© Jasmine Grenier Delaney, 2020
Comparaison entre l'aire valvulaire aortique projetée et
le score calcique de la valve aortique pour classifier et
prédire le devenir des patients atteints d'une sténose
aortique à bas débit et bas gradient - TOPAS phase III
Mémoire
Jasmine Grenier Delaney
Maîtrise en sciences cliniques et biomédicales - avec mémoire
Maître ès sciences (M. Sc.)
Comparaison entre l'aire valvulaire aortique projetée et
le score calcique de la valve aortique pour classifier et
prédire le devenir des patients atteints d'une sténose
aortique à bas débit et bas gradient - TOPAS phase III
Mémoire
Jasmine Grenier-Delaney
Sous la direction de :
Marie-Annick Clavel, directrice de recherche
Philippe Pibarot, codirecteur de recherche
ii
Résumés
La sténose aortique à bas débit et bas gradient (SA-BD-BG) peut s’accompagner d’une fraction d’éjection ventriculaire gauche altérée (SA-BD-BG classique) ou préservée (SA-BD-BG paradoxale). Elles constituent un sous-ensemble de patients très difficile à caractériser. En effet, le défi chez les patients avec une SA-BD-BG est de distinguer entre une SA sévère d’une SA pseudo-sévère. L’établissement de la sévérité exacte de la SA est importante, car les patients ayant une SA réellement sévère bénéficient généralement d’un remplacement valvulaire aortique, mais sans intervention, ceux-ci auront un très mauvais pronostic. Malheureusement, les critères mesurés à l’échocardiographie au repos et à l’effort, utilisés pour détecter la sévérité de la SA selon les guides de pratique actuels, ne sont pas optimaux et par conséquent, une certaine proportion de patients ne sont pas bien diagnostiqués et ne reçoivent pas la thérapie appropriée. Il a été démontré dans notre groupe que chez les patients atteints d’une SA-BD-BG, l’aire valvulaire aortique projetée (AVAProj), mesurée à l’aide d’une échocardiographie au repos et à l’effort, est un meilleur prédicteur de sévérité de la SA et de mortalité que les critères habituels mesurés lors de l’échocardiographie au repos et à l’effort. Par contre, l’échocardiographie à l’effort ne peut être faite chez tous les patients et parfois, elle conduit à des résultats qui sont non concluants. Le degré de calcification de la valve aortique, mesuré par tomodensitométrie, est un autre paramètre utilisé pour confirmer la sévérité de la SA, mais les seuils diagnostiques et pronostiques ne sont pas encore optimisés chez les patients atteints d’une SA-BD-BG.
Les hypothèses sont que l’aire valvulaire aortique projetée est équivalent au degré de calcification de la valve
aortique pour 1) évaluer la sévérité de la SA et 2) pour prédire la mortalité toute cause chez les patients atteints d’une SA-BD-BG.
L’objectif général de ce projet de maîtrise est de comparer l’aire valvulaire aortique projetée et le degré de
calcification de la valve aortique pour évaluer la sévérité de la SA et prédire le devenir des patients atteints d’une SA-BD-BG.
iii
Abstract
Low flow, low gradient aortic stenosis (LF-LG-AS) may occur with depressed (classical LF-LG-AS) or with preserved (paradoxical LF-LG-AS) left ventricular ejection fraction. This entity is really difficult to characterize. Indeed, the challenge in this subgroup is to discriminate between a true-severe versus a pseudo-severe AS. It is important to determine the exact severity of AS, because patients with a true-severe AS will benefit from an aortic valve replacement and without intervention, their prognostic will be extremely poor. Unfortunately, rest and stress echocardiographic criteria recommended by the actual guidelines for patients with LF-LG-AS to assess AS severity are far from being optimal, and consequently, a substantial proportion of these patients stays misevaluated and may thus not receive the optimal therapy. Our group found that in patients with LF-LG-AS, projected aortic valve area (AVAProj), measured under rest and stress echocardiography, better predicts underlying AS severity and survival compared to traditional echocardiographic parameters. However, stress echocardiography is not possible in some patients and AS severity often remains indeterminate. The degree of aortic valve calcification, calculated by multi-detector computed tomography may be useful to confirm AS severity, but the optimal cut off values are not well established in patients with LF-LG-AS.
The hypotheses related to this study are that projected aortic valve area is equivalent to the degree of aortic
valve calcification to 1) evaluate AS severity and 2) to predict all-cause mortality in patients with LF-LG-AS.
The general objective is to compare the projected aortic valve area and the degree of aortic valve calcification
iv
Table des matières
Résumés ... ii
Abstract ... iii
Table des matières ... iv
Liste des tables ... vii
Liste des figures ... viii
Liste des abréviations, sigles, acronymes ... ix
Remerciements ... xii Avant-propos ... xiv Introduction ... 1 1 Le cœur ... 1 2 La valve aortique ... 2 2.1 Anatomie ... 2
2.2 Histologie et composantes cellulaires ... 3
3 La sténose aortique ... 4 3.1 Étiologies et épidémiologie ... 4 3.2 Pathophysiologie ... 6 3.2.1 Histoire naturelle ... 6 3.2.2 Facteurs de risque ... 7 3.2.2.1 Facteurs cliniques ... 7 3.2.2.2 Facteurs génétiques ... 7 3.2.3 Mécanismes pathophysiologiques ... 8 3.2.3.1 Processus inflammatoire ... 9 3.2.3.2 Processus fibro-calcique ... 9
3.3 Impacts sur le ventricule gauche : Différents types de remodelage ... 10
3.4 Diagnostic clinique et symptômes ... 11
4 Différentes techniques d’imagerie pour évaluer la sévérité de la sténose aortique... 12
4.1 L’échocardiographie-Doppler ... 12
4.1.1 L’aire valvulaire aortique ... 12
4.1.2 La vélocité maximale du flux sanguin ... 13
4.1.3 Le gradient transvalvulaire aortique moyen ... 13
4.1.4 Rapport de vélocités Doppler ... 14
4.1.5 Grades de sévérité de la sténose aortique ... 14
v
4.2 Les paramètres de la fonction ventriculaire gauche ... 15
4.2.1 Le volume d’éjection du ventricule gauche ... 15
4.2.2 La fraction d’éjection du ventricule gauche ... 15
4.2.3 Limites et inconvénients ... 16
4.3 Discordance entre les paramètres hémodynamiques ... 17
4.3.1 Les causes d’une discordance gradient-AVA... 18
4.3.1.1 L’erreur de mesure ... 18
4.3.1.2 La petite taille ... 18
4.3.1.3 Le bas débit ... 18
4.3.1.4 L’hypertension artérielle non contrôlée ... 18
4.4 La tomodensitométrie ... 19
4.4.1 Le score calcique de la valve aortique ... 19
4.4.2 La densité calcique de la valve aortique ... 21
4.4.3 Limites et inconvénients ... 22
5 Traitement de la sténose aortique ... 23
5.1 Remplacement chirurgical de la valve aortique ... 23
5.2 Implantation percutanée d’une prothèse valvulaire aortique ... 24
6 Sténose aortique à bas débit et bas gradient ... 27
6.1 SA à bas débit et bas gradient de forme «classique» ... 27
6.2 SA à bas débit et bas gradient de forme «paradoxale»... 28
6.3 Problématique avec l’évaluation de la sévérité de la sténose: est-elle sévère ou pseudo-sévère ? 29 6.3.1 Échocardiographie de stress sous faible dose de dobutamine ... 29
6.3.2 L’aire valvulaire aortique projetée ... 31
6.3.3 Limites et inconvénients ... 32
6.3.4 La charge calcique dans la sténose à bas débit et bas gradient ... 32
7 Objectifs et hypothèses ... 33 7.1 Objectifs ... 33 7.2 Hypothèses ... 33 8 Article inséré ... 34 8.1 Résumé ... 35 8.2 Abstract ... 36 8.3 Introduction ... 37 8.4 Methods ... 38 8.4.1 Population ... 38
vi
8.4.2 Doppler Echocardiography ... 38
8.4.3 Multidetector Computed Tomography ... 39
8.4.4 Gold Standard of AS Severity ... 40
8.4.5 Statistical Analysis ... 40
8.5 Results ... 43
8.5.1 Study Population ... 43
8.5.2 Correlation Between Hemodynamic and Anatomic Parameters with AS Severity ... 46
8.5.3 Diagnostic Thresholds of AS Severity in Patients Who Underwent a Surgical AVR ... 48
8.5.4 Thresholds to Predict Mortality in Patients Under Medical Management ... 49
8.5.5 Overall Survival According to Prognostic Thresholds ... 50
8.6 Discussion ... 53 8.6.1 Assessment of AS severity ... 53 8.6.2 Prediction of Mortality... 53 8.6.3 Study Limitations ... 55 8.6.4 Conclusion ... 55 8.7 Supplementary Data ... 56 Discussion ... 57 Limitations ... 61 Conclusion ... 62 Bibliographie ... 63
vii
Liste des tables
Titre Page
Table 4.1 Grades de sévérité de la sténose aortique selon les critères de sévérité recommandés par les guides de pratique européen et américain. 14
Table 4.2 Limitations dans la mesure des paramètres hémodynamiques. 15
Table 4.3 Seuils de SCVA et dCVA pour établir une SA sévère selon l’étude de Clavel et. al
avec leur pourcentage de sensibilité et spécificité. 21
Table 6.1 Caractéristiques hémodynamiques et anatomiques à l’échocardiographie-Doppler de la sténose aortique à bas débit et bas gradient de forme «classique» et de forme «paradoxale».
