gainde l’amplificateur est limité par le « bruit » qui se superpose au signalprincipal. Si la fluctuation est importante et le facteur de conversion élevé, le« bruit » visible se manifeste comme un effet de nuage, appelé scintillation.L’émission de lumière par l’amplificateur ne cesse pas immédiatement aprèsl’arrêt des rayons X ; il existe toujours un certain délai entre les deuxévénements. Ce phénomène, la « rémanence », est très gênant si les objetsétudiés se meuvent vite.L’amplificateur de brillance doit avoir un bon pouvoir séparateur. Celui-cipeut être mesuré à l’aide d’un objet-test formé de lames opaques séparées parune matière transparente. Un bon amplificateur doit permettre de distinguerclairement les éléments d’une mire ayant de 20 à 25 paires de lignes noires etblanches par centimètre (une ligne noire et une blanche font une paire).Dans les services de cathétérisme, il faut un amplificateur avec un gain élevé,une faible rémanence et un bon pouvoir séparateur. L’intensificateur d’imageset l’analyse numérique facilitent l’emploi de la télévision en circuit fermé,d’un magnétoscope et de la cinéangiocardiographie et permettent le contrôleautomatique des constantes. L’image fournie par l’amplificateur est ronde. Ilest nécessaire de faire un noircissement circulaire de l’écran de télévision. Lesignal peut être enregistré sur une bande magnétique ou un disque, et revuimmédiatement. Ceci diminue les risques, accroît la qualité des examens etpermet de décider raisonnablement de la suite de l’exploration. Le recours àun ordinateur autorise le traitement des images pour calculer le calibre desvaisseaux, les volumes cavitaires ou la masse de certaines structures.

Cinéangiocardiographie

La cinéangiocardiographie consiste à enregistrer les images observées aucours de l’injection d’un produit radio-opaque dans les cavités ou lesvaisseaux du cœur, sur un film ou sur tout autre support, à la vitesse de 6 à50 poses ou images/seconde. Tous les paramètres d’exposition, de traitementet de lecture doivent être contrôlés de façon à obtenir une bonne iconographieet un diagnostic correct.La quantité de lumière émise par l’écran secondaire de l’amplificateur debrillance est proportionnelle à la quantité de radiations X qui traverse lepatient. Celle-ci dépend de la nature même des rayons X. En effet, dans laradiation d’un tube à rayons X, le nombre de photons X par unité de temps estdéterminé par l’intensité du courant (mA) et par la différence de potentiel (kV)appliquées dans le tube. L’énergie de ces photons, c’est-à-dire, le pouvoir de« pénétration » ou « dureté » des rayons X, est conditionnée par les kV. Lesrayons X « durs » sont mal absorbés, ils traversent facilement le patient. Si levoltage des rayons X est très élevé, l’écran est trop « blanc », les artèrescoronaires se confondent avec les structures voisines. Si le voltage est tropbas, les rayons X sont « mous », ne passent pas à travers le patient, l’écran estnoir. Il faut obtenir le meilleur rendement possible par rapport à l’épaisseurdu malade, aux organes traversés et au produit radio-opaque, pour aboutir àune bonne image radiologique.

Contrôle automatique des constantes radiologiques

La constance de l’émission des rayons X et de la luminosité de l’écransecondaire est assurée par un contrôle automatique des kilovolts. La lumièreissue d’une zone centrale de l’amplificateur de brillance, d’à peu près lamoitié de sa surface, excite une photocathode qui envoie le courant ainsiproduit à un comparateur. Celui-ci reçoit aussi un signal de référence choisipréalablement. Le comparateur commande le nombre de kV en fonction de ladifférence des deux courants. Le noircissement ou la luminosité des imagespeuvent être modifiés manuellement.

Imagerie et lecture des images

La qualité des images dépend aussi des systèmes de reproduction, écrans etsupports. Dans le cas des films, leurs caractéristiques doivent être bienconnues et les conditions de développement parfaitement réglées, afin d’entirer les meilleurs résultats. Le pouvoir de résolution ou séparateur d’unsystème de reproduction d’images dépend de la finesse et du nombre de pointsnoirs et blancs qu’il utilise. Le contraste est la différence de luminosité desparties de l’image ; il est d’autant plus bas que l’écart est petit. Il faut pouvoirle modifier afin de définir correctement les structures que l’on veut analyser.Les documents obtenus doivent être lus avec un système convenable quipermette le déroulement image par image, l’arrêt, la marche en avant et enarrière. Il faut souligner que la qualité des images ne dépend pas seulementdes constantes radiologiques et des conditions d’acquisition mais aussi deséléments de lecture et de la luminosité ambiante.La plupart des systèmes radiologiques comportent aujourd’hui :– un générateur de rayons X à potentiel constant ;– un « statif » ou dispositif en parallélogramme, équilibré et isocentré avec,sur l’extrémité inférieure, un tube radiogène à trois foyers, à charge thermiqueélevée et à scopie pulsée, permettant de choisir trois champs de 23, 16 ou


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11 cm, et pourvu de collimateurs, d’un filtre semi-circulaire, semi-transparent, et, sur l’extrémité supérieure, d’un système d’amplification etd’acquisition des images en mode numérique, qui peut être rapproché ouéloigné du tube, en modifiant ainsi la distance à la source. Ce « statif » peutêtre mû pour obtenir les différentes incidences, rotations, obliques antérieures,droite ou gauche± 90° ou angulations crâniale ou caudale± 55° (fig 11) ;– une table d’exploration confortable, disposant des éléments de contrôlenécessaires et pouvant être déplacée dans le sens longitudinal (vers la tête oules pieds), tournée autour d’un axe vertical (vers la droite ou la gauche) etmontée ou descendue de façon à faire coïncider le centre de masse duventricule gauche avec le point d’intersection des deux lignes imaginairesverticale et transversale (dessinées par le faisceau de rayons X qui va du tubeau centre de l’amplificateur avec le « statif » ou parallélogramme en positionverticale et horizontale), avec la ligne imaginaire horizontale qui représentel’axe longitudinal de rotation du « statif » ; l’ensemble permettant un abordfémoral ou brachial droit ou gauche du patient ;– un système de visualisation, de traitement et d’enregistrement des imagespermettant leur affichage et leur traitement au cours de l’exploration-intervention, l’analyse de la fonction ventriculaire gauche ou droite, laquantification des sténoses coronaires, la modification du contraste,l’amplification et le déplacement des images et le renforcement des contours.

Irradiation radiologique

L’irradiation radiologique est un problème important en ce qui concerne lepersonnel travaillant dans les salles de cardiologie interventionnelle. Commetoutes les radiations ionisantes, les rayons X ont des effets biologiques dontcertains sont inéluctables, liés à la nature même de ces rayons et quiapparaissent à partir d’un seuil de dose, spécifique de l’organe, et dont lagravité augmente avec celle-ci : ces effets concernent surtout la peau, lathyroïde (hypothyroïdie) et le cristallin (cataracte). Et d’autres sont aléatoires,stochastiques ou conjecturaux (leucémies, cancers, anomalies génétiques...)mais la gravité est indépendante de la dose, même si leur nombre s’accroîtavec elle.La dose absorbée se mesure aujourd’hui en grays, symbole Gy, qui est laquantité de rayonnement ionisant qui communique à 1 kg de matière uneénergie de 1 joule. La dose absorbée est difficile à mesurer (par calorimétrieou dosimétrie chimique). Elle est estimée généralement par calcul, enfonction de la nature de la radiation (il existe un facteur multiplicateur de 1pour les rayons X) et du tissu ou organe exposé (1 pour les muscles, 4 pour lesos, 5 pour le cristallin). La dose absorbée s’exprime aussi souvent en sieverts,Sv. La dose biologiquement efficace s’exprime en rem. Le rem est la dose deradiation qui donnerait lieu sur un tissu biologique à un effet équivalent à celuiproduit par un röntgen, R, de rayons X. Le rem permet de comparer lesdiverses radiations et de calculer les doses totales. Pour les rayons X, 1 R =0,01 Gy = 10 mSv = 1 rem. Il est recommandé (Commision internationale deprotection radiologique, ICRP) de ne pas dépasser, par an et pour l’organismeentier, la dose de 50 mSv, soit 0,05 Gy, soit 5 rem, en ce qui concerne les effetsstochastiques et 150 mSv au niveau des yeux. Par trimestre, 30 mSv, soit 0,03Gy, soit 3 rem ; pour les femmes en état de procréer, 13 mSv, soit 0,013 Gy,soit 1,3 rem ; pour les femmes enceintes, 3 mSv. La limite de dose par semaineserait 1 mSv, soit 0,001 Gy, soit 0,1 rem. La dose reçue par l’opérateur auniveau du cou serait de 5 mSv pour 100 explorations, et celle reçue par lepersonnel beaucoup plus basse.Il faut donc porter un dosimètre et se protéger au maximum :– en réduisant au minimum nécessaire le temps d’exposition ;

– en faisant appel à des systèmes de protection, lunettes adéquates, cache-thyroïde, tabliers appropriés, écrans protecteurs ;– en accroissant autant que possible la distance de l’opérateur au malade, enrapprochant au maximum l’amplificateur du patient, et en recourant auxdiaphragmes ;– en faisant contrôler périodiquement le fonctionnement du systèmeradiologique.

