03 - SHthese-intro-octobre07A

Université Libre de Bruxelles
Faculté de Médecine
Contribution à l’étude de la circulation pulmonaire et de la fonction
ventriculaire droite dans l’hypertension pulmonaire :
Apports de l’échocardiographie et de l’imagerie par Doppler tissulaire
Sandrine Huez
Thèse présentée en vue de l’obtention du titre de Docteur en Sciences Médicales
Année académique 2007-2008

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Table des matières
Résumé ......................................................................................................................... 7
Liste des publications ................................................................................................ 12
Liste des abréviations ............................................................................................... 13
Chapitre 1. Introduction .......................................................................................... 14
1.1 Introduction générale ...................................................................................... 17
1.2 Etude de la circulation pulmonaire ................................................................. 17
1.2.1 Méthodes invasives de référence .............................................................. 17
1.2.1.1 La résistance vasculaire pulmonaire ................................................ 17
1.2.1.2 La relation pression-débit vasculaire pulmonaire ............................ 18
1.2.1.3 L’impédance vasculaire pulmonaire ................................................ 20
1.2.2 Méthodes non invasives par échocardiographie-Doppler ......................... 23
1.2.2.1 Rappel des principes de base des ultrasons ...................................... 23
1.2.2.2 Le gradient de pression systolique ventriculaire droit ..................... 25
1.2.2.3 Le profil de vitesses Doppler dans l’artère pulmonaire ................... 27
1.3 Etude de la fonction ventriculaire droite ......................................................... 30
1.3.1 Principes de régulation de la fonction ventriculaire ................................. 30
1.3.2 Méthodes invasives de référence .............................................................. 31
1.3.2.1 La boucle pression-volume ventriculaire ......................................... 31
1.3.2.2 Le couplage ventriculo-artériel pulmonaire ..................................... 34
1.3.3 Méthodes non invasives par échocardiographie-Doppler ......................... 37
1.3.3.1 Echocardiographie conventionnelle ................................................. 37
1.3.3.2 Imagerie en mode Doppler tissulaire ............................................... 44
1.3.3.2.1 Rappel sur la contraction myocardique et les particularités
du ventricule droit ............................................................................... 44
1.3.3.2.2 Principes de base de l’imagerie par Doppler tissulaire ........ 46
1.3.3.2.3 TDI en mode pulsé ............................................................... 47
1.3.3.2.4 TDI en mode couleur bidimensionnel .................................. 52
1.3.3.2.5 Indices de déformation myocardique : strain et strain rate .. 54
Chapitre 2. Faisabilité de l’étude semi-invasive de l’impédance vasculaire
pulmonaire chez les patients souffrant d’hypertension artérielle pulmonaire ... 63
Chapitre 3. Etude par imagerie Doppler tissulaire de l’adaptation ventriculaire
droite à la vasoconstriction pulmonaire hypoxique aiguë chez le sujet sain ....... 80

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Chapitre 4. Etude par imagerie Doppler tissulaire de l’adaptation ventriculaire
droite à l’hypertension pulmonaire hypoxique, en altitude .................................. 99
4a. Comparaison de l’adaptation cardiaque à la haute altitude chez des sujets
récemment acclimatés et chez des habitants de l’altiplano bolivien ............. 101
4b. Description d’un cas de décompensation cardiaque droite chez un sujet
récemment acclimaté à la haute altitude ....................................................... 113
Chapitre 5. Etude par imagerie Doppler tissulaire de l’adaptation ventriculaire
droite à l’hypertension pulmonaire chronique ..................................................... 123
5a. Etude d’une population de patients souffrant d’hypertension pulmonaire
sévère et corrélations avec l’hémodynamique invasive ................................ 125
5b. Description de l’amélioration de la fonction ventriculaire droite lors d’un
test de réversibilité chez un patient souffrant d’hypertension artérielle
pulmonaire dit « répondeur » ........................................................................ 141
Chapitre 6. Application des techniques non invasives modernes à l’étude de la
circulation pulmonaire et de la fonction ventriculaire droite chez les patients
souffrant de sclérodermie ....................................................................................... 150
Conclusions générales ............................................................................................. 167
Curriculum vitae ..................................................................................................... 169
Membres du Jury de thèse ..................................................................................... 171
Résumé de la thèse principale ................................................................................ 172
Résumé de la thèse annexe ..................................................................................... 173
Références ................................................................................................................ 175
Annexe 1 : Définitions ............................................................................................. 191
Annexe 2 : Formulation mathématique de PVZ .................................................. 192
Annexe 3 : Valeurs normales ................................................................................. 194