29
Table 8.1 Baseline Characteristics of the Population 44-45
Table 8.2 Receiver-Operating Characteristic Curve Analyses for the DSE and CT Parameters Used to Identify True Severity of AS.
48
Table 8.3 Optimal Thresholds to Predict 1-year Mortality in Patients Under Medical
viii
Liste des figures
Titre Page
Figure 1.1 Coupe frontale du cœur (à gauche) et coupe transversale des valves cardiaques
(à droite). 1
Figure 2.1 Structure de la racine aortique localisée entre l’aorte ascendante et le ventricule
gauche. 2
Figure 2.2 Les trois cuspides de forme semi-lunaire de la valve aortique sont le feuillet coronaire droit (CD), le feuillet coronaire gauche (CG) et le feuillet non-coronarien (NC).
3
Figure 2.3 Schéma (à gauche) et coupes macroscopiques (à droite) des structures qui
composent la valve aortique. 3
Figure 3.1 Valve aortique normale et une valve aortique sévèrement sténosée. 4
Figure 3.2 Diagramme illustrant les changements d’incidence des différentes étiologies de la maladie valvulaire dans les pays à haut revenu à partir de l’année 1900. 4
Figure 3.3 Prévalence de la sténose aortique selon l’âge dans cinq études différentes : Lindroos et al (Finlande), Stewart et al. (États-Unis), Nkomo et al. (États-Unis), Eveborn et al. (Norvège) et Danielsen et al. (Islande).
5
Figure 3.4 Illustration d’une valve aortique bicuspide avec une fusion (raphé) entre le feuillet
non coronarien et le feuillet coronarien droit. 5
Figure 3.5 L’histoire naturelle de la sténose aortique (SA). 6
Figure 3.6 Pathogénèse de la SA calcifiante. 8
Figure 3.7 Types de remodelage du ventricule gauche en fonction de la masse du ventricule gauche par rapport à la taille de la cavité ainsi que de la présence ou non d’hypertrophie.
10
Figure 4.1 Équation de continuité pour calculer l’aire valvulaire aortique. 12
Figure 4.2 Mesure du gradient transvalvulaire aortique moyen et de la vélocité maximale à l’échocardiographie Doppler dans une vue apicale 5 chambres. 13
Figure 4.3 Discordance entre le gradient transvalvulaire moyen et l’aire valvulaire aortique. 17
Figure 4.4 Mesure du score calcique de la valve aortique obtenue par tomodensitométrie. 20
Figure 4.5 Mesure de la densité calcique de la valve aortique (dCVA). 21
Figure 5.1 Différents types de remplacement chirurgical de la valve aortique. 23
Figure 5.2 Différents types de bioprothèses valvulaires aortiques insérées par voie
transcathéter. 25
Figure 6.1 Sténose aortique à bas débit et bas gradient de forme «classique». 27
Figure 6.2 Sténose aortique à bas débit et bas gradient de forme «paradoxale». 28
Figure 6.3 L’aire valvulaire aortique (AVA) et le gradient transvalvulaire moyen (∆P) obtenus à l’échocardiographie de stress sous dobutamine permettant d’établir la sévérité de la sténose aortique (SA) : vraiment sévère ou pseudo-sévère.
30
Figure 6.4 Calcul de l’aire valvulaire aortique projetée. (A) Schéma de l’aire valvulaire aortique projetée à un débit transvalvulaire normal (250 mL/s) obtenue en mesurant l’aire valvulaire aortique et le débit transvalvulaire au repos et à l’effort.
31
Figure 8.1 Study Flow Chart 42
Figure 8.2 Correlations Between AVW-ratio and (A) AVAProj (n=25), (B) indexed AVAProj
(n=25), (C) AVCS-ratio (n=28) and (D) AVCd-ratio (n=28). 46-47
Figure 8.3 Kaplan-Meier Survival Curves and Cox Hazards Ratio of Overall Survival During Two Years of Follow-Up According to the Best Cut Off Values of SE and CT Parameters.
50-52
Figure 8.1S Comparison of Dependant Correlations Using a Wolf’s Test. 56
ix
Liste des abréviations, sigles, acronymes
Français Anglais
AA Anneau aortique AHA/ACC American Heart Association/American
College of Cardiology
AVA Aire valvulaire aortique AS Aortic stenosis
AVAi Aire valvulaire aortique indexée AUC Area under the curve AVAProj Aire valvulaire aortique projetée AVA Aortic valve area
AVC Accident vasculaire cérébrale AVAProj Projected aortic valve area BNP Peptide natriurétique de type B AVCd Aortic valve calcification density
CC Chambre de chasse AVCs Aortic valve calcification score
dCVA Densité calcique de la valve aortique
AVR Aortic valve replacement ECG Électrocardiogramme AVW-ratio Aortic valve weight ratio EDV Volume télédiastolique du ventricule
gauche
CC Correct classification
ETT Echocardiographie transthoracique COPD Chronic obstructive pulmonary disease FEVG Fraction d'éjection du ventricule
gauche
CT Computed tomography
GM Gradient moyen DE Doppler echocardiography
LDL Lipoprotéine de faible densité DSE Dobutamine stress echocardiography
Lp(a) Lipoprotéine(a) eGFR Estimated glomerular filtration rate
mSv Millisievert ESC/EAC European Society of
Cardiology/European Association of Cardiothoracic Surgery
PAC Pontage aortocoronarien ESE Exercise stress echocardiography RVA Remplacement valvulaire aortique HR Hazards ratio
RVAC Remplacement chirurgical de la valve aortique
LF-LG-AS Low-flow, low-gradient aortic stenosis RVM Remplacement de la valve mitrale LV Left ventricule
SA Sténose aortique LVEF Left ventricular ejection fraction
SA-BD-BG Sténose aortique à bas débit et bas gradient
LVOTd Left ventricular outflow tract diameter SCVA Score calcique de la valve aortique MDCT Multidetector computed tomography STS Société des chirurgiens thoraciques MG Mean gradient
TA Tension artérielle NPV Negative predictive value
x
UA Unités arbitraires PARTNER Placement of Aortic Transcatheter
Valves
VD Ventricule droit PPV Positive predictive value
VE Volume d'éjection PS Pseudo-severe
VEi Volume d'éjection indexé Q Transvalvular flow rate
VG Ventricule gauche ROC Receiver-operating characteristic
Vmax Vélocité maximale du flux sanguin 6MWT Six minutes walk test
VTD Volume télédiastolique SAVR Surgical aortic valve replacement
VTS Volume télésystolique SE Stress echocardiography
SEAS Simvastatin and Ezetimibe in Aortic Stenosis
SV Stroke volume
Svi Indexed stroke volume
TAVI Transcatheter aortic valve implantation TAVR Transcatheter aortic valve replacement TIA/CVA Transient ischaemic
attack/Cerebrovascular attack
TOPAS Truly or Pseudo Severe Aortic Stenosis
xi
À mes parents, Nathalie et Pierre, À ma famille et mes ami(e)s, Merci pour votre soutien et de toujours croire en mes capacités !