Sondes pour angiocardiographie

Les sondes destinées à l’injection d’un volume important de produit decontraste en un temps très court doivent résister aux pressions nécessaires,sans éclater et rester en place, relativement immobiles, pendant l’injection.Cela n’est possible qu’avec des sondes ayant des trous latéraux à leurextrémité distale.Les angiocardiographies sélectives auriculaires et ventriculaires droites etgauches et artérielles pulmonaires ou aortiques, sont habituellement réaliséesaujourd’hui avec des sondes en « queue de cochon », 5 F, 6 F ou 7 F.Pourl’opacification des artères pulmonaires ou de l’aorte, il vaut mieux se servirde sondes de calibre 6 F ou 7 F, quiautorisent des débits suffisants (20 à30 mL/s).

Vitesse et volume d’injection, lieu d’injectionet incidence des rayons X

Pour obtenir une opacification sélective des cavités cardiaques ou desvaisseaux du cœur qui soit suffisante pour analyser certaines structures ainsique des phénomènes donnés, et pour établir le diagnostic d’une cardiopathie,il faut délivrer un certain volume de produit radio-opaque en un temps limité.Cela n’est possible qu’avec un injecteur approprié, qui permet de choisir lavitesse d’injection, en mL/s, et le volume total. Ces machines développent lapression nécessaire pour assurer le débit voulu ; elles permettent de fixer undélai de montée de la pression, qui favorise la stabilité de la sonde et unepression maximale à ne pas dépasser. L’injection s’arrête si la pression excèdela limite choisie. La pression de rupture des cathéters est en général supérieureà 1 000 PSI (70 kg/cm_). Cette pression n’est pas délivrée à l’extrémité distalede la sonde, mais à la partie proximale. Si le cathéter se casse, il le fait à lajonction de la sonde avec l’embout proximal, là où se trouve le point demoindre résistance. Les débits que l’on peut obtenir avec les différentessondes sont très variables. Il faut retenir actuellement que les cathéters 5 Fpermettent des débits maximaux autour de 12 mL/s, les 6 F autour de 20 mL/s,et les 7 F, 30 mL/s.Le lieu de l’injection du produit de contraste et l’incidence des rayons X sontchoisis en fonction de la cardiopathie et du diagnostic recherché. Pour l’étudedes sténoses, il faut obtenir l’opacification de la cavité située en amont ; pourl’analyse des régurgitations, l’injection doit être effectuée dans la cavité d’oùcelle-ci provient. La position du cathéter va dépendre aussi du type de lasonde. L’analyse des anomalies, propres à une cavité ou un vaisseau, estgénéralement plus facile si l’injection du produit de contraste est effectuéedans la cavité ou le vaisseau intéressés. Mais une injection en amonts’accompagne naturellement de l’opacification des structures situées en avalet peut permettre dans certains cas d’étudier celles-ci convenablement.Sur le parallélogramme ou l’arcus, les rotations de l’élément supérieur dusystème radiologique (fig 11), qui est l’amplificateur, à partir de sa positionde repos tout en haut, qui correspond au « zéro », vers la droite du malade,antihoraires par rapport à l’opérateur, (situé à la droite et vers les pieds dupatient), sont appelées obliques antérieures droites (OAD) et notées en degrésnégatifs ; celles vers la gauche, horaires, obliques antérieurs gauches (OAG)et notées en degrés positifs ; celles vers la tête, crâniales (Cr), antihoraires,sont notées en degrés négatifs, et celles vers les pieds, caudales (Ca), horaires,en degrés positifs.L’anatomie particulière du cœur fait que certaines incidences sont plusadéquates que d’autres pour l’étude d’une structure donnée. Sur un cœur ensituation normale, sans inversion ventriculaire ni transposition des vaisseaux,la valve tricuspide est bien vue en projection OAD -15° ou -45°. La chambrede chasse du ventricule droit, en transverse, latérale ou de profil, ou en OAD-45°. L’AP droite, de face ; la gauche, en discrète OAG. La valve mitrale, lesoreillettes et les ventricules droit et gauche, en OAD-45°. Les incidencesaxiales, hépatoclaviculaires (ou quatre chambres) et les vues selon le grandaxe du cœur, proposées par Bargeron, Elliott et al sont très intéressantes pourl’analyse de certaines structures[2, 16].Dans les services de cardiologie d’adultes, les cas de patients ayant unecardiopathie congénitale, une malformation cardiaque ou une tumeur sontdevenus exceptionnels. Le diagnostic est généralement porté sur ces maladesbeaucoup plus tôt et habituellement par des méthodes peu invasives,échocardiographie, doppler ou autre.L’analyse du comportement systolique de la valve tricuspide exige d’injecterle produit radio-opaque à la partie moyenne ou apicale du ventricule droit. Laboucle de la sonde en « queue de cochon » doit être située à la pointe, pouréviter à la fois une opacification sélective de la chambre de chasse et que les

ah - Cr h+ PFCa

ah-OAD

OAG PSh+

PH

T

11 Rotations du système radiologique autour du centre de la masse cardiaque. OAG etOAD : obliques antérieures gauche et droite ; h+ et ah- : horaire et antihoraire ; Cr et Ca :crâniale et caudale ; PS, PF et PH : plans sagittal, frontal et horizontal.


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trous proximaux de la sonde soient au niveau de l’orifice valvulaire. Levolume de l’injection, de 15 à 20 mL /s pendant 2,5 à 3 secondes.La chambre de chasse du ventricule droit et la valve pulmonaire sontgénéralement bien vues aussi dans cette incidence.L’angiocardiographie sélective artérielle pulmonaire est réaliséeessentiellement pour étudier :– l’arbre vasculaire pulmonaire, dans les cas de rétrécissement pulmonaire,d’HTAP ou d’embolie pulmonaire ;– les veines pulmonaires, surtout dans les cas de retour veineux pulmonaireanormal ;– l’oreillette gauche ;– la valve mitrale.Les opacifications pulmonaires peuvent être effectuées encinéangiocardiographie sur le champ de 23 cm, à la cadence de 25 images parseconde, après injection sélective dans les artères pulmonaires droite etgauche de 15 à 30 mL/s en 1 ou 2 secondes. Dans le cas de retour veineuxpulmonaire anormal isolé, il faut injecter le produit de contraste dans l’AP dupoumon intéressé, de 20 à 30 mL/s en 1 seconde. Pour confirmer l’existenced’une communication interauriculaire, avec un shunt de gauche à droite, ilfaut injecter le produit de contraste dans l’AP, de 20 à 30 mL/s pendant2 secondes, ou dans l’oreillette gauche de 15 à 20 mL/s pendant 3 secondes,en incidence hépatoclaviculaire, OAG +30° à +45° Cr -45°.L’oreillette gauche (OG) et la valvule mitrale (VM) sont visibles au cours del’opacification du cœur droit, oreillette ou ventricule droits ou AP.L’incidence idéale, en ce qui concerne ces deux structures (OG et VM), estl’OAD -30° -45°. Mais s’il existe un myxome, un thrombus ou une anomalieauriculaire gauche, il faut aussi une OAG +30° à +45° Cr -45° (« hépato-claviculaire »).La valvule mitrale et le ventricule gauche sont parfaitement visibles en OAD-30° -45°. Nous effectuons généralement les angiocardiographies sélectivesventriculaires gauches avec une sonde « queue de cochon » 5 F ou 6 F, de12 à 17 mL/s pendant 2,5 à 3 secondes. Dans le cas de prolapsus valvulairemitral, d’anévrisme ventriculaire, de rétrécissement aortique valvulaire ousous-valvulaire ou de cardiomyopathie hypertrophique obstructive, il faut deplus effectuer une opacification en OAG +50° +75° Cr -20° (OAG « longaxe »). Dans les communications interventriculaires, les projections idéalessont l’OAG +50° +75° Cr -20° (« long axe ») et l’hépatoclaviculaire (OAG+30° +45° Cr -45°). La « queue de cochon » doit se trouver près de la pointe(afin d’obtenir une opacification satisfaisante de toute la cavité). Si la sondeest sous-aortique, l’opacification ventriculaire est souvent incomplète.

