Au cours d'une épreuve d'effort cardiaque, le cœur est surveillé par électrocardiographie (ECG) et par des examens d'imagerie (échocardiographie, IRM cardiaque, imagerie par radionucléides) avant, pendant et après un épisode induit d'augmentation de la demande cardiaque, généralement afin que les zones ischémiques potentiellement à risque d'infarctus puissent être identifiées. En cas de coronaropathie, un apport sanguin approprié au repos peut se révéler insuffisant lorsque les besoins cardiaques sont accrus par l'effort ou d'autres formes de stress. La fréquence cardiaque visée pour un test maximal est généralement augmentée à 85% du maximum prévu pour l'âge (fréquence cardiaque cible) ou jusqu'à ce que les symptômes se développent, selon la première de ces éventualités qui se réalise.
En plus du diagnostic, de la stratification du risque et de la surveillance des patients atteints de coronaropathie, l'épreuve d'effort cardiaque peut être utilisée pour:
Évaluer les symptômes et les modifications électrocardiographiques, et le gradient transaortique chez les patients atteints de sténose aortique
Quantifier le gradient transmitral chez les patients atteints de sténose mitrale
Évaluer la réponse des extrasystoles ou des arythmies à l'augmentation de la fréquence cardiaque
Évaluer les patients présentant des symptômes à l'effort (souvent en conjonction avec une épreuve d'effort cardiopulmonaire)
L'épreuve d'effort cardiaque est moins invasive et moins coûteuse que le cathétérisme cardiaque. Elle peut apprécier la traduction fonctionnelle des anomalies anatomiques coronaires identifiées par la coronarographie pendant le cathétérisme. Puisque les plaques des artères coronaires qui ne sont pas significativement sténosantes (c'est-à-dire n'aboutissent pas à une ischémie lors des tests d'effort) peuvent néanmoins se rompre et provoquer un syndrome coronarien aigu, un résultat de test d'effort normal n'exclut pas un risque de futur infarctus du myocarde.
Les risques des tests d'effort cardiaque comprennent l'infarctus et la mort subite, qui se produisent chez jusqu'à 0,06% des patients testés (1). Les tests d'effort ont plusieurs contre-indications absolues et relatives.
Les contre-indications absolues au test d'effort cardiaque sont:
Syndrome coronarien aigu (infarctus du myocarde datant de moins de 48 h ou angor instable non contrôlé)
Dissection aortique si aiguë
Rétrécissement aortique si symptomatique ou sévère
Troubles du rythme si symptomatiques ou avec retentissement hémodynamique
Insuffisance cardiaque si décompensée
Myocardite si aiguë
Péricardite si aiguë
Embolie pulmonaire si aiguë
Infarctus pulmonaire si aigu
Les contre-indications relatives au test d'effort cardiaque comprennent:
Bloc auriculoventriculaire si de haut grade
Bradyarythmies
Déséquilibre électrolytique
HTA (PA systolique > 200 mmHg ou PA diastolique > 110 mmHg)
Incapacité à réaliser un effort à cause de déficiences mentales ou physiques
Rétrécissement valvulaire cardiaque si modéré ou sévère
Sténose du tronc commun coronaire gauche
Maladie systémique
Tachyarythmies
Référence générale
1. Fletcher GF, Ades PA, Kligfield P, et al. Exercise standards for testing and training: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2013;128(8):873-934. doi:10.1161/CIR.0b013e31829b5b44
Méthodologie du test d'effort
Les besoins cardiaques peuvent être augmentés par:
L'effort
Médicaments (stress pharmacologique)
Le patient doit parfois être à jeun pendant 4 à 6 h avant l'examen. Lorsqu'un test au dipyridamole, à l'adénosine ou au régadenoson est effectué pour un stress pharmacologique, les composés de la xanthine (p. ex., aminophylline, théophylline, caféine) peuvent entraîner un faux résultat négatif, ainsi ces substances (dont le thé, le café, le cacao, le chocolat, certaines boissons et certains aliments énergétiques et certains sodas contenant de la caféine) doivent être évitées dans les 24 h qui précèdent l'examen.
