Évaluation de l’épreuve d’effort (ECG d’effort)

La réaction ECG a toujours été un élément central de l’épreuve d’effort. D’ailleurs, les cliniciens utilisent souvent le terme ECG d’exercice au lieu du terme correct d’épreuve d’effort. Cependant, l’ECG n’est qu’un des paramètres à évaluer et le résultat final du test dépend d’une évaluation intégrée de six éléments :

1. Symptômes
2. Performance à l’effort (capacité fonctionnelle, capacité d’exercice)
3. Fréquence cardiaque : fréquence cardiaque maximale, réaction à la fréquence cardiaque
4. Réaction de la pression artérielle
5. Réaction de l’ECG : modifications du segment ST, modifications de l’onde T, arythmies, défauts de conduction
6. Cause de l’arrêt de l’activité

Cet article aborde chacun de ces six paramètres en détail.

Symptômes lors d’une épreuve d’effort

Effort perçu

L’effort perçu par le patient est un moyen d’estimer l’intensité de l’activité physique. Il est basé sur les sensations physiques subjectives ressenties pendant l’exercice, notamment l’augmentation de la fréquence cardiaque, l’augmentation de la fréquence et de la profondeur respiratoires, l’augmentation de la transpiration et la fatigue musculaire. Bien qu’il s’agisse d’une mesure subjective, elle fournit une assez bonne estimation de la charge de travail réelle. L’effort perçu peut être évalué de 0 (aucun) à 10 (effort maximal) ou selon l’échelle de Borg. L’échelle de Borg est bien validée et s’étend de 6 (aucun) à 20 (effort maximal). Notamment, un effort perçu élevé pour une faible charge de travail est un facteur prédictif important de résultats défavorables.

Tableau 1. Échelle de Borg d’évaluation de l’effort perçu

ÉCHELLE	NIVEAU D’EFFORT	COMMENTAIRE
6	Aucun effort
7
7.5	Très peu d’effort
8
9	Effort très léger	Pour une personne en bonne santé, 9 équivaut à marcher lentement à son rythme pendant quelques minutes.
10
11	Effort léger
12
13	Effort assez difficile	Exercice “un peu difficile”, mais vous vous sentez bien pour continuer.
14
15	Exercice difficile (lourd)
16
17	Effort très intense	Une personne en bonne santé peut encore continuer, mais elle doit vraiment se forcer. L’effort est très lourd et la personne est très fatiguée.
18
19	Effort extrêmement difficile	Pour la plupart des gens, il s’agit de l’exercice le plus pénible qu’ils aient jamais connu.
20	Pour la plupart des gens, il s’agit de l’exercice le plus pénible qu’ils aient jamais pratiqué.

Il existe une forte corrélation entre l’évaluation de l’effort perçu par une personne multipliée par 10 et la fréquence cardiaque réelle pendant l’exercice ; l’évaluation de l’effort d’une personne fournit donc une estimation de la fréquence cardiaque réelle. Par exemple, si l’effort perçu est de 12, 12 x 10 = 120 ; la fréquence cardiaque devrait donc être d’environ 120 battements par minute.

Douleur thoracique (gêne thoracique)

La douleur thoracique pendant l’exercice est l’un des meilleurs indicateurs de la maladie coronarienne. L’intensité de la douleur peut être évaluée de 0 (aucune) à 10 (douleur maximale). Il est important de préciser si la douleur provoquée par l’exercice est similaire à la douleur qui a conduit à l’épreuve d’effort (si c’est la raison pour laquelle l’épreuve a été réalisée). Une douleur thoracique évaluée à 6 ou plus (sur l’échelle de 10 points) doit entraîner l’arrêt de l’épreuve d’effort (voir les critères d’arrêt pendant l’épreuve d’effort).

Dyspnée (dyspnée)

L’exercice physique entraîne une tachypnée (augmentation de la fréquence respiratoire), qu’il convient toutefois de distinguer de la dyspnée, qui est un essoufflement. La dyspnée peut être due à une faible capacité d’exercice (avec une capacité ventilatoire et un débit cardiaque normaux), à une diminution de la capacité ventilatoire, à une diminution du débit cardiaque ou à un équivalent d’angine de poitrine. Notez que les femmes, les diabétiques et les personnes âgées souffrant d’une maladie coronarienne peuvent ne présenter qu’une dyspnée (qui est alors considérée comme un équivalent d’angine). Il est à noter que l’interruption du test en raison d’une dyspnée est associée à un pronostic plus défavorable que l’interruption en raison d’une douleur thoracique.