Substances de contraste

De nombreuses substances ont été utilisées dans le passé pour opacifier lescavités et les vaisseaux du cœur. Ces substances doivent être bien tolérées,stables, solubles dans l’eau et non toxiques. Les produits de contrasteradiologiques employés aujourd’hui sont surtout des composés « nonioniques, peu visqueux et d’osmolalité faible, relativement bien tolérés parl’organisme[17, 25, 47], monomères triiodés, obtenus par amidation de lafonction acide, tels l’iopamidol (Iopamiront) et l’iohexol (Omnipaquet) quicontiennent autour de 300-350 g d’iode par litre et dont l’osmolalité se situeautour de 800 mOsm/kg. L’iode, dont la masse atomique est très élevée(126, 9) apparaît comme un élément radio-opaque idéal. L’osmolalité est uneconséquence du nombre de particules osmotiquement actives (POA) par kgde solvant à une température donnée. La pression osmotique totale du plasmaest d’environ 300 mOsm/kg H2O à 37 °C. La viscosité d’une solution est larésistance qu’elle oppose à un écoulement uniforme. Elle est due auxfrottements internes.Les effets adverses des produits de contraste sont à la fois locaux et généraux.Les réactions locales, sur la genèse desquelles nous sommes encoreaujourd’hui incertains, résulteraient surtout de l’hyperosmolarité et de lacomposition chimique des substances utilisées. Ces réactions sont maximalesà l’endroit même ou à proximité du lieu d’injection. L’angiocardiographieveineuse ou sélective ou auriculaire, ventriculaire, artérielle pulmonaire ouaortique, est généralement bien supportée ; elle s’accompagne d’unesensation de chaleur qui progresse comme une vague, du cœur vers lesextrémités et qui entraîne une céphalée et une impression douloureuse fugaceà la pointe des doigts et parfois même de l’anus. Ces sensations sont brèves,elles ne durent habituellement que quelques secondes. Il faut en avertir lepatient avant d’effectuer l’injection. Si la céphalée est violente, elle peut êtreapaisée en posant sur le front un champ humecté avec de l’eau froide. Lepatient peut ressentir aussi des nausées et même vomir. Il faut dans ces casrecommander au malade de respirer calmement, de tousser un peu etd’attendre.L’injection du produit de contraste dans le ventricule droit ou l’AP peutdéclencher des quintes de toux. L’angiocardiographie veineuse ou sélectivedroite, auriculaire, ventriculaire ou artérielle pulmonaire, s’accompagne d’unaccroissement des pressions droites. L’injection du produit radio-opaque dansles ventricules donne souvent lieu à des extrasystoles. L’opacification du

ventricule gauche entraîne généralement une diminution de la pressionsystolique ventriculaire et artérielle, à cause de l’effet dépresseur du produitde contraste sur le myocarde et de la vasodilatation périphérique. La pressiontélédiastolique ventriculaire gauche, capillaire pulmonaire et artériellepulmonaire s’accroissent. Le produit de contraste représente une surchargevolumique qui est fonction de la vitesse de l’injection, de la quantité injectéeet de l’hyperosmolalité du liquide employé. L’hématocrite décroîtinitialement pour revenir vers les valeurs de départ dès la dixième minute. Lafréquence cardiaque augmente. Le débit cardiaque s’accroît généralementpour atteindre un maximum vers la deuxième minute de l’angiocardiographie,puis descend discrètement au-dessous des valeurs de contrôle, pour revenir àla situation initiale après 15 à 20 minutes. Les volumes ventriculaires neseraient pas modifiés pendant les trois à quatre premières systoles.L’effet du produit radio-opaque est aussi fonction des conditionshémodynamiques préexistantes. Le gradient « capillaire pulmonaire »-ventricule gauche s’accentue considérablement dans les cardiopathiesmitrales. Chez les malades ayant une atteinte sévère de la fonction cardiaque,l’angiocardiographie sélective peut donner lieu à une inefficacité cardiaqueavec choc, ou à un œdème aigu du poumon grave.Les réactions générales aux substances radio-opaques résulteraient dephénomènes « allergoïdes » de nature pseudoanaphylactique, de la libérationde certains médiateurs, comme l’histamine et des kinines, d’une fibrinolyse,de l’activation du complément et de phénomènes de coagulationintravasculaire encore mal connus. Le traitement anticoagulant parl’héparine, les antihistaminiques et les stéroïdes préviendraient ouamenuiseraient ces réactions. Le traitement par bêtabloquants non sélectifsfavoriserait la survenue d’un bronchospasme chez les sujets susceptibles(asthmatiques). Les réactions du type « anaphylactoïde » incluent desévénements mineurs, tels qu’éternuements, réactions papuleuses localisées,angio-œdème, urticaire ou érythème généralisé, ou des faits plus graves telsqu’un bronchospasme, un œdème de la glotte ou un collapsuscardiovasculaire pouvant être létaux. La chute de la tension artérielle au coursd’une exploration angiocardiographique peut être d’origine vagale (elles’accompagne alors généralement de sueurs, de bradycardie, sauf en cas detraitement par des bêtabloquants non sélectifs, et de bâillements), d’origine« toxique », par action inotrope négative et vasodilatation périphérique, oude nature ischémique ou anaphylactoïde. Dans ces cas, il faut remplir lepatient avec du Plasmiont ou du Plasmagelt désodé, administrer del’oxygène et de l’atropine et si nécessaire de l’adrénaline, 0,1 à 0,2 mg IV etdes vasopresseurs, Dobutrext, de 2 à 10lg/kg/min selon les besoins.Chez les sujets prédisposés, allergiques à d’autres agents, ou ayant déjà eudes réactions défavorables aux produits de contraste au cours d’examensprécédents, un traitement prophylactique est justifié. Celui-ci, réparti sur les24 à 48 h qui précèdent l’exploration, comporte généralement des corticoïdes,des antihistaminiques H1, et des sédatifs. Et juste avant l’intervention, injecteren IV des corticoïdes et 0,5 mg d’atropine. En cas de réaction allergique,administrer un traitement adéquat.Les substances radio-opaques employées en cardiologie ont deux pointsd’impact supplémentaires qu’il faut garder en mémoire : le cerveau et lesreins. Si la barrière sanguine cérébrale est intacte et si la concentration duproduit de contraste (P de C) dans les vaisseaux du cou est peu importante,comme c’est le cas au cours des explorations effectuées dans les services decardiologie, les risques d’accidents nerveux sont infimes et négligeables. Ilfaut éviter à tout prix l’injection sélective des artères de la moelle épinière. Lanéphrotoxicité des Pde C est très discutée. Les risques d’anurie sont mineurs ;celle-ci serait plus fréquente chez les patients âgés, déshydratés, ou ayant uneinsuffisance cardiaque, un diabète, une hypertension artérielle ou uneinsuffisance rénale préalable avec une urée élevée supérieure à 0,3 g/L soit3 à 7 mmol/L, une créatininémie supérieure à 12 mg/L (120 mmol/L) et uneclairance de la créatinine inférieure à 20 mL/min. L’anurie, généralementrégressive, peut parfois exiger une dialyse. Il faut chez certains patientslimiter la quantité d’iode injectée et favoriser l’hydratation en permettantl’absorption précoce de liquides après l’exploration.

