M I S E A U P O I N T Comment utiliser le doppler tissulaire en pratique ? Doppler tissue imaging in clinical practice G. Habib* Points forts O L’étude du doppler tissulaire à l’anneau permet l’évaluation des pressions de remplissage, même en cas de fonction ventriculaire gauche conservée. O Un rapport E/E’ > 15 est en faveur de pressions de remplissage élevées, et un rapport < 8 en faveur de pressions de remplissage basses. O Le doppler tissulaire myocardique (DTM) permet le diagnostic d’asynchronisme inter- et intraventriculaire, mais l’analyse de l’asynchronisme par échographie est multiparamétrique. O Une vélocité à l’anneau tricuspidien < 11 cm/s au DTM est en faveur d’une dysfonction ventriculaire droite. O La mesure des vélocités myocardiques au DTM permet le diagnostic différentiel entre HVG physiologique et pathologique chez le sportif. Mots-clés : Doppler tissulaire - Myocarde - Pressions Asynchronisme. Keywords: Doppler tissue imaging - Myocardium - Pressure - Asynchronism. e doppler tissulaire myocardique (DTM) a enfin trouvé sa place dans les laboratoires d’échocardiographie. Après des années de validation expérimentale et clinique, le DTM s’impose maintenant comme un outil pratique en utilisation quotidienne et aux applications cliniques variées. Le but de cette revue non exhaustive est de faire le point sur les applications pratiques validées ou en cours de validation du DTM. L * Département de cardiologie, hôpital de la Timone, Marseille. La Lettre du Cardiologue - n° 386 - juin 2005 QU’EST-CE QUE LE DOPPLER TISSULAIRE MYOCARDIQUE ? Contrairement au doppler cardiaque conventionnel, qui étudie la vitesse de déplacement des globules rouges, le doppler tissulaire supprime le filtre passe-haut du doppler traditionnel et permet d’enregistrer les basses vélocités produites par les mouvements du myocarde. Qu’il soit utilisé en mode pulsé, couleur ou reconstruit, deux types d’indices sont apportés par le doppler tissulaire : – les indices de déformation (vitesse de déformation ou strain rate) ; – les indices de mouvement (vélocités et déplacements). Par sa capacité à analyser et à quantifier les vitesses myocardiques régionales, le doppler tissulaire offre des possibilités multiples d’évaluation de la fonction cardiaque dans de nombreuses pathologies. Nous nous bornerons à détailler celles dont l’application clinique est la plus répandue. LE DOPPLER TISSULAIRE À L’ANNEAU POUR L’ÉVALUATION DES PRESSIONS DE REMPLISSAGE VENTRICULAIRES GAUCHES C’est certainement l’application du DTM la plus utilisée en pratique clinique cardiologique. La mesure des pressions de remplissage par l’écho-doppler cardiaque a largement progressé ces dernières années, et apporte des renseignements aussi bien diagnostiques que pronostiques. Cette évaluation est fondée sur une étude multiparamétrique incluant au premier chef l’étude du flux mitral en doppler pulsé (figure 1), de ses modifications lors de la manœuvre de Valsalva, et l’étude du flux veineux pulmonaire. Cette évaluation est le plus souvent suffisante pour se faire une idée des pressions de remplissage ventriculaires gauches, mais elle est insuffisante chez un grand nombre de patients : – en cas de profil mitral “normalisé” (figure 1), l’anomalie de la relaxation (inversion du rapport E/A) est masquée par l’élévation des pressions de remplissage ; – chez les patients dont la fraction d’éjection systolique est normale et chez les patients porteurs d’une cardiomyopathie hyper29 M I S E A U A E A a P O I N T E E A E A b c d Figure 1. Évolution du profil enregistré au doppler pulsé au niveau du sommet des feuillets mitraux en fonction des pressions de remplissage ventriculaires gauches. a) Flux mitral normal, b) inversion du rapport E/A traduisant le plus souvent l’existence d’une anomalie de la relaxation