Cathétérisme cardiaque

Le cathétérisme du cœur gauche est le plus fréquemment utilisé pour évaluer

• Anatomie des artères coronaires et présence de coronaropathie

Le cathétérisme cardiaque gauche est également utilisé pour évaluer

• Pression artérielle aortique

• Fonction de la valvule aortique

• Fonction et pression du ventricule gauche

• Fonction de la valvule mitrale

• Résistance vasculaire systémique

Le cathétérisme du cœur gauche procède par voie artérielle fémorale, sous-clavière, radiale ou humérale et un cathéter est introduit dans l'ostium des artères coronaires et/ou à travers la valvule aortique dans le ventricule gauche.

Le cathétérisme de l'oreillette gauche et du ventricule gauche est parfois réalisé par perforation transseptale pendant le cathétérisme du cœur droit.

Le cathétérisme cardiaque droit est souvent utilisé pour mesurer

• La pression dans l'oreillette droite

• La pression du ventricule droit

• La pression de l'artère pulmonaire

• Pression d'occlusion de l'artère pulmonaire (voir figure Diagramme du cycle cardiaque)

Les indications les plus fréquentes du cathétérisme du cœur droit sont l'évaluation hémodynamique, le diagnostic de l'hypertension artérielle pulmonaire, le guidage du traitement et l'évaluation de la nécessité d'une transplantation cardiaque ou d'une assistance cardiaque mécanique (p. ex., un dispositif d'assistance ventriculaire).

La pression d'occlusion de l'artère pulmonaire fournit une approximation de la pression auriculaire gauche et de la pression télédiastolique ventriculaire gauche. Chez le patient en état critique, la pression d'occlusion de l'artère pulmonaire permet d'évaluer la volémie et, simultanément le débit cardiaque, et peut être utile pour guider le traitement.

Le cathétérisme du cœur droit est également indiqué pour mesurer les pressions de remplissage cardiaques, les résistances vasculaires pulmonaires, la fonction des valvules tricuspide ou pulmonaire, l'existence de communications intracardiaques, et la pression du ventricule droit.

Les mesures de la pression cardiaque droite peuvent aider au diagnostic des cardiomyopathies, des péricardites constrictives et des tamponnades cardiaques. lorsque les examens non invasifs ne sont pas concluants; il s'agit d'une partie essentielle de l'évaluation de la transplantation cardiaque ou du système d'assistance cardiaque mécanique (p. ex., utilisation d'un dispositif d'assistance ventriculaire).

La procédure est pratiquée par ponction d'une veine fémorale, sous-clavière, jugulaire interne ou d'une veine antécubitale. Une sonde est introduite dans l'oreillette droite, puis au travers de la valve tricuspide, dans le ventricule droit et enfin dans l'artère pulmonaire en traversant la valvule pulmonaire.

On peut également effectuer un cathétérisme sélectif du sinus coronaire.

L'évaluation hémodynamique par cathétérisme du cœur droit pendant l'effort est de plus en plus effectuée dans le cadre du bilan de la dyspnée d'étiologie incertaine. Le test peut être effectué en même temps que les tests d'effort cardiopulmonaire, appelés tests d'effort cardiopulmonaire invasif. Ceci est considéré comme la norme diagnostique de la limitation cardiaque à l'exercice, mais est actuellement disponible dans relativement peu de centres. Un cathétérisme cardiaque droit doit être envisagé chez les patients présentant une probabilité intermédiaire prétest d'insuffisance cardiaque avec fraction d'éjection préservée si le diagnostic est incertain après un bilan initial. Une augmentation de la pression d'occlusion de l'artère pulmonaire > 25 mmHg confirme le diagnostic lorsque les patients présentent des signes et des symptômes d'insuffisance cardiaque quelle que soit la fraction d'éjection du ventricule gauche.

Diagramme du cycle cardiaque, montrant les courbes de pression dans les cavités cardiaques, les bruits cardiaques, l'onde de pression jugulaire et l'ECG