Fatigue des jambes

La fatigue des jambes est particulièrement prononcée sur la bicyclette et moins prononcée sur le tapis roulant. Comparée à la douleur thoracique et à la dyspnée, la fatigue des jambes est un mauvais prédicteur de la mortalité cardiovasculaire et de la mortalité toutes causes confondues. Cependant, la fatigue des jambes doit être enregistrée.

2. Performance à l’effort (capacité fonctionnelle, capacité à l’effort)

La performance à l’effort est probablement le meilleur prédicteur du risque d’événements indésirables futurs chez les personnes en bonne santé, chez celles qui présentent un risque accru de maladie cardiovasculaire et, en fait, dans toutes les populations de patients. Cela est vrai indépendamment des autres facteurs de risque traditionnels. La corrélation entre la capacité d’exercice et la survie est presque linéaire, ce qui signifie que la survie augmente avec la capacité d’exercice.

La performance est estimée à l’aide de la fréquence cardiaque maximale, du produit fréquence-pression, de la durée du test et de l’évaluation de l’effort perçu par le patient. Les résultats combinés de ces paramètres indiquent la capacité d’exercice du patient. Par exemple, si le patient atteint la fréquence cardiaque maximale attendue pour son âge, un produit fréquence-pression élevé et supporte l’ensemble du test sans le juger extrêmement difficile, il présente une excellente performance d’exercice. L’incapacité à atteindre 85 % de la fréquence cardiaque maximale attendue pour l’âge est associée à un risque accru de mortalité cardiovasculaire et globale. La maladie coronarienne, le dysfonctionnement du nœud sinusal (incompétence chronotrope), l’insuffisance cardiaque, le dysfonctionnement du ventricule gauche, la mauvaise condition physique, les maladies pulmonaires, etc. sont des causes courantes. Il est important de motiver le patient avant et pendant le test afin qu’il réalise une performance maximale.

3. Réponse de la fréquence cardiaque pendant l’épreuve d’effort

Veuillez vous référer au paragraphe précédent.

4. Réponse de la pression artérielle pendant l’épreuve d’effort

La pression artérielle systolique doit être supérieure à 140 mmHg pendant l’épreuve. Une pression artérielle systolique supérieure à 200 mmHg peut indiquer une réaction anormale de la pression artérielle, qui est généralement observée chez les patients souffrant d’hypertension ainsi que chez les patients normotendus qui finiront par développer une hypertension.

Une chute de la pression artérielle pendant le test indique une maladie coronarienne ou une cardiomyopathie. La pression artérielle peut baisser progressivement au fur et à mesure que la charge de travail augmente ou après une augmentation initiale (normale) de la pression artérielle. Les deux scénarios sont pathologiques. Le test doit être interrompu si la pression artérielle chute de 10 mmHg ou plus et s’il existe d’autres signes d’ischémie. L’arrêt de l’examen doit toujours être envisagé lorsque la pression artérielle chute de 10 mmHg ou plus.

3. Réaction de l’ECG

Dépression du segment ST pendant l’épreuve d’effort

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L’ischémie myocardique qui peut être provoquée par l’exercice est située dans le sous-endocarde du ventricule gauche. Comme nous l’avons vu précédemment (voir la dépression du segment ST en cas d’ischémie), l’ischémie sous-endocardique réoriente le vecteur ST de telle sorte qu’il passe de l’épicarde à l’endocarde, ce qui signifie que le vecteur ST est dirigé vers l’arrière(figure 1). Par conséquent, le vecteur ST s’éloigne de toutes les dérivations thoraciques (V1, V2, V3, V4, V5, V6). Les dérivations thoraciques qui détectent ce vecteur ST afficheront des dépressions du segment ST (parce que le vecteur ST se dirige à l’opposé de ces dérivations). Toutefois, les dérivations présentant des dépressions du segment ST ne reflètent pas nécessairement la zone ischémique ; par exemple, les dépressions du segment ST dans les dérivations V3 et V4 n’impliquent pas nécessairement que l’ischémie est située à l’avant.

