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Sémiologie paraclinique
  Chapitre 4. CATHÉTÉRISME CARDIAQUE, ANGIOGRAPHIE, CORONAROGRAPHIE
 

DÉFINITION ET HISTORIQUE

C'est l'introduction d'une sonde dans les différentes cavités cardiaques pour la mesure des pressions et du taux de saturation du sang en oxygène et éventuellement pour la recherche de trajets anormaux et pour l'enregistrement de l'électrocardiogramme intracardiaque.
En 1929, FORSMANN s'introduit lui-même une sonde dans une veine brachiale qu'il pousse jusqu'à l'oreillette droite, prouvant l'innocuité de cette exploration.
Cette technique fut ensuite développée par COURNAND et LENEGRE (1944-1945)
 

CATHÉTÉRISME DROIT

TECHNIQUE
Ponction percutanée de la veine fémorale.
Le cathéter radio-opaque est monté sous amplificateur de brillance dans l'oreillette droite, le ventricule droit, l'artère pulmonaire et bloqué en position capillaire.
 
PRESSIONS : RÉSULTATS NORMAUX
Oreillette droite
La courbe comporte les mêmes accidents que le jugulogramme :
a c v : ondes positives
x y : ondes négatives.
Moyenne : 0 mmHg.
Ventricule droit
Pression systolique : 22 à 25 mmHg
Pression diastolique : 0 à + 2 mmHg
Artère pulmonaire
Pression systolique : 22 à 25 mmHg
Pression diastolique : 8 mmHg
Capillaires : courbe analogue à la courbe auriculaire.
Pression moyenne 8 mmHg.
La pression capillaire est égale à la pression auriculaire gauche.
 
 
 
Noter que la pression diastolique de l'AP est égale à la pression capillaire moyenne.
 
OXYMÉTRIE
La saturation en oxygène est autour de 75 %. Cette saturation est stable dans le tronc de l'artère pulmonaire (la veine cave inférieure est moins désaturée que la veine cave supérieure du fait du débit rénal).
Un shunt gauche droit amène une augmentation du taux d'oxygène dans les cavités droites.
On peut donc localiser le shunt selon le site de l'enrichissement en CO2 dans le cœur.
 
RESULTATS PATHOLOGIQUES
Elévation des pressions
Hypertension diastolique dans le V.D et O.D.
Exemple : insuffisance cardiaque, péricardite constrictive
Hypertension dans l'artère pulmonaire
Exemple : le cœur pulmonaire chronique
Hypertension capillaire pulmonaire
Exemple : rétrécissement mitral, insuffisance ventriculaire gauche
Gradient de pression anormal entre deux cavités
Exemple : dans le rétrécissement pulmonaire, la pression systolique est plus élevée dans le V.D que dans l'AP (différence de 20 à 100 mmHg).
Trajet anormal de la sonde qui peut s'engager :
dans une veine cave supérieure gauche,
dans une veine pulmonaire anormale se jetant dans les cavités droites,
dans l'O.G. par communication inter auriculaire,
dans le VG par communication interventriculaire,
dans le canal artériel.
Oxymétrie
L'augmentation du taux d'oxygène dans une cavité par rapport à celle qui se trouve en amont permet de soupçonner un shunt gauche-droit, c'est-à-dire un passage de sang gauche oxygéné dans la circulation droite.
Exemple : communication inter-auriculaire, communication interventriculaire, canal artériel.
 

CATHÉTÉRISME GAUCHE

TECHNIQUE
La sonde est passée :
soit par voie artérielle rétrograde (artère fémorale, humérale, axillaire) ; la sonde chemine à contre courant dans l'aorte, puis franchit les sigmoïdes et atteint le VG . l'O.G. ne peut être explorée par cette voie.
Soit par voie transeptale : la sonde, munie à son extrémité d'une aiguille est introduite par la veine fémorale commune dans O.D., puis dans l'O.G. et le VG à travers le septum interauriculaire.
 