Calcul du volume des cavités cardiaques

Les progrès des moyens d’exploration et le traitement par ordinateurs desdonnées recueillies au cours de l’opacification du cœur rendent actuellementpossible l’estimation rapide des volumes auriculaires et ventriculaires, droitset gauches, les volumes télédiastolique, télésystolique et d’expulsionventriculaires gauches, la fraction d’éjection, le volume et la fraction derégurgitation systolique (en cas d’insuffisance mitrale) ou diastolique (en casd’insuffisance aortique) ainsi que la cinétique ventriculaire gauche[17, 25, 33, 47].Il ne faut cependant pas oublier que le calcul des volumes des cavitéscardiaques est entaché d’un certain nombre d’incertitudes. Il repose sur deshypothèses approximatives qui concernent :– la position du cœur par rapport au support de l’image et à la source derayons X ;– la forme supposée de la cavité, d’après laquelle est établie la formule decalcul ;


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– l’emploi d’équations de correction empiriques ;– la difficulté de définir les limites de l’ombre cardiaque ;– le volume variable occupé dans les ventricules par les piliers et les« trabeculae carnae » ;– le fait que ces mesures ne sont généralement pas effectuées que sur un seulcycle cardiaque.Le calcul pose essentiellement deux problèmes : quel est le rapport qui existeentre les dimensions de l’image radiologique et celles de la cavité elle-même ? Quelle est la formule qui permet d’estimer au mieux le volumeconsidéré ?

Déformation radiologique

La déformation de l’ombre cardiaque résulte du non-parallélisme des rayonsX et de l’effet dit de « pelote à épingles ». Dans un tube cathodique, les rayonssubissent une dispersion électromagnétique, d’autant plus marquée qu’ilssont plus loin du centre du tube et proches des quatre coins de l’écran. Cettedistorsion est surtout importante à partir d’une distance du centre égale à9/10es du rayon de l’image. La déformation due au non-parallélisme desrayons X dépend de la distance du film-support de l’image au tube« radiogène » et au plan du cœur. Les premières formules ont été établies àpartir des angiocardiographies fixes biplan face et profil. Elles ont permis devérifier le bien-fondé des hypothèses employées.

Facteur de correction ou d’agrandissement

Cependant, dans la pratique, les angiocardiographies sont souvent effectuéesdans un seul plan à la fois, à la cadence de 5 à 50images par seconde. Celapermet de suivre le cycle cardiaque et de choisir le moment qui correspond auphénomène à étudier. Il est difficile d’appliquer à ce système les formulesétablies pour les angiocardiographies fixes biplan permettant de calculer lefacteur d’agrandissement. La déformation due aux rayons X est appréciéedans ces cas en filmant, dans les conditions de l’examen, un témoin (sphèreou grille de surface connue placée à la hauteur du plan qui contient le centrede la masse cardiaque, CMC). Ce plan est généralement considéré comme sesituant à mi-hauteur du diamètre antéropostérieur thoracique du patient.L’emploi de l’arcus, arceau mobile qui porte à une extrémité la caméra et àl’autre le tube de rayons X, ou du parallélogramme, simplifie un peu leproblème. Le facteur de correction devient une « constante » si l’on place lecentre de rotation du système sur le CMC avec l’arceau en positionhorizontale à une distance donnée. Dans les systèmes actuels, le facteur decalibrage est intégré dans les algorithmes de calcul.

Formules de calcul du volume du ventricule gauchesur les angiocardiographies biplan

Méthodes de la surface-longueur de Dodge et alet des multitranches de Chapman et al[3, 9, 12, 17, 25, 47]

La cavité du ventricule gauche est assimilée à un ellipsoïde de révolution, ouconsidérée comme résultant de la superposition d’une série de tranches desection elliptique. Le volume du ventricule est calculé grâce à des formulesreprésentatives en utilisant des angiocardiographies biplan, par la méthode deDodge et al dite de la surface-longueur, ou des multitranches de Chapman etal (fig 12).La méthode de Dodge et al considère le ventricule comme un ellipsoïde derévolution dont le volume serait :

Vc = (4/3) ×π × (Dp/2) × (Df/2) × (L/2) × F3L est le plus long des deux grands axes tirés de la base à la pointe du cœur deface et de profil. Df et Dp sont les plus petits axes, ou axes transverses,calculés à partir des surfaces Sf et Sp et des grands axes Lf et Lp mesurésrespectivement sur les angiocardiographies de face ou de profil. En effet, dansune ellipse, la surface S est :

S =π × (L/2) × (D/2) d’où : (D/2) = 2 S/π LF3 est le facteur de correction au cube. Le volume réel du ventricule, Vr, seraitégal à 0,928 fois le volume calculé Vc moins 3,8 mL : Vr = 0,928 Vc - 3,8.La méthode des multitranches de Chapman et al[9] (fig 12) est basée sur unemodification de la règle de Simpson. Le cœur est assimilé à une série detranches de 1 mm d’épaisseur (h = 0,1 cm) et de section elliptique de diamètrefrontal A et antéropostérieur B. Le volume V de chaque tranche est : V = (π ×h × A × B) / 4 et levolume de la cavité, Vc : Vc = p (h/3) [Σ Ai B i + Σ (1/2)A j B j] ce qui devient Vc = p (h’/3) [Σ Ai B i + Σ (1/2) Aj B j] une fois chaquedimension multipliée par le facteur de correction F avec i = 1, 3,5,... sectionsimpaires, et j = 2, 4, 6,... sections paires. Cette méthode est parfaite pourl’étude des ventricules irréguliers, myocardiopathies hypertrophiquesobstructives et anévrismes ventriculaires. Les tranches situées au mêmeniveau sur l’axe principal de l’angiocardiographie de face et de profil sontsupposées être les mêmes. La surface elliptique de chaque section peut êtreobtenue plus exactement en considérant le diamètre majeur (A ou B) commele grand axe et en calculant le petit axe en fonction du grand et de l’anglecompris entre les deux.

Calcul du volume du ventricule gauche sur les angiocardiographiesmonoplan[3, 13, 17, 25, 47]

Le calcul du volume du ventricule gauche est aussi possible à partir desangiocardiographies monoplan. En effet, les deux diamètres transverses duventricule sont à peu près identiques, sauf dans le cas des cavités trèsirrégulières. Dodge et Sandler trouvent que le diamètre antéropostérieur duventricule gauche Dp, mesuré sur le film de profil, est en moyenne égal à0,987 fois le diamètre transverse Df, mesuré sur le film frontal, plus 0,2 (Dp =0,987 Df + 0,2). Snow et al trouvent que le diamètre antéropostérieur duventricule gauche en position oblique antérieure droite est égal à 0,85 fois lediamètre transverse. Dans les formules employées le plus souvent, les deuxdiamètres transverses sont considérés comme égaux.Dans la méthode de la surface-longueur de Dodge et al sur lesangiocardiographies de face ou en oblique antérieure droite, le volumeventriculaire Vc est calculé d’après l’équation : Vc = (4/3) ×π × (L/2) ×(D2 /4) × F3 ; L est le grand axe tracé de l’apex ventriculaire à la racineaortique, et passant par le centre du ventricule ; L coupe la surface duventricule en deux moitiés. D est le diamètre transverse, calculé à partir de lasurface S du ventricule et du grand axe L :