Le vecteur de l’onde T peut également être dirigé vers l’arrière, ce qui donne une onde T négative (inversion de l’onde T). Cependant, la principale manifestation ECG de l’ischémie myocardique (pendant l’exercice) est la dépression du segment ST et non l’inversion de l’onde T. L’ischémie myocardique ne se manifeste pas uniquement par des inversions de l’onde T pendant l’exercice ; s’il y a des inversions de l’onde T pendant l’ischémie, il y aura toujours aussi des dépressions du segment ST. Le segment ST, quant à lui, peut être déprimé (pendant l’ischémie) sans qu’il y ait d’inversion simultanée de l’onde T. En résumé :

• La dépression du segment ST est la caractéristique de l’ischémie myocardique (pendant l’exercice) sur l’ECG.
• La dépression du segment ST peut être isolée ou accompagnée d’inversions de l’onde T (ondes T négatives).
• L’inversion de l’onde T (ondes T négatives) n’apparaît jamais sans dépression simultanée du segment ST chez les patients souffrant d’ischémie myocardique.

Lafigure 1 illustre comment l’ischémie sous-endocardique génère des vecteurs ST qui conduisent à une dépression ST et à des ondes T inversées.

Mesure de la dépression du segment ST : Point J, point J 60 et point J 80

La dépression du segment ST est mesurée n’importe où entre le point J-60 et le point J-80. Les points J-60 et J-80 sont situés respectivement 60 ms et 80 ms après le point J (figure 2). Comme d’habitude, le segment PR est le niveau de référence (ligne de base). L’amplitude de la dépression ST est simplement la différence (en millimètres) entre le segment PR et le point J-60/J-80.

Étudiez attentivement la figure 2 (ci-dessous), qui illustre le point J, le point J 60, le point J 80 et la ligne de base à laquelle ces points sont comparés.

Types de dépressions du segment ST

Les dépressions du segment ST peuvent être caractérisées comme (1) des dépressions de la pointe J, (2) des dépressions ST ascendantes, (3) des dépressions ST horizontales ou (4) des dépressions ST descendantes. Ces types sont illustrés dans les figures 3 et 4. L’ischémie myocardique provoque des dépressions du segment ST horizontales ou descendantes, comme le montre la figure 3. La dépression doit être de 1 mm ou plus au point J-60 ou J-80 (ou entre les deux). Une dépression ST de 1 mm offre une sensibilité de 70 % et une spécificité de 80 % pour la maladie coronarienne. Plus la dépression du segment ST est profonde, plus la sensibilité et la spécificité sont élevées.

• L’ischémie myocardique est diagnostiquée s’il y a une dépression ST horizontale ou descendante de ≥1 mm au point J-60/J-80 (ou entre J-60 et J-80).

La dépression ST ischémique typique est illustrée dans la figure 3 ci-dessous.

Dépressions du segment ST non ischémiques

Environ 20 % des personnes en bonne santé présentent une dépression du segment ST ascendante lors d’un test d’effort. Les dépressions ST ascendantes sont donc très courantes pendant l’exercice et ne sont pas typiques de l’ischémie myocardique. Si seul le point J est déprimé (figure 4, panneau de gauche), on parle alors de dépression du point J. La dépression du point J est normale pendant l’exercice et n’est pas typique d’une ischémie myocardique. La dépression du point J est normale pendant l’exercice et ne pose pas de problème diagnostique car il n’y a pas de dépression ST proprement dite. En résumé, la dépression du point J n’est pas causée par l’ischémie.

Le panneau de droite de la figure 4 montre une dépression ST ascendante avec un point J-60 et un point J-80 déprimés. De telles dépressions du segment ST sont également fréquentes pendant l’exercice et dans les situations de tachycardie. Ces dépressions ST posent toutefois des problèmes de diagnostic différentiel, car dans une minorité de cas, elles sont causées par une ischémie. Les caractéristiques suivantes suggèrent que les dépressions ST ascendantes peuvent être d’origine ischémique :

• Si la dépression ST est très prononcée (≥1,5 mm)
• Plus l’inclinaison de la pente est faible, plus l’ischémie est probable.
  • Plus la pente est raide, moins l’ischémie est probable.
  • Plus la pente est horizontale, plus l’ischémie est probable.
• Si la dépression ST apparaît à faible charge de travail, l’ischémie doit être envisagée.

