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Échocardiographie

30 mai 2006

Quand demander un écho-Doppler artériel des membres supérieurs ?

P. BONNIN, hôpital Lariboisière, Paris

L’objectivation du collapsus positionnel de l’artère sous-clavière dans ses passages des défilés cervico-thoraciques domine la prescription d’un examen écho-Doppler artériel des membres supérieurs. Cet examen est aussi indiqué pour la reconnaissance d’un vol vertébro-sous-clavier dans le cadre d’une pathologie sténosante, athéromateuse de l’artère sous-clavière prévertébrale, préscalénique, l’appréciation de la baisse de perfusion distale chez les patients atteints de syndrome ou maladie de Raynaud, la recherche de la perméabilité des arcades palmaires.

L'échographie donne une analyse morphologique des parois et des lésions pariétales. L’effet Doppler analyse les vitesses circulatoires, donc la perfusion. Il authentifie de façon hémodynamique les compressions artérielles positionnelles comme les sténoses et apprécie leur retentissement régional d’aval. Les vitesses sanguines sont mesurées en différents sites, les indices de résistances calculés, les pressions systoliques humérales mesurées et toute une sémiologie est développée caractérisant les modifications de la fonction circulatoire.   Hémodynamique artérielle des membres supérieurs L’artère sous-clavière présente un pic de vitesse systolique (60-80 cm/s-1) avec un temps d’ascension systolique court (< 0,07 s) suivi d’un petit reflux protodiastolique et de vitesses diastoliques faibles, voire nulles (figure 1), chez un patient en conditions de neutralité thermique (température ambiante de 22-25°C, peu vêtu). Figure 1. Courbe vélocimétrique normale enregistrée au Doppler pulsé avec analyse spectrale d’une artère sous-clavière. Lors de l’exposition à la chaleur, les commandes nerveuses de la thermorégulation provoquent une vasodilatation artérielle cutanée de la face et des membres supérieurs afin d’augmenter le débit sanguin cutané donc le transport de chaleur du centre vers la peau, lieu de diffusion calorique vers le milieu ambiant, afin de maintenir la température centrale autour de 37 °C. La déperdition calorique est plus efficace encore lorsque la sudation est sollicitée. La vasodilatation est plus importante à la main qu’à l’avant-bras, à l’avant-bras qu’au bras. Elle est alors décelable à l’enregistrement des flux dans les artères du membre supérieur et se caractérise par une augmentation des vitesses plus importante en diastole (D) qu’en systole (S), une diminution des indices de résistance (S-D/S). Lors de l’exposition au froid, pour garder la chaleur corporelle et limiter la déperdition de chaleur, la commande nerveuse provoque une vasoconstriction cutanée pour obtenir une réduction du débit sanguin cutané. Les indices de résistance sont alors élevés et le flux peut se réduire à un simple pic systolique étroit et de faible amplitude. Comme les artères radiale ou cubitale irriguent des territoires essentiellement cutanés, les modifications des vitesses circulatoires y seront importantes ; comme l’artère humérale irrigue des territoires mixtes cutanés et musculaires, les modifications y seront moins marquées. Lors de la pratique d’un examen écho-Doppler des membres supérieurs, il est important d’évaluer les modifications des flux artériels en fonction de l’état de « confort thermique » du patient.   Modifications de l’hémodynamique locale en rapport avec une compression extrinsèque ou une sténose artérielle Lorsqu'il existe une compression ou une sténose modérée (réduction d’au moins 50 % de la surface de section circulante) une accélération localisée apparaît, enregistrable au Doppler. Le gradient de pression dynamique « transsténotique » est faible car l’énergie potentielle (pression dynamique), transformée en énergie cinétique en regard de la sténose (accélération du déplacement du sang) est totalement restaurée en aval de la sténose. Les flux d’aval restent normalement modulés et les pressions