D/2 = 2S/πL et D2/4 = 4S2 /π2L2, d’où Vc = 0,85 × (S2/L) × F3

D’après Dodge et al, le volume réel du ventricule gauche Vr est égal à 0,951fois le volume calculé sur les cinéangiocardiographies effectuées de face -3 :Vr = 0,951 Vc - 3 ; Kennedy et al trouvent de bonnes corrélations entre levolume du ventricule gauche calculé sur les angiocardiographies de face ouen oblique antérieure droite et les volumes réels obtenus d’après desangiocardiographies biplan : de face, le volume réel du ventricule gauche Vrest égal au volume calculé Vc plus 9,6 et en oblique antérieure droite,l’incidence des rayons X faisant un angle de 28° avec la verticale sur un sujetcouché à plat sur le dos : Vr = 0,81 Vc + 1,9.La méthode des multitranches, de Chapman et al[9], peut aussi être appliquéeaux angiocardiographies monoplans. Le volume ventriculaire V est égal à :

V = (πh’/3) × [Σ A’ i2 + Σ (1/2) A’j 2]

Le ventricule est coupé en tranches d’épaisseur égale dont les diamètres A,exprimés en centimètres, sont numérotés.Ai sont les diamètres impairs,Aj lesdiamètres pairs. Cherrier et al[10] coupent le ventricule perpendiculairementau grand axe en 20 sections tronconiques ou trapézoïdales. Le volumeventriculaire V est égal à :

V = F3 × (π/3) × (L/20) ×Σ (R2i + R2

j + RiRj)où i vaut de 1 à 19 (1, 3,5,...), j, i + 1 et Ri et Rj sont les rayons de chaquetranche i et j.Les volumes du ventricule gauche calculés ainsi sont en général surestimés.Aux causes d’erreurs déjà citées s’ajoutent : d’une part, les difficultés dedéfinir avec précision le contour de la cavité, particulièrement en systole (ilest habituel d’inclure dans l’ombre du ventricule des régions même peuopacifiées) et, d’autre part, l’impossibilité de connaître le volume occupé dansle ventricule par les piliers et les trabécules musculaires (volume relativementimportant, surtout en systole et dans les petits cœurs). Cependant, l’étude descorrélations démontre la fiabilité de la méthode.

Volumes auriculaires[17, 25, 47]

Les volumes des oreillettes, gauche ou droite, peuvent être calculés aussi surles angiocardiographies biplan, en assimilant ces cavités à des ellipsoïdes derévolution, par la méthode de la surface-longueur ou en appliquant la règle deSimpson.

Volume du ventricule droit

Le calcul du volume du ventricule droit n’est raisonnable que sur desangiocardiographies biplan[17, 25, 47]. Seul Graham a décrit une méthode, ditedes deux chambres, permettant d’estimer le volume du ventricule droit surl’angiocardiographie de profil. La méthode de la surface-longueur modifiéeet la règle de Simpson sont aussi applicables au ventricule droit. Celui-ci estassimilé, par certains auteurs, tantôt à un parallélépipède, tantôt à un prismeou à une pyramide à base triangulaire.

L

S

A B C

ab

12 Calcul du volume du ventricule gauche sur les angiocardiographies.A. Méthode de la surface-longueur (S, L).B. Méthode des multitranches de Chapman.C. Méthode des multitranches de Simpson sur les angiocardiographies biplan (a, b).


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Volumes télédiastolique et télésystolique, fraction d’éjectionet de régurgitation et vitesse moyenne du raccourcissementcirconférentiel du ventricule gauche

Les volumes télédiastolique et télésystolique ventriculaires gauches (VTD etVTS) sont les volumes, en mL ou en mL/m_ de surface corporelle (volumesindexés), de cette cavité dans la phase correspondante du cycle cardiaque. LesVTD et VTS du ventricule gauche sont généralement calculés sur lesangiocardiographies sélectives ventriculaires, en considérant l’ombreventriculaire maximale, VTD, et minimale, VTS. Les valeurs normales duVTD et du VTS du VG sont de 70 ± 20 et 25 ± 17 mL/m_. Le volumesystolique (VS) est la différence VTD - VTS. Le VS vaut normalement45 ± 13 mL/m_.La fraction d’éjection est le rapport du VS sur le VTD. Elle est normalementde 67 ± 8 %. En présence d’une régurgitation (exemple : insuffisance mitraleou aortique), le VS chassé par le ventricule est supérieur au volume systoliqueeffectif (quotient du débit Q˙ par la fréquence cardiaque f, VSE = Q˙ C/f). Lerapport (VS - VSE)/VS est la fraction de régurgitation, FR.La vitesse moyenne de raccourcissement circonférentiel du ventriculegauche, ou VCF, s’exprime habituellement en circonférences par seconde (enprenant comme unité la circonférence télédiastolique du VG) :

VCF = (πDTD - πDTS)/TE × πDTD = (DTD - DTS)/TE × DTD

avec DTD et DTS : diamètres ventriculaires télédiastolique et télésystolique etTE : temps d’éjection ventriculaire en seconde. Le calcul des volumesventriculaires, télédiastolique ou télésystolique et de la fraction d’éjection,peut être aussi effectué grâce aux courbes de dilution, vert d’indocyamine oufroid dans l’absence de régurgitation.

Analyse de la cinétique du ventricule gauchesur les angiocardiographies sélectives[1, 3, 10, 11, 25, 29, 44, 47]

La fonction ventriculaire gauche est généralement analysée à partir desvaleurs de la pression télédiastolique et des données tirées desangiocardiographies sélectives ventriculaires (PTDVG et ACGSVG).Les angiocardiographies sélectives ventriculaires gauches (ACGSVG) sontgénéralement effectuées en OAD 30° et en OAG 60°. Ces deux incidencespermettent de calculer les volumes ventriculaires gauches télédiastolique ettélésystolique indexés (VTDVGi et VTSVGi) et la fraction d’éjection (FE),d’affirmer la présence ou l’absence d’une insuffisance mitrale et d’analyser lacinétique ventriculaire. Le VTDVGi est, dans les cardiopathies, normal ouélevé, et la FE, normale ou abaissée. Il existe une corrélation négative entre laFE et le VTDVGi : la FE diminue à mesure que le VTDVGi augmente. LaFE, malgré son peu de valeur théorique en tant que paramètre de contractilitéet de fonction ventriculaire, a une certaine valeur pronostique.L’ischémie et la nécrose myocardique s’accompagnent souvent d’un troublede la contraction ventriculaire, qui peut donner lieu à une réduction de la FE,et qui se traduit habituellement par une perturbation localisée de la cinétiqueventriculaire (fig 13) : soit par une diminution (hypokinésie ou hyposynérèse)ou absence (akinésie ou asynérèse) de contraction ; soit par un mouvementparadoxal d’expansion de la paroi ventriculaire au cours de la systole,généralement reconnu sous la dénomination de dyskinésie ; soit par unasynchronisme, ou une altération du déroulement normal de la contractionventriculaire, avec une perturbation initiale marquée de celle-ci, et unecinétique tardive normale ou quasi normale, tardokinésie, tout à faitcaractéristiques. L’ACGSVG en OAD permet d’évaluer assez correctementla cinétique VG. Dans cette incidence (fig 14), le bord antérosupérieur del’ombre ventriculaire correspond à la paroi antérieure du VG, irriguée parl’artère interventriculaire antérieure (IVA), le bord postéro-inférieur à la paroidiaphragmatique de ce ventricule, irriguée par l’artère interventriculairepostérieure (IVP), et la pointe à l’apex ventriculaire, qui reçoit du sang d’unefaçon variable de l’IVA, de l’IVP et de l’artère circonflexe, Cx. L’asynergiede ces territoires résulte de lésions significatives de ces artères. Lesmodifications de la contraction des territoires septal et postérolatéral du VGne sont visibles qu’en OAG. C’est sur cette paroi et dans cette incidence quese voient les asynergies dues à des lésions de la Cx, surtout de sa branchemarginale, MG.L’évaluation de la contraction VG est importante du point de vuediagnostique, pronostique et thérapeutique. L’analyse subjective de cettecinétique est difficile et beaucoup trop imprécise. L’analyse objectivequantitative exige d’une part d’éviter les mouvements du cœur qui pourraientêtre dus au déplacement du malade ou du système radiologique, ou à larespiration ; pour ce faire, la table doit être maintenue fixe, le patient est priéde rester immobile, de gonfler la poitrine à fond et de retenir l’air dans lespoumons le temps de l’opacification ; et d’autre part de tenir compte desmouvements de translation et de rotation du cœur qui accompagnent lacontraction cardiaque. L’idéal serait sans doute de suivre le parcours dechacun des points de la paroi ventriculaire tout au long de la systole. Dans lapratique, on accepte généralement que la contraction du cœur est homogèneet se fait autour d’un point central ou d’un axe de symétrie, l’axe de révolutionde l’ellipsoïde ventriculaire. De très nombreuses méthodes ont été proposées