RÉSULTATS NORMAUX
La morphologie des courbes de pression, à chaque niveau, est identique à celle des cavités droites correspondantes.
Valeur des pressions : en moyenne 5 fois plus élevées que celles des cavités droites (valeurs exprimées en mmHg).
 
 
Noter que la pression télédiastolique du VG est égale à la pression capillaire moyenne et à la pression diastolique de l'artère pulmonaire.
 
RÉSULTATS PATHOLOGIQUES
Elévation des pressions diastoliques dans l'O.G. ET LE V.G.
Exemple : Insuffisance ventriculaire gauche, péricardite constrictive
Cardiopathie mitrale
RM = gradient de pression diastolique auriculoventriculaire
IM = élévation des pressions systoliques dans l'O.G.
Cardiopathies aortiques
RA = gradient de pression systolique ventriculo-aortique
IA = augmentation des pressions diastoliques dans le VG.
 
Ces résultats font souvent appel à la notion de gradient de pression. On appelle gradient la différence de pression qui est enregistrée soit en systole, soit en diastole, de part et d'autre d'un orifice cardiaque. Par exemple, en cas de rétrécissement aortique, il existe un gradient valvulaire aortique durant la systole :
ventricule gauche = 220 mmHg
aorte : 120 mmHg
gradient aortique = 100 mmHg
Il n'y a pas de gradient de pression dans un cœur normal.
 
 
LE DÉBIT CARDIAQUE
Il s'exprime en litres par minute. Lorsqu'il est rapporté à la surface corporelle, il s'exprime en litres par minute et par mètre carré. Il s'agit alors de l'index cardiaque.
 
Principes de mesure
Principe de FICK
Il présuppose que le débit des deux ventricules soit égal, ce qui est vrai pour un état stationnaire de repos et de ventilation à 2 % près. Il faut que le sang veineux prélevé soit homogène, ce qui est réalisé dans l'artère pulmonaire (= sang veineux mêlé). Enfin, le sang oxygéné peut être prélevé à un niveau quelconque du système artériel : artère fémorale de préférence.
Ainsi, le débit cardiaque est donné par la formule :
 
 
V O2 = consommation d'O2 par minute
Ca O2 = contenu en O2 du sang artériel par litre
Cv O2 = contenu en O2 du sans veineux par litre.
 
Principe de STEWART HAMILTON
Si une quantité I d'indicateur (colorant, indicateur thermique, radio-isotope) est injecté en un temps très court, en amont du cœur, sa concentration en aval varie en fonction du temps. Si S est la surface de la courbe de concentration de l'indicateur au premier passage, le débit cardiaque est fourni par la relation :
 
 
Débit cardiaque normal
4 à 7 litres par minute : 4,8 l/mn en moyenne
Le volume déjection systolique est de 70 à 90 ml
L'index cardiaque est de 2,6 à 3,8 l/mn/m2.
Variations
Le débit cardiaque augmente de 15 à 20 % lors du passage de la position debout à la position couchée.
Il peut quadrupler à l'effort. Il augmente lors de la grossesse. Il diminue avec l'âge.
 
LA FONCTION VENTRICULAIRE
Au repos, le tonus du myocarde est dû uniquement à ses propriétés élastiques.
Lors de la contraction isométrique, les fibres musculaires se raccourcissent et sollicitent les éléments élastiques du tissu cardiaque (qui s'allongent). L'ensemble ne diminue pas de longueur.
Lors de la contraction isotonique les fibres musculaires continuent à se raccourcir et l'ensemble de la fibre se raccourcit en soulevant la charge qui lui est imposée. L'élongation des fibres élastiques reste fixe si la charge est fixe.
Relation tension-longueur du muscle isolé
Pour une tension croissante :
la tension totale augmente de façon presque linéaire.
La tension active, c'est-à-dire la tension due à la contraction des myofibriles augmente jusqu'à un maximum correspondant à une longueur limite, puis diminue.
 
