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Doppler tissulaire myocardique :
application dans l’hypertension artérielle
Rémy Douillet*
diaques dont les vélocités
La description initiale de
sont élevées et le signal
l’effet Doppler par le phye doppler tissulaire myocardique permet l’analyse
de faible intensité. Le
sicien autrichien Christian
Doppler en 1842 n’a été
d’informations concernant les vitesses de dépla- Doppler couleurs conventionnel, par le réglage des
appliquée qu’un siècle
cement des parois myocardiques. Cette nouvelle
filtres (utilisation de
plus tard à l’analyse des
vélocités sanguines ini- technique nous offre donc la possibilité d’aller plus filtres passe-haut) et de
l’autocorrélateur, rejette
tialement vasculaires périloin dans l’étude de la ponction ventriculaire
toute information (consiphériques, puis plus tard
gauche, tant systolique que diastolique. Son applica- dérée comme “bruit”)
intracardiaques. L’échotion dans les différents domaines de la pathologie
provenant des parois
cardiographie s’est ainsi
imposée comme une
cardiovasculaire, et donc dans l’hypertension, permet myocardiques dont les
vélocités sont très faibles
technique non invasive
d’approfondir et préciser nos connaissances
(de 10 à 30 cm/s) et le
d’évaluation hémodynasignal très énergétique.
mique avec initialement
À l’inverse, le Doppler
des applications privilécités obtenues par l’analyse du déplacetissulaire myocardique élimine toute
giées dans le champ d’investigation des
ment de l’endocarde en mode TM et enfin
information de vélocités provenant des
valvulopathies, puis ultérieurement comme
les modifications de vélocités engendrées
flux sanguins intracavitaires et sélectionne
un outil d’évaluation de la fonction myocarpar des processus pathologiques tels
les signaux de basses vélocités et d’amplidique, en particulier diastolique. L’apport
qu’ischémie et cardiomyopathies. Ce n’est
tude élevée provenant des parois myocarplus récent du Doppler couleurs associé à
que trois ans plus tard que Georges
diques grâce à deux modifications princil’imagerie bidimensionnelle a complété l’arSutherland et McDicken développent le
pales que sont la suppression des filtres
senal diagnostique non invasif avec des
premier prototype d’échographe disposant
passe-haut et la diminution des gains
champs d’application intéressants dans
de l’imagerie Doppler couleurs codant
(figure 1).
l’analyse des flux régurgitants.
non plus les flux sanguins mais spécifiReprésentation des vélocités en mode
Bien que l’effet Doppler ait été appliqué
quement les parois myocardiques. ActuelDoppler tissulaire myocardique
principalement à l’analyse des flux sanlement, la modalité “Doppler tissulaire
guins intracardiaques et intravasculaires,
Le Doppler myocardique, comme le
myocardique” est disponible en routine
des précurseurs du Doppler myocardique
Doppler conventionnel des flux sanguins,
sur la plupart des échographes commerse sont intéressés à l’étude des mouvepeut afficher les vélocités en trois modes :
cialisés, avec des progrès technologiques
ments des parois myocardiques. Dès
mode bidimensionnel, mode Doppler
constants visant à augmenter la résolution
1965, Yoshitoshi utilise un spectogramme
pulsé et mode TM (figure 2). Quel que
spatiale et temporelle du Doppler tissulaiDoppler pour l’enregistrement de la paroi
soit le mode utilisé, il faut garder en
re et surtout à quantifier l’information
postérieure du ventricule gauche. En
mémoire le fait que nous utilisons un
contenue dans les pixels de couleur.
1989, Karl Isaaz utilise un appareillage
mode Doppler et donc que les résultats
Doppler conventionnel dont il diminue le
ainsi que la représentation graphique
gain et le filtre pour obtenir, à partir d’une
obtenue seront dépendants de l’angle
coupe parasternale petit-axe, un profil de
entre la cible étudiée (paroi ou segment
vélocités en mode Doppler pulsé de la
Principes de l’imagerie Doppler
paroi postérieure du ventricule gauche.
tissulaire
Dans ce travail fondateur de l’approche
Le codage Doppler couleurs conventionDoppler tissulaire, Karl Isaaz décrit le
nel s’adresse à l’analyse des flux sanguins
profil normal des vélocités myocardiques
pour la détection de régurgitations ou de
tout au long du cycle cardiaque, les rela* Département de médecine interne, CHU
sténoses valvulaires, de shunts intracartions des vélocités Doppler avec les véloBois-Guillaume, Rouen.
L
Principe
Act. Méd. Int. - Hypertension (12), n° 2, février 2000
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Figure 1 : Doppler tissulaire myocardique. Nouvelle technique ultrasonore
mesurant spécifiquement les vitesses de déplacement du myocarde.
Figure 2 : Doppler pulsé intramyocardique. Troubles de la relaxation chez un hypertendu.
myocardique) et le faisceau ultrasonore.