avec pressions de remplissage basses, c) flux pseudonormal ou normalisé : anomalie de la relaxation masquée par une élévation des pressions de remplissage, d) flux restrictif : pressions de remplissage élevées. Figure 3. Profil doppler normal enregistré au niveau de l’anneau mitral. Six phases successives sont enregistrées : 1) contraction isovolumique, 2) systole (S), 3) relaxation isovolumique, 4) remplissage initial rapide (E’), 5) diastasis, 6) télédiastole (A’) correspondant à la contraction auriculaire. E A E E' Doppler pulsé mitral S DTM à l'anneau E' A' Figure 4. Comparaison du flux mitral enregistré au doppler pulsé et du profil doppler tissulaire myocardique à l’anneau : calcul du rapport E/E’. Figure 2. Méthode d’enregistrement du doppler tissulaire à l’anneau mitral. trophique, la valeur des indices conventionnels est plus faible que chez ceux qui présentent une dysfonction ventriculaire gauche systolique (1). La figure 2 montre la technique de mesure du doppler tissulaire à l’anneau mitral. À partir d’une incidence apicale, le volume d’échantillonnage est placé au niveau de la partie septale ou latérale de l’anneau mitral. Le profil doppler enregistré en mode pulsé comporte plusieurs phases, qui sont expliquées sur la figure 3. C’est l’étude de la vitesse protodiastolique E’qui est utilisée pour évaluer la relaxation myocardique et les pressions de remplissage (2). 30 • La vitesse E’ diminue en cas d’anomalie de la relaxation ventriculaire gauche. Plusieurs travaux ont bien montré que ce paramètre était corrélé à l’indice τ de relaxation myocardique (3) de façon relativement indépendante des conditions de charge (4). Une valeur de 8 cm/s semble permettre de séparer les patients dont la relaxation est normale (E’ > 8 cm/s) ou ralentie (E’ < 8 cm/s). • La comparaison de cette vitesse E’à la vitesse protodiastolique E obtenue au niveau du flux mitral en doppler pulsé conventionnel (figure 4) permet d’évaluer les pressions de remplissage (2). Une bonne corrélation a ainsi été obtenue entre le rapport E/E’ et les pressions de remplissage ventriculaires gauches. Un rapport E/E’> 15 permet d’affirmer que les pressions de remplissage sont élevées, un rapport E/E’ < 8 indique qu’elles sont basses (5). L’évaluation des pressions de remplissage par le DTM à l’anneau présente cependant des limitations : – variabilité des mesures, difficultés techniques de mesure en cas de dysfonction ventriculaire gauche sévère, pathologie ischémique s’accompagnant de différences importantes de vélocités entre la partie latérale et la partie septale de l’anneau ; – existence d’une “zone grise” de rapport E/E’ entre 8 et 15 (5). Dans ces deux types de situations, il est fondamental de compléter l’examen échographique par la mesure des autres paramètres d’évaluation écho-doppler des pressions de remplissage La Lettre du Cardiologue - n° 386 - juin 2005 M (flux veineux pulmonaire, vitesse de propagation du flux mitral). Malgré ces limitations, l’étude du DTM à l’anneau mitral s’est imposée comme une méthode non invasive, facile et rapide d’évaluation des pressions de remplissage. Elle présente en outre l’avantage de rester applicable en cas de fibrillation auriculaire, de tachycardie, de cardiomyopathie hypertrophique (6), et d’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection ventriculaire gauche normale (1, 7). RECHERCHE D’UN ASYNCHRONISME VENTRICULAIRE Il s’agit d’une autre application utilisable en pratique courante du DTM. Même si les recommandations pour la mise en place d’un stimulateur multisite s’appuient sur la largeur du QRS sur l’électrocardiogramme (ECG) de surface, de nombreux arguments plaident pour un rôle futur majeur de l’écho-doppler, et plus particulièrement du DTM, dans cette indication. De nombreux paramètres ont été proposés