systoliques humérales symétriques. En cas de limitation de la lumière vasculaire perméable > 70-80 %, les vitesses in situ s’élèvent plus encore. Il existe une perte d’énergie par dissipation sous forme de frottements, de son et de chaleur. La restitution en énergie potentielle en aval est alors incomplète et responsable d’un gradient de pression trans-sténotique. La pression de perfusion d’aval chute et une asymétrie des pressions systoliques humérales apparaît. Les résistances artériolaires s’abaissent pour conserver un débit sanguin malgré la baisse de la pression de perfusion et les courbes vélocimétriques se déforment, sont démodulées et amorties : baisse des vitesses systoliques et augmentation des temps d’ascension systolique, apparition de vitesses diastoliques positives et baisse des indices de résistance.   Réalisation d’un examen écho-Doppler des artères des membres supérieurs   Matériel d’examen. Deux appareils distincts sont successivement utilisés : - l’appareil Doppler continu permet l’enregistrement des courbes vélocimétriques puis la mesure des pressions systoliques humérales. On utilise une sonde de 4 MHz pour l’examen des artères axillaires et sous-clavières et une sonde de 8 MHz pour les axes distaux. L’aspect des courbes vélocimétriques et la valeur des pressions systoliques renseignent déjà sur l’état du système artériel et guident avantageusement la réalisation de l’imagerie ultrasonore. Une sonde de Doppler continu est plus facile à manipuler qu’une sonde d’échoDoppler, et c’est avec le Doppler continu que les manœuvres positionnelles sont effectuées avec efficacité pour mettre en évidence un arrêt circulatoire par collapsus artériel ; - l’appareil écho-Doppler. Les structures vasculaires et para-vasculaires sont visualisées à l’aide de sondes sectorielles de fréquences 7,5 à 10 MHz pour les axes sous-claviers, les artères axillaires, humérales radiales et cubitales. On insiste toujours sur les sites électifs de collapsus possible des artères sous-clavières à leur passage des défilés cervico-thoraciques. Le patient est installé en décubitus dorsal, l’opérateur se place sur le côté, ou bien le patient est installé en position assise, l’opérateur se positionne face à lui. Protocole d’examen. Les flux sont enregistrés au Doppler continu et comparés entre les deux membres supérieurs, des artères sous-clavières aux artères radiales et cubitales. L’examen est complété par « l’écoute » des artères interdigitales entre les métacarpes, puis des flux pulpaires, la sonde Doppler étant alors placée, non à l’extrémité du doigt, mais au milieu de la face pulpaire des dernières phalanges. La pression systolique humérale est mesurée aux deux bras à la recherche d’une asymétrie de pression systolique (différence d’au moins 20 mmHg). L’analyse de la paroi des artères sous-clavières, à leur passage dans les défilés, puis des artères axillaires, humérales et distales est assurée en échographie ; le Doppler couleur et le Doppler pulsé activés sur les lésions visualisées permet d’assurer la relation de cause à effet.   Syndrome de la traversée thoraco-brachiale Le syndrome de la traversée thoraco-brachiale correspond à la compression des structures vasculaires ou nerveuses dans les défilés intercosto-scalènique ou costo-claviculaire, à l’origine de manifestations à type de fourmillements, de fatigabilité dont on recherchera toujours le caractère lié à la position élevée des membres supérieurs. La compression de l’artère sous-clavière est rare (2 % des cas). La compression du plexus brachial est beaucoup plus fréquente. Un troisième défilé peut être décrit, l’espace sous-pectoral entre le grill costal et le muscle petit pectoral tendu entre les 3e, 4e et 5e côtes et l’apophyse coracoïde (omoplate). C’est l’hypertrophie, rare, du petit pectoral qui peut réduire l’espace et provoquer la compression de l’artère axillaire (figure 2). Figure 2. Schéma anatomique des vaisseaux sous-claviers : rapports avec les structures osseuses et musculaires adjacentes dans les différents défilés cervico-thoraciques. 