De même qu’avec le Doppler conventionnel, les vélocités seront confrontées à une
échelle de couleurs dont le codage sera
rouge-jaune en cas de déplacement myocardique se rapprochant du capteur (vitesse “positive”) ou vert-bleu en cas de
déplacement myocardique se rapprochant
du capteur (vitesses “positives”) ou vert-
bleu en cas de déplacement myocardique
s’éloignant du capteur (vitesses “négatives”). Enfin, le choix de l’échelle de
couleurs devra tenir compte de la limite de
Nyquist, dont le seuil dépendra non
seulement de la paroi étudiée mais aussi
du temps du cycle cardiaque. Il faudra
ainsi accepter un compromis entre le
choix de discriminer les vélocités intra-
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myocardiques les plus basses et la possibilité de pouvoir les quantifier en évitant
la survenue d’aliasing.
– Le mode bidimensionnel permet d’obtenir sur une boucle d’images une vision
globale des changements de vélocités au
sein de l’ensemble des parois myocardiques. Cependant, sur la plupart des
échographes de première génération équipés de Doppler tissulaire myocardique, les
cadences d’image étaient trop faibles pour
permettre une résolution temporelle satisfaisante. Ce mode s’avère cependant très
prometteur sur les nouvelles générations
d’échographe et devrait trouver une application de choix dans le domaine de
l’échocardiographie de stress physique ou
pharmacologique grâce à la possibilité de
modules de quantification intégrés dans la
machine.
– Le mode TM a l’avantage d’une excellente résolution temporelle et permet ainsi
des vélocités myocardiques tout au long
du cycle cardiaque et également de façon
précise dans l’épaisseur de la paroi myocardique. L’étude des vélocités myocardiques à partir du mode TM fournit de
nouveaux indices de fonction myocardique, en particulier la mesure du gradient
de vélocités intramyocardiques résultant
de vélocités plus élevées tout au long du
cycle cardiaque dans l’endocarde que
dans l’épicarde.
– Le mode Doppler pulsé permet l’évaluation rapide et quantifiée des vélocités
myocardiques régionales dont la précision
dépend de la taille de la fenêtre Doppler.
Compte tenu des mouvements des parois,
ce mode n’a pas la précision suffisante
pour discriminer les vélocités endocardiques et épicardiques et épicardiques au
sein d’une même paroi. Il trouve cependant, une application intéressante dans la
quantification des mouvements de
contraction longitudinale en incidence
apicale, à condition de minimiser l’angle
entre le faisceau Doppler et le segment
myocardique analysé et à condition de
prendre en compte le possible chevauche-
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ment entre les différents segments d’une
même paroi.
Bases physiologiques et anatomiques
du Doppler tissulaire myocardique
L’interprétation des vélocités myocardiques ne peut se faire qu’en connaissance de la physiologie des mouvements cardiaques, de l’anatomie et de l’orientation
des fibres myocardiques au sein d’une
paroi myocardique. La cinétique ventriculaire obéit à la combinaison de mouvements complexes dont nous ne pourrons
que quantifier la résultante sur un segment
myocardique donné en analyse Doppler
tissulaire. On peut ainsi schématiquement
distinguer :
– un mouvement de contraction circonférentielle bien analysé en incidence parasternale petit-axe au niveau des parois
antéroseptale et postérieure lié au déplacement principalement de l’endocarde
vers un centre de gravité situé au centre de
la cavité ventriculaire gauche ;
– un mouvement de contraction longitudinale bien analysé en incidences apicales 4
et 2 cavités lié essentiellement au déplacement de l’anneau mitral et des segments
basaux des parois ventriculaires vers un
centre de gravité situé sur un axe médian à
1/3 de l’apex et 2/3 de la base ;
– un mouvement de torsion ou de rotation
dont l’analyse en Doppler peut s’effectuer
à partir d’une coupe parasternale petit-axe
sur l’angle de la zone transitionnelle (transition du codage en bleu vers le codage en
rouge de la paroi antéro-septale) avec sa
position théorique ;
– enfin, il ne faut pas méconnaître les
mouvements de translation du cœur dans
le thorax qui peuvent artificiellement augmenter les valeurs des vélocités myocardiques et qu’il faut minimiser sinon annuler en recueillant les informations chez un
patient en apnée postexpiratoire.
L’orientation des fibres myocardiques
joue un rôle dans l’hétérogénéité des
valeurs des vélocités myocardiques. On se
souviendra qu’au sein d’une paroi, on dis-
tingue l’orientation oblique de bas en
haut des fibres endocardiques, puis
l’orientation horizontale des fibres
médianes et enfin l’orientation oblique
de haut en bas des fibres épicardiques
(figure 3). Enfin, ces différentes fibres
myocardiques sont organisées en éventail pour la plupart dans le massif ventriculaire avec certaines qui “cravatent” la
zone médiane du ventricule et participent ainsi au mouvement de torsion.
Figure 3 : Mise en évidence de troubles de
relaxation par le Doppler tissulaire.
Place du DTI dans l’étude des
cardiopathies hypertensives
L’hypertension a un effet direct sur l’anatomie myocardique et sur la performance
et la fonction systolo-diastolique. L’étude
échocardiographique des patients présentant une cardiopathie hypertensive a permis une meilleure compréhension de la
pathologie et également une information
pronostique concernant le calcul de la
masse ventriculaire gauche, le type et le
développement de l’hypertrophie ventriculaire gauche, la dégradation de la per-
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formance diastolique et la diminution de
la fonction systolique.
