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EXPLORATIONS HEMODYNAMIQUES ET ANGIOGRAPHIQUES


Professeur Jean-Pierre BASSAND
Révision 06/2001
Mise à jour du 28/10/2005

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INTRODUCTION
CONDITIONS DE L'EXAMEN
MATERIEL
COMPLICATIONS
MESURES HEMODYNAMIQUES
ANGIOGRAPHIE
ACTES THERAPEUTHIQUES DERIVES DE L'EXPLORATION HEMODYNAMIQUE ET ANGIOGRAPHIQUE

Documentation multimédia
Diaporama 1
Vues d'une salle de cathétérisme en opération
Diaporama 2
Courbe de pression OD, VD, AP et capillaire normales.
Diaporama 3
Courbes de pression enregistrées dans les cavités gauches et les cavités droites.
Diaporama 4
Calcul des volumes ventriculaires
Diaporama 5
Cathéters utilisables
Consoles de monitorage des explorations et des interventions utilisées en salle de cathétérisme.
Anatomie schématique du réseau coronaire
Reconstruction de l'anatomie de l'artère coronaire à partir des images enregistrées au cours d'un retrait de capteur ultrasonore
Coronaire gauche normale en transverse gauche
Résultat final après angioplastie et mise en place de prothèse endovasculaire
Mise en place d'un cathéter à ballon porteur d'une prothèse endovasculaire ("stent")
Exemple de lésion serrée anfractieuse de l'interventriculaire antérieure
Exemple de lésion serrée de la bifurcation de la circonflexe
Exemples de gradient de pression VG-OG (rétrécissement mitral), et VG-aorte (rétrécissement aortique).
Exemple de ventriculographie ventriculaire gauche normale
Représentation schématique avec nomenclature des artères coronaires
Coronaire droite normale
Exemple d'imagerie intra-coronaire normale. L'intima est bien visible. Il n'y a pas de plaque athéromateuse
Exemple de mesure de pression intra-coronaire
Lésion serrée de la coronaire droite
Coronaire gauche normale en oblique antérieur droite
Inflation du ballon porteur de la prothèse au site de la lésion
Exemple d'imagerie ultrasonore intra-coronaire d'une lésion athéromateuse fixe
Ventriculographie de profil chez une patiente porteuse d'insuffisance mitrale. Régurgitation massive dans l'oreillette gauche. La visualisation de la fuite est plus facile en transverse gauche


Avec l'électrocardiogramme, les explorations hémodynamiques et, à un degré moindre, angiographiques du coeur sont les plus anciennement utilisées.

Elles ont connu un développement considérable jusqu'à la fin des années 1970 date à laquelle l'échocardiographie a pris progressivement le pas sur les méthodes hémodynamiques et surtout angiographiques, particulièrement dans certains types de pathologie, cardiopathies congénitales et valvulopathies.

Désormais, les explorations hémodynamiques et angiographiques sont moins souvent justifiées dans ce type de pathologie. Par contre, dans d'autres types de pathologies comme les cardiopathies ischémiques, les explorations hémodynamiques et angiographiques voient leurs indications croître régulièrement en raison des possibilités diagnostiques qu'elles offrent et surtout en raison des possibilités thérapeutiques représentées par l'angioplastie des artères coronaires et les interventions sur les orifices valvulaires (valvuloplastie, remplacement valvulaire percutanée).

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CONDITIONS DE L'EXAMEN
  1. Les explorations hémodynamiques et angiographiques sauf exception se réalisent chez un malade éveillé soumis à une sédation légère par voie orale quelque temps avant l'examen ou par voie veineuse immédiatement avant l'examen.

    Il n'y a que dans les cas exceptionnels qu'une anesthésie générale est nécessaire (malade particulièrement pusillanime, enfant en bas âge ou débile léger).

    Il n'est pas nécessaire d'être à jeun.

  2. Les abords vasculaires sont veineux ou artériels ou les deux. Ils s'effectuent la plupart du temps par ponction percutanée après anesthésie locale à la xylocaïne.

    • La technique utilisée est celle de SELDINDER. Lorsque les vaisseaux ont été ponctionnés, un système d'introducteur à valve permet d'introduire et de retirer autant de cathéters qu'il est nécessaire  sans avoir à traumatiser la paroi vasculaire à chaque passage. Il est possible d'aborder de cette façon l'artère fémorale, l'artère humérale, l'artère radiale.

    • Au terme de l'examen, une simple compression d'une dizaine à une vingtaine de minutes permet d'assurer l'hémostase artérielle et/ou veineuse.

    • Il n'y a que dans les cas exceptionnels qu'il est nécessaire de dénuder les vaisseaux, la plupart du temps au niveau de la gouttière bicipitale.