Néanmoins, dans la majorité des cas, les dépressions ST ascendantes ne sont pas causées par l’ischémie. Les dépressions ST non ischémiques sont illustrées dans la figure 4 ci-dessous.

Pistes ECG pour détecter l’ischémie

Les dérivations V4, V5 et V6 de l’ECG sont les meilleures pour détecter l’ischémie pendant l’exercice. Ces dérivations ont la plus grande sensibilité pour l’ischémie myocardique, ce qui signifie que la probabilité de détecter une ischémie est la plus élevée dans ces dérivations. Les dérivations des membres sont moins sensibles en termes de détection de l’ischémie. Toutefois, les dépressions du segment ST dans la dérivation -aVR suggèrent une ischémie myocardique sévère (maladie multivaisseaux ou maladie principale gauche).

Si les dépressions du segment ST surviennent au début de l’examen, si elles sont prononcées ou si elles se produisent dans de nombreuses dérivations de l’ECG, il s’agit probablement d’une ischémie myocardique étendue. La probabilité d’une maladie multivasculaire augmente avec le nombre de dérivations présentant des dépressions du segment ST. En outre, les dépressions du segment ST de longue durée pendant la période de récupération suggèrent également une maladie coronarienne plus grave.

Notez que certains patients ne présentent une dépression du segment ST que pendant la période de récupération. Cela s’explique par le fait que la charge de travail du myocarde augmente lorsque le patient est placé en position couchée (la précharge du cœur augmente en raison du retour veineux accru en position couchée).

Lafigure 5 (ci-dessous) illustre la réaction ECG d’un homme souffrant d’une maladie coronarienne.

Pour distinguer les dépressions ST normales (physiologiques) des dépressions ST ischémiques, les règles suivantes sont suggérées :

1. Les dépressions ST ascendantes normales (physiologiques) ne se produisent qu’à des fréquences cardiaques élevées. Les dépressions ST ascendantes dues à l’ischémie se produisent déjà à des fréquences cardiaques faibles.
2. Les dépressions ST ascendantes normales (physiologiques) se normalisent rapidement pendant la période de récupération. Les dépressions ST ascendantes dues à l’ischémie se normalisent lentement pendant la période de récupération.
3. Les dépressions ST ascendantes normales (physiologiques) ont une pente plus raide que les dépressions ST ischémiques.
4. Les dépressions ST normales (physiologiques) à pente ascendante dépassent rarement 1,5 mm.

Patients présentant des dépressions ST sur l’ECG au repos

Chez les patients présentant des dépressions du segment ST sur l’ECG de repos (par exemple en raison d’une hypertrophie ventriculaire gauche), la dépression ST est mesurée à partir du niveau initial (au repos) du point J-60/J-80 (et non à partir du niveau du segment PR). En outre, s’il existe des dépressions ST au repos, la dépression ST supplémentaire induite par l’exercice ne sera pas aussi spécifique de l’ischémie que ce n’est le cas autrement (sauf si les dépressions sont très prononcées).

La repolarisation auriculaire peut imiter la dépression ST

La repolarisation auriculaire se produit en même temps que la dépolarisation ventriculaire(complexe QRS), qui génère des potentiels électriques plus forts et dissimule donc la repolarisation auriculaire. Parfois, pendant l’exercice, la repolarisation auriculaire peut devenir visible et créer une onde négative juste après le complexe QRS. Cela peut imiter une dépression du segment ST, en particulier dans les dérivations inférieures.

Résultats complets d’un test d’effort : cas clinique

Un homme de 58 ans a été admis aux urgences en raison d’une gêne thoracique. Il avait ressenti une gêne thoracique presque quotidiennement au cours des derniers mois. Son ECG à 12 dérivations au repos était normal, de même que les examens de laboratoire, y compris la troponine T. L’épreuve d’effort a révélé une ischémie myocardique (résultats ci-dessous). Le patient a subi un pontage aorto-coronarien (PAC) en raison d’une maladie de l’artère principale gauche. Vous trouverez ci-dessous tous les résultats des tests.