pour l’évaluation des asynchronismes atrioventriculaire, interventriculaire et intraventriculaire. Le DTM apparaît comme la technique la plus prometteuse, malheureusement limitée pour l’instant dans son application pratique par la multiplicité des indices proposés. Techniques Plusieurs techniques DTM ont été proposées : • Le DTM en mode pulsé (figure 5) permet d’enregistrer les vélocités des segments basaux des différentes parois myocardiques enregistrées en incidences apicales, au niveau du ventricule I S E A U P O I N T gauche mais aussi du ventricule droit. Les délais électromécaniques (du pied du QRS au début de l’onde S) et électrosystoliques (entre le pied du QRS et le pic de contraction systolique) peuvent ainsi être mesurés. La différence de délai entre les différentes parois étudiées permet de calculer le délai interventriculaire ou intraventriculaire. • Le DTM numérique reconstruit (figure 6) offre l’avantage de fournir des courbes de vélocités simultanées des différentes parois étudiées, superposées sur un même cycle cardiaque, mais il présente l’inconvénient d’une plus faible résolution temporelle. • D’autres techniques DTM ont été proposées, comme le DTM en mode TM couleur, la mesure de la déformation régionale ou le “tissue tracking”, mais elles sont encore en cours de validation. Résultats Le DTM dans ses modes pulsés autorise des mesures relativement simples des délais inter- et intraventriculaires à partir de l’étude de la contraction longitudinale ventriculaire. Dans notre expérience, et en comparaison avec une population témoin, un délai interventriculaire ou intraventriculaire > 40 ms définit un asynchronisme significatif. Malheureusement, diverses méthodes de recueil et divers seuils de significativité ont été proposés dans la littérature (8). Tous les auteurs s’accordent cependant pour souligner deux points importants concernant l’asynchronisme mesuré au DTM. • La présence d’un asynchronisme intraventriculaire significatif est un marqueur pronostique puissant chez les patients porteurs d’une cardiomyopathie (8). Cette valeur pronostique est plus grande que celle de la présence d’un asynchronisme interventriculaire. Délai électromécanique Septum interventriculaire 80 ms Délai électromécanique Paroi latérale ventriculaire gauche (VG) 150 ms Délai septum/paroi latérale = 70 ms Figure 5. Mesure du délai électromécanique intraventriculaire gauche au DTM en mode pulsé. Un délai de 70 ms est mesuré entre la paroi latérale et la paroi septale du ventricule gauche. La Lettre du Cardiologue - n° 386 - juin 2005 31 M I S E A U P O I N T Figure 6. Mesure du délai électromécanique intraventriculaire gauche au DTM en mode reconstruit. Enregistrement simultané des courbes de vélocité de la paroi septale et latérale du ventricule gauche permettant de mesurer un délai électromécanique systolique de 90 ms (flèche rouge). • La largeur du QRS est mal corrélée à la présence d’un asynchronisme mesuré au DTM. Certains patients à QRS large n’ont pas d’asynchronisme significatif au DTM. Inversement, dans notre expérience (9), un tiers des patients porteurs d’une cardiomyopathie à QRS fins ont un asynchronisme significatif au DTM et pourraient donc bénéficier d’une resynchronisation ventriculaire (10) si ces critères de sélection échocardiographiques étaient utilisés. Limitations Bien que très prometteur, le DTM dans la recherche d’un asynchronisme souffre de nombreuses limitations : – absence de valeur seuil universellement reconnue ; – multiplicité des méthodes d’évaluation, des techniques de mesure et des indices d’évaluation proposés ; – difficultés techniques d’enregistrement en cas de vélocités myocardiques très basses, ce qui est fréquemment le cas dans les cardiomyopathies très évoluées. Perspectives Malgré ces limitations, le DTM