Échographie pleuropulmonaire
D.A. Lichtenstein
Introduction
Pour aborder les principes de lecture de l’échographie pulmonaire, il faudrait remonter au début d’une discipline qui était supposée limitée. Depuis l’avènement de l’échographie, l’utilisation des ultrasons à ce niveau était signalée comme peu pertinente, l’air arrêtant les ultrasons [1]. De ce fait, en dehors du diagnostic d’épanchement pleural [2], cet organe vital est longtemps resté peu, ou pas, exploré.
L’échographie est née des travaux de Langevin sur le sonar (1915). L’idée d’une utilisation médicale semble venir dès 1946 d’un autre Français [3]. On peut dater la maturité technique de la méthode à 1974 (Henry et Griffith). C’est avec une technologie 1982 (l’ADR-4000 dont François Jardin avait eu la clairvoyance d’équiper son service à cette époque [4]) que la sémiologie pulmonaire a été standardisée. Toutefois, alors que le cœur, organe plein, a vite été exploité par les cliniciens (cardiologues puis, rapidement, réanimateurs), le poumon a dû vaincre une résistance inattendue de la communauté, s’agissant d’une sémiologie plutôt simple.
L’échographie pulmonaire n’est qu’une application de l’échographie générale au service du patient critique. L’idée – simple – de cette utilisation par le réanimateur sur des cibles critiques était disponible dès le début des années 1990 [5]. Depuis très peu émerge une nouvelle discipline, en parallèle avec le développement de petites machines, lesquelles semblent avoir éveillé un « géant assoupi ». Deux points peuvent être soulignés. Il n’était pas besoin d’attendre cette révolution technologique pour faire bénéficier le patient critique des vertus de l’échographie – on pouvait le faire dès 1982. Surtout, dans l’explosion actuelle, on ne voit pas souvent figurer le poumon en priorité, ce qui est dommage.
Ce chapitre a pour vocation de montrer que, si l’on réexamine le dogme de l’infaisabilité de l’échographie pulmonaire, une sémiologie précise et standardisée peut être décrite, permettant une gestion de presque toutes les affections aiguës thoraciques, en attente – ou en substitution – des techniques habituelles, et ce par un usage délibéré des artefacts, traditionnellement jugés indésirables. Par ailleurs, l’échographie pulmonaire n’aurait aucun intérêt si ces techniques étaient sans défaut. L’auscultation [6] a prouvé son imperfection [7] ; la radiographie [8] également [9, 10, 11 and 12]. Quant au scanner [13], nous verrons plus loin ses défauts inapparents.
Technique d’analyse, matériel requis et aspect du poumon normal
Le concept d’une échographie pulmonaire repose sur sept principes simples [14].
– Un appareil simple, non sophistiqué, est parfaitement adapté.
– Le thorax est une région où air et eau se mêlent. De cette coexistence naissent les artefacts. Par ailleurs, air et eau ont des directions gravitationnelles opposées, et il convient de définir des désordres gravido-dépendants, riches en eau (pleurésie, consolidation) et des désordres antigravitationnels riches en air (syndrome interstitiel, pneumothorax). La référence à un axe ciel-terre, notamment pour préciser la position du patient et de la sonde, est ainsi primordiale.
– La totalité de la sémiologie pleuropulmonaire part de la ligne pleurale.
– La sémiologie est principalement fondée sur l’analyse des artefacts.
– La sémiologie pleurale et pulmonaire est dynamique.
– La quasi-totalité des désordres intrathoraciques aigus a un contact avec la plèvre pariétale, ce qui explique le potentiel et la faisabilité, en apparence paradoxaux, de l’échographie pulmonaire.
– Le poumon est l’organe le plus volumineux. À la question « où poser la sonde ? », on pourrait répondre : aux mêmes endroits que nos stéthoscopes. En pratique, des zones précises seront définies, comme au niveau abdominal. Le principe n° 2 nous indique les zones où les désordres devront être recherchés, en fonction de leur rapport air-eau.