Les phases du cycle cardiaque sont la systole auriculaire (a), la contraction isométrique (b), l'éjection maximale (c), l'éjection minimale (d), la phase protodiastolique (e), la relaxation isométrique (f), le remplissage rapide (g) et le diastasis, ou le remplissage lent du ventricule gauche (h). À fin d'illustration, les intervalles de temps entre les périodes valvulaires ont été modifiés et le point z a été prolongé. Dans le tracé du pouls veineux jugulaire, l'onde A représente la contraction auriculaire en fin de diastole, l'onde C correspond à l'impulsion de l'artère carotide ou au bombement de la valvule tricuspide dans l'oreillette droite au début de la systole, l'onde V correspond à l'augmentation de la pression et du volume lors du remplissage de l'oreillette droite en fin de systole et en diastole précoce, les pentes X et X' représentent le mouvement de la partie inférieure de l'oreillette droite en direction du ventricule avec X' en fin de systole et la descente Y correspondant à l'ouverture de la valvule tricuspide et au remplissage ventriculaire en diastole. AO = ouverture de la valvule aortique; FA = fermeture de la valvule aortique; VG = ventricule gauche; OG = oreillette gauche; VD = ventricule droit; OD = oreillette droite; OM = ouverture de la valvule mitrale.

L'injection de produits de contraste radio-opaques dans les artères coronaires ou pulmonaires, l'aorte et les cavités cardiaques est utile dans certaines circonstances. L'angiographie à soustraction digitale est utilisée pour les artères immobiles et pour la ciné-angiographie des cavités.

L'angiographie coronaire ou coronarographie par cathétérisme gauche est utilisée afin d'évaluer l'anatomie des artères coronaires dans différentes situations cliniques, comme une suspicion de sténose coronaire, une cardiopathie congénitale, une valvulopathie en prévision d'un remplacement valvulaire ou une insuffisance cardiaque inexpliquée.

Coronarographie

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Astier/BSIP/SCIENCE PHOTO LIBRARY

L'angiographie pulmonaire par cathétérisme droit peut être indiquée pour diagnostiquer une embolie pulmonaire. Les anomalies de remplissage ou les arrêts artériels sont diagnostiques. Généralement, le produit de contraste radio opaque est sélectivement injecté dans l'une ou dans les deux artères pulmonaires et leurs branches. L'angio-TDM pulmonaire a largement remplacé le cathétérisme cardiaque droit pour le diagnostic de l'embolie pulmonaire aiguë. L'angiographie pulmonaire par cathétérisme cardiaque droit reste couramment utilisée pour déterminer un plan de prise en charge en cas de suspicion de maladie thromboembolique chronique.

L'angiographie aortique par cathétérisme gauche est pratiquée afin d'évaluer une insuffisance aortique, une coarctation, une persistance du canal artériel et une dissection.

Ventriculographie (ventriculogramme gauche)

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PETER MENZEL/SCIENCE PHOTO LIBRARY

La ventriculographie sert à visualiser la cinétique de la paroi ventriculaire, la chambre de chasse, les zones sous-valvulaires, valvulaires et supravalvulaires. Il est également utilisé pour estimer la gravité de la régurgitation de la valvule mitrale et déterminer sa physiopathologie. La masse et les volumes du ventricule gauche sont évalués à partir des images télésystolique et télédiastolique de l'angiocardiographie ventriculaire plane ou bi plane et on peut ainsi également calculer la fraction d'éjection.

La coronarographie montre la présence et le degré de sténose mais pas la signification fonctionnelle de la lésion (c'est-à-dire, l'importance du flux sanguin au travers de la sténose) ni si une lésion spécifique est susceptible de provoquer des symptômes.

Des guides extrêmement fins munis de capteurs de pression ou de capteurs Doppler sont utilisés. Les données de ces capteurs permettent d'estimer le flux sanguin coronarien, exprimé comme une réserve de débit fractionnaire. La réserve de débit fractionnaire est le rapport du débit maximal à travers la sténose sur le débit maximal normal obtenu pendant l'hyperhémie (le plus souvent par l'adénosine); une réserve fractionnaire de flux < 0,75 à 0,8 est considérée comme anormale. De nouvelles techniques de mesure du débit sanguin coronaire, dont le wave-free ratio (iFR) et le diastolic hyperemia-free ratio (DFR), ont été développées. Ces techniques ont l'avantage de ne pas nécessiter d'hyperhémie. L'iFR et le DFR mesurent tous deux les gradients à travers une sténose pendant une période de diastole; un iFR ou un DFR ≤ 0,89 est considéré comme anormal (1, 2).

Ces estimations de flux sont bien corrélées avec la nécessité d'une intervention et le devenir à long terme; les patients qui ont des lésions avec une réserve de débit fractionnaire > 0,8, iFR > 0,89 ou DFR > 0,89 ne semblent pas tirer profit de la pose d'un stent. Ces mesures de débit sont surtout utiles pour des lésions intermédiaires (40 à 70% sténose) ou des lésions multiples (pour identifier celles qui sont cliniquement les plus significatives).