1. Aperçu des résultats des tests

2. Réaction de l’ECG dans les dérivations des membres

3. Réaction de l’ECG dans les dérivations thoraciques (précordiales)

Évaluation de la dépression ST en relation avec la fréquence cardiaque : dépressions ST ajustées en fonction de la fréquence

Certains experts soulignent que la fréquence cardiaque doit être prise en considération lors de l’évaluation des dépressions du segment ST. La prise en compte de la fréquence cardiaque peut en fait faciliter la différenciation des dépressions normales (physiologiques) du segment ST des dépressions ischémiques du segment ST. Le raisonnement est le suivant :

1. Les personnes en bonne santé atteignent souvent des fréquences cardiaques élevées qui peuvent induire des dépressions normales (physiologiques) du segment ST (typiquement avec un segment ST ascendant) qui ne sont pas causées par l’ischémie. Environ 20 % des sujets sains présentent une dépression du segment ST pendant les tests d’effort.
2. Les patients souffrant d’une maladie coronarienne ne parviennent souvent pas à atteindre une charge de travail (fréquence cardiaque) suffisante pour provoquer une ischémie myocardique. Les dépressions du segment ST peuvent ne pas atteindre le critère de 1 mm en raison d’une charge de travail insuffisante.

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Par conséquent, l’ajustement de l’amplitude de la dépression ST à la fréquence cardiaque peut être une approche raisonnable. Les dépressions ST survenant à des fréquences cardiaques élevées sont moins significatives, tandis que les dépressions ST survenant à des fréquences cardiaques faibles sont plus significatives. L’ajustement peut être effectué par l’indice ST/HR ou la pente ST-HR.

L’indice ST/HR

L’amplitude de la dépression ST (en mV, 0,1 mV = 1 mm) est divisée par l’augmentation de la fréquence cardiaque pendant le test. Voici un exemple :

• La dépression ST maximale pendant le test est de 2 mm, ce qui équivaut à 0,2 mV.
• La fréquence cardiaque est passée de 70/min (au repos) à 170/min (à la charge de travail maximale), soit une augmentation de 100/min.
• Indice ST/HR = 0,2 / 100 = 0,002 mV/battement/minute

Un indice ST/HR supérieur à 0,0016 mV/battement/minute suggère une ischémie myocardique.

Pente ST-HR

Ce paramètre est calculé automatiquement dans la plupart des appareils ECG. Il s’agit de la pente de l’association linéaire entre la fréquence cardiaque et l’amplitude de la dépression ST. Une pente ST-HR supérieure à 2,4 mV/battement/minute est significative.

Élévation du segment ST pendant l’épreuve d’effort

Le sus-décalagedu segment ST pendant l’épreuve d’effort est mesuré au point J-60 (alors que le sus-décalage du segment ST est mesuré au point J sur l’ECG de repos). Chez les patients présentant un sus-décalage du segment ST sur l’ECG de repos (par exemple, modèle masculin, repolarisation précoce, hypertrophie ventriculaire gauche, etc.), tout sus-décalage supplémentaire du segment ST induit par l’exercice est mesuré à partir du niveau initial du point J-60 (et non à partir du niveau du segment PR).

L’implication des élévations du segment ST pendant l’exercice dépend du fait qu’elles se produisent dans des dérivations avec ou sans ondes Q pathologiques.

Élévation du segment ST dans les dérivations sans ondes Q pathologiques

Les élévations du segment ST dans les dérivations sans ondes Q pathologiques sont rares pendant les tests d’effort. Ces élévations de ST indiquent une ischémie transmurale, c’est-à-dire une ischémie qui affecte toute l’épaisseur (de l’endocarde à l’épicarde) d’une région myocardique. Ce type d’ischémie nécessite une obstruction (plus ou moins) complète du flux sanguin, ce qui peut s’expliquer par les éléments suivants :

• Un syndrome coronarien aigu (rupture d’une plaque d’athérosclérose) apparaît au cours de l’examen. La thrombose causée par la rupture de la plaque peut occlure complètement l’artère.
• Présence d’une sténose sévère et proximale (> 90 % d’obstruction luminale).
• Vasospasme de l’artère coronaire.

Il est important d’interrompre l’épreuve d’effort si des élévations du segment ST se produisent dans des dérivations sans ondes Q pathologiques.