Le choix de l’appareil : un temps sensible
Ce paragraphe est important pour les équipes non encore pourvues.
Pour pratiquer l’échographie pulmonaire (et générale du patient critique), nous utilisons une technologie datant de 1991, fondée sur un appareil compact (30 cm de large chariot de transport compris), et qui solutionnait à l’époque les problèmes auxquels nombre d’appareils d’aujourd’hui qui se réclament de l’urgence n’ont pas répondu. En ce qui concerne l’encombrement, les appareils miniatures actuels sont généralement disposés sur des chariots surdimensionnés qui prennent plus de place que notre système.
Les figures de ce chapitre montrent la résolution disponible depuis 1991 (et qui à notre sens s’est dégradée avec la plupart des appareils destinés à l’urgence). C’est même avec une technologie 1982 (ADR-4000) que l’échographie pulmonaire a été étudiée [15].
Nous n’utilisons pas le doppler pour le poumon, pas plus qu’au niveau veineux [16, 17], ni crânien [15], et nous verrons bientôt la place d’une approche simple dans la gestion circulatoire de patients instables. Le doppler est intéressant dans certains cas, mais suffisamment rarement pour que l’on puisse alors faire venir un consultant extérieur spécialisé. L’absence de doppler mène à des appareils simples, robustes, peu onéreux, ayant souvent une bonne résolution spatiale, et dépourvus de toute nocivité [18, 19 and 20]. L’échographie temps-réel sauve des vies – le doppler devrait à notre avis être incorporé après maîtrise de tous les potentiels de l’approche simple. Harmoniques et autres nouveautés ne nous semblent pas essentielles. Le dessein de certains fabricants de supprimer les artefacts n’est pas louable : il reviendrait à enterrer l’échographie pulmonaire vivante.
Nous n’utilisons qu’une seule sonde, microconvexe de 5 MHz (figure 1). Nos travaux ont été menés avec cette seule sonde [15, 21]. Elle nous permet depuis 1991 une analyse des structures siégeant entre 1 et 17 cm de profondeur ; elle est donc totalement adaptée pour les poumons et la plèvre. Sa petite surface autorise des abords non usuels au niveau pulmonaire (apex, stage 3), mais aussi veineux, avec analyse de segments réputés difficiles (veine sous-clavière, région du canal de Hunter), etc. Des régions allant de l’abdomen aux nerfs optiques (hypertension intracrânienne), les sinus maxillaires, le cœur, les applications interventionnelles sont accessibles. Nous évitons les sondes linéaires (car nous ne sommes pas linéaires), phased-array (non propices à l’étude des structures superficielles) et abdominales (trop encombrantes).
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| Figure 1 Sonde et niveaux d’investigation. Sur cette figure, une sonde est posée sur la paroi thoracique antérieure d’un sujet en décubitus dorsal, ce qui définit une exploration de niveau 1. L’adjonction de la paroi latérale définit le niveau 2. Un positionnement de la sonde plus en arrière définit le niveau 3. Remarquer la forme de cette sonde, qui permet une exploration corps entier. |
L’asepsie est fondamentale en réanimation. L’unité que nous utilisons est prévue pour un nettoyage efficace (clavier lavable), un détail non développé dans la quasi-totalité des appareils modernes. L’usage de plus d’une sonde, l’absence de chariot sont des obstacles à une désinfection simple du matériel. Le produit de désinfection – qui doit rester sur le chariot – doit être toléré par la sonde. Les produits destinés à l’entretien des sols doivent absolument être évités – ils finiront par ronger la sonde. Nous avons proposé un protocole très simple pour un nettoyage efficace et rapide [21]. Peu contraignant, il a plus de chance d’être appliqué.
L’appareil doit pouvoir être allumé immédiatement. Les systèmes analogiques le peuvent, les systèmes modernes ne le peuvent pas – un handicap pour les usages en urgence ou fréquents.