xii
Remerciements
Je suis arrivée à l’été 2018 pour un stage d’été et j’ai poursuivi à partir de l’automne 2018 ma maîtrise jusqu’en avril 2020. Tout au long de ces deux années, j’ai eu la chance de côtoyer une équipe formidable. J’ai développé des compétences de recherche sur le plan professionnel, mais aussi sur le plan personnel. C’est pourquoi je tiens à faire des remerciements à mon équipe de recherche avec qui j’ai tissé des liens importants. Vous m’avez accueilli et intégré dans votre équipe dès la première journée de mon stage d’été jusqu’à la fin de ma maîtrise. Je voudrais remercier particulièrement ma superviseure Dre Marie-Annick Clavel pour m’avoir donné sa confiance afin de travailler sur le projet TOPAS et de m’avoir transmis les connaissances nécessaires pour réaliser ma maîtrise. Merci aussi à mon co-directeur Dr Philippe Pibarot qui m’a permis de réaliser mon projet de maîtrise en travaillant sur le projet TOPAS. J’ai beaucoup apprécié vos longs Brainstorming sur les sujets d’actualité. On dirait qu’avec vous tout est possible !
Je tiens aussi à remercier les étudiants et étudiantes avec qui j’ai eu la chance de partager, pendant deux ans, mes journées à l’hôpital. Julien, Lionel, Mylène, Amélie, Jérémy, Sébastien, Macarena, Laura,
Anne-Sophie, Charles, Philipp, Thomas, Saliha, Iria, Bin, Ezequiel, Marie-Ange, Camille, Marine, Martine et Flavien, vous êtes des personnes incroyables et j’aimerais vous remercier pour votre gentillesse, votre
dynamisme, votre écoute et votre entraide. Vous avez contribué à mon bonheur et vous avez ensoleillé mes journées. Un merci spécial à Mohamed-Salah (MoSa), mon Yoda de TOPAS. Tu m’as encouragé, aidé et soutenu tout au long de ma maîtrise, même à distance ! Continue à transmettre tes connaissances aux gens qui, comme moi, était novice au départ.
Merci aussi aux professionnels de recherche, et particulièrement à ma collègue de travail, Véronic Tremblay, qui a été là pour répondre à toutes mes questions et pour collaborer avec moi du début à la fin. On a fait toute une équipe Véro ! Entre technologistes médicales, on se comprend ! À toute l’équipe Clavel et Pibarot, merci pour votre bonne humeur à chaque journée de travail. Vous contribuez tous grandement à la réussite du laboratoire. Merci à Sylvie, Yvette, Martine Parent, Isabelle, Alexe, Nancy ainsi qu’à Caroline, Martine
Fleury, Marielle, France et Mireille pour votre aide ou votre écoute pendant mon parcours, vous formez
vraiment une équipe exceptionnelle ! Je tiens aussi à remercier Danielle et Stéphanie pour avoir contribué à la lecture des échocardiographies au repos et à l’effort qui n’étaient pas toujours faciles à exécuter. Merci aussi au personnel de l’Institut Universitaire de Cardiologie et Pneumologie (IUCPQ) notamment le personnel du système informatique d’être efficace, patient et sympathique et aussi aux cardiologues qui ont supervisé les tests à l’effort.
xiii
J’aimerais aussi remercier sincèrement les patients qui participent aux projets de recherche et donnent leur corps à la science. C’est grâce à vous qu’on trouve de nouveaux traitements ou que nous améliorant la prise en charge des patients. Vous contribuez à la santé des gens de demain ! C’est vous qui me donnez la motivation de continuer et de travailler fort pour améliorer la santé de la population.
Finalement, je tiens à souligner la présence de mes parents, Nathalie et Pierre. Vous m’avez soutenu, encouragé, écouté et guidé vers la réussite. Vous êtes mes modèles et mes idoles. Merci d’être toujours là et de croire en moi inconditionnellement. Merci aussi à tous mes ami(e)s qui ont été présents et particulièrement, à Kloé, ma meilleure amie des Iles-de-la-Madeleine, qui m’écoute à n’importe quelle heure ! Tes conseils, ton soutien, nos fous rires sont précieux et m’aident à traverser les moments plus difficiles.
xiv
Avant-propos
Les travaux de recherche effectués dans le cadre de l’étude « Comparison Between Aortic Valve Calcification and Projected Aortic Valve Area in Low Gradient Aortic Stenosis » insérée dans ce mémoire de maîtrise ont été effectués au Centre de recherche de l’Institut Universitaire de Pneumologie et Cardiologie de Québec – Université Laval (CRIUCPQ – Université Laval) à Québec.
L’auteur du mémoire est l’auteur principal de l’article inséré dans ce mémoire. Son rôle a été de recruter et faire le suivi des patients, de collecter les données, d’analyser la base de données, d’interpréter les résultats et de rédiger l’article scientifique.
Les coauteurs de l’article inséré sont : Mohamed-Salah Annabi, Véronic Tremblay, Marine Clisson, Philippe Pibarot et Marie-Annick Clavel.
Docteur Mohamed-Salah Annabi a participé au recrutement et au suivi des patients, à la collecte des données, à la lecture des échocardiographies, à la relecture du manuscrit et a aidé dans l’interprétation des résultats. Véronic Tremblay a participé au recrutement et au suivi des patients et à la collecte des données. Marine Clisson a fait la mesure de la calcification valvulaire aortique et a participé à la correction du mémoire. Docteur Philippe Pibarot est l’investigateur principal de l’étude TOPAS et a aidé à l’interprétation des résultats. Docteure Marie-Annick Clavel est l’investigatrice principale de l’étude TOPAS et la superviseure principale du projet présenté dans ce mémoire.
1
Introduction
1 Le cœur
Les cellules qui composent le corps humain absorbent les nutriments et l’oxygène transportés par le sang, puis se débarrassent des déchets et du dioxyde de carbone par le même transporteur. Le sang s’oxygène aux poumons et est ensuite propulsé dans tout l’organisme par une pompe musculaire appelée le cœur. Celui-ci est composé de quatre valves cardiaques : la valve pulmonaire, la valve aortique, la valve tricuspide et la valve mitrale. La valve pulmonaire se situe entre le ventricule droit (VD) et le tronc pulmonaire, puis la valve aortique se situe entre le ventricule gauche (VG) et l’aorte. La valve qui relie l’oreillette droite et le ventricule droit est la valve tricuspide, puis celle qui relie l’oreillette gauche et le ventricule gauche est la valve mitrale. La valve tricuspide, la valve pulmonaire et la valve aortique sont composées de trois feuillets (ou cuspides), dites tricuspides. La valve mitrale, aussi appelée la valve bicuspide, est composée de deux feuillets seulement (Figure 1.1).
Figure 1.1 Coupe frontale du cœur (à gauche) et coupe transversale des valves cardiaques (à droite).
Adapté de : https://en.wikiversity.org/wiki/WikiJournal_of_Medicine/Medical_gallery_of_Blausen_Medical_2014
et https://medlineplus.gov/ency/imagepages/18093.htm.
Le rôle des valves cardiaques est de laisser passer le sang d’une cavité à l’autre et d’empêcher le retour sanguin. Elles s’ouvrent et se referment selon les changements de pression dans les cavités du cœur lors du cycle cardiaque : 1) En diastole, le VG se dilate ce qui entraîne une diminution de la pression dans le VG et cause l’ouverture de la valve mitrale, puis le remplissage sanguin du VG. 2) En systole, le VG se contracte ce qui entraîne une augmentation de la pression intraventriculaire et cause l’ouverture de la valve aortique. Le sang est alors éjecté du VG vers l’aorte où la pression est plus basse. 3) Lorsque le VG se relâche, la pression
2
intraventriculaire diminue et le sang reflue vers le ventricule ce qui referme la valve aortique. Ces étapes du cycle cardiaque sont similaires pour le côté droit du cœur impliquant la valve tricuspide et la valve pulmonaire. Pour un fonctionnement optimal, les valves cardiaques doivent être étanches pour éviter la régurgitation du sang et elles doivent avoir une bonne amplitude d’ouverture afin que le sang soit éjecté.