Ce phénomène est à la base de la loi du cœur de Starling. Lorsque la fibre myocardique s'allonge sous l'effet d'une augmentation du volume télédiastolique, la tension active augmente, ce qui se traduit par une contraction plus puissante. La limite d'allongement du sarcomère est de 2,2 m.
A un certain degré d'élongation de la fibre correspond un état de tension que l'on appelle la précharge. La charge que la fibre doit déplacer ou soulever s'appelle la post-charge.
Lorsqu'on augmente la post-charge :
la phase de contraction isométrique s'allonge
la vitesse de raccourcissement diminue
le degré de raccourcissement diminue
le temps séparant la stimulation du raccourcissement maximal reste constant.
Pour une post-charge importante, la vitesse de raccourcissement est nulle, le raccourcissement est nul et il n'y a pas de déplacement.
Pour une post-charge nulle, la vitesse de raccourcissement est maximale = Vmax. Cette Vmax est indépendante de la précharge.
Un renforcement de l'inotropisme déplace la courbe pression/vitesse vers la droite. Une diminution de l'inotropisme déplace la courbe vers la gauche.
Dans les conditions de fonctionnement du cœur en place dans le thorax :
la précharge correspond à la pression télédiastolique ventriculaire et conditionne le volume télédiastolique et la longueur des fibres avant la contraction ventriculaire.
La post-charge correspond à la pression aortique.
La contractilité est définie par la courbe force/vitesse.
 
La fonction ventriculaire du cœur humain peut être étudiée :
soit à partir de la dérivée de la pression intraventriculaire par rapport au temps : dp/dt qui permet de calculer la Vmax.
soit à partir du débit cardiaque, des volumes ventriculaires, de la fraction d'éjection et de la géométrie ventriculaire (pourcentage de raccourcissement).
 
 
LA CONTRACTION MYOCARDIQUE
La contraction myocardique succède à une dépolarisation automatique des cellules du centre sinusal. Cette dépolarisation se propage au myocarde grâce au tissu de conduction.
Potentiel d'action : voir électrocardiogramme ici.
Le déclenchement de la contraction est lié à la pénétration d'ions calcium dans la cellule lors de la dépolarisation (à partir des vésicules terminales du réticulum sarcoplasmique). En l'absence de calcium, l'excitation électrique persiste mais il n'y a plus de contraction musculaire. A l'inverse, la digitale qui facilite la pénétration du calcium améliore la contraction.
Le calcium se fixe sur le complexe tropomyosine-troponine et lève l'inhibition exercée par ce complexe sur l'ATPase de la myosine. L'hydrolyse de l'ATP, par cette ATPase, libère l'énergie nécessaire à la création de ponts actine-myosine et déclenche le glissement des filaments. La progression se fait par saut de site en site.
L'augmentation de la force de contraction correspond à un meilleur chevau-chement des filaments d'actine et de myosine.
L'augmentation de la Vmax témoigne d'une augmentation de la vitesse des réactions chimiques.
Lors de la relaxation, le calcium réintègre les vésicules du réticulum sarcoplasmique, l'activité ATPasique cesse, l'actine et la myosine se désunissent.
Sources d'énergie :
ATP
acides gras
glucose
lactate…
L'oxygène est fourni par la circulation coronaire. Au repos, le cœur consomme 30 à 35 ml/mn d'oxygène.
 
LA CIRCULATION CORONAIRE
Le débit coronaire au repos est de 250 à 300 ml/mn : 5 % du débit cardiaque.
Le cœur consomme 10 à 20 % de l'oxygène consommé par l'organisme.
Le myocarde extrait la quasi totalité de l'oxygène apporté par les coronaires.
Les besoins en oxygène à l'effort sont donc satisfaits par une augmentation de débit (accessoirement par une augmentation de l'extraction qui devient totale).
Régulation : hémodynamique, neuro-hormonale et métabolique.
La circulation coronaire est essentiellement diastolique.
La stimulation adrénergique augmente le débit coronaire : stimulation des récepteurs ß (Isuprel®). Si les récepteurs ß sont bloqués, la stimulation sympathique entraîne une vasoconstriction due aux récepteurs alpha.
Une diminution de la PO2 entraîne une vasodilatation coronaire. En principe, les territoires ischémiques (en aval d'une sténose coronaire) sont en état de vasodilatation maximum.
 

