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Journal de radiologie
Vol 85, N° 3  - mars 2004
pp. 321-325
Doi : JR-03-2004-85-3-0221-0363-101019-ART09
Écho-Doppler artériel et insuffisance valvulaire aortique
Étude de la sensibilité et de la spécificité des signes
 

N Verbeeck [1], D Prioux [2], A de Meester [2], E Libon [3], F Alexis [4]
[1]  Service de Radiologie, Centre Hospitalier de Luxembourg, 4, rue Barblé, 1210 Luxembourg, Grand-duché de Luxembourg.
[2]  Service de Cardiologie, Hôpital de Jolimont, 159, rue Ferrer, 7100 Haine-Saint-Paul, Belgique.
[3]  Service de Radiologie, Hôpital de Jolimont.
[4]  Service de Radiologie, Clinique Ste Elisabeth, 15, place L. Godin, 5000 Namur, Belgique.

Tirés à part : N Verbeeck

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Objectif. Cette étude vise à déterminer la sensibilité et la spécificité des critères Doppler artériels d'insuffisance valvulaire aortique (IAo). Elle tente par ailleurs de vérifier si la mesure de l'amplitude des modifications des tracés permet une quantification fiable de la fuite.

Matériel et Méthodes. Nous avons analysé et comparé les tracés Doppler artériels et les échocardiographies de 250 patients.

Résultats. Même si l'on évite le piège évident des sténoses vasculaires, la sensibilité globale des signes Doppler artériels de fuite valvulaire aortique reste faible (30 %). Notre étude démontre cependant qu'elle atteint 100 % si l'on ne considère que les IAo significatives (>= 2/4). Pour autant que l'on prenne soin, au départ, d'exclure les faux positifs évidents, la spécificité des critères classiques est déjà excellente (> 95 %). Elle atteint les 100 % si l'on a recourt à des critères supplémentaires simples, extraits des données recueillies dans cette étude. Quantifier de manière précise une régurgitation aortique à partir de tracés Doppler artériels est impossible. Nous montrons cependant que l'on peut facilement identifier les IAo significatives (>= 2/4), seules susceptibles de bénéficier d'une échocardiographie complémentaire.

Conclusion. L'écho-Doppler artériel n'est pas en mesure de repérer toutes les fuites valvulaires aortiques mais celles qui lui échappent restent non significatives (1/4). Lors de la découverte fortuite de signes d'IAo au Doppler artériel, il est impossible de préciser exactement l'amplitude de la fuite sur la base des seuls tracés. Néanmoins, des critères simples permettent de savoir si son importance est telle (>= 2/4) qu'elle requiert une échographie cardiaque complémentaire, dont la précision morphologique et hémodynamique est unanimement reconnue.

Abstract
Doppler ultrasound and aortic regurgitation
Evaluation of the sensitivity and specificity of Doppler findings

Purpose. The purpose of this study was to determine the sensitivity and specificity of arterial Doppler findings of aortic regurgitation to assess if the amplitude of changes of Doppler tracings can accurately quantify the degree of regurgitation.

Patients and Methods. We analysed and compared the arterial Doppler tracings and echocardiograms of 250 patients.

Results. Even if the obvious pitfall of vascular stenoses is avoided, the global sensitivity of arterial Doppler findings for aortic regurgitation remains weak (30%). However, our study demonstrates that it can reach 100% if only significant AR (>=2/4) is taken into account.

Since the clear false-positive cases have been carefully excluded from the very start, the specificity of the classical criteria already proves excellent (above 95%). It will reach perfection if additional simple criteria gathered from the data mentioned in this study are considered.

Quantifying precisely the degree of aortic regurgitation on the basis of arterial Doppler tracings is impossible. Nevertheless, we show that it is easy to identify significant AR (>=2/4) that should be further assessed with echocardiography.

Conclusion. Arterial Doppler sonography is unable to detect all cases of aortic regurgitation but those that are overlooked are not significant (1/4).