Des sondes d'échographie miniatures située au bout des cathéters reproduisent les images de la lumière et de la paroi des vaisseaux coronariens et montrent le flux sanguin. L'échographie intravasculaire est de plus en plus utilisée en même temps que l'angiographie coronaire dans plusieurs situations cliniques, y compris pour guider le positionnement optimal d'un stent pendant une intervention coronaire percutanée, détecter une vasculopathie de l'allogreffe cardiaque après transplantation cardiaque et identifier les dissections des artères coronaires.

La tomographie par cohérence optique est un analogue optique de l'imagerie intracoronaire par ultrasons qui mesure l'amplitude de la lumière rétrodiffusée pour déterminer la température des plaques coronaires et qui permet de déterminer si les lésions sont à risque élevé de rupture (ce qui conduit à des syndromes coronariens aigus). Contrairement à l'échographie intravasculaire, l'injection de contraste est nécessaire pour obtenir des images. Les indications et l'utilisation appropriée de la tomographie par cohérence optique versus l'échographie intravasculaire sont actuellement incertaines.

La mesure de la concentration du sang en oxygène à différents étages dans le cœur et dans les gros vaisseaux contribue à établir la présence, la direction et le débit des shunts centraux. La différence maximale normale de la teneur en oxygène entre les structures est la suivante:

• L'artère pulmonaire et le ventricule droit: 0,5 mL/dL (0,5 vol%)

• Le ventricule droit et l'oreillette droite: 0,9 mL/dL (0,9 vol%)

• L'oreillette droite et la veine cave supérieure: 1,9 mL/dL (1,9 vol%)

Si la différence de concentration en oxygène entre une cavité et celle située en amont dépasse ces valeurs, il existe probablement un shunt gauche-droit à ce niveau. Les shunts droite à gauche sont fortement suspectés lorsque la saturation en est basse au niveau de l'oreillette gauche, du ventricule gauche ou des artères (≤ 92%) et ne s'améliore pas avec l'administration d'oxygène pur (O2 fractionnaire d'inspiration = 1,0). Une désaturation artérielle ou cardiaque gauche associée à une augmentation du taux d'oxygène dans les prélèvements effectués en aval du shunt dans la circulation droite évoque la présence d'un shunt bidirectionnel.

Le débit cardiaque correspond au volume de sang éjecté par le cœur par minute (débit cardiaque normal au repos: 4 à 8 L/min). Les techniques (voir tableau Équations du débit cardiaque) utilisé pour calculer le débit cardiaque comprennent

• Méthode de Fick de mesure du débit cardiaque

• Technique d'indicateur de dilution

• Technique de thermodilution

Avec la technique de Fick, le débit cardiaque est proportionnel à la consommation d'oxygène divisée par la différence artérioveineuse en oxygène.

Les techniques de dilution se fondent sur la supposition qu'après l'injection d'un indicateur dans la circulation, il apparaît et disparaît proportionnellement au débit cardiaque.

Habituellement, le débit cardiaque est exprimé par rapport à la surface corporelle comme l'indice cardiaque en L/minute/m² (c'est-à-dire, CI = CO/BSA, voir tableau Valeurs normales de l'indice cardiaque et mesures apparentées). La surface corporelle est calculée en fonction de la taille (T) et du poids (P) selon la formule de Dubois:

Surface\, corporelle\, en\,m^{2}\: = \: (poids\: en\: kg)^{0,425}\: \times \: (taille\: en\: cm)^{0,725}\: \times \: 0,007184

La biopsie endomyocardique permet d'évaluer les rejets de greffe cardiaque et les myocardiopathies infiltrantes ou infectieuses. Le cathéter de biopsie (biotome) peut être utilisé dans n'importe quel ventricule, habituellement le droit. Trois à 5 prélèvements de tissu myocardique sont effectués au niveau de l'endocarde septal. La perforation cardiaque, qui constitue la principale complication de la biopsie endomyocardique, se produit chez 0,3 à 0,5% des patients; elle peut provoquer un hémopéricarde conduisant à une tamponnade cardiaque. Une lésion de la valvule tricuspide et de ses cordages peut également survenir et entraîner une insuffisance tricuspidienne.