  3. L'examen se fait sous très légère anticoagulation pour éviter la formation de caillots.

  4. La durée de l'examen est très variable de 20 minutes à plus d'1 heure lorsque l'exploration est complexe ou nécessite un geste thérapeutique associé.
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MATERIEL
  1. Matériel utilisé:
    La gamme des cathéters utilisable est infinie.

    Un cathéter est un tuyau de forme, de taille et de rigidité variables permettant:

    • la mesure des pressions.
    • l'injection de produit de contraste.
    • la mesure du débile cardiaque.
    • le traitement de certaines pathologies, cathéters à ballon pour angioplastie et valvuloplastie.
    • cathéter électrode pour le recueil des signaux électriques et physiologiques.
    • cathéter multi-électrode pour ablation entre autres des voies accessoires par radio-fréquence.


  2. Le recueil des signaux physiologiques nécessite:

    • des capteurs de pression soit externes reliés à un cathéter rempli de liquide,  soit disposés à l'extrémité du cathéter pour enregistrement de haute fidelité.
    • des cathéters multi-électrodes, pour les explorations électrophysiologiques. Ils peuvent être placés dans différentes cavités pour enregistrer le signal et stimuler le coeur.
    • les capteurs de signaux physiologiques sont reliés à un appareil amplificateur et enregistreur approprié.


  3. L'appareillage radiologique:



    Les appareillages radiologiques permettent de suivre la migration des cathéters dans les cavités cardiaques, de contrôler le déroulement de l'examen, et de conserver un document.

    La manipulation des cathéters est effectuée sous scopie numérique avec de faibles doses de rayons X. La saisie des séquences aux fins de visualisation et d'archivage se fait sous radio-cinéma à une cadence de prise de vue et 12 ½ à 25 images par seconde. Ces séquences délivrent un rayonnement beaucoup plus important, de l'ordre de 50 fois supérieur à celui délivré par la scopie.

    Les appareillages radiologiques produisent désormais des images numériques dont la conservation est effectuée sur CD-Rom ou mieux, sur système de conservation longue durée type bande magnétique numérique. La conservation sur un support de ce type permet d'avoir en ligne la conservation des documents sur une période de temps pratiquement illimitée. La consultation des documents peut donc s'effectuer par l'intermédiaire d'un réseau de fibre optique à haut débit et d'un logiciel approprié à partir d'ordinateurs personnels dont la diffusion n'a pas de limites physiques.

    En d'autres termes, les anciens systèmes analogiques de conservation des documents, fastidieux dans leur utilisation pour le long terme, ont fait place à une technologie numérique moderne, beaucoup plus souple et beaucoup plus efficace d'utilisation.

  4. Les produits de contraste:

    Les produits de contraste utilisés sont désormais non ioniques ou très faiblement ioniques de sorte que l'inconfort procuré par l'injection est très réduit. Le patient ressent une bouffée de chaleur peu intense et fugace au cours des injections dans les cavités cardiaques.

    Des effets secondaires peuvent s'observer :

    • vomissement au moment de la première injection.
    • réaction allergique mineure au terme de l'examen sous forme d'éruption cutanée régressive en quelques heures
    • le choc anaphylactique est rarissime, 1 pour 1000 examens. Il nécessite l'injection d'adrénaline intraveineuse pour sa correction.
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COMPLICATIONS
  1. L'infection est rare, 1% des cas. Le plus souvent, il s'agit d' une bactériémie qui s'observe après un examen particulièrement prolongé

  2. Complications locales vasculaires:
    Hématome au point de ponction artérielle chez un malade soumis à un traitement anticoagulant. Il s'agit d'une complication assez fréquente de l'ordre de 1 à 2 % des cas, surtout après angioplastie coronaire. Une réparation chirurgicale est parfois nécessaire.

  3. Embolie périphérique:

    • Il s'agit d'une complication peu fréquente de l'ordre de 1 pour 1000 examens.
    • Elle est parfois cérébrale ou plus rarement dans un autre territoire vasculaire (cliniquement moins expressif). L'embolie peut être de nature cruorique, gazeuse ou de matériel athéromateux.
    • Il peut s'agir d'une faute technique. Le plus souvent, il s'agit d'une complication inhérente à la technique de cathétérisme. La migration des cathéters dans des vaisseaux particulièrement athéromateux n'est pas toujours anodine. Les plaques athéromateuses peuvent se décoller et migrer.
    • Les embolies gazeuses sont toujours régressives. Les embolies cruoriques ou athéromateuses peuvent donner des séquelles définitives.
    • Ì Enfin, les embolies de cristaux de cholestérol peuvent donner des acrosyndromes avec oblitération vasculaire très périphérique au niveau des orteils mais également des reins qui peuvent être définitives. Il s'agit d'une complication exceptionnelle de l'ordre de 0,2 pour 1000.

