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II- L’échocardiographie (et échographie-doppler cardiaque)

A- L’échocardiographie

L’échocardiographie et une échographie du cœur. C’est une technique d’imagerie médicale employant les ultrasons qui est souvent couplée avec un examen doppler : on parle alors d’échographie-doppler cardiaque.

Le cœur est un organe intra thoracique, entouré d'air, d'os et de tissus autour du péricarde ou à l'intérieur ( enveloppe graisseuse du coeur). Deux structures ne laissent pas passer les ultrasons, rendant l'examen plus complexe. On se sert ainsi d'un nombre limité de «fenêtres» anatomiques, lieux où le cœur peut être visualiser par l'échocardiographie, sans interposition aérienne ou osseuse (entre certaines côtes/ sous le rebord costal/ etc....).

Le cœur est un organe tridimensionnel mobile. La prise en compte de cette quatrième dimension (le temps) est nécessaire pour une bonne compréhension du diagnostic. Cela nécessite une résolution temporelle suffisante pouvant être caractérisée par la cadence de capture des images : elle doit être au moins d'une vingtaine images par seconde et idéalement supérieure à 50 images par seconde (pour permettre une visualisation correcte en ralenti, surtout si la fréquence cardiaque est élevée). De même, l'analyse à l'aide d'une image, impose certains réglages. On utilise de manière courante le mode unidimensionnelle: un faisceau d'ultrasons est envoyé sur une structure tissulaire dont on analyse les différents échos en ordonnée sur une seule ligne en fonction du temps en abscisses (mode Temps/Mouvements). Il existe aussi une image bidimensionnelle qui étudie l'anatomie cardiaque sur un plan de coupe.

Le cœur étant mobile, il est important d'évaluer des vitesses. Ces dernières peuvent être calculées en rapportant une distance par rapport au temps. Il est cependant plus simple d'employer l'effet Doppler. En échocardiographie on peut analyser la vitesse :

- du sang (en fait celui des hématies ou globules rouges). C'est le Doppler conventionnel .
- d'une paroi cardiaque, c'est le Doppler tissulaire cardiaque (TDI = tissue Doppler imaging).

Renseignements fournis par l’examen :

Ventricules: On peut mesurer les diamètres et le volume en systole et en diastole, et on en estime sa forme.

Oreillettes: L'examen permet de calculer le diamètre et le volume de chaque oreillette et de dépister une éventuelle dilatation.

Septum (parois séparant les cavités gauches et droites, dit interventriculaire entre les ventricules ou interatrial entre les oreillettes) : Des anomalies morphologiques ou un épaississement peuvent ainsi être diagnostiqués.

Valves: Les quatre valves cardiaques (mitrale, tricuspide, aortique et pulmonaire) sont bien visualisées: on analyse la mobilité des feuillets, leur épaisseur. Le doppler permet de calculer la surface fonctionnelle (diminuée en cas de rétrécissement d'une valve) ainsi que la présence et l'importance d'une fuite.

Parois cardiaques: L'épaisseur de chaque partie du muscle cardiaque peut être ainsi mesurée en particulier en mode T/M, comme on peut visualiser si une paroi se contracte moins bien que les autres (« hypokinésie ») ou elle ne se contracte pas du tout (« akinésie ») témoignant alors d'un infarctus du myocarde.

Aorte thoracique: Seuls les premiers centimètres de l'aorte thoracique ascendante sont accessibles de façon simple à l'échocardiographie. Par voie supra sternale (au-dessus du sternum, la sonde pointant vers le bas), on peut parfois examiner l'aorte horizontale.

Péricarde (genre de sac à double paroi qui contient le cœur et les racines des gros vaisseaux sanguins): À l'état normal, il n'est pas visualisé. L'échocardiographie peut détecter la présence de liquide dans le péricarde et d'en estimer sa quantité (normal si elle est minime).

B- L’échographie-doppler cardiaque

Quand on complète l’échocardiographie avec un examen doppler, on peut obtenir d’autres résultats car l’échographie doppler est utilisée dans les diagnostics des pathologies des vaisseaux et du cœur. Il permet de dépister les cardiopathies congénitales, valvulopathies et péricardites sur le plan cardiologique.