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Résumé
Chapitre 1. Introduction
L’hypertension pulmonaire est un syndrome de dyspnée, fatigue, douleur
thoracique et syncope, causé par une augmentation de la résistance vasculaire
pulmonaire (RVP) conduisant progressivement à la défaillance cardiaque droite
(1)
. Le
cathétérisme du cœur droit est indispensable au diagnostic et à l’évaluation de la
gravité de l’hypertension pulmonaire. L’examen permet tout à la fois la quantification
du processus morbide par une mesure de la RVP et de ses répercussions
fonctionnelles par la mesure du débit cardiaque. Néanmoins, la multiplication des
études thérapeutiques randomisées dans l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP)
a montré l’inadéquation de ces mesures pour quantifier la réponse fonctionnelle des
patients aux traitements
(2,3)
. Ceci s’explique par les limitations de l’évaluation
hémodynamique traditionnelle qui ne peut directement quantifier les déterminants de
la performance ventriculaire droite (VD): précharge, postcharge et contractilité. Le
but de ce travail a été d’étudier l’apport de nouvelles méthodes d’exploration, moins
invasives, pour mieux comprendre l’adaptation VD à l’augmentation de postcharge,
induite par l’hypertension pulmonaire.
Le chapitre introductif est consacré à une revue des concepts de physiologie de base, à
savoir : la description de l’état fonctionnel de la circulation pulmonaire par des
relations pression-débit instantanées ou continues et de la fonction VD au départ des
relations pression-volume ventriculaires. Les principales méthodes utilisées dans ce
travail sont présentées, à savoir : l’échocardiographie traditionnelle, mais actualisée
par l’introduction de nouveaux indices de fonction VD et l’imagerie par Doppler
tissulaire (TDI).
Chapitre 2. Faisabilité de l’étude semi-invasive de l’impédance vasculaire
pulmonaire chez les patients souffrant d’hypertension artérielle pulmonaire
Le calcul de RVP néglige les phénomènes de compliance vasculaire et de
réflexion d’ondes, inhérents à l’aspect pulsatile du flux dans la circulation pulmonaire.
Ceci sous-estime la charge hydraulique imposée au VD, en particulier dans

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l’hypertension pulmonaire
(4)
. L’ensemble des forces qui s’opposent à l’éjection du VD
peut être quantifié par une analyse fréquentielle des ondes de pression et de débit
artériels pulmonaires et un calcul d’impédance vasculaire pulmonaire (PVZ).
Néanmoins, cette méthode a été très peu appliquée chez l’Homme, en raison de sa
complexité et surtout de son caractère invasif. Nous avons étudié la faisabilité de
l’étude systématique de spectres de PVZ chez 22 patients souffrant d’HTAP, avec une
méthode simplifiée, couplant le cathétérisme du cœur droit et l’échocardiographie-
Doppler transthoracique. Les résultats montrent qu’il est possible d’obtenir au lit du
malade des spectres de PVZ cohérents et sensibles aux interventions
pharmacologiques.
Chapitre 3. Etude par imagerie Doppler tissulaire de l’adaptation ventriculaire
droite à la vasoconstriction pulmonaire hypoxique aiguë chez le sujet sain
La déprivation en oxygène dans l’air respiré induit une vasoconstriction des
petites artères pulmonaires, responsable d’une hypertension pulmonaire modérée.
Nous avons étudié la fonction VD par échocardiographie-Doppler conventionnelle et
TDI chez 25 volontaires, au cours de la vasoconstriction pulmonaire hypoxique et lors
de l’administration intraveineuse de faibles doses de dobutamine (reproduisant la
tachycardie associée à la stimulation orthosympathique). Les résultats montrent une
adaptation de la fonction des deux ventricules, essentiellement diastolique à droite et
systolique à gauche. Ces effets peuvent être expliqués par la conjonction d’une
activation sympathique et l’adaptation de la fonction du VD nécessaire à la
préservation du couplage entre fonction ventriculaire et postcharge.
Chapitre 4. Etude par imagerie Doppler tissulaire de l’adaptation ventriculaire
droite à l’hypertension pulmonaire hypoxique, en altitude
L’exposition à la haute altitude est un modèle naturel d’hypertension
pulmonaire hypoxique. Nous avons étudié la fonction du VD par échocardiographie-
Doppler conventionnelle et TDI chez 15 sujets sains au niveau de la mer, dans les
premières heures d’exposition à l’altitude (La Paz, Bolivie - 3750 m) et après 10 jours