En ce qui concerne l’appareil du futur, la perspective de sondes sans fil, de visualisation holographique et d’autres modes sophistiqués est intéressante, mais est loin d’être indispensable pour l’exploration du poumon.
Notre vision de l’échographie, correspond à un appareil simple, pouvant être immédiatement opérationnel, permettant une exploration corps entier, possible grâce à une résolution adaptée et à une sonde unique, non engluée du gel séché de l’examen de la veille. Il devra en outre comporter une façade nettoyable en quelques secondes, une taille permettant un accès aisé en tout lieu de l’hôpital, des images aisées à interpréter, dépourvues de courbes doppler complexes.
Poumon normal : rappel anatomique
Plutôt que d’un rappel anatomique, dans ce domaine assez récent, nous ferons juste un appel anatomique. Pour obtenir le meilleur de la méthode, nous suivrons un à un les principes de base. Nous préciserons la position du patient – selon un axe ciel-terre –, où se répartiront structures liquidiennes, gazeuses et mixtes (principe n° 2).
Le poumon étant l’organe le plus volumineux, une analyse méthodique est souhaitable. Les lignes axillaires sont des repères pratiques pour séparer une paroi antérieure, latérale et postérieure. Des niveaux d’investigation seront définis (voir figure 1), chacun d’eux répondant à une question précise.
– Niveau 1 : ce niveau définit une analyse limitée à la paroi antérieure (ou zone 1), chez un patient en décubitus dorsal, à la surface terrestre (soit la quasi-totalité de nos situations quotidiennes). Le niveau 1 informe sur l’existence d’un pneumothorax, d’un syndrome interstitiel, d’une atélectasie complète (dont l’intubation sélective). Le niveau « 1 prime » caractérise un patient mi-assis.
– Niveau 2 : l’analyse inclut la paroi latérale (zone 2), renseignant d’emblée sur la majorité des épanchements pleuraux et consolidations alvéolaires, et sur la fonction phrénique.
– Niveau 3 : la sonde est positionnée dans les régions postérieures accessibles avec l’association d’une sonde courte (indispensable) et d’une manœuvre modérée de rotation du patient vers le côté controlatéral. Cette manœuvre révèle les petits épanchements et consolidations non détectés par l’analyse précédente. La sonde pointant vers le ciel, plus on progresse vers la ligne médiane, plus la sensibilité, qui dépassé déjà de loin celle de la radiographie, se rapprochera de celle du scanner.
– Niveau 4 : ce niveau est une analyse exhaustive, incluant les apex et les régions postérieures par franche mise en décubitus latéral ou assis. La masse des informations disponibles permet alors une comparaison optimale avec le scanner.
Notre abord est direct, intercostal, longitudinal, évitant la voie radiologique souscostale, source d’erreurs (voir figure 1). La sonde microconvexe courte trouve tout son intérêt, s’insinuant entre deux côtes (ce que ne permet pas une sonde linéaire), explorant zones superficielles et profondes (ce que ne permet pas non plus une sonde linéaire).
L’image observée n’est faite que d’artefacts (figure 2). Or, on peut classer ces images. Déjà, les ombres des côtes sont repérables. Entre deux côtes, 0,5 cm (chez l’adulte) en profondeur, on distingue une ligne grossièrement horizontale, normalement hyperéchogène, qui matérialise la surface pulmonaire, ou encore l’interface pariétopulmonaire. C’est la ligne pleurale. L’ensemble côte–ligne pleurale–côte construit un profil caractéristique (signe de la chauve-souris), qui offre un repère permanent (figure 2). Le signe de la chauve-souris est un temps indispensable préalable à tout examen pulmonaire.