If AR signs happen to be detected by arterial Doppler, the amplitude of the leak cannot be accurately determined based on tracing analysis. Yet, simple criteria will indicate whether it is important enough (>=2/4) to require complementary echocardiogram, with well documented accuracy for morphological and hemodynamic evaluation.


Mots clés : Insuffisance aortique , Échographie Doppler artérielle.

Keywords: Aortic regurgitation , Arterial Doppler sonography.


Une régurgitation valvulaire aortique implique des modifications des tracés Doppler artériels, tant au niveau des organes nobles (diminution des vitesses télédiastoliques) qu'au niveau des membres (accentuation des encoches protodiastoliques et négativité des vitesses télédiastoliques) [1], [2].

Le premier but de notre étude a consisté à déterminer et si possible à optimiser la sensibilité et la spécificité de ces signes [3].

Notre second objectif a été de savoir si la mesure de l'ampleur des modifications des tracés autorisait une quantification précise de la fuite et si la réponse était négative, à définir des critères Doppler artériels de sévérité de l'IAo, et ce, afin d'éviter de recourir à des échocardiographies complémentaires pour des fuites infracliniques.

Matériel et méthodes

Cette étude a pris en compte les tracés vélocimétriques de 250 patients adressés en routine au Service de Radiologie pour un examen écho-Doppler artériel carotidien interne, rénal ou périphérique. En fonction de l'accessibilité des vaisseaux, nous avons utilisé des sondes de 12-5 MHz ou de 5-2 MHz branchées sur des appareils ATL HDI 5000. Les critères d'analyse Doppler ont été respectés : un angle d'attaque compris entre 30° et 60°, une taille de porte optimale d'environ les 2/3 du diamètre des artères et un PRF (fréquence de répétition) adapté [1]. Le mode Doppler couleur a constitué une aide au repérage [4].

Les 250 dossiers retenus ne comprenaient que des valeurs indiscutables. En effet, quel que soit le système analysé, nous avons exclu de l'étude les sténoses artérielles de plus de 50 % car nous estimions que les altérations systolo-diastoliques de ces sténoses risquaient de perturber notre analyse. Dans le même ordre d'idées, nous avons tenu à l'écart les cas de décompensation cardiaque franche. Nous n'avons pas non plus pris en compte les cas d'accident vasculaire cérébral majeur, d'hydrocéphalie sévère ou d'insuffisance rénale car ces lésions produisent des tracés artériels comparables à ceux des IAo par augmentation des résistances d'aval (fig. 1et 2). En tout état de cause, ces situations particulières sont très facilement détectées par un examen clinique succinct, une rapide lecture du dossier, voire encore par l'échographie elle-même (plaque carotidienne épaisse, taille rénale anormale).

Sur les tracés Doppler carotidiens internes, étudiés en zone ostiale, nous avons mesuré la vitesse systolique maximale (VSM) en cm/sec et la vitesse télédiastolique (VTD). Nous avons alors calculé le rapport VSM/VTD et l'indice de résistance (S-D/S). Les tracés rénaux, prélevés en zone ostiale et/ou périphérique en fonction des éventuelles difficultés techniques, ont été analysés comme au niveau carotidien : mesure de la VSM et de la VTD puis calcul du S/D et de l'indice de résistance. L'analyse des tracés artériels périphériques a compté les mesures de la VSM, de la profondeur de l'encoche protodiastolique (PEP) et de la VTD, que cette dernière soit positive, négative ou nulle. Dans le but de définir d'autres paramètres susceptibles de nous indiquer la présence d'une IAo, nous avons aussi calculé les rapports VSM/PEP et VSM/VTD.

Lorsque l'examen artériel de départ (carotidien interne, rénal ou périphérique) présentait des arguments en faveur d'une fuite aortique et lorsque cela était techniquement possible, nous avons étendu l'analyse aux deux autres systèmes artériels afin de recueillir un maximum de données. Que la recherche d'IAo soit positive ou négative, les 250 patients ont ensuite bénéficié d'une étude échocardiographique (ATL HDI 5000, sonde de 4-2 MHz) avec un centrage particulier sur les valves aortiques. La quantification de la fuite éventuelle était exprimée comme classiquement sur une échelle de 1/4 à 4/4.

