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Technique

LVEF can be calculated using various modalities, either subjectively by using visual estimation or objectively by quantitative methods. The preference is to employ quantitative measures to assess LVEF to minimize variability and favor more precision and accuracy in the measurement.

Non-invasive assessment modalities include:

  • Echocardiography
  • Magnetic resonance imaging (MRI)
  • Computed tomography (CT)
  • Gated equilibrium radionuclide angiography (multiple-gated acquisition scan)
  • Gated myocardial perfusion imaging with either single-photon emission computed tomography (SPECT) or positron emission tomography (PET)

Invasive assessment modalities include:

  • Left ventricular contrast ventriculography during invasive catheterization

Echocardiography: Actuellement, différentes méthodes peuvent être utilisées pour mesurer la FEVG par échocardiographie. Les méthodes utilisées diffèrent les unes des autres en fonction du type d’image échocardiographique utilisé (mode M, bidimensionnel ou tridimensionnel), et des équations utilisées pour déterminer les volumes du ventricule gauche (VG). Les mesures obtenues peuvent être des mesures linéaires (unidimensionnelles), de surface (bidimensionnelles) ou de volume (tridimensionnelles). L’absence de radiations ionisantes joue en faveur de l’échocardiographie. La méthode biplan des disques (règle de Simpson modifiée) est la méthode bidimensionnelle actuellement recommandée pour évaluer la FEVG. Les autres méthodes énumérées ci-dessous qui reposent fortement sur des hypothèses géométriques (c’est-à-dire les quinones modifiées, le modèle ellipsoïde, le modèle hémisphère-cylindre) ne sont plus recommandées en pratique clinique pour l’estimation de la FEVG.

Échocardiographie en mode M et en deux dimensions :

  • La méthode de Simpson modifiée (méthode biplan des disques) est une modalité qui nécessite des tracés de surface de la cavité du VG. La société américaine d’échocardiographie recommande cette méthode pour mesurer la FEVG. Cette méthode nécessite la mesure de la FEVG en traçant le bord endocardique dans les vues apicales à quatre chambres et à deux chambres en fin de systole et en fin de diastole. Ces tracés divisent finalement la cavité du ventricule gauche en un nombre prédéterminé de disques (généralement 20). Les volumes des disques sont basés sur les tracés obtenus lors de l’étude. Par rapport à la méthode de Quinones modifiée, moins d’hypothèses géométriques de la forme du VG sont nécessaires. Cette modalité mesure directement la contribution de la contraction longitudinale. Puisque le traçage complet du bord de la cavité du LV n’est pas effectué, certaines hypothèses géométriques doivent être faites.
  • La méthode de Quinones modifiée utilise des mesures linéaires. Cette méthode emploie des mesures uniques de la cavité du LV dans le ventricule moyen en fin de diastole et en fin de systole et peut être employée en utilisant l’imagerie en mode M ou en deux dimensions. Les calculs de volume dérivés de mesures linéaires peuvent être inexacts car ils reposent sur l’hypothèse d’une forme géométrique fixe du ventricule gauche, telle qu’un ellipsoïde allongé, qui ne s’applique pas à une variété de pathologies cardiaques. La méthode de Quinones pour calculer les volumes du VG à partir des dimensions linéaires du VG n’est plus recommandée pour une utilisation clinique.

Les algorithmes à partir desquels la FEVG totale, le VDE et le VSE peuvent être calculés sont :

  1. Règle de Simpson modifiée : Le ventricule gauche est considéré comme la somme d’un cylindre (de la base du cœur à la valve mitrale), d’un cône tronqué (du niveau de la valve mitrale au niveau des muscles papillaires), et d’un autre cône attribué à l’apex cardiaque. Ces trois sections ont été supposées être de hauteur égale.
  2. Un modèle d’ellipsoïde utilisant des données biplan : Deux plans d’écho perpendiculaires (la valve mitrale et la vue apicale) ont été substitués à deux projections angiographiques. Le petit axe (septal-postérolatéral) du plan apical est dérivé de la surface de l’image et de sa plus grande longueur. Pour ce modèle, le plan mitral est supposé être à mi-chemin entre la base et l’apex. Le petit axe du plan mitral est dérivé de l’aire et de la dimension septale-postéro-latérale de l’image du congé mitral.
  3. Un modèle ellipsoïde utilisant des données à plan unique : L’aire et la longueur de l’image échocardiographique apicale ont été substituées dans l’équation standard aire-longueur à plan unique.
  4. Un modèle hémisphère-cylindre utilisant des données biplan : La surface de la section transversale au niveau de la valve mitrale et le long axe de la vue apicale ont été utilisés pour résoudre le volume d’un cylindre coiffé à une extrémité par un hémisphère dont la surface de base et la hauteur sont égales à celles du cylindre.
  5. Un modèle ellipsoïde modifié utilisant des données unidimensionnelles : La dimension de la paroi septale-postérieure a été substituée dans une formule décrite par Teichholz basée sur un modèle ellipsoïde où le grand axe est une fonction variable dérivée du petit axe mesuré, D. 2(7,0/2,4+D)D. Cette formule est destinée à compenser la déviation du modèle ellipsoïdal observée dans les ventricules exceptionnellement grands et petits. La méthode de Teichholz pour calculer les volumes du VG à partir des dimensions linéaires du VG n’est plus recommandée pour une utilisation clinique.

