Déformation, vitesse de déformation et suivi du chatoiement : Déformation du myocarde
Déformation du myocarde : déformation, vitesse de déformation, suivi du speckle
Comme nous l’avons vu précédemment, la paroi du ventricule gauche peut être subdivisée en trois couches : le revêtement interne(endocarde), une couche musculaire épaisse(myocarde) et un revêtement externe(épicarde). Le myocarde est la couche musculaire épaisse, dans laquelle les fibres musculaires sont organisées en plusieurs feuillets qui s’enroulent autour du ventricule avec une orientation variable. Cette organisation permet au ventricule gauche de se contracter de manière très sophistiquée et efficace (figure 1).
Les fibres myocardiques adjacentes à l’endocarde sont orientées longitudinalement (de la base vers l’apex) et produisent un raccourcissement longitudinal (figure 1A), ce qui signifie que la base est tirée vers l’apex.
Les fibres myocardiques de la couche médiane (paroi médiane) sont orientées circulairement autour de l’axe court. La contraction de cette couche entraîne un raccourcissement radial, ce qui signifie que le diamètre de la cavité ventriculaire diminue (figure 1B).
Les fibres musculaires adjacentes à l’épicarde sont orientées à environ 60° par rapport aux fibres de la paroi médiane. La contraction de cette couche entraîne un mouvement de torsion (rotation) de l’ensemble du ventricule gauche. Les segments basaux tournent dans le sens des aiguilles d’une montre et l’apex dans le sens inverse. Cette contraction rotative, ou torsion, est appelée raccourcissement circonférentiel (figure 1C).
La fonction ventriculaire gauche dépend d’une interaction complexe entre les fibres musculaires de ces couches, qui produisent collectivement un mécanisme de pompage très efficace.
Les méthodes traditionnelles d’étude de la fonction ventriculaire gauche – par exemple la fraction d’éjection (FE), le tri fractionnel (FS), etc. – ne permettent pas d’élucider les variations régionales de la fonction contractile, ni l’efficacité de la contraction longitudinale, radiale et circonférentielle. Ainsi, des méthodes telles que la fraction d’éjection peuvent fournir des paramètres faciles à obtenir, mais ne donnent pas d’indications importantes sur la mécanique du ventricule gauche.
Les différences régionales dans la fonction contractile sont de la plus haute importance, en particulier dans le cadre d’une ischémie myocardique(confirmée ou suspectée). Prenons l’exemple d’un patient souffrant d’une cardiopathie ischémique, dont la fraction d’éjection est normale mais dont la fonction contractile est altérée dans la paroi inférieure. Cette constatation est appelée anomalie du mouvement de la paroi inférieure et peut témoigner d’un infarctus du myocarde, ce qui aurait des implications pour la prise en charge de ce patient, quelle que soit sa fraction d’éjection. Il est donc important de détecter et de caractériser les anomalies du mouvement de la paroi.
Des méthodes ont été mises au point pour quantifier la fonction myocardique régionale. Ces méthodes analysent le mouvement et la déformation (changement de forme) du myocarde pendant la systole et la diastole. L’imagerie de déformation a été mise en œuvre dans la pratique clinique et est désormais largement recommandée. Ce chapitre aborde les aspects théoriques et pratiques de la déformation (déformation, vitesse de déformation) et du mouvement du myocarde.
Mouvement du myocarde
Le mouvement du myocarde concerne le déplacement du myocarde d’un point à un autre. Au cours du mouvement, tout le myocarde d’une région donnée affiche la même vitesse. Le mouvement est caractérisé par deux variables : la distance et la vitesse. La distance indique la distance parcourue par le myocarde et la vitesse indique la vitesse du mouvement.