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| Figure 2 Aspect normal. Coupe longitudinale d’un espace intercostal. Entre les artefacts osseux se profilent des artefacts aériques. A priori, tout n’est qu’artefact. Toutefois, le dôme des côtes (flèches verticales) et la ligne pleurale (grosses flèches horizontales) dessinent un profil évoquant une chauve-souris dont le ventre est matérialisé par la ligne pleurale. Les lignes horizontales de répétition de la ligne pleurale (petites flèches horizontales), ou lignes « A » sont partie intégrante de la sémiologie pulmonaire. La distance entre la ligne pleurale et une ligne A est égale à la distance sonde-ligne pleurale. (Source : D. Lichtenstein, L’Échographie générale en réanimation, 2e éd., Paris, Springer, 2002. Reproduction autorisée.) |
De la ligne pleurale naissent des signes statiques et dynamiques.
– Un signe statique normal : la ligne A échographique. Des artefacts aériques naissent de la ligne pleurale. Ils sont de deux types opposés sur l’écran : grossièrement horizontaux ou grossièrement verticaux. Certains d’entre eux ont une relevance clinique, et une classification alphabétique était pratique pour éviter de longues descriptions [14]. Un aspect normal est constitué de lignes horizontales de répétition de l’interface pariétopulmonaire ; ce sont les « lignes A » (figure 2).
– Un signe dynamique normal : le glissement pleural. C’est un signe de normalité, pouvant être décrit comme un « grésillement » visible au niveau de la ligne pleurale, correspondant à la migration craniocaudale inspiratoire du poumon. Il s’agit d’un mouvement relatif, du poumon sur la paroi thoracique. Cette relativité peut être objectivée en mode temps-mouvement, lequel donne le signe du bord de mer (figure 3).
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| Figure 3 Glissement pleural. Sur la figure de droite, acquise en temps-mouvement, une différence flagrante de profil apparaît de part et d’autre de la ligne pleurale (flèche). Les structures superficielles, inertes, génèrent des lignes horizontales (vagues), tandis que les artefacts profonds, animés d’une dynamique homogène, génèrent cet aspect sablé (signe du bord de mer). |
De nombreux points peuvent être soulignés. Le glissement pleural n’est observé au mieux qu’avec le matériel décrit (rarement avec les unités d’échocardiographie). Il faut retirer les filtres qui ne font que masquer l’information. Le glissement pleural obéit à une loi du tout ou rien. Maximal aux bases, il est faible aux sommets. Un glissement même infime est significatif. La ventilation mécanique, l’âge, l’obésité, l’existence de bulles d’emphysème (une notion utile quand on voudra distinguer une bulle géante d’un pneumothorax) ne suppriment pas le glissement. De très nombreux facteurs peuvent par contre l’abolir (voir paragraphe « Pneumothorax »).
Au total, le sujet normal présente un glissement pleural associé à des lignes A majoritaires ou exclusives. Des artefacts verticaux (dits en queues de comète) sont possibles. Selon leur type, on peut distinguer les artefacts parasites et ceux qui détiennent une information clinique. Les lignes Z (décrites au paragraphe « Syndrome interstitiel ») sont des artefacts parasites vus dans 80 % des cas [22]. Les lignes B sont des artefacts pathologiques (voir paragraphe « Syndrome interstitiel »), mais visibles chez 27 % des sujets normaux et alors uniquement observés au niveau du dernier espace intercostal [23] – ou sur la paroi antérieure.
Chez un patient de réanimation sans atteinte respiratoire et analysé en décubitus dorsal, les coupoles sont habituellement situées un à deux espaces sous la ligne mamelonnaire. Elles sont dirigées vers l’abdomen en inspiration et l’amplitude de leur course est de l’ordre de 10 à 15mm.
D’autres artefacts (lignes C, J, N, O, S, W, etc.) ont été décrits mais ne seront pas discutés ici.