pour analyser la contraction cardiaque. Certaines ignorent toute translation etrotation et font coïncider à chaque point diastolique un point similairesystolique : soit en divisant les contours supérieurs et inférieurs diastoliqueset systoliques du VG, depuis les bords supérieur et inférieur de l’orificeaortique à la pointe, en 12 segments égaux, et en considérant le rapport de ladistance existant entre chaque deux points diastolique et systoliquecorrespondants des ombres ventriculaires (fig 15A) à une valeur fixe (égale àla moitié du grand axe diastolique) ; soit (méthode de Stanford) en divisant lecœur grâce à dix rayons formant des angles de 36° (fig 15B) ; ces rayonsprennent comme axe de référence une ligne tirée sur le contour systolique,depuis le bord supérieur de l’orifice aortique à l’apex, et comme centre unpoint situé sur cet axe, à 69/100esde l’aorte. D’autres cherchent à rassemblercorrectement les ombres systolique et diastolique du VG ; soit en superposantles centres géométriques ou de masse (CM) des deux contours, et en faisantalors tourner l’image systolique autour de ce centre, pour aligner les apex,(fig 15C2) soit en traçant deux axes, diastolique et systolique, depuis le pointmoyen de l’orifice aortique à la pointe, et en faisant alors tourner le contoursystolique autour du point d’intersection des deux axes pour aligner les apex(méthode proposée par Virot et al[44]) (fig 15D1, D2). Leighton et al dessinentun axe diastolique qui, partant de l’apex, divise l’ombre diastolique du VG endeux moitiés, et un axe systolique, qui va de l’apex au point d’intersection dela racine aortique avec l’axe diastolique ; ils font alors tourner le contoursystolique autour de ce point, pour superposer les deux axes (fig 15E1, E2,E3). Les contours de l’ombre ventriculaire sont coupés par des rayons, ou pardes diamètres perpendiculaires au grand axe aorte-apex. Ces rayons oudiamètres sont, dans certaines méthodes, communs à la diastole et à la systole,dans d’autres, similaires mais indépendants. Le raccourcissement de chacunede ces distances et la diminution des surfaces sont généralement expriméscomme un pourcentage par rapport aux paramètres diastoliquescorrespondants, axes, rayons, cordes ou surfaces : (PD - PS)/PD. Il sembleque l’estimation en fonction des surfaces soit meilleure. Toutes les méthodesemployées comportent une certaine proportion d’incertitude et d’erreurs ;Bardet et Fernandez[1, 17] divisent à l’aide de quatre lignes perpendiculaires(fig 15E2) le grand axe longitudinal télésystolique en cinq segments égaux.

A B

C D

13 Analyse de la cinétique ventriculaire sur les cinéangiocardiographies sélectives ven-triculaires gauches.

A. Normal.B. Hypokinésie.C. Akinésie.D. Dyskinésie.

OAD OAD OAG

AB

M

IBIAp

AApSB

M

LB

LAp

Ap

SAp

Ap fulcrumfornix

14 Ombre angiocardiographique du ventricule gauche (VG) en incidence oblique anté-rieure droite (OAD) et gauche (OAG). M : valve mitrale ; fulcrum : lieu d’insertion de la valvemitrale ; fornix : concavité sous-mitrale ; A : antérieur ; B : basal ; Ap : apical ; I : inférieur ;L : latéral ; S : septal.


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Ils obtiennent ainsi neuf hémiaxes : quatre antérosupérieurs, quatre postéro-inférieurs et un apical, distance de la pointe au plus proche diamètretransversal. Le pourcentage de raccourcissement moyen normal des hémiaxes1 à 7 est de 45 à 55 % ; celui des hémiaxes 8 et 9, autour de 30 et 23 %.

Diagnostic des cardiopathies sur les cinéangiocardiographiessélectives

L’analyse des angiocardiographies sélectives permet non seulement l’étudede la cinétique et de la fonction ventriculaire, mais aussi le diagnostic descardiopathies, malformations (communications interauriculaires ouinterventriculaires, sténoses pulmonaires, valvulaire ou infundibulaire,maladie d’Ebstein ou autre), ou atteintes valvulaires (surtout régurgitationsventriculo-auriculaires, tricuspide ou mitrale, dans le cas desangiocardiographies ventriculaires, ou aortiques ou pulmonaires, dans le casdes angiocardiographies sus-sigmoïdiennes).L’importance des régurgitations ventriculo-auriculaires ouartérioventriculaires peut être estimée :– quantitativement, dans les cas des régurgitations isolées, en calculant levolume de régurgitation, VR, différence entre le volume total chassé par leventricule (VST), égal au volume télédiastolique (VTD) moins le volumetélésystolique (VTS) et le volume systolique antérograde effectif (égal auquotient du débit cardiaque, DC, sur la fréquence cardiaque, FC) ; la fractionde régurgitation, FR, est égale au rapport du volume de régurgitation sur levolume systolique total, FR : ((VST ou VTD - VTS) - VSE)/VST = VR/VST.Le volume systolique total, VST, peut aussi être calculé à partir du volumesystolique effectif, VSE, si l’on connaît la fraction de régurgitation, FR(exprimée généralement en pourcentage VST = VSE / (1 - FR) ;– semi-quantitativement, en fonction du degré d’opacification des chambressituées en aval et en amont de la valve incompétente. La régurgitation est ditelégère (une croix), représentant moins de 20 % du flux transvalvulaire total,si l’opacification de la chambre d’amont se fait par bouffées systoliques, dansle cas des valves auriculoventriculaires, diastoliques dans le cas des valvessigmoïdes, avec opacification faible de cette chambre. Modérée (deux croix),si l’opacification de la chambre d’amont est homogène, mais faible, de densitéinférieure à celle de la chambre où a lieu l’injection ; la régurgitationreprésentant dans ce cas entre 20 et 40 % du flux total. Et trois croix,régurgitation importante, si l’opacification des deux chambres est égale ;fraction de régurgitation entre 40 et 60 %.

Évaluation de la fonction cardiaque

Le cœur doit assurer à toutes et à chacune des parties de l’organisme l’apportdes substances dont elles ont besoin à chaque moment de leur existence, etl’élimination de leurs déchets, en respectant certaines normes. De nombreusesconditions peuvent altérer ce travail. Le système cardiovasculaire s’adapte demanière à compenser les défaillances. Malheureusement, et à long terme, cesmécanismes de compensation contribuent souvent à aggraver la situation.L’étude ou l’évaluation de la fonction cardiaque essaye de mettre au clair lescauses de ces dérèglements, afin de les traiter le plus correctementpossible[5-8, 13, 15, 17, 23, 25, 26, 36-40, 43, 47].L’évaluation de la fonction cardiaque exige d’apprécier :

– la qualité de la contraction (fonction pompe et fonction musculaireintrinsèque, ou contractilité) et la qualité de la relaxation ;– le comportement diastolique passif du cœur.En effet, si l’on considère le cœur comme un muscle et une pompe[5], le cyclecardiaque comporte deux périodes (fig 4) :– l’une active, qui comprend la contraction (contraction pré-isovolumétriqueet isovolumétrique et une grande partie de l’éjection) et la relaxation (fin del’éjection, relaxation préisovolumétrique et isovolumétrique et remplissageventriculaire rapide), qui se font avec consommation d’énergie ;– l’autre passive, la diastole, qui comprend le remplissage ventriculaire lentet le remplissage systolique auriculaire. Cette définition diffère un peu desnotions classiques, qui appliquent le terme de systole ventriculaire (du grecstolese raccourcir,sin ou sys, sur soi-même) à l’intervalle qui sépare dudeuxième bruit le début de la montée de la pression ventriculaire, et celui dediastole (du grecdia, qui va vers ou qui mène à) à l’intervalle qui existe entrele deuxième bruit et le début de la systole suivante.