Le Doppler tissulaire myocardique (DTI),
par son analyse des vélocités de déplacement des parois myocardiques, permet
une analyse quantitative de la performance myocardique et peut donc appporter de
nouveaux éléments dans la compréhension de la pathophysiologie de la cardiopathie hypertensive.
Dans l’hypertension, différents profils
hémodynamiques et morphologiques sont
rencontrés, depuis un myocarde normal en
passant par la dysfonction diastolique,
l’hypertrophie ventriculaire gauche et
l’augmentation de la masse, et enfin l’altération finale de la fonction systolique.
Ces différents éléments vont pouvoir être
revus à la lumière du DTI.
HTA et hypertrophie myocardique
L’hypertrophie et l’augmentation de la
masse ventriculaire gauche dans l’hypertension sont la conséquence de l’augmentation de la postcharge, du travail d’éjection et du stress pariétal, résultant de
l’addition en parallèle de fibres contractiles. Cette hypertrophie a été reconnue
comme facteur pronostique pour la mortalité et la morbidité cardiovasculaire. Le
DTI permet la reconnaissance, en cas
d’hypertrophie, d’anomalies des vitesses
de déplacement des parois myocardiques,
tant systolique que diastolique. Cela a été
mis en évidence chez des patients porteurs
de CMH. Il est de même possible grâce au
DTI de distinguer plusieurs types d’hypertrophies et de confirmer le caractère physiologique de l’hypertrophie observée
chez les sportifs par rapport à celle pathologique des CMH. En effet, les sportifs
montrent des profils de vélocités myocardiques normaux, tandis que ceux-ci sont
altérés (vélocités diminuées) dans les
CMH, alors que les paramètres standards
(fraction d’éjection, paramètres de fonction diastolique selon le flux Doppler
transmitral) ne sont pas toujours discriminant (Derumeaux et coll.). Dans une
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population d’hypertendus, il a été également retrouvé des anomalies des profils
de vélocités, au-delà de l’hétérogénéité
des vitesses observée chez les sujets normaux (hétérogénéité selon le cycle et
selon la paroi). On constate une diminution du pic de vélocité en protodiastole (e),
une augmentation du pic de vélocité
comme un indice sensible de dysfonction
diastolique. Cela est retrouvé dans la
majorité des différents segments myocardiques (Garcia et coll.).
Le DTI permet donc le développement de
nouveaux indices ultrasonores en relation
avec une architecture myocardique anormale.
HTA et fonction diastolique.
La fonction diastolique est en général affectée
avant la fonction systolique dans l’hypertension artérielle. Celle-ci est habituellement
évaluée par l’analyse du flux Doppler transmitral de remplissage ventriculaire gauche.
Dans l’hypertension, il existe un large
spectre de profils de remplissage, entre
flux normaux, anormaux et pseudonormaux
décrits par Appleton, reflétant différentes
conditions hémodynamiques de performance diastolique.
Le DTI permet l’étude des vélocités tant
systoliques que diastoliques et donc une
étude fonctionnelle globale et régionale.
Dans une population d’hypertendus étudiée par Garcia et coll., le flux transmitral
était anormal dans 40 % des cas, avec un
rapport E/A inférieur à 1. Parmi ceux
ayant un flux Doppler transmitral normal,
60 % avaient des anomalies en DTI, avec
un rapport E/A inférieur à 1, traduisant
donc un flux transmitral pseudo-normal.
Tous les patients ayant un flux transmitral
anormal présentaient un profil de vélocités anormal en DTI (E/A < 1).
Le DTI en mode pulsé peut donc être utile
pour l’identification d’un sous-groupe de
patients présentant une pseudo-normalisation des paramètres diastoliques standards. L’analyse en mode Doppler pulsé
peut détecter une altération de la fonction
diastolique à un stade précoce, même uniquement segmentaire. C’est le nombre et
non la localisation spatiale de ces seg-
ments anormaux qui est le facteur déterminant conduisant à un profil diastolique
ventriculaire gauche anormal.
Conclusion
Le DTI, analysant les vélocités myocardiques, offre une nouvelle approche échographique des patients hypertendus permettant l’identification du processus
hypertrophique pathologique et la reconnaissance d’anomalies précoces de la
fonction diastolique. Cette technique trouve
sa place lors du bilan initial du patient
hypertendu, afin de ne pas méconnaître un
retentissement myocardique débutant,
puis dans le cadre du suivi, l’évaluation
quantitative permettra l’appréciation de
l’évolutivité du processus pathologique.
Restent à définir des indices pronostiques
et à déterminer les mesures à réaliser de
façon à standardiser et simplifier les examens.
LISTE DES ANNONCEURS
BRISTOL-MYERS SQUIBB (Lopril) p. 318 ;
GLAXO WELLCOME (Cardio-online) p. 344 ;
SANOFI-SYNTHÉLABO (Coaprovel) p. 338-339.
Les articles publiés dans notre revue le sont sous la seule responsabilité
de leurs auteurs. Leur reproduction est interdite.
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