Le speckle tracking en vedette !

Le suivi de texture (speckle tracking) : l’innovation de l’année   Principe du « speckle tracking » Le suivi de texture, souvent appelé speckle tracking » ou « 2D strain rate est la technique qui a dominé les communications consacrées à l’échocardiographie avec deux fois plus de contributions que le sujet suivant. Cette technique est, en fait, développée depuis quelques années et son arrivée sur le devant de la scène est liée à sa distribution par plusieurs compagnies, dans de nombreuses équipes de recherche clinique. Son principe s’appuie sur des concepts bien connus : l’image est analysée par zones ; dans chaque zone, le logiciel repère un groupe de pixels (texture ou speckle) qu’il recherche dans l’image suivante au sein d’une zone élargie. En supposant que cette texture s’est déplacée en se modifiant peu, il est alors possible de mesurer son déplacement dans 2 voire 3 dimensions de l’espace. De proche en proche et de texture en texture, on parvient de la sorte, à mesurer des vitesses tout au long du cycle cardiaque. À partir des mesures de vitesses, on peut calculer des déplacements, des taux de compression locale (strain), des taux de compression instantanée (strain rate). L’originalité de la méthode réside dans le fait qu’elle traite les images en noir et blanc et non des données Doppler et qu’elle effectue dans les deux dimensions du plan, voire dans les trois dimensions du volume. Elle donne, donc, théoriquement accès à une analyse séparée des fonctions longitudinale, radiale (transversale) et de la torsion du ventricule gauche. Mise en œuvre Les industriels convergent vers des mises en œuvre assez proches, ce qui peut être un signe de maturité mais correspond, surtout, à l’absence de brevet potentiellement bloquant dans le domaine. On repère une zone d’intérêt en cliquant des points remarquables, comme l’anneau mitral et l’apex, et/ou en proposant un contour de l’endocarde en télésystole. Le logiciel recherche des corrélations dans une zone placée à l’extérieur de ces repères. Après validation, il calcule les nombreux paramètres dérivés et les affiche soit sous forme de couleurs, soit sous forme de courbes. En combinant plusieurs vues, on parvient à une présentation en « œil de bœuf » (figures 1 à 4). La question qui reste en suspens est la robustesse de cette méthode chez les patients peu échogènes qui sont souvent, de fait, exclus des études pionnières. Figure 1. Exemple de repérage initial de l’anneau mitral et de l’apex avant calcul en speckle tracking. Figure 2. Speckle tracking : affichage des segments et de correlations calculées pour chaque segment. Figure 3. Speckle tracking : affichage du strain longitudinal global à partir d’une vue 4 cav. Figure 4. Speckle tracking : présentation en « œil de bœuf » et affichage des courbes après calcul selon 3 plans (4 cav, 2 cav, 3 cav). Les résultats à l’ACC Dans le domaine de l’insuffisance cardiaque, une analyse de 237 patients ayant des fractions d’éjection comprises entre 10 et 70 % a montré une bonne corrélation entre un index de raccourcissement longitudinal et la FEVG. Une étude réalisée sur des patients insuffisants cardiaques sévères traités par une assistance de type ECMO, a montré que les résultats du suivi de texture varient en fonction des conditions de charge : l’ECMO diminue la précharge et augmente la postcharge. À propos de cardiopathies ischémiques, lors d’un essai médicamenteux (VALIANT), 603 patients ayant fait un infarctus du myocarde ont bénéficié d’une analyse en speckle tracking ; les résultats montrent que ces données ont une valeur pronostique qui s’ajoute à celle de la fraction d’éjection. Dans le prolongement de ce travail, une série d’écho-dobutamine a été traitée avec un logiciel de speckle tracking et les résultats ont suggéré que l’analyse de la contraction post-systolique a un apport diagnostique qui va au-delà de la lecture visuelle par des experts. Par ailleurs, une étude multicentrique a étudié les capacités de cette approche en termes d’analyse de la contraction segmentaire : elle a conclu qu’elle pourrait aider les examinateurs peu expérimentés… Un autre travail conduit avec une simulation numérique a proposé d’étendre ces analyses segmentaires aux acquisitions 3D. Chez des patients hypertendus, il a été noté une diminution des vitesses longitudinales (Sa et Ea) mesurées par Doppler tissulaire qui contrastaient avec un strain circonférentiel normal : les auteurs en ont déduit que les anomalies longitudinales précèdent les anomalies transversales. Une autre série montre une relation inverse entre la vitesse longitudinale et la masse ventriculaire ou l’existence d’une insuffisance cardiaque diastolique. Sur des cardiomyopathies hypertrophiques, dans une série pédiatrique avec fonction systolique normale, la vitesse et le strain sont apparus diminués. Le suivi de texture a montré une augmentation de la fonction de la paroi latérale après une alcoolisation