Afin par ailleurs d'obtenir des valeurs de référence, nous avons pratiqué une étude Doppler artérielle carotidienne, rénale et périphérique chez 5 sujets-témoins en bonne santé et dont l'analyse échographique valvulaire aortique était normale.

Les données Doppler artérielles ont alors été confrontées aux résultats des échographies cardiaques (tableau I).

Résultats

Parmi les écho-Dopplers artériels de 250 patients, nous avons identifié 20 cas où les tracés pouvaient évoquer une IAo : valeurs télédiastoliques carotidiennes basses (< 20 cm/sec), vitesses télédiastoliques rénales faibles (< 15 cm/sec), flux diastoliques périphériques négatifs. L'échocardiographie de 14 de ces patients a révélé une fuite valvulaire aortique d'intensité variable (vrais positifs). Dans 6 autres cas (faux positifs, (fig. 3et 4), l'examen de la valve aortique s'est avéré normal. Enfin, chez les 230 patients présentant une analyse Doppler artérielle normale, les cardiologues ont découvert 33 cas de fuite valvulaire. Aucun de ces faux négatifs ne présentait cependant d'IAo supérieure à 1/4.

La sensibilité des tracés Doppler artériels était certes faible (30 %) mais elle atteignait, dans notre série, les 100 % si l'on considérait que les IAo significatives (>= 2/4) [3]. Nous ne risquons donc de méconnaître, au cours des Doppler artériels, que des IAo infra cliniques.

La spécificité de base du Doppler artériel s'est avérée excellente à condition d'éliminer d'emblée les causes évidentes de faux positifs (décompensation cardiaque franche, hypertension intracrânienne ou accident vasculaire cérébral majeurs, insuffisance rénale nette). Les quelques rares faux positifs qui subsistent seront facilement identifiés par trois critères Doppler supplémentaires que nous avons pu extraire de cette étude. Le premier critère de spécificité implique le système carotidien interne : toute VTD >= 10 cm/sec marque l'absence d'IAo (faux positif) ou à tout le moins l'absence d'IAo > 1/4. Ces dernières peuvent être assimilées à des faux positifs puisque les fuites < 2/4 n'ont pas d'implication clinique et ne doivent donc pas bénéficier d'une échocardiographie de contrôle. Le second signe concerne le système artériel périphérique : en l'absence de sténose vasculaire, une vitesse diastolique positive indique une parfaite étanchéité des valves aortiques et trahit donc elle aussi un faux positif (fig. 5). La découverte d'une VTD périphérique nulle peut également être utile : ce troisième signe témoigne que, si fuite valvulaire il y a, celle-ci n'excède pas 1/4 et que, dès lors, le patient ne requiert pas d'examen échographique cardiaque. Les artères rénales ne nous ont fourni aucun critère de spécificité fiable.

Aucune mesure de base, aucun calcul, aucune sommation de données ne nous a permis de quantifier de manière précise une fuite valvulaire aortique. Cela étant, nous avons voulu savoir si les tracés Doppler artériels pouvaient nous aider à distinguer les IAo significatives des fuites infra cliniques dans le but d'éviter de surcharger la consultation d'échocardiographie par des examens sans réelle utilité. Sur base des données de notre étude, un S/D carotidien > 5, une VTD rénale à 0, un S/D rénal > 6 ou encore une PEP aortique ou fémorale < ? 40 cm/sec plaident en faveur d'une IAo >= 2/4 mais ces valeurs sont à utiliser avec prudence car des faux positifs et des faux négatifs existent (sensibilité et spécificité respectives des critères susmentionnés : 100 et 55 %, 60 et 80 %, 100 et 40 %, 80 et 87 %). Le seul critère absolu, sans faux positif ni faux négatif, que nous avons pu identifier est la VTD carotidienne interne : toute valeur inférieure à 10 cm/sec signe avec certitude une IAo >= 2/4 (fig. 6).