L'ANGIOCARDIOGRAPHIE

L'injection d'un produit iodé opaque aux rayons X permet d'obtenir des radiographies des cavités cardiaques.
Deux types d'angiocardiographie sont employés :
 
ANGIOGRAPHIE PLANE OU FIXE
CINÉANGIOCARDIOGRAPHIE, sur film, ou sous forme digitale, sur disque.
Elle permet de voir la circulation de sang (opacifié par le produit de contraste) et d'apprécier une insuffisance aortique (injection sus-sigmoïdienne), une insuffisance mitrale (injection intraventriculaire gauche), une insuffisance tricuspidienne (injection intraventriculaire droite), un rétrécissement pulmonaire, un rétrécissement aortique etc…
Elle permet d'apprécier la contractilité du ventricule gauche globale et régionale, ainsi que la fraction d'éjection.
La fraction d'éjection (FE) peut être obtenue par la relation suivante :
 
 
Sa valeur normale est de 67 % ± 8 %.
Une ventriculographie gauche est toujours réalisée comme premier temps de la coronarographie.
 

LA CORONAROGRAPHIE

TECHNIQUE
Une sonde est montée par voie artérielle fémorale jusqu'aux orifices coronaires (technique de SELDINGER).
Les coronaires sont injectées de façon sélective et filmées sous diverses incidences.Le support peut être un film 35 mm ou un vidéo-disque, ou tout autre moyen informatique.
 
L'incidence OAD 30° permet d'étudier la totalité du système circonflexe ainsi que les premiers centimètres de l'interventriculaire antérieure.
 
L'incidence OAG 55/60° permet d'étudier essentiellement les artères diagonales ainsi que les parties moyenne et disatle de l'interventriculaire antérieure. Par contre, le système circonflexe est mal dégagé.
 
L'incidence transverse, encore appelée latérale, permet d'étudier les différents segments de l'interventriculaire antérieure, la première diagonale et la marginale gauche.
 
Cette incidence étudie la coronaire droite dans son ensemble et en particulier dégage la région de la croix du coeur.
 
RÉSULTATS
Les sténoses sont chiffrées en pourcentage.
La qualité de la distalité et l'existence d'une circulation de suppléance sont appréciées.
 
INDICATIONS
Préchirurgicale, avant pontage ou en vue d'une dilatation coronaire : angor résistant au traitement médical.
Diagnostique : devant des douleurs atypiques ou pour un contrôle de pontage.
Pronostique : après infarctus myocardique chez le jeune
A titre complémentaire, dans les cardiopathies valvulaires à opérer.
 