1. 1. Gotberg M, Christiansen EH, Gudmundsdottir IJ, et al: Instantaneous wave-free ratio versus fractional flow reserve to guide PCI. New Engl J Med 376:1813–1823, 2017. doi: 10.1056/NEJMoa1616540

2. 2. Johnson NP, Li W, Chen X, et al: Diastolic pressure ratio: new approach and validation vs. the instantaneous wave-free ratio. Eur Heart J 40:2585–2594, 2019.

L'injection d'un produit radio-opaque entraîne une sensation transitoire de chaleur dans tout le corps chez de nombreux patients. Une tachycardie, une légère baisse de la pression systémique, une augmentation du débit cardiaque, des nausées, des vomissements et une toux peuvent également survenir. Une bradycardie peut se produire exceptionnellement lorsqu'une grande quantité de produit de contraste a été injectée; demander au patient de tousser restaure alors souvent un rythme normal.

Des réactions plus graves (voir aussi Produits de contraste radiographique et réactions aux produits de contraste) comprennent

• Les réactions allergiques aux produits de contraste

• Les lésions rénales induites par les produits de contraste

Les réactions de type allergique aux produits de contraste radiographique comprennent l'urticaire et une conjonctivite, qui répondent habituellement à la diphenhydramine 50 mg IV. L'anaphylaxie et les réactions anaphylactoïdes, avec bronchospasme, œdème laryngé et dyspnée sont des réactions rares avec une fréquence approximative d'environ 1/5000 tests (1). Ces réactions doivent être traitées immédiatement par l'adrénaline. Les patients qui ont des antécédents de réaction allergique au produit de contraste peuvent être prémédiqués par la prednisone orale (ou l'hydrocortisone parentérale si l'étude est urgente) et la diphenhydramine.

La lésion rénale secondaire à l'injection de produit de contraste est définie comme une altération de la fonction rénale (soit une augmentation de 25% de la créatinine sérique de base ou une augmentation de 0,5 mg/dL [44 micromoles/L] en valeur absolue) dans les 24 à 48 heures de l'administration IV de produit de contraste considérée comme causée par le produit de contraste plutôt que par d'autres causes. Chez les patients à risque, utiliser la dose la plus faible possible de produit de contraste à faible osmolarité ou iso-osmolaire, éviter les examens de contraste multiples sur un court laps de temps; perfuser un total de 10 à 15 mL/kg de sérum physiologique IV en commençant à 4 à 6 heures avant l'angiographie et en continuant 6 à 12 heures après réduit considérablement ce risque. Chez les patients à risque d'insuffisance rénale, mesurer la créatinine sérique 48 heures après l'injection du produit de contraste.

1. 1. Wang CL, Cohan RH, Ellis JH, et al: Frequency, outcome, and appropriateness of treatment of nonionic iodinated contrast media reactions. AJR Am J Roentgenol 191:409–415, 2008. doi: 10.2214/AJR.07.3421

Lorsque l'extrémité du cathéter touche l'endocarde ventriculaire, elle entraîne souvent des troubles du rythme ventriculaires, mais rarement une fibrillation ventriculaire. Si cela se produit, une cardioversion en courant continu (cardioversion CC) doit être pratiquée immédiatement.

La destructuration d'une plaque athéroscléreuse par le cathéter peut libérer une pluie d'athéro-emboles. Les emboles de l'aorte peuvent provoquer des accidents vasculaires cérébraux ou une néphropathie. Les emboles provenant des artères coronaires proximaux vers distaux peuvent provoquer un infarctus du myocarde.

La dissection de l'artère coronaire est également possible.

Les complications d'accès au site comprennent les

• Saignements

• Hématomes

• Pseudo-anévrisme

• Fistules artérioveineuses (AV)

• Ischémies de membre

Un saignement peut survenir au niveau du site d'accès qui en général se résout par compression. Les contusions légères et les petits hématomes sont fréquents et ne nécessitent pas de recherche ou de traitement spécifiques.

Une masse importante ou dont le volume augmente doit être étudiée par échographie pour distinguer un hématome d'un pseudoanévrisme. Un souffle au niveau du site (avec ou sans douleur) suggère une fistule AV, qui peut être diagnostiquée par échographie. Les hématomes disparaissent habituellement avec le temps et ne nécessitent pas de traitement spécifique. Les pseudoanévrismes et les fistules artérioveineuses disparaissent généralement à la compression; ceux qui persistent peuvent nécessiter une réparation chirurgicale.

L'accès par l'artère radiale est en général plus confortable pour le patient et comporte un risque d'hématome ou de pseudoanévrisme ou de formation d'une fistule artério-veineuse beaucoup plus faible que l'accès par l'artère fémorale.