Discussion

L'orifice ventriculaire aortique présente classiquement trois cuspides, une non coronaire, une coronaire droite et une coronaire gauche [5]. En début de systole, ces valvules s'ouvrent par inversion du gradient de pression entre le ventricule gauche et l'aorte. Leur fermeture est induite par la décélération télésystolique du flux sanguin antérograde et, en diastole, la différence de pression aorto-ventriculaire maintient les valves fermées [6].

L'IAo est une maladie peu fréquente, du moins sous sa forme cliniquement significative, lorsque les échocardiographistes mesurent un reflux d'une intensité au moins égale à 2/4. La fuite résulte soit d'une destruction valvulaire (RAA, endocardite...), soit d'un élargissement de l'anneau aortique (HTA, maladie du tissu conjonctif, traumatisme,...), voire et surtout d'une association des deux (sénescence). Parfois, l'insuffisance est produite par une anomalie congénitale (bicuspidie valvulaire) [7].

Le manque d'étanchéité des valves implique quoi qu'il en soit un reflux diastolique aorto-ventriculaire avec une augmentation de la pression ainsi que du volume du ventricule gauche avec, à terme, l'apparition d'une cardiomyopathie de type congestif. Rappelons que l'IAo se présente souvent de manière chronique mais qu'elle peut survenir sous une forme aiguë (endocardite, traumatisme). Longtemps asymptomatique, du moins sous sa forme chronique, l'IAo décompensée induit l'apparition d'une insuffisance ventriculaire gauche (faiblesse, hypotension, dyspnée), parfois de troubles du rythme, éventuellement d'un angor (par déficit de perfusion coronaire) [5].

L'examen clinique révèle un souffle diastolique parasternal gauche, une tension artérielle diastolique diminuée et souvent un pouls « bondissant » (signe de Musset) [7].

L'électrocardiogramme et la radiographie du thorax montrent des signes d'hypertrophie ventriculaire gauche. L'échocardiographie, atraumatique, représente l'examen de choix [6], [7], [8]. Elle permet une analyse morphologique précise du système valvulaire ainsi qu'une stadification Doppler de l'intensité du reflux, exprimée sur une échelle de 0 à 4/4. Dans les cas sévères, l'échocardiographie transoesophagienne est toujours réalisée puisqu'elle permet une étude valvulaire morphologique d'une précision incomparable, avec des mesures précises des diamètres respectifs des anneaux aortiques et pulmonaires avant une éventuelle intervention [6].

Le traitement de l'IAo aiguë reste chirurgical car le patient évolue rapidement vers l'instabilité hémodynamique. L'IAo chronique sera traitée médicalement (vasodilatateurs) jusqu'à l'apparition éventuelle de signes échoDoppler ou cliniques de défaillance cardiaque. La chirurgie de remplacement prend alors le relais.

Nous savions déjà qu'une fuite valvulaire aortique implique l'apparition de modifications sur les tracés Doppler artériels : diminution des vitesses télédiastoliques des artères destinées aux organes nobles, et, dans le cas des artères périphériques, approfondissement de l'encoche protodiastolique avec inversion des vitesses diastoliques [1].

Ces signes ne présentent qu'une capacité limitée de détection des IAo dans leur ensemble. Notre étude démontre toutefois que la sensibilité de l'écho-Doppler artériel atteint les 100 % pour ce qui concerne les régurgitations d'une intensité >= 2/4. Nous sommes donc assurés de ne méconnaître aucune fuite aortique significative.

La spécificité de base des signes Doppler artériels d'IAo s'avère excellente (> 95 %) pour autant que l'on repère au départ les faux positifs évidents. Trois critères complémentaires simples permettent d'atteindre une spécificité de 100 % : toute vitesse diastolique périphérique positive et toute VTD carotidienne interne >10 cm/sec trahissent un faux positif. Une VTD périphérique nulle témoigne quant à elle d'une fuite non significative, assimilée en pratique à un faux positif.