Coronarographie
 
CORONAROGRAPHIE
Sténoses de la coronaire gauche sur différentes incidences
 
LA CIRCULATION SANGUINE UNE DECOUVERTE QUI DOIT BEAUCOUP A LOUIS XIV
 
William HARVEY (1 Avril 1578 - 3 Juin 1657) fit ses études à Canterbury puis à Cambridge. A l'âge de 22 ans, il part avec son diplôme de "graduate" pour Padoue. Cette ville universitaire devait sa réputation internationale à des maîtres renommés comme VESALE, COLOMBO, FALLOPE et FABRICIUS D'AQUAPENDENTE dont HARVEY suivit les cours, en particulier sur la circulation veineuse. Le 26 Avril 1602 il obtient son diplôme doctoral ; quelques mois plus tard, il revient à Londres et accède au titre de Fellow qui lui permet d'avoir une place au Saint-Bartholomew Hospital en 1607. Préoccupé d'efficacité il partage son temps entre les soins en compagnie d'un chirurgien John WOODAL et l'enseignement. A partir de 1615 il assura les "Lumleian Lectures" et cela pendant plus de 40 ans.
Passionné d'anatomie comparée, il s'intéressa surtout au cœur et au système vasculaire. Mais avant d'en arriver aux découvertes d'HARVEY, il est nécessaire de rappeler au préalable la conception de GALIEN sur la circulation :
"Le sang veineux est élaboré à partir des aliments dont les produits de digestion sont conduits au foie par la veine porte, il est alors distribué par les veines sus hépatiques
à la partie inférieure du corps
à la partie supérieure, dont le cœur droit et les poumons (par les veines pulmonaires ?)
Ce sang veineux passe également à travers le septum interventriculaire par de fines porosités.
Le cœur gauche reçoit de l'air veineux des poumons qui est brassé avec le sang qui a filtré à travers le septum. Il s'agit du sang vital, dont la chaleur risque d'être excessive du fait du mouvement du cœur et c'est pourquoi les poumons sont chargés de la rafraîchir."
Enseignée ainsi pendant près de 15 siècles, une telle description de la circulation sanguine ne pouvait pas satisfaire HARVEY qui, à partir de ses constatations anatomiques et physiologiques (étude de la circulation veineuse à Padoue avec FABRICIUS D'AQUAPENDANTE, vivisection de grenouilles, anguilles, couleuvres, animaux à sang froid, au cœur lent), arrive à la notion de cycle cardiaque avec systole et diastole, débit cardiaque, ainsi que celle de circulation artérielle veineuse systémique et pulmonaire.
En 1629, HARVEY publie son livre " Exercitatio Anatomica de Motu Cordis Sanguinis in Animalibus " dont un paragraphe au chapitre XIV résume sa découverte géniale.
" Il nous est enfin permis de formuler ouvertement notre conception de la circulation du sang. Raisonnement et expérimentation ont établi que le sang traverse le poumon et le cœur : que par celui-ci il est envoyé à tout l'organisme, qu'il passe dans les porosités des tissus et des veines, qu'il revient par celles-ci des extrémités vers le centre pour aboutir finalement à l'oreillette droite du cœur ".
HARVEY eut de nombreux détracteurs aussi bien en Angleterre que dans le reste de l'Europe. En particulier la médecine Française restait fidèle à GALIEN et RIOLAN fut un de ceux qui s'opposa le plus à HARVEY.
C'est alors qu'intervient Descartes, qui, en Hollande où il résidait, avait eu connaissance des travaux d'Harvey et en avait saisi l'importance capitale. Il communiqua ses réflexions à Pierre DIONIS qui les exposa à LOUIS XIV, dont il était le chirurgien.
Devant l'obstination de la Faculté de Paris à rester fidèle à GALIEN, LOUIS XIV fit un éclat au parlement et décida de rouvrir un cours d'anatomie au jardin du Roy (actuel jardin des Plantes). Sous l'autorité de Pierre DIONIS "on y enseignera l'anatomie de l'homme suivant la circulation et les dernières découvertes".
Les opposants à la circulation sanguine furent bientôt ridiculisés et abandonnèrent la lutte dont on retrouve le témoignage dans le Médecin Malgré Lui. C'est ainsi que MOLIERE caricaturait l'entêtement de la faculté en disant de DIAFOIRUS : "Ce qui me plaît en lui, c'est qu'il s'attache aveuglément aux opinions de nos anciens et que, jamais, il n'a voulu comprendre, ni écouter les raisons et les expériences des prétendues découvertes de notre siècle touchant à la circulation du sang et autres opinions de même farine ".
Grâce au Roi Soleil une page était tournée. Restait à découvrir l'utilité de la circulation sanguine et le rôle de l'oxygène. Ce fut le mérite de LAVOISIER qui à la suite des travaux de PREESLEY et SCHEELE, avait acquis la quasi certitude que la combustion et la respiration faisaient appel à des phénomènes comparables.
Malheureusement LAVOISIER n'eut pas les honneurs de DIONIS. En 1789 le Tribunal Révolutionnaire envoyait LAVOISIER à la guillotine après avoir répondu au jury qui demandait la clémence : " la République n'a pas besoin de Savant ".
 
Références :
L'histoire illustrée de la Cardiologie de la Préhistoire à nos jours. Philippe GORNY - Editions Roger Dacosta - Paris 1985.
A la recherche du Grand Secret ou les Labyrinthes de la Médecine. H.S. GLASSCHEIB - Editions La Table Ronde 1963
 
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