Chapitre 8 Échocardiographie de contraste myocardique (ECM)
Introduction
Sur le plan historique, l’ECM remonte à 1968, époque à laquelle Gramiak et Shah introduisent le concept de l’amélioration par contraste (vert d’indocyanine) de la visualisation des structures myocardiques en échographie TM. Quarante ans plus tard, l’ECM atteint l’âge de la maturité et sa notoriété clinique. En effet, les problèmes rencontrés lors des décennies limitant son développement, sa pratique clinique et ses indications ont été finalement résolus. L’échographie de contraste a franchi désormais la phase expérimentale pour entrer de façon fiable en routine cardiologique. Initialement réalisée uniquement par injection intracoronaire d’un produit de contraste, à l’occasion d’une coronarographie, elle est actuellement pratiquée de façon non-invasive par voie intraveineuse, ce qui en a élargi nettement les applications cliniques. Une meilleure compréhension de la physique des ultrasons a conduit au développement à la fois de nouveaux produits de contraste, ainsi que de différents logiciels d’imagerie échographique.
Méthodologie
Principes de l’ECM
• d’une sonification d’air ou de gaz moins diffusible que l’air ;
• d’un changement de phase de production : passage de la phase liquide vers la phase gazeuse (la vaporisation de l’émulsion liquidienne formant des microbulles de 2 à 5 μm.
Techniques de l’ECM
L’ECM repose sur les deux techniques évolutives : intracoronaire et intraveineuse.
Agents de contraste intraveineux
L’agent de contraste intraveineux idéal réclame un certain nombre de critères :
• les microbulles inférieures à 8 μm afin de traverser la barrière pulmonaire ;
• la vélocité, le temps de transit des microbulles proche de ceux des globules rouges ;
• la durée de réhaussement prolongée ;
• la rémanence tissulaire optimale ;
• l’absence d’effets secondaires (hémodynamiques et généraux) ;
En pratique, on injecte le produit de contraste en bolus intraveineux ou en perfusion continue selon un protocole préalable. Classiquement, il existe trois types d’agents de contraste veineux répartis en trois générations (tableau 8.1). La réponse des bulles de contraste aux ultrasons dépend du type de l’agent utilisé et de la technique ultrasonore appliquée (figure 8.1).
Figure 8.1 Trois types de réponse des bulles de contraste aux ultrasons.
1. Effet de rétrodiffusion (basse énergie ultrasonore).
2. Réponse non linéaire (énergie intermédiaire).
3. Destruction des bulles avecémission stimulée (haute énergie ultrasonore).
Source : Bracco Imaging.
Agents de contraste de la première génération
Il s’agit des microbulles gazeuses stabilisées comme :
• le Levovist® obtenu par insonification d’air, de galactose et d’acide palmitique. Les microbulles ou Levovist® ont un diamètre moyen de 2 à 3 μm, leur passage pulmonaire est satisfaisant et leur tolérance est généralement bonne.
Les inconvénients des agents de contraste intraveineux de première génération sont :
Agents de contraste de la deuxième génération
• l’Echogen® constituant une émulsion liquidienne de dodécafluropentane (DDFP). Cet agent produit les microbulles par changement de phase de production (liquide vers gazeuse). Leur taille varie de 2 à 5 μm, et la persistance de ces bulles est longue (plusieurs minutes). La tolérance clinique de ce produit est cependant médiocre ;
• les agents encapsulés « stabilisés » (Optison®, Imagent®…).
Agents de contraste de la troisième génération
Plusieurs agents de contraste sont à l’heure actuelle sur le marché ou en voie de développement.
Le SonoVue® est un produit de contraste myocardique puissant mis à la disposition du corps médical par Bracco Imaging France. Il contient des microbulles d’hexafluorure de soufre (figure 8.2). La suspension de SonoVue® injectée en bolus par voie intraveineuse crée un contraste acoustique entre le sang et les tissus adjacents (figure 8.3)
Techniques d’imagerie de contraste
• l’imagerie harmonique (Power Harmonic) fondée sur la mise en résonance des microbulles par le faisceau ultrasonore. En effet, elle permet d’extraire sélectivement le signal ultrasonore provenant des microbulles et donc une meilleure détection du contraste au sein du myocarde (figure 8.4).
Figure 8.4 Principe physique de l’imagerie de seconde harmonique en échographie de contraste.
Source : E. Brochet, Échographie de contraste myocardique, Cardiologie Pratique, n° 456, 1998.
• l’imagerie intermittente (Pulsing Interval) fondée sur l’espacement des impulsions acoustiques préservant des périodes de non-insonification du myocarde (trigerring).
• l’imagerie en inversion pulsée (Power Pulse Inversion) utilisant de faibles puissances acoustiques, non destructrices de microbulles. Cette technique consiste à soustraire les signaux de fréquence fondamentale par opposition de phase. Elle permet d’extraire les échos en provenance des microbulles et d’annuler ceux réfléchis par les tissus avoisinant (figure 8.5). Elle est malheureusement sensible aux mouvements cardiaques qui créent des artefacts dans l’image de perfusion ;
• l’imagerie Doppler puissance ou Doppler énergie (Power Doppler ou Energy Doppler). Cette technique utilise de hautes puissances acoustiques provoquant la destruction de microbulles et recueille instantanément le signal engendré par l’éclatement des bulles. Les différences des échos rétrodiffusés, issus de l’interaction ultrasons-bulles jusqu’à leur destruction, sont enregistrées et représentées selon un codage couleur ;
• l’imagerie de contraste en temps réel (Real Time Contrast). Cette technique sophistiquée permet une détection continue des microbulles grâce à la forte réduction de l’intensité des ultrasons émis à des valeurs de l’index mécanique de l’ordre de 0,1 à 0,2 (émission à basse énergie). Cette diminution de l’index mécanique (pression acoustique appliquée à la microbulle par le faisceau ultrasonore) ouvre les portes de l’imagerie continue temps réel sans destruction des agents de contraste.
Figure 8.5 Principe physique de l’imagerie harmonique avec pulse Inversion.
1. Émission successive de deux signaux inversés.
2. Réception du signal fondamental et de ses harmoniques.
3. Sommation annulant les signaux fondamentaux et renforçant les composantes harmoniques.
Intérêt clinique de l’ECM
Les principales applications cliniques de l’échocardiographie de contraste sont :
Les applications validées et potentionnelles de l’ECM sont résumées dans le tableau 8.2.