Le mouvement et la vitesse du myocarde peuvent être mesurés à l’aide du Doppler tissulaire pulsé (voir Doppler à ondes pulsées). Le Doppler tissulaire permet d’échantillonner des régions ou des structures spécifiques. Pour ce faire, il suffit de placer le volume d’échantillonnage (SV) dans la région d’intérêt. Cette méthode est couramment utilisée pour mesurer la vitesse de l’anneau mitral qui, au cours de la systole, se déplace vers l’apex, puis recule jusqu’à sa position initiale. La vitesse de l’anneau mitral est utilisée pour étudier la contraction longitudinale ; pendant la systole, la base, et donc l’anneau mitral, se déplace vers l’apex et pendant la diastole, le mouvement inverse se produit. La vitesse de l’anneau mitral est une mesure importante de la fonction systolique longitudinale globale. La figure 2 illustre la mesure de la vitesse de l’anneau mitral à l’aide du Doppler tissulaire pulsé.
Le Doppler tissulaire couleur peut également être utilisé pour étudier les vitesses régionales. Il présente l’avantage d’étudier simultanément de plus grandes zones du myocarde, mais au détriment d’une résolution temporelle plus faible.
Inconvénients de l’utilisation du mouvement comme marqueur de la fonction
Le principal inconvénient de l’utilisation du mouvement comme mesure de la fonction contractile régionale est que tout le myocarde est interconnecté. Le mouvement dans une zone est directement affecté par le mouvement dans les zones adjacentes. Cela permet même au myocarde nécrosé (par exemple à la suite d’un infarctus du myocarde) de bouger pendant la systole et la diastole (le myocarde viable et en contraction entourant la zone nécrosée tire et pousse le myocarde mort, de sorte qu’il affiche un mouvement). Il s’ensuit que la mesure du mouvement en un seul point peut être très trompeuse puisque le mouvement en un point dépend des mouvements du myocarde environnant.
La solution consiste à utiliser la déformation comme mesure de la fonction. La raison d’être de la mesure de la déformation est que le myocarde mort ne se déforme pas (ne change pas de forme) pendant la systole et la diastole, quels que soient les mouvements du myocarde environnant. La mesure de la déformation s’est avérée supérieure à la mesure du mouvement.
Déformation et vitesse de déformation : Mesures de la déformation
Ladéformation est définie comme un raccourcissement ou un allongement du myocarde. Le raccourcissement se produit lorsque le myocarde se contracte et l’allongement se produit lorsque le myocarde se détend (s’étire). Ces deux déformations peuvent être étudiées au moyen de l’échocardiographie. L’objectif principal est de déterminer si le mouvement du myocarde est normal en mesurant le degré de déformation(déformation) et la vitesse à laquelle elle se produit(vitesse de déformation).
La déformation et la vitesse de déformation doivent être relativement similaires dans l’ensemble du myocarde, car toutes les régions doivent se déformer à peu près de la même manière au cours du cycle cardiaque. L’examen de la déformation et de la vitesse de déformation permet d’identifier les différences régionales de déformation, qui indiquent une pathologie. En outre, il peut élucider la déformation globale du myocarde, qui est un indicateur de la fonction globale.
Déformation : Le degré de déformation
La déformation est le degré de déformation, c’est-à-dire l’ampleur de la déformation du myocarde. Il est calculé en mesurant l’ampleur du raccourcissement ou de l’allongement au cours du cycle cardiaque. La formule de la déformation est la suivante :
Déformation = (L-L0)/L0-100
L0 = longueur initiale du myocarde ; L = longueur finale.
La constante 100 transforme la déformation en pourcentage (%).
Si la longueur initiale de la zone mesurée est de 10 mm et la longueur finale de 12 mm, la déformation sera de 20 %(déformation positive). Si la longueur initiale est de 10 mm et la longueur finale de 7 mm, la déformation sera de -30 %(déformation négative). La contraction (raccourcissement) donne une déformation négative et la relaxation (allongement) donne une déformation positive (figure 3).
Le strain peut être mesuré dans toutes les directions de déformation ; il est possible d’étudier le strain longitudinal, radial et circonférentiel.
Vitesse de déformation : la vitesse de déformation
La vitesse de déformation est la vitesse de déformation, c’est-à-dire la déformation par unité de temps (secondes). On peut prouver mathématiquement que la déformation par unité de temps est équivalente à la différence de vitesse à l’intérieur d’une zone divisée par la longueur de la zone, comme suit :
Vitesse de déformation = (V1 –V2) / d
Selon la formule ci-dessus, la vitesse de déformation peut être obtenue en mesurant la vitesse (à l’aide du Doppler tissulaire pulsé) en deux points du myocarde et la distance entre ces points (figure 4).