2 La valve aortique
2.1 Anatomie
La valve aortique fait partie de la racine aortique qui est composée de trois structures : la jonction sino-tubulaire, les sinus de Valsalva et la base de l’anneau aortique (Figure 2.1) [1]. La jonction sino-tubulaire se situe à la partie supérieure de la racine aortique où la partie distale des feuillets de la valve aortique s’insèrent, ce sont les commissures valvulaires. Les sinus de Valsalva situés au centre de la racine aortique se bombent en fin systole, lorsque le sang à tendance à refluer vers le VG, en se remplissant de sang pour fermer la valve aortique et empêchant ainsi le reflux du sang vers le VG [2]. La base de l’anneau aortique est la partie inférieure de la racine aortique qui relie la chambre de chasse du VG. L’anneau aortique est le point d’attache de la partie basale des feuillets de la valve aortique.
Figure 2.1 Structure de la racine aortique localisée entre l’aorte ascendante et le ventricule gauche.
Adapté de [1]
Les feuillets de la valve aortique sont généralement au compte de trois et possèdent une forme semi-lunaire. Leur appellation est originaire des artères coronaires qui les entourent : le feuillet coronaire droit où naît l’artère coronaire droite, le feuillet coronaire gauche où naît l’artère coronaire gauche, puis le feuillet non coronaire où ne naît aucune artère coronaire (Figure 2.2).
3
Figure 2.2 Les trois cuspides de forme semi-lunaire de la valve aortique sont le feuillet coronaire droit (CD), le feuillet coronaire gauche (CG) et le feuillet non-coronarien (NC).
Adapté de : https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Valves_aortiques_normales.jpg
2.2 Histologie et composantes cellulaires
Du point de vue histologique, les feuillets de la valve aortique sont composés de trois couches distinctes : la fibrosa, la spongiosa et la ventricularis (Figure 2.3) [3, 4]. La fibrosa est la partie des feuillets qui fait face à l’aorte. Elle est composée d’une couche supérieure de cellules endothéliales ainsi que d’une couche inférieure de fibres de collagène de type I et III [5] entourées de cellules interstitielles valvulaires. Sa composition donne la robustesse et la rigidité aux feuillets lorsque ceux-ci sont soumis à de fortes pressions. La partie centrale des feuillets est la spongiosa, une matrice extracellulaire riche en glycosaminoglycanes qui facilite le réarrangement et absorbe les chocs entre la couche de collagène et la couche d’élastine durant les mouvements de la valve aortique lors du cycle cardiaque. La partie des feuillets faisant face au ventricule est la ventricularis composée d’une couche endothéliale et d’une couche d’élastine entourée de cellules interstitielles valvulaires. Sa composition permet aux feuillets d’être élastiques pour s’ouvrir en systole et d’être étanche lors de la fermeture des feuillets en diastole [5].
Figure 2.3 Schéma (à gauche) et coupes macroscopiques (à droite) des structures qui composent la valve aortique. Adapté de [4]
Les deux couches de cellules endothéliales qui entourent les feuillets protègent la valve et permettent à celle-ci de résister aux stress mécaniques tandis que les cellules interstitielles valvulaires permettent de générer et maintenir la matrice extracellulaire des feuillets [5].
4
3 La sténose aortique
La sténose aortique (SA) est une maladie valvulaire qui consiste en une rigidité des feuillets de la valve aortique et mène au rétrécissement de l’ouverture de la valve. Ce rétrécissement obstrue progressivement le passage du sang du VG vers l’aorte (Figure 3.1).
Figure 3.1 Valve aortique normale et une valve aortique sténosée.
Adapté de https://www.echopedia.org//wiki/File:Aortic_valve_pathology.svg
3.1 Étiologies et épidémiologie
Les trois causes principales de la SA sont la maladie rhumatismale, la maladie calcifiante et la maladie congénitale (bicuspidie aortique). Dans les pays à bas revenu où les ressources sont plus limitées et l’accès rapide aux soins de santé est plus difficile, c’est la maladie rhumatismale, une séquelle de la fièvre rhumatismale, qui est la principale cause de la SA. Dans les pays à haut revenu, l’incidence de la maladie rhumatismale a diminué drastiquement après la seconde moitié du 20e siècle (de 1981 à 1985) due à plusieurs raisons telles que l’amélioration du niveau de vie, de l’accès aux soins de santé et surtout grâce à l’utilisation d’antibiotiques [6]. C’est la maladie calcifiante, dite dégénérative, qui est devenue la principale cause de la SA dans les pays à haut revenu (Figure 3.2) [6].
Figure 3.2 Diagramme illustrant les changements d’incidence des différentes étiologies de la maladie valvulaire dans les pays à haut revenu à partir de l’année 1900. Adapté de [6]
5
La prévalence de la SA s’élève à 4.6% chez les personnes âgées de plus de 75 ans selon une étude réalisée aux États-Unis en 2006 [7]. Cette prévalence augmente avec l’âge (Figure 3.3) [8].
Figure 3.3 Prévalence de la sténose aortique selon l’âge dans cinq études différentes : Lindroos et al (Finlande), Stewart et al. (États-Unis), Nkomo et al. (États-Unis), Eveborn et al. (Norvège) et Danielsen et al. (Islande). Tiré de [8]
La deuxième cause principale de la SA dégénérative est la maladie congénitale de la valve aortique, la bicuspidie. C’est la maladie congénitale la plus fréquente qui consiste en une malformation de la valve aortique qui est composée de deux feuillets au lieu de trois feuillets (Figure 3.4). Une étude effectuée sur une large base de données incluant plus de 24 000 échocardiographies à l’Université de Californie, Irvine montre une prévalence de la bicuspidie entre 0,5% et 0,8% [9], puis une autre étude basée sur une série d’autopsies montre une prévalence de 2,0% [10]. La valve bicuspide représente la moitié des cas des valves aortiques explantées suite à un remplacement valvulaire. Les personnes avec une valve aortique bicuspide développent une SA calcifiante deux décennies plus tôt que celles ayant une valve aortique tricuspide [8].
Figure 3.4 Illustration d’une valve aortique bicuspide avec une fusion (raphé) entre le feuillet non coronarien et le feuillet coronarien droit. Adapté de [8]
6
3.2 Pathophysiologie
3.2.1 Histoire naturelle
La maladie de la SA calcifiante se présente en deux phases fonctionnelles. D’abord, il y a la sclérose aortique marquée par un épaississement progressif des feuillets de la valve aortique, mais insuffisant pour bloquer le flot sanguin. Environ 26% des personnes âgées de 65 ans et plus sont affectées par cette première phase de la maladie [11]. Il a été démontré que la sclérose aortique est associée à une augmentation de 50% du risque de mortalité cardiovasculaire et d’infarctus du myocarde sur une période de 5 ans [12]. Cependant, d’autres études ont montré que les évènements cardiovasculaires ne sont pas associés à la sclérose aortique, mais plus tôt aux conséquences de la maladie coronarienne et de l’inflammation, suggérant que la sclérose aortique serait le résultat et un marqueur des conséquences de l’inflammation dans le système cardiovasculaire [13, 14]. Chez environ 10% à 15% des patients, la sclérose aortique évolue vers la deuxième phase de la maladie, la sténose aortique sur une période de 5 ans [15, 16]. La sténose aortique est caractérisée par une obstruction progressive du flot sanguin à travers la valve aortique. Cette phase est constituée d’une période de latence qui peut durer des années où le patient demeure asymptomatique. Le risque de mort subite est d’environ 1% par an [17]. Aussitôt que les symptômes apparaissent, le pourcentage de survie diminue et le taux de mortalité augmente significativement. (Figure 3.5) [11]. À ce moment, si la sténose aortique n’est pas traitée, la mortalité annuelle est de 25% avec une survie moyenne de 2 à 3 ans [18].