est déjà utile dans l’évaluation de la désynchronisation ventriculaire. • Avant la resynchronisation, aux côtés des autres techniques échographiques, le DTM est utile pour la sélection des futurs répondeurs. Plusieurs travaux récents montrent que la présence d’un asynchronisme au DTM est prédictif d’une amélioration clinique après stimulation (11-12). • Après la resynchronisation, le DTM permet de vérifier la qualité de la resynchronisation. Le DTM paraît également prometteur pour l’optimisation de la resynchronisation ventriculaire grâce au réglage sous contrôle échographique du délai VV (13). • La présence d’un asynchronisme diastolique a également été étudiée (9) et joue probablement aussi un rôle important dans la qualité du résultat clinique de la resynchronisation. Le DTM dans la resynchronisation ventriculaire, bien que très prometteur, reste encore une méthode à l’étude et doit être systématiquement couplé aux autres méthodes échographiques d’évaluation de l’asynchronisme. 32 LE DTM DANS LES CARDIOMYOPATHIES Le DTM a également de nombreuses applications dans le domaine des cardiomyopathies, grâce à ses possibilités d’évaluation fine de la fonction systolique ventriculaire gauche et droite. Le DTM serait utile au diagnostic précoce (infraclinique) des cardiomyoapthies hypertrophiques (14). Des vélocités systoliques et protodiastoliques basses auraient ainsi été observées dans la cardiomyopathie hypertrophique chez des patients porteurs de l’anomalie génétique alors même qu’ils n’avaient pas d’hypertrophie échographique significative (14). Le DTM est également une méthode simple d’évaluation de la fonction ventriculaire droite. Les fibres longitudinales étant prépondérantes dans le ventricule droit, l’étude par voie apicale des vélocités de la paroi libre du ventricule droit permet d’obtenir facilement des courbes d’excellente qualité, sur lesquelles peuvent être mesurées, comme au niveau du ventricule gauche, les vélocités maximales systoliques et diastoliques (figure 7). Plusieurs travaux ont montré que la vitesse maximale systolique S était corrélée à la fraction d’éjection ventriculaire droite (15) et possédait également une valeur pronostique indépendante dans les cardiomyopathies (16). Le DTM a également montré son intérêt pour la distinction toujours difficile entre cardiomyopathie restrictive et constriction péricardique (17). Devant un tableau clinique et échographique douteux, la présence de vélocités protodiastoliques élevées au DTM à l’anneau mitral serait plus en faveur d’une constriction que d’une restriction. Le DTM trouve également son application chez le sportif, chez lequel il peut être utile pour différencier une hypertrophie physiologique d’une hypertrophie pathologique, devant la persistance ou non d’un gradient de vélocité intramyocardique (18). AUTRES APPLICATIONS DU DTM Le DTM a de nombreuses autres applications potentielles qu’il n’est pas possible de détailler ici. Citons la détection précoce d’une ischémie myocardique par le DTM couplé à l’échocarLa Lettre du Cardiologue - n° 386 - juin 2005 M I S E A U P O I N T 2. Nagueh SF, Middleton KJ, Kopelen HA, Zoghbi WA, Quinones MA. Doppler tissue imaging: a noninvasive technic for the evaluation of left ventricular relaxation and estimation of filling pressures. J Am Coll Cardiol 1997;30:1527-33. a 3. Oki T, Tabata T, Yamada H et al. Clinical application of pulsed doppler tissue imaging for assessing abnormal left ventricular relaxation. Am J Cardiol 1997;79:921-8. 4. Sohn D, Chai I, Kim H et al. Assessment of mitral annulus velocity by doppler tissue imaging in the evaluation of left ventricular diastolic function. J Am Coll Cardiol 1997;30:474-80. 5. Ommen SR, Nishimura RA, Appleton CP et al. Clinical utility of doppler echocardiography and tissue doppler imaging in the estimation of left ventricular filling pressures. Circulation 2000;102:1788-94. 