La vitesse de déformation est une mesure de la vitesse de déformation entre deux points de mesure. Comme pour la déformation, une valeur négative indique une contraction et une valeur positive une relaxation.
En cartographiant simultanément la vitesse de déformation dans de nombreuses parties du myocarde, il est possible de déterminer si la déformation et la vitesse de déformation sont égales dans toutes les parties, ce qui est attendu. Le Doppler tissulaire pulsé calcule simultanément la déformation et la vitesse de déformation.
Pour calculer la déformation et la vitesse de déformation à l’aide du Doppler tissulaire, une fréquence d’images de 100 FPS est utilisée. L’avantage du Doppler tissulaire est que la résolution temporelle est très élevée et que la méthode est adaptée à la mesure de la déformation longitudinale. Malheureusement, le Doppler tissulaire dépend de l’angle (un angle d’insonation incorrect entraîne une sous-estimation de la vitesse de déformation) et, en outre, la déformation radiale et circonférentielle ne peut pas être étudiée. Ces inconvénients ont été surmontés grâce au suivi du chatoiement, dont il est question ci-après.
Suivi du chatoiement
Le terme “speckle ” désigne les structures que le myocarde affiche sur l’image échographique. Si vous examinez attentivement la figure 7, vous pouvez voir que le myocarde ne produit pas un signal homogène, mais qu’un schéma de variations du signal d’écho est visible. Ces structures sont appelées mouchetures et sont dues aux interactions des ondes ultrasoniques (réflexions, prolifération, interférences) avec le tissu.
Suivi des speckles
Les speckles se déplacent pendant la systole et la diastole et il est possible d’analyser la vitesse et la distance de leurs mouvements. C’est ce qu’on appelle le suivi des speckles. Cette méthode a largement remplacé le Doppler tissulaire pour mesurer la déformation et la vitesse de déformation. La figure 9 illustre la manière dont les speckles sont suivis dans le plan bidimensionnel. La déformation est définie comme la variation de la distance entre deux points de speckle, divisée par la distance initiale :
S = (L1-L0) / L0
L0 = distance initiale entre les points.
L1 = nouvelle distance entre les points.
Le suivi du speckle est entièrement basé sur l’image échographique et aucune mesure Doppler n’est nécessaire. Le suivi du speckle est donc plus fiable car il n’est pas sensible à l’angle d’insonation. Cependant, le speckle tracking offre une résolution temporelle plus faible, ce qui rend la méthode moins performante en cas de tachycardie (la précision est réduite en cas de fréquence cardiaque élevée) et lors de l’étude de speckles situés à distance (du transducteur). En outre, le suivi de speckle est inférieur pour les mouvements latéraux, ce qui est dû au fait que la résolution latérale de l’échographie est inférieure à la résolution axiale.
Le suivi du speckle utilise 40 à 80 FPS (images par seconde) et jusqu’à 100 FPS peuvent être nécessaires en cas de tachycardie. Le suivi du speckle peut être utilisé pour les quatre cavités, bien que les mesures dans l’oreillette droite et le ventricule droit soient généralement moins précises en raison des difficultés d’identification des speckles.
Souche globale et régionale
Les systèmes d’échographie modernes calculent à la fois le strain régional et le strain global. Le strain régional est le strain calculé dans chaque segment. Le strain global est la moyenne de tous les segments individuels.
Avec le speckle tracking, la déformation et la vitesse de déformation peuvent être calculées pour les mouvements dans les directions longitudinale, radiale et circonférentielle. Dans la vue apicale à quatre chambres (A4C), la déformation longitudinale est la plus importante. La déformation longitudinale est un marqueur robuste de la fonction cardiaque et présente une bonne corrélation avec, par exemple, la fraction d’éjection (FE). La déformation longitudinale dépend principalement des fibres musculaires sous-endocardiques, qui sont orientées dans le sens longitudinal. La déformation circonférentielle (mieux analysée en PSAX) reflète principalement les fibres épicardiques. La déformation longitudinale diminue dans des maladies telles que l’hypertension, le diabète et la cardiomyopathie.