Sémiologie des affections pulmonaires aiguës
Selon le principe n° 2, les signes observés dépendent du rapport air–liquide. On peut décrire l’épanchement pleural (liquide exclusif), la consolidation (liquide peu aéré), puis le syndrome interstitiel (air peu hydraté), le poumon normal (air quasi pur) et, enfin, le pneumothorax (air pur). Nos travaux ont tous utilisé le scanner comme examen de référence. Les signes étudiés offrent l’avantage d’être reproductibles. Rappelons enfin (principe n° 6), cet avantage de l’échographie pulmonaire : une faisabilité quasi totale (de l’ordre de 98 %dans notre expérience) [24].
Épanchement pleural
La sémiologie de cette affection, depuis les travaux princeps [2], s’est enrichie d’autres signes.
Signes
Traditionnellement, l’épanchement pleural s’observe lors d’explorations abdominales par voie sous-costale. Nous n’utilisons pas cet accès. Il est plus sûr de passer directement entre deux côtes, ce que notre sonde microconvexe permet. L’abord latéral (niveau 2) à « fleur de lit » détecte la majorité des épanchements.
Les critères diagnostiques sont simples : image déclive, sus-diaphragmatique. Deux autres signes, utilisables dans les cas difficiles, ont une valeur diagnostique proche du scanner : un signe statique, le signe du dièse (figure 4) ; un signe dynamique : le signe de la sinusoïde (figure 5). Combinés, ces deux signes offrent une sensibilité et une spécificité de 93 % quand la référence est le scanner [7], et une spécificité de 97 % quand la référence est l’obtention de liquide pleural lors de la ponction à l’aiguille [25].
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| Figure 4 Épanchement pleural statique. L’image pathologique de l’épanchement s’inscrit dans une sorte de dièse, dont les quatre limites sont régulières. Ligne pleurale en surface, ombres des côtes latéralement et, surtout, ligne pulmonaire en profondeur (plèvre viscérale), qui dessine le poumon, et est toujours régulière, bien définie. |
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| Figure 5 Épanchement pleural dynamique. Signe de la sinusoïde : le mode temps-mouvement met en évidence l’excursion centrifuge inspiratoire de la ligne pulmonaire vers la paroi. Signe spécifique d’épanchement pleural, attestant par ailleurs d’une fluidité élevée. E : expiration ; I : inspiration. (Source : D. Lichtenstein, L’Échographie générale en réanimation, 2e éd., Paris, Springer, 2002. Reproduction autorisée.) |
Le classique aspect transsonore fait défaut en cas de pyothorax ou d’hémothorax.
Pourquoi l’échographie
Un épanchement pleural est observé chez 41 % des patients admis en réanimation [26]. Un outil diagnostique plus performant que la radiographie mais plus maniable que le scanner est dès lors souhaitable.
La radiographie au lit ne détecte presque jamais les petits épanchements, et peut ignorer des épanchements de plus de 500ml [27]. Elle occulte un tiers des épanchements assez abondants pour permettre une ponction pleurale aisée et non compliquée, et ce chez des patients ventilés [25]. Enfin, la radiographie au lit manque de spécificité.
À l’inverse de la radiographie, l’échographie permet d’estimer l’abondance du liquide. De multiples approches sont possibles [28]. Nous utilisons une estimation grossière, suffisante en pratique clinique, qui nous indique que tel épanchement est compris entre 1000 et 2000ml, tel autre entre 20 et 40ml. Un épanchement visible en zone 1 est de grande abondance. Un épanchement non visible en zone 2 est minime. L’examen en zone 3 permet de détecter des épanchements infimes. Un épanchement millimétrique est visualisable, pourvu que la sonde soit placée en regard.