Test d'effort
L'exercice est préféré aux médicaments pour augmenter les besoins cardiaques, car il reproduit mieux les facteurs de stress induisant une ischémie. Généralement, le patient marche et, si nécessaire pour atteindre une fréquence cardiaque maximale, court sur un tapis roulant, selon le protocole de Bruce, le protocole de Bruce modifié ou un protocole d'effort progressif similaire, jusqu'à ce que la fréquence cardiaque cible soit atteinte ou qu'apparaissent les symptômes. Le protocole de Bruce (le plus souvent utilisé) augmente la pente du tapis roulant et accélère sa vitesse progressivement par paliers d'environ 3 min (1). S'il est réalisé en conjonction avec une épreuve d'effort cardiopulmonaire, un ergocycle peut être utilisé à la place d'un tapis roulant, avec des protocoles d'effort alternatifs.
Sur cette photographie, un patient, relié à plusieurs électrodes d'ECG, marche sur un tapis roulant; l'équipement de surveillance et d'enregistrement ECG est au premier plan.
DR P. MARAZZI/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Test d'effort pharmacologique
Le test pharmacologique est habituellement utilisé lorsque le patient ne peut pas marcher assez longtemps sur un tapis roulant pour atteindre sa fréquence cardiaque cible du fait d'un déconditionnement, de pathologies musculosquelettiques, d'une obésité, d'une artériopathie périphérique ou d'autres troubles. Les médicaments utilisés comprennent le dipyridamole, l'adénosine, le régadénoson et la dobutamine, IV.
Le dipyridamole augmente l'adénosine endogène, entraînant ainsi une vasodilatation des artères coronaires. Il augmente le flux sanguin myocardique dans les artères coronaires saines mais pas dans les artères en aval d'une sténose, créant un phénomène de "vol" au détriment des artères sténosées et un déséquilibre dans la perfusion. Le dipyridamole induit une ischémie ou d'autres effets indésirables (p. ex., nausées, vomissements, céphalées, bronchospasme) chez environ 10 à 20% des patients, mais ces effets sont réversibles sous aminophylline IV (2). Des réactions graves se produisent chez < 1% des patients (2). Les contre-indications comprennent l'asthme, la phase aiguë de l'infarctus du myocarde, l'angor instable, le rétrécissement aortique serré et l'hypotension artérielle systémique (PA systolique < 90 mmHg).
L'adénosine a le même effet que le dipyridamole mais doit être administrée en perfusion IV continue parce qu'elle est rapidement dégradée dans le plasma. Les effets indésirables comprennent les bouffées de chaleur transitoires, les douleurs thoraciques et la tachycardie, qui peuvent disparaître à l'arrêt de la perfusion.
Le régadénoson est un agoniste de l'adénosine plus sélectif que le dipyridamole ou l'adénosine et est non inférieur pour le diagnostic de l'ischémie avec moins d'effets indésirables et une plus grande facilité d'administration.
La dobutamine est un agent inotrope, chronotrope et vasodilatateur utilisé principalement lorsque le dipyridamole et l'adénosine sont contre-indiqués (p. ex., en cas d'asthme ou de bloc auriculoventriculaire du 2e degré) et lorsque l'échocardiographie est utilisée pour visualiser le cœur. La dobutamine doit être utilisée avec précaution chez les patients qui présentent une HTA sévère ou des arythmies, une obstruction de la voie d'éjection du ventricule gauche, des antécédents multiples d'infarctus du myocarde ou un infarctus du myocarde aigu.
Références sur la méthodologie du test d'effort
1. BRUCE RA, BLACKMON JR, JONES JW, STRAIT G. EXERCISING TESTING IN ADULT NORMAL SUBJECTS AND CARDIAC PATIENTS. Pediatrics. 1963;32:742-756.