Le mécanisme responsable des modifications des tracés artériels des faux positifs reste obscur. Nous avons étudié des patients ayant bénéficié d'un remplacement valvulaire aortique, des sujets porteurs d'anévrisme aortique abdominal ainsi que des malades sous diverses drogues vasoactives mais aucun n'a présenté de signe Doppler d'IAo. S'agit-il de l'effet de canaux artériels persistants bien tolérés ? L'hypothèse est théoriquement séduisante mais elle paraît peu vraisemblable eu égard au caractère exceptionnel des communications aorto-pulmonaires.

S'il est impossible de quantifier précisément une IAo sur base d'un échoDoppler artériel, nous démontrons que des critères simples distinguent les fuites significatives des autres afin d'éviter de requérir un examen échographique cardiaque pour une fuite non significative. En pratique, et après avoir repéré les faux positifs et les faux négatifs francs, nous proposons la démarche suivante (tableau II): lors d'un examen des carotides internes, le problème est simple. Si la VTD ne dépasse pas 10 cm/sec, l'échographie doit être demandée car la fuite est significative. Lors de l'analyse des artères rénales, comme les critères locaux n'ont que peu de valeur, en cas de VTD inférieure à 15 cm/sec, il faudra mesurer la VTD carotidienne interne qui solutionnera le problème. Lors d'une étude artérielle périphérique enfin, en cas de vitesses diastoliques négatives suspectes, on recherchera une éventuelle vitesse diastolique positive ou nulle, qui indique que l'échocardiographie n'est pas nécessaire. Si toutes les vitesses sont négatives, comme leur valeur absolue ne constitue pas un critère fiable, il faut, comme à l'étage rénal, se reporter à l'analyse de la VTD carotidienne interne. Lorsque l'examen des vaisseaux du cou est sujet à caution (sténoses, occlusions), une addition des données rénales et périphériques permet dans la grande majorité des cas de confirmer une impression de départ mais la prudence doit rester de mise vu la moindre fiabilité des critères.

Conclusion

Une attention particulière aux signes Doppler artériels classiques d'IAo permet de détecter toutes les fuites valvulaires significatives.

La spécificité de base des critères de fuite aortique est déjà excellente. Quelques moyens complémentaires simples permettent encore réduire le nombre de faux positifs.

Une quantification précise de l'IAo reste du domaine de l'échocardiographie. L'écho-Doppler vasculaire permet, en séparant les IAo significatives des régurgitations infra cliniques, d'éviter de recourir à des échographies cardiaques complémentaires.

Références

[1]
Dauzat M. Ultrasonographie vasculaire diagnostique. Vigot, édit., Paris, 1991;575-9.
[2]
Hell K, Nellessen U, Dohrmann AM et al. Doppler ultrasound of the subclavian artery as an aid to quantification of aortic insufficiency. J Am Soc Echocardiogr 1993;6:134-41.
[3]
Greenberg RS et al. Medical epidemiology. Appleton et Lange, édit., Londres, 1996;75-83.
[4]
Tranquart F, de Bray JM, Aesch B et al. Échographie-doppler des lésions athéromateuses des artères carotides. J Radiol 2000;81:413-20.
[5]
Grégoire R, Oberlin S. Précis d'anatomie. Baillière, édit., Paris, 1977;2:190-7.
[6]
Gaux JC. Imagerie du coeur et des vaisseaux. Flammarion, édit., Paris, 1992;182-5.
[7]
Braunwald E. Heart disease. WB Saunders, édit., Philadelphie, 1992;1043-53.
[8]
Gayburn PA, Handshoe R, Smith MD et al. Quantitative assessment of the hemodynamic consequences of aortic regurgitation by means of continuous wave Doppler recordings. J Am Coll Cardiol 1987;10:135-41.




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