Figure 3.5 L’histoire naturelle de la sténose aortique (SA). Taux de survie moyen pendant la phase de
latence et après l’apparition des symptômes. La survie moyenne suite à l’angine de poitrine est estimée à cinq ans chez les patients avec une SA sévère, trois ans suite à la syncope et un à deux ans suite à l’insuffisance cardiaque. Tiré de [11]
7
3.2.2 Facteurs de risque
Les facteurs de risque qui participent au développement de la SA comprennent des facteurs cliniques et génétiques.
3.2.2.1 Facteurs cliniques
Les facteurs cliniques impliqués dans le développement de la SA sont similaires à ceux dans l’athérosclérose. Ces facteurs sont l’âge, le sexe, l’hypertension, le tabac, le diabète et la dyslipidémie définie par une élévation du cholestérol total, des lipoprotéines de faible densité (LDL), des triglycérides et de la lipoprotéine(a) [19-21]. Les personnes âgées de 60 ans et plus et de sexe masculin ont une progression de la maladie plus rapide que celle des personnes âgées de 60 ans et moins et de sexe féminin [21, 22]. L’hypertension systémique est aussi associée à une progression plus rapide de la SA calcifiante [23] ainsi que le tabac et l’obésité [21]. L’association de ces facteurs ajoutée au stress mécanique de la valve aortique engendrent une infiltration des cellules inflammatoires et mène à un remodelage irréversible des feuillets de la valve aortique [19].
3.2.2.2 Facteurs génétiques
Les facteurs génétiques contribuent à plusieurs caractéristiques de la SA calcifiante. Ils sont responsables de la morphologie de la valve aortique (tricuspide ou bicuspide), du développement des plaques d’athérosclérose et de la progression calcique de la valve aortique. Plusieurs études mettent en évidence la présence de variants génétiques du gène NOTCH1 chez les personnes avec une valve aortique bicuspide et dans le développement de la SA [24, 25]. Des variations génétiques situées au locus de la lipoprotéine(a)(Lp(a)), médiées par les taux de Lp(a) sanguins sont connues comme étant impliquées dans la SA calcifiante et la maladie coronarienne [26]. Cette particule riche en cholestérol est composée d’une apolipoprotéine B100 liée par un lien covalent à une molécule d’apolipoprotéine(a) [26]. Une étude a montré que la Lp(a) est indépendamment associée avec la SA calcifiante [27]. Récemment, une autre étude a identifié un nouveau gène de la SA calcifiante, PALMD, exprimé dans plusieurs tissus, mais principalement dans les muscles cardiaques et squelettiques. Par contre, son mécanisme d’action et son potentiel comme cible thérapeutique sont encore méconnus [28].
8
3.2.3 Mécanismes pathophysiologiques
La SA calcifiante était initialement expliquée par une dégénérescence passive et une accumulation de calcium
sur les feuillets de la valve aortique due à sa prévalence élevée chez les personnes âgées. Toutefois, des observations histologiques et cliniques ont montré que cette maladie est un processus biologique actif marqué par une infiltration de lipoprotéines et de cellules inflammatoires, une transition des cellules interstitielles valvulaires en cellules ostéoblastiques et une calcification active des feuillets (Figure 3.6) [8, 29].
Figure 3.6 Pathogénèse de la SA calcifiante. Les cellules endothéliales de la valve aortique subissent un
dommage qui peut être causé par plusieurs facteurs tels que des radiations, un stress mécanique, différents dérivés de lipides et/ou des cytokines. Suite au dommage, les lipoprotéines, les LDL et les cellules inflammatoires infiltrent les feuillets de la valve aortique. Un processus actif est alors enclenché impliquant l’oxydation des lipides et l’activation du système rénine-angiotensine. Il en résulte la formation de microcalcifications accompagnées d’un processus de fibrose ce qui rigidifie les feuillets de la valve aortique et progresse vers une SA. Tiré de [8]
9
3.2.3.1 Processus inflammatoire
Le processus inflammatoire joue un rôle important dans la minéralisation et le remodelage de la valve aortique. Ce processus est déclenché par plusieurs cellules inflammatoires (macrophages, mastocytes, lymphocytes T CD4+ et CD8+) qui infiltrent la couche endothéliale valvulaire, plus spécifiquement la matrice extracellulaire des feuillets [8, 30]. Différentes espèces de lipides oxydés sont aussi impliquées dans ce processus, notamment dans l’activation de la réponse innée (défense immédiate) du système immunitaire [8, 30]. Le mécanisme de la réponse adaptative (protection plus tardive, mais durable) du système immunitaire impliquée dans la SA est encore peu connu, mais une étude a montré qu’un sous-type de lymphocytes T mémoires serait responsable de son activation [31]. De plus, une expansion clonale d’un récepteur des lymphocytes T a été retrouvée dans les valves aortiques explantées après une chirurgie [31].
3.2.3.2 Processus fibro-calcique
Les observations histologiques de valves explantées avec une SA calcifiante chez les humains et les animaux ont permis d’identifier la présence de calcium et de fibrose dans la matrice extracellulaire [8]. Le processus de calcification impliqué dans la SA calcifiante peut être expliqué par plusieurs mécanismes complexes. La calcification valvulaire progresserait de la même façon que la formation de l’os squelettique, par ostéogenèse où les ostéoblastes et les ostéoclastes répondent à un stress oxydatif [32]. La calcification pourrait aussi provenir d’une accumulation de dépôts calciques formant des nodules qui serait causée par les mécanismes de nécroses cellulaires ou d’apoptoses cellulaires [32]. Enfin, une minéralisation active du tissu valvulaire pourrait se produire par un sous-type de gènes ostéogéniques différent de l’os squelettique [32]. La fibrose joue aussi un rôle important dans le développement de la SA calcifiante [8, 32]. La production de fibrose est associée à l’activation de la voie signalétique de la transformation du facteur de croissance tumoral β (TGF- β). Toutefois, son rôle reste encore controversé [32]. Le processus fibrotique est aussi associé à l’activité des protéines impliquées dans le remodelage de la matrice extracellulaire. Ces protéines induisent une transformation mésenchymateuse des cellules endothéliales valvulaires en fibroblastes actifs qui produisent de la fibrose [32].
10
3.3 Impacts sur le ventricule gauche : Différents types de
remodelage
Le rétrécissement progressif de l’ouverture de la valve aortique dans la SA cause une obstruction au passage du sang à travers la valve et une augmentation de la pression dans le VG. Avec le temps, cette surcharge de pression provoque une réponse biologique du VG qui se traduit par un remodelage avec ou sans hypertrophie. Le remodelage implique un changement de la forme et/ou du volume du VG, tandis que l’hypertrophie se traduit par une augmentation de la masse du VG. L’hypertrophie des myocytes entraîne un épaississement des parois du VG et contribue ainsi à la normalisation du stress engendré sur les parois et au maintien de la capacité d’éjection du VG malgré une pression systolique élevée [8]. L’hypertrophie des myocytes s’accompagne d’une fibrose diffuse résultant d’une augmentation de collagène dans la paroi du VG [8]. Lorsque les mécanismes de compensation du VG ne sont plus suffisants face à la surcharge de pression qui persiste, cela mène alors à une insuffisance cardiaque.
Il existe plusieurs types de remodelage du VG (concentrique, concentrique et hypertrophique ou excentrique et hypertrophique) qui diffèrent d’un individu à un autre (Figure 3.7). Le type de remodelage n’est pas seulement influencé par la sévérité de la SA, mais aussi par d’autres facteurs tels que l’âge, le sexe, les facteurs génétiques et métaboliques et par une maladie des artères coronaires ou de l’hypertension concomitante [8, 33].