1) défilé inter-costo-scalénique, 2) défilé costo-claviculaire, 3) défilé costo-pectoral. Le défilé intercosto-scalénique est constitué du muscle scalène antérieur en avant, du muscle scalène moyen en arrière et du bord supérieur de la première côte en bas. Dans cet espace prismatique, l’artère sous-clavière chemine dans l’angle antéro-inférieur, elle y est maintenue par des ponts fibreux et décrit une courbure concave vers le bas correspondant au contournement de la première côte, une courbure concave vers l’avant correspondant au contournement de l’insertion du muscle scalène antérieur sur la première côte. C’est la contraction du scalène antérieur qui peut venir comprimer l’artère sous-clavière sur la première côte, ce d’autant qu’il existe une anomalie anatomique venant modifier la forme du défilé : - côte cervicale, - apophysomégalie de la vertèbre C7, - agénésie de la première côte qui se comporte comme une côte cervicale car très surélevée par rapport à une côte normale alors qu’elle est prolongée par un tractus fibreux vers le sternum. L’artère sous-clavière présente alors souvent un aspect de baïonnette au passage du défilé, voire une anomalie pariétale à l’origine d’une sténose avec accélération locale (figure 3 à 5). Figure 3. Coupe échographique longitudinale de l’artère sous-clavière gauche (abord par le creux sus-claviculaire). L’artère présente une forme de baïonnette et une compression entre la première côte en dessous de l’artère et le muscle scalène antérieur en avant et en haut de l’artère.   Figure 4. Doppler couleur de l’artère sous-clavière montrant un aliasing en rapport avec une sténose.   Figure 5. Accélération à plus de 2 m.s-1 avec désorganisation du spectre des vitesses sur une sténose de l’artère sous-clavière. Le défilé costo-claviculaire est limité par la clavicule en haut et en avant, et le grill costal en bas et en arrière. L’artère peut être collabée en position d’abduction du bras entre ces deux structures osseuses et les éléments musculaires adjacents, le muscle petit pectoral par exemple, surtout lorsque les éléments musculaires sont hypertrophiés. Dans ces deux défilés, l’artère peut être lésée par le traumatisme incessant que représente chaque mouvement du bras, il peut se former une dilatation poststénotique, voire un véritable anévrisme (figure 6). Une ulcération peut apparaître avec possibilité de thrombose pariétale à l’origine d’un syndrome de Raynaud ou d’une thrombose artérielle aiguë, catastrophique, avec ischémie aiguë de membre. Figure 6. Dilatation post-sténotique de l’artère sous-clavière (7,7 mm) pour un diamètre en amont de la sténose à 3,7 mm. Pour reconnaître l’origine artérielle, le flux artériel huméral est enregistré alors que le patient effectue des manœuvres dynamiques positionnelles avec le bras. Une diminution puis un arrêt circulatoire traduit le collapsus de l’artère sous-clavière. L’abolition du flux est anormale lorsque les mouvements sont d’amplitude faible ou moyenne. L’abolition survenant en hyper abduction est normale chez 30 à 50 % des sujets normaux. Il existe de nombreuses manœuvres qui mobilisent un défilé plutôt qu’un autre. La plus utilisée, qui mobilise l’ensemble des défilés, est la manœuvre d’Adson (abduction rétropulsion du bras, main derrière la nuque, rotation controlatérale de la tête, inspiration profonde). Cependant, la manœuvre la plus adaptée mime le mouvement qui entraîne la gêne fonctionnelle du patient, l’opérateur vérifie alors l’extinction du flux artériel dans le membre supérieur pour la position incriminée.   