Échocardiographie tridimensionnelle : Comme l’écho tridimensionnelle ne nécessite pas d’hypothèses géométriques, on estime qu’il s’agit du moyen optimal de mesurer la FEVG à l’aide de l’échocardiographie. La FEVG dérivée de cette modalité nécessiterait principalement que les données soient obtenues sur plusieurs battements cardiaques à l’aide de sondes d’imagerie tridimensionnelle spéciales. Contrairement aux autres techniques échocardiographiques en mode M et en deux dimensions, les méthodes tridimensionnelles donnent une explication minimale de la forme de la cavité ventriculaire gauche. Par rapport aux autres méthodes échocardiographiques, la modalité tridimensionnelle est connue pour être plus précise et beaucoup moins variable, car la totalité de la cavité du VG est détectée.

Image par résonance magnétique : La FEVG peut être obtenue par IRM en utilisant des méthodes manuelles, semi-automatiques ou automatisées. La méthode de sommation des disques de Simpson utilise les images de précession libre en régime permanent en ciné à axe court du LV pour obtenir la FEVG. Des images à axe court sont obtenues pendant la phase de fin de systole et de fin de diastole. Les limites de l’endocarde du VG sont tracées manuellement sur chaque image à axe court pour obtenir la surface de la cavité ventriculaire pour chaque coupe. En multipliant la surface du tracé pour chaque tranche d’image par l’intervalle de tranche (écart d’image + épaisseur de tranche), on obtient le volume de la tranche. Le volume du ventricule gauche est ensuite obtenu par l’addition des volumes des tranches. La forme du ventricule gauche doit être déterminée dans cette technique car la totalité de la cavité ventriculaire gauche est tracée. Un bord endocardique bien défini peut être obtenu avec l’utilisation d’un contraste élevé. Le calcul de la FEVG avec l’IRM ne nécessite pas nécessairement l’utilisation de rayonnements ionisants ou d’un produit de contraste.

TDM : Le manque de contraste entraîne une mauvaise différenciation sur les images TDM non contrastées. Par conséquent, on utilise un produit de contraste iodé qui aide à différencier les frontières sanguines et endocardiques. On utilise des méthodes automatisées qui dépendent des mesures de l’unité Hounsfield. Ces mesures et le contraste jouent un rôle important pour différencier la cavité du ventricule gauche de l’endocarde. La FEVG peut être calculée en utilisant la méthode de Simpson. Cela implique de générer et de tracer des images cinétiques reconstruites à axe court du cœur. La détermination de la forme du ventricule gauche est essentielle car cette technique implique le traçage de toute la cavité du ventricule gauche en utilisant la méthode de Simpson. La définition de la limite endocardique est directement liée au moment où le bolus de contraste est administré. Contrairement à l’IRM, les images CT sont obtenues avec une seule inspiration. Cependant, il faut tenir compte de la mauvaise fonction rénale du patient et des allergies au contraste lors de l’utilisation du produit de contraste qui peuvent limiter l’utilisation de cette modalité.

Imagerie cardiaque nucléaire : Il existe différentes techniques pour calculer la FEVG. Les deux modalités d’imagerie cardiaque nucléaire les plus couramment employées pour calculer la FEVG sont l’angiographie radionucléide à l’équilibre gated (balayage à acquisition multiple) et l’imagerie de perfusion myocardique gated avec soit une tomographie par émission de photons uniques (SPECT), soit une angiographie radionucléide par tomographie par émission de positons (PET).