À la différence de la radiographie, l’échographie informe sur la nature de l’épanchement. Les grandes causes d’épanchement en réanimation sont l’insuffisance cardiaque (35 %) l’atélectasie (23 %), la pneumopathie (11 %) et l’empyème [26]. Un transsudat est classiquement transsonore (anéchogène), un exsudat échogène [29]. La visualisation de particules mobiles (signe du plancton) ou de septations (cloisonnements) témoigne généralement d’un épanchement pathologique, hémothorax ou empyème (figure 6). Devant un épanchement transsonore, si le diagnostic exact de son origine peut améliorer la prise en charge du patient, il nous semble pertinent de procéder directement à l’analyse du liquide par la ponction écho-assistée. Sous couvert de règles précises, fondées sur une approche visuelle, cette procédure se révèle particulièrement sûre, même chez un patient ventilé [25]. Pour une distance interpleurale (mesurée pendant l’inspiration) de moins 15mm, il convient de peser le risque par rapport au bénéfice escompté par la ponction. L’épanchement doit être visible sur trois espaces contigus ; on ponctionne l’espace du milieu. L’absence d’interposition inspiratoire de foie, rate, cœur, poumon doit être vérifiée. La ponction peut alors être pratiquée dans la moitié des cas en décubitus dorsal. Le signe de la sinusoïde est observé en cas de liquide de faible viscosité, a priori ponctionnable avec une aiguille de 22 Gauge. La faisabilité est de 97,5 % [25], et le taux de complications compris entre 0 [25] et 1,3 % [30]. Moins de 15 s sont nécessaires pour obtenir du liquide dans 88 % des cas.
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| Figure 6 Empyème pleural. Cette coupe (transversale) montre, surplombant un lobe inférieur massivement consolidé (LL), une image d’allure échogène (E), mais présentant une dynamique interne. Il s’agit d’un épanchement purulent. Il est surmonté par une phase transsonore (surnageant) de faible abondance. (Source : D. Lichtenstein, L’Échographie générale en réanimation, 2e éd., Paris, Springer, 2002. Reproduction autorisée.) |
L’évacuation thérapeutique de liquide permet d’améliorer les conditions ventilatoires [31] et peut parfois permettre le sevrage du ventilateur.
Consolidation alvéolaire
La consolidation alvéolaire correspond à de multiples collections cloisonnées liquidiennes réalisant un aspect pseudotissulaire (hépatisation pulmonaire), et de minimes quantités d’air. Cet aspect fréquent en réanimation n’est pas toujours objectivé par la radiographie faite au lit, l’auscultation lui étant parfois supérieure [7]. Le fait que les consolidations alvéolaires aiguës aient, dans 98,5 % des cas, un contact pleural explique la grande performance de l’échographie dans cette pathologie [32]. Cette possibilité a déjà été évoquée [3, 33], mais il est paradoxal de constater que sa pénétration était limitée.
Contrairement aux autres pathologies développées dans ce chapitre, la consolidation alvéolaire a une projection variable sur le thorax. Sa recherche peut nécessiter plus de temps que celle des épanchements pleuraux ou du syndrome interstitiel (qui sont usuellement immédiats). Cet investissement en temps est justifié quand la mise en évidence d’une consolidation même minime peut changer la prise en charge du patient. Nous évitons l’abord sous-costal, générateur d’artefacts fantômes en miroir (foie, rate).
Signes
En considérant des signes basiques mais rigoureux, et en prenant le scanner comme référence, la sensibilité de l’échographie est de 90 %, la spécificité de 98 % [32].
En dehors de critères basiques (image intrathoracique, située au-dessus de la coupole diaphragmatique, naissant de la ligne pleurale, ou d’un épanchement, ayant un aspect tissulaire rappelant le foie), deux critères permettront le diagnostic, même chez les patients peu échogènes (figure 7) :
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| Figure 7 Consolidation alvéolaire massive du lobe inférieur gauche. On peut distinguer sur ce cliché la coupole, repère basique de toute échographie pulmonaire, des bronchogrammes aériques au sein de la consolidation, et l’absence d’épanchement liquide associé. En temps réel, les bronchogrammes ont une dynamique respiratoire (« bronchogrammes aériens dynamiques »), un signe indiquant une communication conservée entre les voies aériennes. S : rate.
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