Syndrome de Raynaud L’augmentation du tonus vasomoteur sur les petits vaisseaux et la raréfaction capillaire provoquent une augmentation majeure des résistances artérielles locales aux membres supérieurs comme aux membres inférieurs. La capillaroscopie périunguéale montre une baisse du nombre de capillaires et des anomalies de leur morphologie. Les débits de perfusion sont diminués et les vitesses circulatoires sont altérées avec présence d’un simple pic de vitesse systolique court et de faible amplitude, suivie d’une vitesse nulle prolongée en diastole. Ces modifications sont retrouvées à tous les étages et plus prononcées encore sur les artères de l’avant-bras, les artères interdigitales ; les pouls pulpaires sont alors souvent absents. L’exposition à la chaleur des mains et des avant-bras n’entraîne pas ou peu d’augmentation des vitesses systoliques ou diastoliques car la vasodilatation locale est peu efficace sur un lit artériel et capillaire raréfié. Au contraire, dans la maladie de Raynaud, seul un trouble fonctionnel constitue l’atteinte microvasculaire, alors que le nombre de vaisseaux et de boucles capillaires est normal. Si les vitesses sont faibles lors de l’examen des artères des membres supérieurs en condition de neutralité thermique, elles augmentent lors de l’exposition au chaud jusqu’à des valeurs normales. Le trouble fonctionnel consiste en un décalage de la réponse vasomotrice ; le niveau de vasodilatation artériolaire est identique à celui des sujets normaux pour des températures cutanées plus élevées.   Vol vertébro-sous-clavier On recherche un vol vertébro-sous-clavier chez des patients qui présentent une sténose serrée de l’ostium de l’artère sous clavière. Il peut être à l’origine de vertiges, de pertes de connaissance, dont on recherche le caractère provoqué par l’activité musculaire du membre supérieur, sans caractère positionnel, du côté de la sténose. En effet, le membre supérieur, normalement irrigué par l’artère sous-clavière au repos et à l’exercice musculaire, n’est irrigué que pour partie par cette artère du fait de la sténose. Le déficit de perfusion artérielle du membre supérieur est alors pris en charge par l’artère vertébrale. En fonction du degré de sténose, ce déficit peut être absent au repos et n’apparaître que lors de l’activité musculaire, exercice d’un travail manuel, activité sportive ; l’augmentation de débit artériel vers le membre supérieur est alors assurée par l’artère vertébrale qui circule alors à contre-courant pour assurer l’hyperémie et l’augmentation de l’apport en oxygène. L’hémodétournement par l’artère vertébrale s’effectue à partir de l’artère vertébrale controlatérale, aux dépens du tronc basilaire, ce qui explique le vertige ou la syncope d’effort. Le déficit de perfusion peut être présent dès le repos si l’artère est très sténosée, voire thrombosée. Le flux dans l’artère vertébrale est alors rétrograde de façon permanente et augmente avec l’activité musculaire du membre. À l’écho-Doppler, l’analyse de la forme des courbes vélocimétriques dans les artères sous clavières et vertébrales est de grande importance et on prendra bien garde de noter le sens des flux dans l’artère vertébrale, au repos et lors de la pratique d’un test d’hyperémie réactive. Le test d’hyperémie réactive consiste à enregistrer le flux dans l’artère vertébrale, en circulation libre, pendant la pose durant 3 minutes et à la levée d’un garrot artériel placé sur le bras (figure 7). La pose du garrot exclut le territoire de l’avant-bras et de la main de la circulation ; le débit dans les artères d’amont diminue. Elle entraîne une hypoxie des territoires d’aval et une accumulation locale des produits du métabolisme : gaz carbonique, lactate, ions acides libres, etc., à l’origine d’une vasodilatation, d’un relâchement local des résistances artériolaires. La levée du garrot entraîne un afflux de sang à pression artérielle dans des territoires où les résistances artériolaires sont basses, le débit dans les artères d’amont augmente alors fortement, les vitesses circulatoires augmentent proportionnellement, jusqu’à restauration de la dette en oxygène et l’évacuation des produits du métabolisme local. Les résistances artériolaires, sous commande métabolique locale, sont ainsi restaurées en une à deux minutes pendant lesquelles on peut enregistrer l’élévation des vitesses au Doppler. Figure 7. Test d’hyperémie réactive au cours d’un