Angiographie radionucléide : Il s’agit d’une technique dans laquelle les globules rouges du patient sont marqués au pertechnétate de technétium 99m. Des images planaires du ventricule gauche sont obtenues. Cependant, des images SPECT peuvent également être obtenues. L’imagerie planaire pour calculer la FEVG nécessite de différencier le ventricule gauche et le ventricule droit avec une projection oblique antérieure gauche. La région d’intérêt du ventricule gauche est déterminée, puis les comptes de radioactivité dans cette région sont analysés. L’analyse des comptes de radioactivité dans cette région identifiée est importante car cette technique étudie les changements de radioactivité dans le ventricule gauche entre la phase endo-systolique et la phase endo-diastolique au lieu de mesurer réellement les volumes du ventricule gauche. Le guidage par ECG est utilisé pour déclencher l’acquisition d’images sur plusieurs cycles cardiaques. Chaque cycle cardiaque est ensuite séparé en un nombre prédéterminé d’intervalles (16 ou 32), correspondant au nombre de trames (images) par cycle cardiaque. La trame avec le compte le plus élevé représente la fin de la diastole et la trame avec le compte le plus bas représente la fin de la systole.

La FEVG peut être calculée à partir de l’équation suivante : Comptes nets dans le cadre de la fin de la diastole – comptes nets dans le cadre de la fin de la systole / comptes nets dans la fin de la diastole. Les comptes nets sont déterminés en soustrayant les comptes d’une région d’intérêt de fond (à côté du ventricule gauche) des comptes LV mesurés. Cette technique peut être réalisée en particulier chez les patients dont l’habitus corporel limite l’utilisation d’autres modalités. Elle peut être utilisée au cours d’une chimiothérapie cardiotoxique et/ou après une irradiation du thorax antérieur ou gauche lorsque l’échocardiographie n’a pas été utile. L’angiographie par radionucléide est également recommandée lorsque l’échocardiographie s’est avérée inadéquate (par exemple, en cas de BPCO, d’obésité) ou en présence d’anomalies significatives du mouvement de la paroi au repos ou de géométrie déformée. Il n’y a pas de contre-indications à cette modalité.

Technique de tomographie par émission monophotonique et de tomographie par émission de positons à perfusion myocardique marquée : Un agent de perfusion myocardique radiomarqué tel que le sestamibi ou la tétrofosmine radiomarqués au technétium 99m est initialement injecté au patient. L’ammoniac, le rubidium ou le fluorodésoxyglucose peuvent être utilisés comme agents d’imagerie. La FEVG peut être calculée en même temps que l’étude de perfusion myocardique. Cela permet d’analyser la fonction et la perfusion en un seul test. Les agents d’imagerie pénètrent dans le myocarde une fois injectés dans le patient. On obtient alors des images à saturation ECG. Le déclenchement ECG permet de diviser le cycle cardiaque en un nombre pré-calculé de trames (images) pour chaque cycle (8 ou 16). Le logiciel de détection automatique des bords joue un rôle important dans l’analyse des données tridimensionnelles reconstruites pour déterminer la FEVG. Cette technique nécessite un ensemble de données tridimensionnelles à partir desquelles il faut déterminer les hypothèses de la cavité du ventricule gauche. La frontière entre le myocarde élevé du VG et la cavité du VG pauvre en nombre peut être différenciée par le logiciel utilisé dans la technique. Le VDE et le VSE sont les deux variables importantes qui peuvent être obtenues en calculant le volume de la cavité du VG pendant chaque trame du cycle cardiaque.

Ventriculographie de contraste du ventricule gauche pendant le cathétérisme invasif : Cette technique nécessite un cathéter en queue de cochon pour injecter un produit de contraste dans la cavité ventriculaire. Cette position opacifie la cavité de la partie basale jusqu’à l’apex, ne gêne pas l’appareil sous-valvulaire mitral, et provoque peu d’activité ectopique ventriculaire. L’oblique droit à 30 degrés et l’oblique antérieur gauche à 60 degrés sont les vues les plus couramment utilisées. La vue oblique antérieure droite est moins chère et utilise moins de radiation, et est donc plus couramment utilisée. Plusieurs méthodes géométriques ont été développées pour aider à déterminer la FEVG. Ces méthodes sont basées sur la détermination des volumes ventriculaires à l’aide de modèles mathématiques qui supposent que la cavité ventriculaire est symétrique. Dans un premier temps, le VSE et le VDE sont calculés, ce qui permet ensuite de déterminer la FEVG. La méthode du disque (règle de Simpson) et la méthode surface-longueur de Dodge-Sandler sont les méthodes mathématiques les plus couramment utilisées. La méthode de Dodge-Sandler est la plus utilisée car le ventricule gauche ressemble à une ellipse en vue oblique antérieure droite à 30 degrés et en vue oblique antérieure gauche à 60 degrés. De ce fait, l’axe longitudinal de la cavité ventriculaire coïncide avec l’axe longitudinal de cette forme. Le volume ventriculaire est obtenu en calculant le volume de l’ellipsoïde.