L’échographie Doppler est constituée d’un échographe classique couplé à une écho-doppler. Lorsqu'un faisceau d'ultrasons traverse les cavités cardiaques ou les vaisseaux, l’écho renvoyé par les éléments du sang (qui deviennent des émetteurs) aura une longueur d'onde plus longue (son plus grave) s'ils s'éloignent du capteur ; et une longueur d'onde plus courte (son plus aigu) s'ils se dirigent vers le capteur. La sonde Doppler recueillera donc un écho dont la fréquence (longueur d'onde) sera différente de la fréquence d'émission. La différence des fréquences d'émission et de réception : F - F' ou F' - F permet de calculer la vitesse et la direction des globules rouges.Il faut tenir compte de l'angle du faisceau d'ultrasons par rapport à l'axe du vaisseau étudié.
Il existe deux modes de Doppler :

- Le Doppler continu : La sonde émet des ultrasons en permanence et les fréquences réfléchies par les globules rouges sont analysées continuellement. On recueille ainsi un spectre de vitesses correspondant à toutes les zones traversées par le faisceau. Il permet d'enregistrer des flux de très haute vitesse, sans limitation de vitesse mesurable, il permet ainsi d’analyser la vitesse maximale avec une grande précision. Son inconvénient est une moins bonne localisation du flux analysé.
- Le Doppler pulsé : La sonde fonctionne alternativement comme émetteur et comme récepteur. Il est possible de régler la période de la pulsation ce qui permet de sélectionner la profondeur de la zone explorée. Le flux enregistré est donc mieux repéré sur l'image. En revanche, les flux très rapides, au-delà d'une vitesse maximale mesurable, ne peuvent pas être enregistrés en Doppler pulsé.

Les échographies Doppler actuelles permettent un codage couleur des flux sanguins qui donnent une légende: par convention, les flux positifs qui s'approchent de la sonde sont en rouge, les flux qui s'en éloignent sont en bleu. Elles permettent ainsi une visualisation directe des flux sanguins qui se superposent à l'image en échographie bidimensionnelle en échelle de gris.

C- Limites

Du fait de la présence à proximité de l'organe, d'air et d'os, les fenêtres permettant de visualiser cet organe peuvent être extrêmement réduites, voire inexistantes : C’est le problème de l'échogénéicité. Cette dernière est particulièrement faible chez les sujets obèses ou ayant une maladie pulmonaire (emphysème, maladie pulmonaire obstructive chronique), mais aussi chez le sujet trop maigre (l'espace entre les côtes étant alors « creux » avec interposition d'air entre la sonde et la peau).

Une seconde limite de cet examen est que le cœur est un organe tridimensionnel battant et l'échocardiographie effectuant des coupes de cet organe, les résultats peuvent varier suivant le plan de coupe choisi. La qualité des résultats de cet examen reste donc très dépendante de l'expérience et de l’habileté de l'examinateur.

Conclusion

L'imagerie cardiaque par les ultrasons est un moyen fiable, précis et facilement accessible pour l'évaluation de toute cardiopathie. L'échographie proprement dite (bidimensionnelle et temps-mouvement) pour la visualisation des structures endocardiques, myocardiques et péricardiques, et le doppler pour l'étude des flux, sont de nos jours de plus en plus performants grâce aux améliorations techniques telles que la seconde harmonique, le doppler tissulaire myocardique ou la caractérisation tissulaire par exemple.

L'échographie tridimensionnelle (3D) offre une nouvelle façon de visualiser les structures cardiaques se rapprochant plus de la réalité anatomique telle qu'elle est appréhendée par les anatomistes et les chirurgiens. Cette technique, plus difficile à appliquer en routine en raison des contraintes techniques et économiques, s'applique globalement selon deux types d'approche : la reconstruction de l'image 3D différée dans le temps ou l'imagerie 3D en « temps-réel ». Certaines de ses applications sont déjà validées chez l'homme comme la mesure des volumes ventriculaires, d'autres offrent des perspectives potentiellement intéressantes pour l'analyse de certaines anomalies congénitales ou valvulaires. Lorsque cette modalité d'imagerie se sera affranchie des contraintes techniques, elle offrira une analyse qualitative et quantitative facilitant grandement l'évaluation de la majorité des cardiopathies.