Figure 3.7 Types de remodelage du ventricule gauche en fonction de la masse du ventricule gauche par rapport à la taille de la cavité ainsi que de la présence ou non d’hypertrophie. Tiré de [8]
11
La présence d’hypertrophie ventriculaire gauche dans la SA est accompagnée d’une altération de la microcirculation des coronaires. En effet, l’hypertrophie mène à une réduction de la densité des artères coronaires et à l’augmentation des pressions transmurales qui augmentent la résistance vasculaire des coronaires contribuant ainsi à la réduction de la réserve du flot coronarien [8, 34]. La réduction de la réserve du flot coronarien mène alors à une hypoxie des myocytes lors d’un effort, puis à la mort des myocytes et donc au remplacement du tissu myocardique par de la fibrose [34]. La fonction diastolique est aussi altérée, et ce au stade précoce de la SA. Plus la SA progresse, plus la fonction diastolique se détériore et mène à une hypertension pulmonaire [35].
3.4 Diagnostic clinique et symptômes
Généralement, la présence d’une SA est soupçonnée par la détection d’un murmure systolique suite à une auscultation pendant une visite de routine sans que les patients ne présentent de symptômes. Elle peut aussi être détectée seulement lorsque les symptômes se manifestent. Le symptôme le plus courant, qui apparaît en premier, lors d’un exercice, est une diminution de la tolérance à l’effort causée par de la dyspnée ou de la fatigue. L’angine de poitrine qui se traduit par un serrement à la poitrine et la syncope qui est une perte de conscience sont aussi d’autres symptômes communs à la SA [36]. Le diagnostic de la SA est confirmé à l’échocardiographie-Doppler.
12
4 Différentes techniques d’imagerie pour évaluer
la sévérité de la sténose aortique
4.1
L’échocardiographie-Doppler
L’échocardiographie-Doppler est une technique d’imagerie non invasive qui repose sur l’utilisation d’ultrasons. Cette technique représente l’«étalon-or» reconnu par les guides de pratique pour évaluer la sévérité de la SA afin de choisir le traitement approprié chez les patients avec une SA.
Les paramètres hémodynamiques principaux mesurés à l’échocardiographie-Doppler sont : l’aire valvulaire aortique (AVA) exprimée en cm2, la vélocité maximale du flux sanguin (Vmax) exprimée en m/s et le gradient transvalvulaire aortique moyen (GM) exprimé en mmHg.
4.1.1
L’aire valvulaire aortique
La mesure de l’AVA permet d’évaluer le rétrécissement de l’ouverture de la valve aortique. Elle est obtenue à partir de l’équation de continuité qui repose sur le principe de la conservation de la masse où le volume d’éjection (VE) de la chambre de chasse (CC) est égal au VE dans l’aorte (Figure 4.1) [37].
Figure 4.1 : Équation de continuité pour calculer l’aire valvulaire aortique.
(A) Le A2 correspond à l’AVA située à la striction de la valve aortique lors de l’éjection du sang. Selon le principe de la conservation de la masse, le VE dans la CC (=A1 x V1) et le VE dans l’aorte (=A2 x V2) sont égaux, donc A1 x V1 = A2 x V2. C’est à partir de ce principe que le A2 est calculé (=A1 x V1 / V2). (B) Le A1 représente la surface de la CC calculée à partir du diamètre de la CC mesuré à l’échocardiographie en vue parasternale longue axe : A1 = (diamètre CC)2/4 x π. (C) Le V1 représente l’intégrale temps-vitesse dans la CC mesurée à l’échocardiographie au Doppler pulsé. (D) Le V2 représente l’intégrale temps-vitesse dans l’aorte mesurée à l’échocardiographie au Doppler continu. Adapté de [37] et tiré de : laboratoire d’échocardiographie, équipe de
recherche du Dre Marie-Annick Clavel au Centre de Recherche de l’Institut Universitaire de Cardiologie et Pneumologie de Québec
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4.1.2 La vélocité maximale du flux sanguin
La Vmax est un autre paramètre hémodynamique pour déterminer la sévérité de la SA. Celle-ci représente la vitesse maximale du flux sanguin. Plus la SA est sévère, plus le flux sanguin est augmenté. Elle est mesurée à l’échocardiographie avec une sonde à Doppler continue dans différentes vues (apicale, suprasternale, parasternale droite, subcostale et supraclaviculaire) afin de capter la vélocité la plus élevée (Figure 4.2) [37]. En effet, l’ajustement de la position et de l’angle de la sonde est crucial lors de la mesure de la Vmax. La sonde doit être alignée parallèlement à la direction du flux aortique et toute déviation de l’alignement peut sous-estimée la vélocité [37].
4.1.3 Le gradient transvalvulaire aortique moyen
Le GM représente la différence de pression (∆P) entre le VG et l’aorte en systole. Celui-ci est dérivé des vélocités à partir de l’équation de Bernoulli qui repose sur le principe de la conservation de l’énergie dans un système clos :
∆𝑃 = 4𝑉2
À l’échocardiographie Doppler, le GM est calculé en moyennant les gradients de pression instantanés durant l’éjection du sang. Il est obtenu en traçant la courbe sur les mêmes vélocités du sang utilisées pour mesurer la Vmax (Figure 4.2) [37].
Figure 4.2 : Mesure du gradient transvalvulaire aortique moyen et de la vélocité maximale du flux sanguin à l’échocardiographie Doppler dans une vue apicale 5 chambres.
Tiré de : laboratoire d’échocardiographie, équipe de recherche du Dre Marie-Annick Clavel au Centre de
14
4.1.4 Rapport de vélocités Doppler
Le rapport de vélocités Doppler est un paramètre qui peut être mesuré pour donner des informations supplémentaires sur la sévérité de la SA. C’est un rapport entre les vélocités temps-vitesse de la CC (V1) et de l’aorte (V2) :
𝑅𝑎𝑝𝑝𝑜𝑟𝑡 𝑑𝑒 𝑣é𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡é𝑠 𝐷𝑜𝑝𝑝𝑙𝑒𝑟 =𝑉1 𝑉2 Un rapport ≤ 0.25 indique une SA sévère [38].
4.1.5 Grades de sévérité de la sténose aortique
La décision du traitement pour les patients atteints d’une SA se base sur les critères de sévérité de la sténose aortique recommandés par les guides de pratique (Table 4.1) [37-40]. Les critères de sévérité sont les paramètres hémodynamiques décrits précédemment et permettent de classer la SA en trois grades soient légère, modérée ou sévère.
Table 4.1 : Grades de sévérité de la sténose aortique selon les critères de sévérité recommandés par les guides de pratique américain et européen. Adapté de [38, 40].
Critères de sévérité Sclérose aortique Sténose aortique légère Sténose aortique modérée Sténose aortique sévère AVA (cm2) - > 1.5 1.0-1.5 < 1.0
GM (mmHg) - < 20 20-40a(20-39)b ≥ 40
Vmax (m/s) ≤ 2.5 2.6-2.9a (2.0-2.9b) 3.0-4.0a(3.0-3.9)b ≥ 4.0
Rapport de
vélocités Doppler - > 50 0.25-0.50 < 0.25
AVA : Aire valvulaire aortique; Gradient transvalvulaire moyen ; Vmax : Vélocité maximale du flux sanguin; a : Guides de pratique européen; b : Guides de pratique américain
4.1.6 Limites et inconvénients
La mesure des paramètres hémodynamiques à l’échocardiographie n’est pas chose simple. Il arrive souvent que plusieurs erreurs de mesure surviennent et il est important d’en tenir compte lors de l’évaluation de la sévérité de la SA à l’échocardiographie Doppler. Par exemple, une variation de quelques millimètres de la mesure du diamètre de la CC a un changement significatif sur la valeur de l’AVA obtenue. En effet, le diamètre de la CC élevé au carré dans le calcul de la surface de la CC est le plus grand potentiel d’erreur dans l’équation de continuité [37]. Voici certaines limitations qui existent lors de la mesure des paramètres hémodynamiques (Table 4.2) [38].
15
Table 4.2 : Limitations dans la mesure des paramètres hémodynamiques. Adapté de [38]. Paramètres hémodynamiques Limitations
Aire valvulaire aortique
- Requiert la dimension de la CC et la mesure des vélocités aortiques (dépendant du flot aortique).
- Plusieurs erreurs de mesures sont très probables de survenir, car l’aire valvulaire requiert la mesure de trois paramètres.