Évaluation de la fonction pompe

L’estimation de la fonction pompe repose sur l’étude du débit cardiaque, Q˙ou DC, et des conditions de travail du cœur (pressions et volumestélédiastoliques [PTDV et VTDV], télésystoliques [PTSV et VTSV] etsystoliques [PS et VS], fraction d’éjection [FE] et travail ventriculaire, TVgauche ou droit), au repos et si nécessaire au cours d’une épreuve d’effort, deremplissage ou pharmacologique.Le débit cardiaque par mètre carré de surface corporelle (DC/m_), ou indexcardiaque (IC), vaut normalement 3,55± 0,75 L/min/m_. L’IC est égal auquotient de la consommation d’oxygène par minute et par mètre carré desurface corporelle V˙ O2/m (143± 14 mL) par la différence artérioveineuse enoxygène (4,1± 0,06 mL/100 mLde sang). Le débit cardiaque, même au repos,dépend de nombreuses variables et il est parfois difficile, face à une valeurdonnée, de décider de sa normalité. Le calcul du « pourcentage d’utilisationd’oxygène », rapport de la DAV sur le CaO2, permet d’apprécier facilementsa qualité. Ce rapport est normalement inférieur à 26 %. L’IC peut êtreconsidéré comme le résultat du produit du volume de sang expulsé à chaquesystole par le ventricule, (ou volume systolique par mètre carré, ou indexé,VSI), par la fréquence cardiaque.Le volume systolique (VS) dépend :– de la précharge, souvent assimilée à la PTDVG, mais qui est en fait le« stress » ventriculaire, ou force de distension à laquelle est soumis leventricule en télédiastole (cf infra) ;– de la contractilité (cf infra) ;– de la postcharge, ensemble des forces qui s’opposent à la vidangeventriculaire (résistances du système vasculaire, R [appréciées comme lerapport de la pression artérielle moyenne, PAm, sur le DC], et valeur del’élastance artérielle effective, Ea [quotient de la pression télésystoliqueventriculaire, PTSV, sur le volume d’éjection systolique, VS], qui est unemesure valide de la charge artérielle due à la distensibilité des vaisseaux et àla viscosité, pesanteur et inertie du sang).

A C1 D1 D3 E2

B C2 D2 E1 E3

cc

0.69

CMDCMS

S1S2

S3

S4

S9S8 S7 S6 S5

R1R2

R3R4

R5

R6R7R8R9R10

R11

15 Étude de la cinétique du ventricule gauche (VG) sur les angiocardiographies sélectives ventriculaires gauches en incidence oblique antérieure droite.A. Les contours supérieur et inférieur (non représenté sur la figure), diastolique et systolique du VG, depuis les bords supérieur et inférieur de l’orifice aortique jusqu’à la pointe, sont divisésen 12 segments égaux (seulement 6 sur la figure). La distance existant entre chaque deux points, diastolique et systolique correspondants, est rapportée à une valeur fixe.B. Méthode de Stanford.C. Les centres des masses diastolique et systolique (CMD et CMS) sont superposés et les apex alignés (C2). Les contours supérieurs et inférieurs sont divisés en 12 segments égaux(6 seulement sur la figure).D. Les surfaces diastolique et systolique sont divisées par des axes qui vont du point moyen aortique à l’apex. Les points moyens de ces axes aorte-pointe sont superposés et les apexalignés (D2). Virot et al (D3) alignent les apex en faisant tourner le profil systolique sur le point d’intersection des deux axes (petite flèche en D1).E. Méthode de Leighton et al (E1, E2, E3).


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La fraction d’éjection, FE, rapport de la différence VTD moins VTS, sur leVTD, est un indice assez fidèle de la fonction ventriculaire. La FE vautnormalement 67± 8 % ; de 56 à 83 %.L’étude des points de fonction ventriculaire qui relient un indice de« performance », DC ou IC et un indice de remplissage, volume ou pressiontélédiastolique, au repos et au cours d’une épreuve d’effort, permet de se faireune idée sur la qualité de la fonction ventriculaire gauche. Le débit augmente,la pression se modifie peu.

Évaluation de la contractilité

La contractilité se caractérise par une certaine relation, indépendante dutemps, entre la longueur (volume), la vitesse de raccourcissement et les forces(pressions ou tensions) développées par le myocarde.L’analyse des courbes ventriculaires « tension (pression)-temps », « tension(pression)-longueur (volume) » et « temps-longueur (volume) » (fig 16) ainsique des courbes « vitesse de raccourcissement-tension (force) », « vitesse-longueur » et « tension-longueur », des fibres myocardiquesventriculaires[6, 7, 15, 25, 30, 35, 38, 39, 47](fig 17) aboutissent à formuler des lois :– la force ou tension active (TA) développée par le ventricule est une fonctionde la tension au repos ; celle-ci est une fonction de sa longueur ;– le VS est une fonction du remplissage ventriculaire, lequel dépend de lapression de remplissage.Avec une postcharge constante, à mesure que la précharge augmente, latension totale, la vitesse de montée de la tension, la vitesse, l’amplitude et ladurée du raccourcissement augmentent.Avec une précharge constante, à mesure que la postcharge s’accroît, la vitesse,l’amplitude et la durée du raccourcissement diminuent.La force et la vitesse de la contraction sont liées par une relation hyperboliqueinverse, la force est maximale si la vitesse est zéro et la vitesse maximale pourune force nulle (fig 17), Vmax et Fmax caractérisent l’état « contractile » ducœur.L’évaluation de la contractilité est difficile ; elle repose sur l’analyse decertains paramètres :– prééjectionnels (dp/dt max, (dp/dt)/Pmax, VCEmax et Vmax). Cesparamètres sont rarement étudiés ; ils exigent l’emploi de capteursparticuliers, de haute fidélité et l’existence d’une contraction isométrique ;

– éjectionnels (surtout la FE et son évolution au cours de l’éjection[11, 33, 47] ;mais la FE dépend beaucoup des conditions de charge ;– télésystoliques (E’max). Sur les courbes de pression-volumeventriculaire[26, 31, 40], le quotient E de la pression sur le volume V à un instantdéterminé t du cycle cardiaque, P(t) et V(t), est indépendant du VTDV(précharge) et de la pression diastolique aortique (postcharge). Ce quotient E,au moment t, E(t) est constant pour des systoles consécutives et des pointscorrespondants et caractérise parfaitement la « contractilité » : E(t) = P(t)/(V(t) - Vd). La valeur de E serait maximale (E’max) pour le point situé aucoin supérieur gauche des courbes P - V. E max représente la pente del’équation de la droite qui passe par les points supérieurs gauches des courbesde pression-volume ventriculaires. E max peut être calculé à partir d’un pointE max = PTS/VTS, ou de deux P1 et P2 obtenus à l’état basal et après uneintervention modifiant les conditions de travail du cœur, pré- ou postcharge :E max = (PTS2 - PTS1)/(VTS2 - VTS1).

Analyse de la relaxation

La relaxation ventriculaire[5, 6, 8, 14, 18-20, 32-34, 38, 45, 47]dépend :– de la charge ; l’augmentation de la charge au début de la systoles’accompagne d’un allongement de la durée de la contraction et d’un retarddu début de la relaxation ; l’augmentation de la charge en fin de systole, avantla fermeture des sigmoïdes aortiques, comme dans les cas d’insuffisanceaortique, raccourcit sa durée et accélère la relaxation et, inversement, ladiminution de la charge ventriculaire en fin de systole, comme dans les casd’insuffisance mitrale, allonge la contraction et diminue la vitesse derelaxation ;– des conditions de l’inactivation ;– des forces de restauration, internes et externes ;– de la distension des parois ventriculaires par la perfusion, remplissage desartères coronaires.La qualité de la relaxation du ventricule gauche est généralement analysée enconsidérant la vitesse de chute de la pression ventriculaire gauche après lafermeture des sigmoïdes aortiques, qui coïncide avec le pic négatif de dp/dt.La pression ventriculaire est, pendant cette phase, une fonction exponentielledu temps : P = e– Aτ + B ; d’où en prenant des logarithmes népériens, lnP = - Aτ + B ; B est négligeable. Tau (τ), égal à -1/A, caractérise la vitesse dechute de la PVG.