6. Nagueh SF, Lakkis NM, Middleton KJ et al. Doppler estimation of left ventricular filling pressures in patients with hypertrophic cardiomyopathy. Circulation 1999;99:254-61. 7. Yamamoto K, Nishimura RA, Chaliki HP et al. Determination of left ventricular filling pressures by doppler echocardiography in patients with coronary artery disease: critical role of left ventricular systolic function. J Am Coll Cardiol 1997;30:1819-26. b 8. Bader H, Garrigue S, Lafitte S et al. Intra-left ventricular electromechanical asynchrony. A new independent predictor of severe cardiac events in heart failure patients. J Am Coll Cardiol 2004;43:248-56. 9. Schuster I, Habib G, Jego C et al. Diastolic asynchrony is more frequent than systolic asynchrony in dilated cardiomyopathy and is less improved by cardiac resynchronization therapy. J Am Coll Cardiol 2005; sous presse. 10. Yu CM, Lin H, Zhang Q et al. High prevalence of left ventricular systolic and diastolic asynchrony in patients with congestive heart failure and normal QRS duration. Heart 2003;89:54-60. 11. Penicka, M, Bartunek J, de Bruyne B et al. Improvement of left ventricular function after cardiac resynchronization therapy is predicted by tissue doppler imaging echocardiography. Circulation 2004;109:978-83. 12. Bax JJ, Marwick TH, Molhoek SG et al. Left ventricular dyssynchrony predicts benefit of cardiac resynchronization therapy in patients with end-stage heart failure before pacemaker implantation. Am J Cardiol 2003;92:1238-40. 13. Bordachar P, Lafitte S, Reuter S et al. Echocardiographic parameters of venFigure 7. Mesure des vélocités myocardiques au niveau de la paroi libre du ventricule droit (a) et profil doppler pulsé enregistré (b). diographie de stress, la détection de la viabilité myocardique après IDM ou en cas de dysfonction ventriculaire ischémique chronique, la différenciation entre cardiomyopathie hypertrophique et hypertensive, l’évaluation de la fonction ventriculaire droite des cardiopathies congénitales, et la détection précoce d’une atteinte myocardique dans la maladie de Chagas ou chez le diabétique, ou encore dans l’amylose cardiaque. O Bibliographie 1. Rivas-Gotz C, Manolios M, Thohan V, Nagueh SF. Impact of left ventricular ejection fraction on estimation of left ventricular filling pressures using tissue doppler and flow propagation velocity. Am J Cardiol 2003;91:780-4. La Lettre du Cardiologue - n° 386 - juin 2005 tricular dyssynchrony: validation in patients with heart failure using sequential biventricular pacing. J Am Coll Cardiol 2004;44:2157-65. 14. Nagueh SF, Bachinski LL, Meyer D et al. Tissue doppler imaging consistently detects myocardial abnormalities in patients with hypertrophic cardiomyopathy and provides a novel means for an early diagnosis before and independently of hypertrophy. Circulation 2001;104:128-30. 15. Meluzin J, Spiranova L, Bakala J et al. Doppler tissue imaging of the velocity of tricuspid annular systolic motion. A new, rapid and non-invasive method of evaluating right ventricular systolic function. Eur Heart J 2004;22:340-8. 16. Meluzin J, Spiranova L, Dusek L et al. Prognostic importance of the right ventricular function assessed by doppler tissue imaging. Eur J Echocardiography 2003;4:262-71. 17. Garcia MJ, Rodriguez L, Ares M et al. Differenciation of constrictive pericarditis from restrictive cardiomyopathy: assessment of left ventricular diastolic velocities in longitudinal axis by doppler tissue imaging. J Am Coll Cardiol 1996;27:108-14. 18. Derumeaux G, Douillet R, Troniou A et al. Distinguishing between physiologic hypertrophy in athletes and primary hypertrophic cardiomyopathies. Importance of tissue color doppler. Arch Mal Cœur 1999;92:201-10. 33