septale réussie. À l’opposé, un strain radial abaissé est un facteur prédictif indépendant d’une altération de la VO2max chez ces patients. Plusieurs nouveaux indices d’asynchronisme ont été proposés en s’appuyant sur la chronologie du strain longitudinal. Les analyses en speckle tracking ont été étudiées pour détecter précocement les effets délétères des chimiothérapies sur le myocarde. Le 2D strain rate révèle un asynchronisme sur la paroi du ventricule droit en cas d’hypertension artérielle pulmonaire. L’analyse par speckle tracking des mouvements des parois de l’oreillette montre une variation de la fonction en fonction de l’âge. Cette méthode a aussi été testée sur l’aorte pour évaluer la rigidité vasculaire. Un travail sur les facteurs préopératoires associés à une bonne récupération de la fraction d’éjection après plastie mitrale vient mettre quelques bémols sur l’enthousiasme général : les dimensions télésystoliques restent les plus performantes. Analyse de la torsion du ventricule gauche La torsion du ventricule gauche est, grâce au speckle tracking, un phénomène physiologique mesurable : en obtenant des coupes petit axe à deux niveaux du ventricule et en connaissant la distance qui sépare les deux plans, on peut calculer des degrés par centimètre. Ce phénomène a été corrélé à la fonction systolique du ventricule sur des modèles animaux et à la pression auriculaire gauche mesurée de façon non invasive sur une série de sujets témoins. En comparant des cardiomyopathies restrictives et des péricardites constrictives, il a été montré que les premières altèrent la fonction longitudinale alors que les dernières affectent les vélocités circonférentielles et la torsion. Le pourcentage de transmuralité et l’extension des séquelles d’infarctus a un impact sur la torsion du ventricule gauche. L’optimisation des réglages des pacemaker biventriculaires débouche sur une augmentation de la torsion du ventricule gauche. Chez des patients hypertendus sans hypertrophie ventriculaire, on peut noter un retard de la détorsion protodiastolique. Dans les cardiomyopathies hypertrophiques, la torsion reste normale alors que la fonction longitudinale est abaissée. Sur une série de marathoniens, il a été trouvé, immédiatement après la course, une élévation du NT-proBNP mais une préservation de la torsion apicale. Analyse des asynchronismes Deux études utilisant l’échocardiographie sous dobutamine ont montré un lien entre la réserve contractile avant resynchronisation et le remodelage ventriculaire positif après mise en place de la stimulation biventriculaire (figure 5). Figure 5. Asynchronisme : exemple de décalage entre les vitesses septales (en jaune) et les vitesses latérales (en vert) par Doppler tissulaire couleur. Cet impact sur la viabilité est confirmé par un travail qui a quantifié l’importance de la cicatrice postinfarctus par médecine nucléaire. Concernant l’identification des répondeurs, une étude conclut à la supériorité de la mesure de la déviation standard en termes de reproductibilité, une autre souligne que plusieurs paramètres sont indépendants de la machine utilisée. Cependant, comparativement à ces données et à beaucoup de publications, certaines voix discordantes s’élèvent à propos de la validité de l’échographie pour la sélection des patients bénéficiant d’une resynchronisation. Une étude australo-anglaise montre le manque de robustesse de plusieurs indices échographiques. Une analyse de 250 asynchronismes a, de façon similaire, montré un manque de reproductibilité. Enfin, deux études ont porté sur la réduction de l’insuffisance mitrale fonctionnelle après resynchronisation, montrant le rôle du muscle papillaire postérieur. Chacune des nouvelles méthodes (speckle tracking et écho 3D) a été testée pour quantifier les asynchronismes.   L’échographie 3D temps réel L’échocardiographie 3D temps réel suppose de lourds investissements en termes de développements technologiques : depuis l’ACC, trois industriels majeurs sont présents dans ce domaine. L’échocardiographie 3D transthoracique a été utilisée pour réaliser un bilan de faisabilité de plastie mitrale et donc comparée à l’ETO (figure 6) : dans quelques cas, la technologie 3D a apporté des informations supplémentaires. Une équipe a utilisé l’échocardiographie 3D pour préciser le mécanisme des insuffisances mitrales fonctionnelles. Un travail utilisant une sonde œsophagienne matricielle s’est intéressé à la dynamique de l’anneau mitral dans les prolapsus valvulaires mitraux. Une autre étude s’est intéressée au couplage aorte-mitrale. Enfin, un travail a été consacré au changement de géométrie après plastie tricuspide. Figure 6. Echo 3D : reconstruction au niveau des commissures mitrales. La faisabilité d’une analyse en 3D de la perfusion myocardique a été rapportée. Cependant, on peut craindre un optimisme exagéré face à une série de patient très échogènes. En effet, l’analyse en routine de la perfusion dans une population standard rencontre encore des difficultés en échographie 2D. En combinant l’échographie 3D avec une détection de l’endocarde, un nouvel indice de sphéricité a été proposé. La même technique de suivi tridimensionnel de l’endocarde a été utilisée pour évaluer l’asynchronisme, y compris chez les patients ayant un QRS fin. Enfin, elle a servi à calculer une fraction d’éjection instantanée qui a une valeur pronostique dans le postinfarctus ou dans les sténoses aortiques.   