  4. L'infarctus du myocarde:
    Il est dû soit à une embolie périphérique athéromateuse soit à une embolie cruorique. Il est très rare de l'ordre de 1 pour 1000 examens.

  5. Le décès:
    Il est observé exceptionnellement au cours des explorations diagnostiques. La plupart du temps il s'agit d'une exploration coronarienne chez un patient porteur d'une sténose très sérrée du tronc commun de la coronaire gauche.

    La fréquence est de l'ordre de 1 pour 4000 examens.
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MESURES HEMODYNAMIQUES

Il s'agit du recueil des pressions, de la mesure du débit cardiaque, des oxymétries qui permettent le calcul des résistances vasculaires, des shunts, des gradients trans-valvulaires, des surfaces valvulaires, et à un degré moindre de l'état contractile du ventricule gauche.

  1. Les pressions

    1.1 - Elles sont mesurées dans toutes les cavités cardiaques oreillettes, ventricules et artères.

    1.2 - A droite, on mesure en outre, la pression capillaire bloquée qui est assimilée à la pression auriculaire gauche. En effet, l'oreillette gauche ne peut s'aborder que par cathéterisme transseptal qui nécessite une ponction du septum inter-auriculaire à laquelle toutes les équipes d'hémodynamique ne sont pas familiarisées.


    1.3 - La pression de remplissage des ventricules est importante à connaître. C'est un signe précoce de dysfonction ventriculaire.

    • La pression de remplissage est égale à la pression télédiastolique du ventricule considéré, c'est à dire mesurée juste avant le début de la systole ventriculaire.
    • La pression moyenne de la cavité d'amont, c'est à dire l'oreillette droite pour le ventricule droit, l'oreillette gauche ou le capillaire pour le ventricule gauche est souvent assimilée à la pression de remplissage ventriculaire.
    • De plus, la pression diastolique dans l'artère pulmonaire est assimilée à la pression de remplissage ventriculaire gauche.

    En effet, pendant la diastole, l'écoulement sanguin ne rencontre pas d'obstacle entre artère pulmonaire, capillaire pulmonaire, oreillette gauche et ventricule gauche. Il y a physiologiquement égalité de pression entre ces quatre cavités en fin de diastole.

    Le recueil des pressions de remplissage du ventricule gauche pourra donc s'effectuer indifféremment par la mesure de l'une de ces quatre cavités. En pratique usuelle, l'artère pulmonaire et le capillaire permettent cette appréciation sans qu'il soit besoin de réaliser un cathéterisme gauche. C'est utilisé pour le monitoring en réanimation.

  2. Le débit cardiaque est mesuré par le principe de Fick et/ou le principe de Stewart Hamilton. Actuellement c'est ce dernier sous forme de thermodilution qui est le plus utilisé

  3. Le calcul des gradients valvulaires nécessite l'enregistrement simultané des pressions de part et d'autre des orifices sténosés. OG-VG ou capillaire-VG pour la mitrale, VG-aorte pour l'orifice aortique. Le calcul des surfaces valvulaires fait appel à la formule de Gorlin

  4. Les oxymétries étagées permettent le calcul des shunts intra-cardiaques.

  5. L'oxymétrie dans l'artère pulmonaire et dans l'aorte permet de calculer la différence artério-veineuse, reflet du débit cardiaque. La désaturation artérielle dans l'artère pulmonaire est le premier signe de l'insuffisance circulatoire de repos qui va donc élargir la différence artério-veineuse, c'est à dire la différence de contenu en oxygène du sang entre l'artère pulmonaire et l'artère périphérique.

  6. Enfin, l'analyse des courbes de pression ventriculaire permet le calcul des indices d'état contractile ventriculaire gauche comme la dp\dt et la Vmax actuellement tombés en désuétude car difficiles à analyser de façon fiable et peu représentatifs de l'état contractile..

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ANGIOGRAPHIE

Toutes les cavités cardiaques peuvent être angiographiées:

  • oreillette droite
  • ventricule droit
  • artère pulmonaire
  • oreillette gauche
  • ventricule gauche
  • aorte
  • coronaires

  1. Ventricule gauche
    En pratique, c'est surtout le ventricule gauche qui fait l'objet de la plus grande attention. La ventriculographie permet de calculer :

    • les volumes ventriculaires (volume télédiastoliques VTD, volume télésystolique VTS)
    • la fraction d'éjection qui est un reflet global mais assez précis de la qualité contractile du ventricule gauche
      FEVG = 
      VTD - VTS
       
      VTD
      FEVG = fraction d'éjection ventriculaire gauche
      VTD = volume télédiastolique ventriculaire gauche
      VTS = volume télésystolique
    • le cinétique segmentaire du ventricule gauche.
    • L'angiographie ventriculaire gauche est peu informative en cas de sténose valvulaire.
    • Par contre, elle est très informative en cas de régurgitation valvulaire mitrale qui nécessite une angiographie ventriculaire gauche, et aortique qui nécessite une angiographie sus-sigmoïdienne. Il est possible de quantifier le degré de régurgitation valvulaire par cette méthode.