vol vertébro-sous-clavière permanent. La sonde d’échoDoppler est placée sur l’artère vertébrale, le garrot sur le bras. En circulation libre, le flux dans l’artère vertébrale est rétrograde. Il diminue sous garrot artériel et se renforce à sa levée, démontrant bien la perfusion du membre supérieur par l’artère vertébrale. En cas de sténose modérée de l’artère sous clavière prévertébrale, son débit de base peut suffire à couvrir les besoins métaboliques de repos et le flux dans l’artère vertébrale sera alors antérograde, présentant les modifications en rapport avec la sténose d’amont. Ce n’est que lors de la manœuvre d’hyperémie réactive qui mime les effets de l’activité musculaire sur les résistances vasculaires locales que le flux dans l’artère vertébrale peut s’inverser par incapacité de l’artère sous-clavière à couvrir la demande de sang nécessaire à la couverture de la dette. En cas de sténose serrée, voire de thrombose, le flux est déjà inversé, rétrograde dans l’artère vertébrale pour assurer la perfusion du membre ; il augmente à l’épreuve d’hyperémie réactive. Certains préconisent une classification du vol vertébro-sous-clavier en fonction de l’aspect de la courbe vélocimétrique enregistrée dans l’artère vertébrale sans tenir compte de l’épreuve d’hyperémie. Quand la courbe est biphasique avec un pic de vitesse systolique antérograde vers le cerveau et des vitesses diastoliques rétrogrades vers le membre supérieur, le vol est dit intermittent. Quand les vitesses sont rétrogrades pendant tout le cycle vasculaire, le vol est dit permanent. Lors de l’épreuve d’hyperémie, le vol dit intermittent deviendra permanent au lâcher du garrot, le vol dit permanent montrera un renforcement des vitesses rétrogrades dans l’artère vertébrale. Dans les deux cas, cela prouve la perfusion du membre supérieur, pour partie ou en totalité, par l’artère vertébrale homolatérale à partir de l’artère vertébrale controlatérale.   Perméabilité des arcades palmaires La perméabilité des arcades palmaires superficielles et profondes est recherchée avant tout geste de ligature ou de prélèvement de l’artère radiale à des fins de pontage, voire de simple ponction pour coronarographie pour pallier toute complication occlusive. En situation anatomique normale, les artères digitales naissent de l’arcade palmaire superficielle et les artères métacarpiennes palmaires de l’arcade palmaire profonde. Ces arcades relient directement l’extrémité distale de l’artère radiale et de l’artère cubitale en dessous du carpe. Elles sont sujettes à de nombreuses variances anatomiques et peuvent être interrompues. Par exemple, l’artère radiale irrigue l’éminence thénar, le 1er et le 2e, voire le 3e doigt, l’artère cubitale n’irriguant alors que l’éminence hypothénar, le 5e, le 4e, voire le 3e doigt. Si l’artère radiale est occluse, les premiers doigts peuvent alors souffrir d’ischémie. Lors de la compression de l’artère radiale, l’écho-Doppler placé sur les artères interdigitales des premiers doigts montrera alors une abolition prolongée des flux, mettant en évidence l’interruption des arcades. Tout geste sur l’artère radiale est alors contre-indiqué.   En pratique   L’examen ultrasonore vasculaire est fiable dans les mains d’un opérateur expérimenté si l’on applique un protocole d’examen strict qui doit toujours suivre un raisonnement hémodynamique. Les courbes de vitesses, les indices de résistance sont-ils normaux ? Y a-t-il une asymétrie des pressions systoliques humérales ? Des manœuvres positionnelles des bras modifient-elles la perfusion ? Les modifications hémodynamiques correspondent-elles à des lésions anatomiquement décelables ? La connaissance de l’hémodynamique périphérique normale et pathologique est alors indispensable. L’examen ultrasonore est peu coûteux, facilement réalisable, il prend sa place dans la hiérarchie diagnostique au premier rang, avant les techniques d’artériographie, d’angio-IRM ou d’angio-scanner hélicoïdal.

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