Élévations du segment ST dans les dérivations avec ondes Q pathologiques (infarctus du myocarde antérieur)

Des élévations du segment ST peuvent se produire dans les dérivations présentant des ondes Q pathologiques (infarctus). Ces élévations du segment ST peuvent être causées par les conditions suivantes :

• Ischémie résiduelle dans la zone de l’infarctus
• Anévrisme du ventricule gauche
• Anomalies du mouvement de la paroi

Une dépression réciproque du segment ST peut être évidente dans chacun de ces cas. Si une ischémie transmurale ne peut être exclue, le test doit être interrompu.

Pseudo-normalisation des modifications du segment ST-T

Les dépressions ST et les inversions de l’onde T qui sont présentes au repos mais disparaissent à l’effort indiquent une réaction anormale. Si le patient présente une probabilité élevée avant le test, cela doit conduire à suspecter une ischémie myocardique.

Autres modifications morphologiques de l’ECG

• L’intervalle PR et la durée du QRS sont raccourcis pendant l’exercice (réaction normale).
• Les ondes Q septales dans les dérivations I, aVL, V5, V6 peuvent être accentuées pendant l’exercice (réaction normale).
• L’amplitude de l’onde R peut diminuer pendant l’exercice (réaction normale).
• L’amplitude de l’onde T peut diminuer ou augmenter (en cas de charge de travail élevée) pendant l’exercice, les deux étant des réactions normales.
• La durée du QT est raccourcie par l’exercice (réaction normale).
• Si les ondes U sont évidentes sur l’ECG au repos et s’inversent pendant l’exercice, cela suggère une ischémie myocardique.

Arythmies survenant au cours d’une épreuve d’effort

Des arythmies supraventriculaires et ventriculaires peuvent survenir pendant l’exercice. Ce phénomène est plus fréquent chez les personnes qui prennent de la digoxine (digitaline) et chez celles qui ont du café ou de l’alcool dans le sang. L’ischémie sous-endocardique induite par l’exercice provoque rarement des arythmies graves. En fait, l’exercice peut supprimer les arythmies présentes au repos. Par exemple, les arythmies auriculaires ectopiques peuvent être supprimées lorsque le nœud sinusal accélère sa fréquence de décharge ; les extrasystoles ventriculaires (battements prématurés) peuvent également être supprimées pendant l’exercice. Cela n’a aucune incidence sur le pronostic.

L’arythmie sinusale et la bradycardie sinusale peuvent survenir pendant ou après l’exercice. La fibrillation auriculaire et le flutter auriculaire surviennent dans 0,1 % de tous les tests.

La seule arythmie induite par l’exercice et liée à la maladie coronarienne est la tachycardie ventriculaire (TV). Les extrasystoles ventriculaires sont fréquentes pendant l’exercice et n’ont pas d’incidence sur le pronostic (les extrasystoles ventriculaires sont inoffensives à moins qu’il n’y ait une instabilité électrique dans les ventricules).

Défauts de conduction (perturbations) pendant l’épreuve d’effort

Un bloc de branche et un bloc fasciculaire peuvent survenir pendant l’exercice. Le bloc de branche gauche (BBG) indique une cardiopathie sous-jacente, en particulier une cardiopathie ischémique. Le bloc de branche droit (BBD) peut également se produire, même chez des personnes en bonne santé, et n’est pas considéré comme un signe de maladie cardiaque.

Le bloc auriculo-ventriculaire (AV) est rare pendant l’exercice, à l’exception du bloc AV du premier degré, qui est fréquemment observé pendant la période de récupération (retour de l’activité vagale). Tout degré de bloc auriculo-ventriculaire pendant l’exercice et un bloc auriculo-ventriculaire de haut degré (bloc auriculo-ventriculaire du second degré ou du troisième degré) pendant la période de récupération suggèrent l’existence d’une cardiopathie ischémique.

La période de récupération

Parfois, les dépressions du segment ST ne sont observées que pendant la période de récupération (la précharge du cœur augmente en position couchée). La durée de la période de récupération est de 6 à 8 minutes, pendant lesquelles le patient doit être surveillé. Le test est terminé lorsque tous les paramètres sont revenus à leurs valeurs de base.