2. Lette J, Tatum JL, Fraser S, et al. Safety of dipyridamole testing in 73,806 patients: the Multicenter Dipyridamole Safety Study. J Nucl Cardiol. 1995;2(1):3-17. doi:10.1016/s1071-3581(05)80003-0
Méthodologie d'imagerie diagnostique du test d'effort
Plusieurs examens d'imagerie permettent de détecter une ischémie d'effort ou induite par des médicaments:
ECG
Échocardiographie
Imagerie de perfusion par radionucléides avec tomographie par émission monophotonique (SPECT) ou tomographie par émission de positons (PET)
IRM cardiaque
Électrocardiographie (ECG)
L'ECG est presque toujours utilisé au cours du test d'effort pour établir le diagnostic et le pronostic d'une coronaropathie. L'ECG d'effort seul (c'est-à-dire sans imagerie par radionucléides ni échocardiographie) est le plus utile chez les patients à faible risque de base et avec un ECG de repos facilement interprétable, chez qui sa valeur prédictive négative est ≥ 98 à 99%, mais en général est moins précis que l'échocardiographie d'effort, l'imagerie de perfusion myocardique par radionucléides et l'IRM cardiaque (1).
Le diagnostic repose sur l'interprétation du segment ST (témoin de l'ischémie sous-endocardique globale), sur les chiffres de la pression artérielle et sur les signes cliniques.
La sensibilité pour la détection de la coronaropathie est de 58 à 66%; la spécificité est de 61 à 62% (2, 3). La sensibilité et la spécificité sont plus faibles chez les femmes en raison d'une amplitude du QRS plus basse, d'une incapacité plus fréquente à atteindre un exercice maximal, et de facteurs hormonaux non spécifiques liés aux œstrogènes endogènes ou exogènes (4). Le pronostic s'aggrave avec la profondeur du sous-décalage de ST, en particulier lorsqu'il est ≥ 2 mm (5).
Échocardiographie
L'échocardiographie d'effort est relativement portable, n'utilise pas de rayonnements ionisants, et a un temps d'acquisition rapide. Lorsqu'elle est réalisée par des experts, et lorsque le patient atteint une fréquence cardiaque adéquate (par l'exercice ou des moyens pharmacologiques), l'échocardiographie d'effort a une valeur prédictive similaire à celle de la scintigraphie myocardique de perfusion à l'effort et est supérieure à l'électrocardiographie d'effort seule (1, 6).
L'échocardiogramme est généralement obtenu immédiatement avant et après une épreuve d'effort sur tapis roulant ou pendant une perfusion de dobutamine. Chez un patient jeune ou en forme dont la fréquence cardiaque diminue rapidement après l'arrêt de l'exercice, le fait d'aller au-delà de la fréquence cardiaque cible typique (85% de la fréquence cardiaque maximale prédite), à condition qu'aucun symptôme n'apparaisse, peut être utile. La fréquence cardiaque sera encore suffisamment élevée pour obtenir des images significatives au moment où les images échocardiographiques post-exercice sont obtenues.
L'échographie d'effort a une sensibilité de 81 à 85% et une spécificité de 82 à 85%, meilleure que l'ECG d'effort seul et comparable à l'imagerie de perfusion d'effort par radionucléide et à l'IRM cardiaque d'effort (2, 3).
L'échocardiographie détecte des anomalies de la motilité pariétale qui sont un signe d'ischémie régionale due à la coronaropathie et peut également fournir des informations hémodynamiques et structurelles supplémentaires, y compris une évaluation de la valvulopathie. Une mesure particulièrement importante fournie par l'échocardiographie est la fraction d'éjection ventriculaire gauche globale, un indicateur pronostique critique pour les patients atteints de coronaropathie (7). L'échocardiographie hémodynamique d'effort est envisagée chez des individus sélectionnés pour le diagnostic de l'insuffisance cardiaque avec fraction d'éjection préservée.
Scintigraphie de perfusion myocardique
La scintigraphie de perfusion myocardique d'effort est plus sensible (82 à 92%, légèrement plus élevée pour la TEP que pour la TEMP) et spécifique (70 à 81%, similaire pour la TEP et la TEMP) que les tests d'effort ECG. Elle est comparable à l'échographie d'effort et à l'IRM cardiaque d'effort (2, 3, 8). La combinaison des résultats des deux examens augmente la sensibilité du diagnostic de la maladie coronarienne.
Ce type d'imagerie contribue à déterminer les conséquences fonctionnelles de sténoses coronaires révélées par la coronarographie lors du choix des lésions à ponter ou à dilater par angioplastie coronaire transluminale.