Évaluation de la fonction diastolique passive : complianceet contrainte télédiastolique du ventricule gauche

La diastole proprement dite est un phénomène passif qui comprend leremplissage ventriculaire lent, le remplissage systolique auriculaire et quidépend des propriétés viscoélastiques et de l’inertie du ventricule.L’élasticité est la propriété physique qui permet à un matériel de retrouver sesdimensions initiales lorsque cesse la force qui l’a déformé. La force Feexercée par un corps élastique en revenant à sa longueur initiale est égale à laforce de déformation Fd. Cette force est d’autant plus importante que le corpsest plus élastique et l’allongement relatif∆L/L plus grand : Fe/S = E ×∆L/L.E est le module d’élasticité de Young. L’allongement relatif d’un corpsélastique est d’autant plus petit que E est plus grand (loi de Hooke) :∆L/L =(1/E) × (Fe/S). Le module d’élasticité E exprime la raideur et son inverse 1/Ela distensibilité. Mais les ressorts biologiques n’obéissent pas exactement auxlois de Hooke. Les ventricules se comportent comme un corps viscoélastiqueou solide de Kelvin. La relation qui lie force et déformation n’est pas linéaire,mais exponentielle. La distensibilité diminue à mesure que la tension etl’allongement augmentent. La viscosité d’un corps fait que ses moléculesfrottent et freinent la vitesse d’extension et que l’allongement dû à une forcedépend aussi du temps pendant lequel elle agit et de sa vitesse d’application.L’inertie des ventricules tend, en début de diastole, à accroître, et en fin dediastole à décroître la pression de remplissage.L’élasticité diastolique du ventricule gauche[18- 21, 32, 34]peut être étudiée enconsidérant les relations qui existent entre :– les pressions et les volumes (compliance et élastance). L’accroissement dela pression est proportionnel à l’augmentation relative du volume : dp = E’×dV/V ; E’ est le module d’élasticité en volume, ou élastance. Il représente larésistance de l’organe à la distension, c’est-à-dire la rigidité. Son inverse,1/E’est la compliance, ou distensibilité en volume. La compliance spécifiqueest le changement relatif de volume, dV/V, consécutif à un changement dp depression. Les caractéristiques du ventricule en tant que chambre,α ou Kp, del’anglaispool, peuvent être appréciées en mesurant simultanément la pressionet le volume et en calculant l’équation qui les relie. Celle-ci serait du type :P = b eαV ; Gaasch et al donnent à b lavaleur observée sur le chien, soit 0,43.Dans ces conditions, PTDVG = 0,43 eα VTDG, d’où, α ou Kp = ln (2,33PTDVG)/VTDVG.Ainsi,α analyse l’élasticité de la chambre comme un tout,mais ne fournit pas de renseignements sur la qualité du myocarde.– la « contrainte » (oustress, σ force ou tension par unité de surface) etl’« étirement » (oustrain, ∈, déformation ou allongement par unité delongueur). Ces deux paramètres sont liés par une relation exponentielle. La

A B c

Pt

PV

PV

t

16 Modifications de la pression P et du volume V, ventriculaires, au cours de la contrac-tion. Les flèches indiquent un accroissement du paramètre considéré.

A. Évolution de la pression P au cours de la contraction (en fonction du temps).B.Au centre, diagramme tridimensionnel des relations existant au cours de la contrac-tion ventriculaire, entre la « pression P, et le temps t » (plan sagittal), « la pression P etle volume V » (plan frontal), et « le volume V et le temps t » (sur le plan horizontal).C. Évolution de « la pression P et du volume V » au cours de la contraction.

L

A B

Vi

F

Vi

F

+o

17 A. Diagramme tridimensionnel des relations existant au cours de la contractionventriculaire entre « la vitesse de raccourcissement Vi, et la force F développée par lesfibres myocardiques » (plan frontal), entre « la force F, et la longueur L ou volume »(plan horizontal) et entre « la vitesse de raccourcissement Vi et la longueur L » desfibres cardiaques (plan sagittal).B. Relations existant entre « la vitesse de raccourcissement Vi et la force F développéepar les fibres myocardiques » au cours de la contraction ventriculaire. Les flèchesindiquent le sens de l’accroissement du paramètre considéré.


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pente dσ /d∈ de cette courbe est une fonction de la force elle-même, dσ /d∈ =Kσ + c = E. E est larigidité élastique qui caractérise le comportement duventricule comme un tout et K est la constante de rigidité du myocarde. Maisle calcul deσ et ∈ est difficile et c’est pourquoi K est généralement estiméd’après la formule : K≅ α (ou Kp) × V/M avec V, volume télédiastolique duventricule et M, masse myocardique.

Apport des épreuves de provocation et pharmacodynamiquesau diagnostic des cardiopathies

L’évaluation ou le diagnostic de certaines cardiopathies ne sont pas toujourspossibles ou faciles en tenant compte seulement des paramètres mesurés à unmoment donné de la maladie, au repos, après traitement. Il est parfoisnécessaire de recourir à des manœuvres de provocation, déclenchementd’extrasystoles, épreuve de Valsalva, d’effort, de remplissage oupharmacodynamiques, qui, en modifiant les conditions de travail du cœur,permettent :– de connaître la tolérance à l’effort, ou de mieux estimer la gravité decertaines sténoses ou cardiopathies (sténose tricuspide ou mitrale avec petitgradient transvalvulaire à l’état basal, au repos ; cardiomyopathies avec despressions et des débits normaux à l’état basal) ; le débit cardiaque s’accroîtnormalement à l’effort de 5 mL pour chaque mL d’augmentation de laconsommation d’oxygène (V˙ O2) : (DC effort-DC repos)/(V˙ O2 effort-V̇O2repos)≥ 5 ;– de dévoiler des lésions cachées (syndromes de restriction ou péricarditeschroniques « constrictives » masquées par un traitement déplectif, qui ne serévèlent qu’après une épreuve de « remplissage » ; sténose mitrale masquéepar une insuffisance aortique importante qui, en présence d’une bradycardie,peut donner lieu à un croisement télédiastolique des pressions ventriculaire

gauche et capillaire ; ce gradient devient holodiastolique et significatif àl’effort en cas de sténose mitrale serrée ; cardiomyopathies hypertrophiquesobstructives avec un gradient intraventriculaire n’apparaissant qu’au coursd’une épreuve de Valsalva, après des extrasystoles, ou sous l’effet d’uneperfusion d’isopropilnoradrénaline) ;

– d’établir un diagnostic différentiel :

– le comportement des pressions du ventricule gauche et de l’aorte aucours des extrasystoles permet de reconnaître la nature fixe ou dynamiqued’une sténose (dans les deux cas, le gradient s’accroît sur la systolepostextrasystolique, mais la pression aortique augmente dans les sténosesfixes, diminue dans les obstacles dynamiques ; c’est l’effet Brockenbrough,Braunwald et Morrow) ;

– après une épreuve de Valsalva, dans le cas des restrictions, les deuxpressions ventriculaires restent superposées s’il s’agit d’une atteintepéricardique ; se croisent à un moment ou l’autre, généralement, dans lescardiomyopathies ;

– d’étudier le comportement des résistances artériolaires pulmonaires chezun patient candidat à une greffe cardiaque :

– en présence d’une HTAP « précapillaire », il faut vérifier le degré deréversibilité des résistances artériolaires pulmonaires en procédant àl’administration d’une drogue capable de les abaisser sélectivement,perfusion de nitroprussiate de sodium, inhalation de monoxyde d’azote ;

– en cas de résistances artériolaires pulmonaires basses, il faut s’assurerque celles-ci ne s’accroîtront pas en postopératoire face à l’augmentationdu débit due à un cœur sain, en procédant à une perfusion de dobutaminesuffisante pour obtenir un débit cardiaque normal.

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Documents

Exploration hémodynamique et angiographie cardiaque