  2. L'injection dans l'aorte permet de dépister et quantifier la fuite valvulaire aortique. Elle permet d'objectiver une pathologie aortique, dissection, anévrysme...

  3. Enfin, l'injection dans l'artère pulmonaire n'a d'autre intérêt que d'affirmer ou d'infirmer le diagnostic d'embolie pulmonaire.

  4. Coronarographies

    La coronarographie sélective permet :

    • de préciser l'anatomie du réseau coronaire
    • de préciser la présence ou l'absence de sténoses organiques, leur siège, leur topographie et leur diffusion
    • de préciser la présence ou l'absence de spasme coronaire.

    La coronarographie ne permet pas de mesurer le débit coronaire ni les résistances coronaires.

  5. Autres méthodes de mesure

    Les méthodes hémodynamiques classiques et l'angiographie conventionnelle ne donnent pas accès à toutes les informations recherchées par le clinicien. En particulier, en matière de maladie coronaire, il n'est pas toujours aisé de déterminer si une sténose coronaire vue en angiographie est réellement hémydynamiquement significative, c'est à dire capable de limiter le flux coronaire à l'effort, ou en dehors de l'effort.

    En pratique, des méthodes sont en cours de développement destinées à introduire la mesure de variables hémodynamiques au sein du réseau coronaire pour répondre à ce type de question. En pratique, deux mesures sont utilisées:

    1. Doppler intracoronaire.

      Dans ce cas particulier, un transducteur Doppler est monté à l'extrémité d'un cathéter. Il permet de mesurer les vitesses circulatoires à l'intérieur des artères coronaires et leurs variations sous l'effet d'une vasodilatation induite par l'adénosine

    2. La mesure de pression intracoronaire.

      Ces méthodes sont en train de passer dans la pratique clinique de routine. C’est surtout le cas de la mesure de pression intra-coronaire. Avec cette méthode, il est désormais possible de dire si une lésion a une conséquence hémodynamique ou non. L’évolution à long terme des patients chez qui ce genre de mesure a été effectuée confirme le bien-fondé de la méthode.


    3. Imagerie ultrasonore intra- coronaire .

      L'imagerie ultrasonore intra-coronaire est rendue possible grâce à la fabrication de cathéters de très petit calibre munis de transducteurs ultrasonores à leur extrémité. Ils permettent d'analyser l'anatomie de l'artère coronaire et en particulier les trois tuniques. Les images sont des coupes d'artère coronaire. La réalisation d'une multitude d'images permet la reconstruction tri-dimensionnelle du vaisseau.

      Il ne s'agit pas d'une méthodologie de routine. Elle est utilisée essentiellement en recherche clinique sur la structure des vaisseaux, composition des plaques athéroscléreuses, vérification de la qualité des gestes de cathétérisme interventionnel.

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ACTES THERAPEUTIQUES DERIVES DE L'EXPLORATION HEMODYNAMIQUE ET ANGIOGRAPHIQUE

  • angioplastie des artères coronaires (cf. chapitre angine de poitrine à l'effort)
  • valvuloplastie des orifices valvulaires sténosés (cf. chapitre sur rétrécissement mitral)
  • Autres interventions valvulaires en cours de développement et de validation (remplacement percutané de l’orifice valvulaire aortique).


TABLEAU DES VALEURS NORMALES RECUEILLIES EN HEMODYNAMIQUE

 
PRESSIONS
mmHg
SATUR.
%
Hb
g%
OD (a,v,moy)
moy.0
 
 
VD (sys,dia,téléd)
25/0/+2
 
 
AP (sys,dia,moy)
25/10/moy.15
70
15
Cap (a,v,moy)
moy.10
 
 
OG (a,v,moy)
moy.10
 
 
VG (sys,protod,téléd)
120/0/+10
 
 
Ao (sys, dia, moy)
120/60/moy.85
95
15

Débit cardiaque (l/min) 5 à 6
Index cardiaque (l/min/m²) 2.5 à 3.5
Index systolique (ml/m²) 40 à 50
Différence artério-veineuse (vol%) 3 à 5.5
Gradient transmitral (mmHg) 0
Gradient VG-aorte (mmHg) 0
Volume télédiastolique (ml/m²) 90
Volume télésystolique (ml/m²) 30
Fraction d'éjection (%) 0.66


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