Vélocité maximale du flux sanguin - Requiert un alignement parfait de la sonde d’ultrasons avec le flux sanguin.
- Dépendant du flot transvalvulaire aortique.
Gradient transvalvulaire aortique moyen - Dépend de la mesure des vélocités aortiques (dépendant
du flot aortique).
Rapport de vélocités Doppler -Dépendant du flot aortique
4.2 Les paramètres de la fonction ventriculaire gauche
Pour mieux caractériser la maladie chez les personnes avec une SA, les guides de pratique utilisent maintenant deux paramètres pour évaluer la fonction ventriculaire gauche à l’échocardiographie-Doppler. Il s’agit du volume d’éjection du ventricule gauche (VE) exprimé en mL et de la fraction d’éjection du ventricule gauche (FEVG) exprimé en %.
4.2.1
Le volume d’éjection du ventricule gauche
Le VE représente la quantité de sang éjecté lors de la systole. Il est calculé à partir du produit de l’aire de la CC par l’intégrale temps-vitesse mesurée dans la CC. En clinique, c’est le VE indexé à la surface corporelle (VEi) qui est utilisé pour classer les patients avec un bas débit ou un débit normal. Dans les guides de pratique, le bas débit correspond à un VEi < 35 mL/m2 [38]. Plusieurs études dont l’étude de Hachicha et ses collaborateurs [41], une étude unicentrique, rétrospective incluant des patients ayant une SA sévère (AVA ≤ 0.6 cm2/m2) et une FEVG préservée (≥ 50%) et l’étude de Maréchaux et ses collaborateurs [42], une étude multicentrique faite chez des patients avec une SA symptomatique et une FEVG préservée (≥ 50%) ont montré que le bas débit était associé à la mortalité.
4.2.2
La fraction d’éjection du ventricule gauche
La FEVG est un autre paramètre qui permet d’évaluer la fonction du VG. Elle représente la proportion de sang pompée à l’extérieur du VG sur la proportion de sang total en fin diastole. La FEVG est calculée à partir de la formule suivante :
𝐹𝐸𝑉𝐺 =(𝑉𝑇𝐷 − 𝑉𝑇𝑆)
16
Où l’VTD est le volume télédiastolique du VG et l’VTS est le volume télésystolique du VG [43]. Les volumes du VG sont généralement obtenus avec la méthode de Simpson biplan en traçant l’interface entre le myocarde et la cavité du VG en vue apicale 4 chambres et 2 chambres [43]. Une FEVG < 50% est le seuil pour classer les patients avec une FEVG réduite [38]. Il a été rapporté par Bohobot et ses collaborateurs, une étude rétrospective incluant des patients avec peu ou pas de symptômes et une SA sévère avec une FEVG préservée au diagnostic, qu’une FEVG altérée est en faveur d’un mauvais pronostique sous traitement médical ou chirurgical [44].
4.2.3 Limites et inconvénients
Le calcul du VE inclut la mesure de l’aire de la CC et de l’intégrale temps-vitesse, deux paramètres pouvant présenter des erreurs de mesures tel que mentionné plus haut. La mesure de la FEVG possède quelques limitations, notamment lors de la prise de l’image. En effet, il arrive fréquemment que l’apex soit raccourci menant à une sous-estimation des volumes et que l’endocarde ne soit pas bien visible à l’échocardiographie [43].
17
4.3 Discordance entre les paramètres hémodynamiques
Parmi les patients atteints d’une SA, il y a 31% des patients qui ont discordance gradient-AVA (Figure 4.3) : ⎯ 30% des patients ont un GM < 40 mmHg correspondant à une SA non sévère avec une AVA
≤ 1 cm2 correspondant à une SA sévère;
⎯ 1% des patients ont un GM ≥ 40 mmHg correspondant à une SA sévère avec une AVA > 1cm2 correspondant à une SA non sévère [45].
Figure 4.3 : Discordance entre le gradient transvalvulaire moyen et l’aire valvulaire aortique.
Chaque cadrant est basé sur les critères de sévérité de la SA établis dans les guides de pratique et présente la proportion de patients par cadrant. Le cadran en haut à gauche et celui en bas à droite représentent les patients qui ont une SA concordante selon le gradient transvalvulaire moyen et l’aire valvulaire aortique. Les deux autres cadrans représentent les patients avec une SA discordante. Adapté de [45]
18
4.3.1
Les causes d’une discordance gradient-AVA
4.3.1.1 L’erreur de mesure
Tout d’abord, en présence d’une discordance entre les paramètres d’échocardiographie, il est important d’éliminer l’erreur de mesure pouvant être la cause de la discordance. Comme mentionné précédemment, la mesure de l’AVA possède un grand potentiel d’erreur ainsi que les autres paramètres tels que le GM et la Vmax où la sonde doit être parfaitement alignée avec le flot aortique et qui requiert ensuite un tracé exact du flot aortique. Il est donc important d’effectuer des mesures précises et exactes sur les images d’échocardiographie et de s’assurer de la validité des résultats.
4.3.1.2 La petite taille
Chez les personnes de taille normale, une AVA à 1 cm2 est requis pour générer un GM > 40 mmHg avec un débit suffisant. Chez les personnes de petite taille, une discordance AVA-GM est fréquemment retrouvée [38]. En effet, chez ces personnes, une AVA à 1 cm2 correspond à une AVA indexée (AVAi) à la surface corporelle ≥ 0.6 cm2/m2, donc à une SA modérée. C’est pourquoi la mesure de l’AVAi est utilisée chez ces personnes pour pallier à une petite surface corporelle. Selon les guides de pratique, un seuil d’AVAi < 0.6 cm2/m2 correspond à
une SA sévère [38].
4.3.1.3 Le bas débit
En présence d’une SA, un bas débit peut expliquer un bas gradient et une AVA réduite, car ces deux mesures sont dépendantes du débit [45]. Ce groupe de patients possède une SA appelée SA à bas débit et bas gradient et est défini plus en détail à la section 6.
4.3.1.4 L’hypertension artérielle non contrôlée
L’hypertension artérielle non contrôlée peut aussi causer une discordance entre le gradient et l’AVA. En effet, il a été montré par Kadem et ses collaborateurs, une étude menée sur des porcs avec création d’une SA sévère et une hypertension induite, que la présence d’une hypertension artérielle systémique (augmentation de la résistance artérielle) contribue à la présence d’un bas gradient [46]. Utilisant un modèle animal, notre équipe de recherche a montré qu’en présence d’hypertension, le GM est diminué, concluant ainsi que la sévérité de la SA est partiellement masquée par la présence d’une hypertension coexistante [46]. Pour faire l’évaluation de la sévérité de la SA, il serait donc recommandé de prendre la tension artérielle du patient et de reprendre les mesures après avoir normalisé la tension chez les patients avec une tension élevée et présentant des résultats discordants.
19
4.4 La tomodensitométrie
La tomodensitométrie (TDM) aussi appelée la tomographie axiale calculée par ordinateur (TACO) ou scanner est une modalité d’imagerie utilisant des rayons X. Les rayons X sont absorbés selon la densité des tissus permettant de distinguer les différentes structures du corps sur une échelle de gris. Les structures de faible densité, comme l’air, apparaissent en noir et celles très denses, comme les os, apparaissent en blanc. Les autres structures comme les muscles et le sang apparaissent sous différentes nuances de gris. Lors de l’examen, le patient est installé en position couchée sur une table étroite qui passe à travers l’appareil de TDM. L’appareil fait des rotations autour du patient immobile en balayant le corps de rayons X et permet ainsi l’acquisition d’images en coupes axiales [47]. La dose de radiations requise pour un examen est d’environ 1 millisievert (mSv) [48]. Cela représente moins que la dose de radiations reçue par l’exposition naturelle de 3 mSv/an [49]. Aucune évidence n’a prouvé qu’une faible dose de radiations inférieure à 100 mSv est responsable d’une augmentation du taux de cancer ou de mortalité [49]. La dose de radiations peut varier selon la taille du patient ou l’équipement utilisé. La dose nécessaire est plus élevée chez un patient de grande taille que de petite taille pour le même examen [49].