L’analyse des pressions de remplissage L’analyse des pressions de remplissage par Doppler et en particulier le rapport E/Ea datent d’un peu plus de 10 ans mais ils suscitent encore un intérêt scientifique assez vif : cette méthode semble traverser avec succès l’épreuve du temps qui a vu tant de post-traitements disparaître après un enthousiasme passager. Sur 488 patients diabétiques, il a été trouvé un changement des pressions de remplissage (évaluées par le rapport E/Ea) en fonction de l’ancienneté de la maladie. Le rapport E/Ea mesuré sur la paroi latérale permet une évaluation des pressions de remplissage après infarctus du myocarde, quelle que soit la localisation de la séquelle de nécrose. Sur un millier de sujets âgés, il a été trouvé un lien entre une élévation des pressions de remplissage mesurée par le rapport E/Ea et la survenue d’un accident cardiovasculaire au cours du suivi. Un travail mené sur plus de 1 200 échocardiogrammes propose de compléter les calculs du rapport E/Ea par le rapport A/Aa, chez les patients en rythme sinusal. La valeur du rapport E/Ea en cas d’arythmie complète par fibrillation auriculaire a été confirmée par une série dans laquelle les corrélations ont été bonnes avec la pression capillaire mais meilleure encore avec la pression télédiastolique. Sur une série de 235 patients ayant fait un premier infarctus du myocarde, la valeur pronostique du rapport E/Ea a été très forte, supérieur même à la fraction d’éjection dans une analyse multivariée.   Le contraste du VG et du myocarde Les produits de contraste qui traversent la barrière pulmonaire connaissent, actuellement, une période difficile en raison d’effets indésirables déclarés après leur enregistrement par les agences et conduisant à un suivi strict : on ne peut pas exclure des restrictions en termes de prescription. Ces menaces posent des interrogations pour l’avenir mais le présent scientifique reste tout à fait significatif. Une étude sur 436 patients consécutifs ayant des échocardiogrammes difficiles a montré une modification significative des conclusions diagnostiques en comparant les interprétations avant et après injection de contraste. Un travail sur des patients avec infarctus du myocarde a, de nouveau, montré l’apport du contraste pour le diagnostic de thrombus quand les images de bases sont douteuses (figure 7). En termes de perfusion myocardique, une étude multicentrique réalisée dans le domaine du postinfarctus a mis en évidence un lien entre une amélioration constatée au cours de la première semaine et le pronostic à 6 mois. Un autre travail utilisant la perfusion myocardique mesurée par échographie a montré une différence entre les sus-décalages persistants et les sus-décalages transitoires après recanalisation. Figure 7. Contraste : image d’opacification ventriculaire et de perfusion myocardique. Un travail combinant opacification cavitaire et analyse de la perfusion myocardique au cours d’échocardiogramme à l’effort (540 patients) a montré la forte valeur prédictive de cette technique chez les patients se présentant avec une douleur thoracique. Une étude assez proche, réalisée sur 256 échocardiogrammes de stress (sous dobutamine), a tenté d’identifier la part respective des informations issues du mouvement et des données de perfusion.   En pratique   Le speckle tracking a occupé le devant de la scène avec de nombreux travaux et applications variées. Il donne, de fait, accès à de nouveaux paramètres physiologiques. Ce jaillissement a probablement été favorisé par le fait que cette méthode peut être appliquée à des boucles DICOM archivées, d’où l’accumulation rapide de données. Feu de paille ou lame de fond : l’avenir dépendra de la robustesse de la méthode chez les patients peu échogènes. La torsion du ventricule gauche pourrait être difficile à diffuser largement à cause de la grande hétérogénéité base-pointe. L’analyse des asynchronismes n’a pas encore atteint la phase de consensus : l’avenir pourrait résider dans des combinaisons d’index. L’échographie 3D voit le nombre d’industriels impliqués s’agrandir. Son développement en routine dépendra de la poursuite des évolutions en termes de qualité d’image. La mesure des pressions de remplissage traverse avec succès l’épreuve du temps : elle devrait faire partie de tout examen échocardiographique complet. Reste le contraste gauche : des années de recherche et de développement sont actuellement fragilisées par quelques événements indésirables en cours d’analyse.