La ventriculographie par radionucléide est parfois utilisée à la place de l'échocardiographie ou de l'IRM cardiaque pour évaluer la fraction d'éjection à l'effort (FE).
IRM cardiaque
L'IRM cardiaque d'effort offre une précision diagnostique (sensibilité de 83 à 87% et spécificité de 83 à 93%) similaire à la TEP-TDM et légèrement supérieure à l'échographie d'effort et à la SPECT, sans exposition aux rayonnements ionisants (3, 7, 9). Elle offre une excellente résolution spatiale, la capacité d'identifier les petits infarctus sous-endocardiques difficiles à détecter avec d'autres modalités, et la capacité d'évaluer la fibrose par rehaussement tardif.
Références de la méthodologie d'imagerie diagnostique des tests d'effort
1. Rybicki FJ, Udelson JE, Peacock WF, et al. 2015 ACR/ACC/AHA/AATS/ACEP/ASNC/NASCI/SAEM/SCCT/SCMR/SCPC/SNMMI/STR/STS Appropriate Utilization of Cardiovascular Imaging in Emergency Department Patients With Chest Pain: A Joint Document of the American College of Radiology Appropriateness Criteria Committee and the American College of Cardiology Appropriate Use Criteria Task Force. J Am Coll Cardiol. 2016;67(7):853-879. doi:10.1016/j.jacc.2015.09.011
2. Joshi PH, de Lemos JA. Diagnosis and Management of Stable Angina: A Review. JAMA. 2021;325(17):1765-1778. doi:10.1001/jama.2021.1527
3. Sonaglioni A, Polymeropoulos A, Baravelli M, Nicolosi GL, Lombardo M, Biondi-Zoccai G. Diagnostic Accuracy of Exercise Stress Testing, Stress Echocardiography, Myocardial Scintigraphy, and Cardiac Magnetic Resonance for Obstructive Coronary Artery Disease: Systematic Reviews and Meta-Analyses of 104 Studies Published from 1990 to 2025. J Clin Med. 2025;14(17):6238. doi:10.3390/jcm14176238
4. McSweeney JC, Rosenfeld AG, Abel WM, et al. Preventing and Experiencing Ischemic Heart Disease as a Woman: State of the Science: A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation. 2016;133(13):1302-1331. doi:10.1161/CIR.0000000000000381
5. Kaul P, Fu Y, Chang WC, et al. Prognostic value of ST segment depression in acute coronary syndromes: insights from PARAGON-A applied to GUSTO-IIb. PARAGON-A and GUSTO IIb Investigators. Platelet IIb/IIIa Antagonism for the Reduction of Acute Global Organization Network. J Am Coll Cardiol. 2001;38(1):64-71. doi:10.1016/s0735-1097(01)01307-9
6. Pellikka PA, Arruda-Olson A, Chaudhry FA, et al. Guidelines for Performance, Interpretation, and Application of Stress Echocardiography in Ischemic Heart Disease: From the American Society of Echocardiography. J Am Soc Echocardiogr. 2020;33(1):1-41.e8. doi:10.1016/j.echo.2019.07.001
7. Virani SS, Newby LK, Arnold SV, et al. 2023 AHA/ACC/ACCP/ASPC/NLA/PCNA Guideline for the Management of Patients With Chronic Coronary Disease: A Report of the American Heart Association/American College of Cardiology Joint Committee on Clinical Practice Guidelines. Circulation. 2023;148(9):e9-e119. doi:10.1161/CIR.0000000000001168
8. Parker MW, Iskandar A, Limone B, et al. Diagnostic accuracy of cardiac positron emission tomography versus single photon emission computed tomography for coronary artery disease: a bivariate meta-analysis. Circ Cardiovasc Imaging. 2012;5(6):700-707. doi:10.1161/CIRCIMAGING.112.978270
9. Patel AR, Salerno M, Kwong RY, Singh A, Heydari B, Kramer CM. Stress Cardiac Magnetic Resonance Myocardial Perfusion Imaging: JACC Review Topic of the Week. J Am Coll Cardiol. 2021;78(16):1655-1668. doi:10.1016/j.jacc.2021.08.022