La TDM est donc un examen non invasif, sécuritaire, relativement simple et rapide à réaliser (environ 10 minutes) et de faible coût après l’achat de l’appareil. La TDM permet la détection de calcification avec une haute précision et une grande reproductibilité [50, 51]. Elle permet de faire l’évaluation de la SA sur le plan anatomique en détectant la calcification de la valve aortique. Le score calcique de la valve aortique (SCVA) exprimé en unités arbitraires (UA) et la densité calcique de la valve aortique (dCVA) exprimée en (UA/m2) sont deux paramètres mesurés à partir d’une TDM pour quantifier le calcium au niveau de la valve aortique.
4.4.1 Le score calcique de la valve aortique
Le SCVA est obtenu à partir d’une TDM cardiaque sans injection de produit de contraste. L’acquisition des images est effectuée avec une synchronisation sur l’électrocardiogramme (ECG) à 80% de l’intervalle de l’onde R-R, c’est-à-dire lors de la diastole [52]. Une fois les images de TDM cardiaques acquises, celles-ci sont transférées sur une plateforme d’analyse. La calcification sur chaque coupe axiale de la valve aortique est d’abord détectée de façon semi-automatique par un logiciel selon la méthode d’Agatston. Cette méthode considère qu’il y a présence de calcium lorsque quatre pixels adjacents ont une densité plus grande que 130 unités Hounsfield [52]. Ensuite, les lésions sont identifiées manuellement comme faisant partie de la valve aortique sur chaque coupe axiale, puis le score calcique de chaque lésion est additionné pour obtenir le score de calcification global de la valve aortique (Figure 4.4). Plusieurs études ont montré que le SCVA est un prédicteur indépendant de la mortalité et corrèle bien avec les paramètres hémodynamiques de la sévérité de la SA [51, 53]. Les seuils correspondants à une SA sévère selon les guides de pratique sont ≥ 1200 UA chez la femme et ≥ 2000 UA chez l’homme [38]. Dans l’étude de Clavel et ses collaborateurs, sur une cohorte de
20
patients atteints d’une SA concordante (AVA indexée ≤ 0.6 cm2/m2 et un GM ≥ 40 mmHg ou AVA indexée > 0.6 cm2/m2 et un GM < 40 mmHg), ces seuils étaient légèrement plus élevés que ceux recommandés par les guides de pratique (Table 4.3) [54].
Figure 4.4 Mesure du score calcique de la valve aortique obtenue par tomodensitométrie.
(A) Coupes axiales de la valve aortique acquises par tomodensitométrie. (B) Zones calcifiées en jaune identifiées par la méthode d’Agatston sur chaque coupe. (C) Lésions sélectionnées manuellement apparaissent en rose sur chaque coupe et sont additionnées pour obtenir le score calcique global de la valve aortique. Tiré de : VaRMI Core Laboratory, équipe de recherche du Dre Marie-Annick Clavel au Centre de Recherche de
21
4.4.2 La densité calcique de la valve aortique
La dCVA est obtenue en indexant le SCVA sur l’aire de l’anneau aortique (AA) calculée à partir du diamètre de l’AA mesurée à l’échocardiographie Doppler (Figure 4.5). Ce paramètre prend en compte la différence de taille entre les individus par l’aire de l’AA. La dCVA est calculée en utilisant la formule suivante [54] :
𝑑𝐶𝑉𝐴 = 𝑆𝐶𝑉𝐴
𝜋 × (𝐷𝑖𝑎𝑚è𝑡𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑙′𝐴𝐴2 )
2
Figure 4.5 Mesure de la densité calcique de la valve aortique (dCVA).
La dCVA est calculée à partir du score calcique de la valve aortique mesuré avec une tomodensitométrie et l’aire de l’anneau aortique mesurée avec une échocardiographie Doppler. Tiré de : laboratoire
d’échocardiographie, équipe de recherche du Dre Marie-Annick Clavel au Centre de Recherche de l’Institut Universitaire de Cardiologie et Pneumologie de Québec
Des seuils de dCVA associés à une SA sévère ont été établis dans l’étude de Clavel et ses collaborateurs (Table 4.3) et ces seuils sont aussi corrélés à une augmentation de la mortalité [53, 54].
Table 4.3 Seuils de SCVA et dCVA pour établir une SA sévère selon l’étude de Clavel et. al avec leur % de sensibilité et spécificité. Tiré de [54]
Seuils Sensibilité (%) Spécificité (%) Score calcique de la valve aortique (UA)
• Hommes • Femmes 2065 1274 89 86 80 89
Densité calcique de la valve aortique (UA/m2) • Hommes • Femmes 476 292 90 92 80 81
Des seuils qui diffèrent, notamment chez les femmes, ont été trouvés, ≥ 420 UA/m2 chez les femmes et ≥ 527 UA/m2 chez les hommes, selon l’étude de Pawade et ses collaborateurs, une étude multicentrique et
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4.4.3 Limites et inconvénients
Cette modalité d’imagerie peut être sujette à des erreurs de mesures tout comme l’échocardiographie. En effet, la quantité de calcium sur la valve aortique peut être sur ou sous-estimée en présence d’une forte calcification de la valve mitrale, des artères coronaires, de la chambre de chasse et/ou de l’aorte ascendante qui rend la détection de calcium sur la valve aortique plus difficile. Toutefois, la TDM est hautement reproductibilité avec une variabilité intra- et inter-observateur <7% [50, 51].
L’utilisation seule de la TDM pour l’évaluation de la SA peut sous-estimer la sévérité réelle de la maladie. En effet, la charge fibrotique valvulaire qui prédomine dans la sévérité de la SA chez certains sous-groupes de patients n’est pas mesurée avec la TDM. Par exemple, chez les jeunes patients âgés de moins de 51 ans avec une bicuspidie, il a été démontré que le score de fibrose valvulaire était plus élevé et que l’AVCd ne corrèle pas avec la sévérité hémodynamique de la SA [56, 57]. Aussi, chez les femmes, il a été démontré que pour une même sévérité de la SA, celles-ci ont plus de fibrose sur la valve aortique que de calcium comparé aux hommes [58].
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5 Traitement de la sténose aortique
À ce jour, il n’existe pas de traitement pharmacologique qui traite spécifiquement la SA. Les patients atteints de cette maladie ont soit recourt à un traitement conservateur (hypotenseurs, hypolipidémiants, anticoagulants, etc..) qui vise à traiter les comorbidités liées à la SA, soit au remplacement valvulaire aortique (RVA) par voie chirurgicale ou par voie percutanée. La décision de faire un RVA est prise par un groupe de cardiologues et de chirurgiens cardiaques qui suivent les lignes directrices de l’European Society of Cardiology/European Association of Cardiothoracic Surgery (ESC/EAC) [39] et de l’American Heart Association/American College of Cardiology (AHA/ACC) [40]. Les patients symptomatiques avec une SA sévère constituent une indication forte de RVA, car en absence de RVA, ces patients auront un très mauvais pronostic [39, 40].
5.1 Remplacement chirurgical de la valve aortique
Le premier remplacement chirurgical de la valve aortique (RVAC) a été effectué par Docteur Dwight Harken en 1960 [59]. Cette procédure à cœur ouvert consiste à remplacer la valve aortique sténosée par une prothèse mécanique (valve aortique mécanique) ou par une bioprothèse (valve aortique biologique) (Figure 5.1). Depuis le premier RVAC, plus de 70 différents types de prothèses valvulaires ont été développées et plusieurs bioprothèses valvulaires ont été implantées dans une centaine de milliers de personnes dans le monde [59]. Après les premières implantations, le risque de mortalité s’élevait entre 15% à 20%. Maintenant, ce risque représente moins de 2% et le taux de complications thromboemboliques et d’endocardites a extrêmement diminué [59].
Figure 5.1 Différents types de remplacement chirurgical de la valve aortique.
(A) Remplacement chirurgical aortique par une valve mécanique à deux feuillets. (B) Remplacement chirurgical aortique par une valve biologique. Tiré de [8]
Selon une étude provenant de la base de données nord-américaine de la Société des Chirurgiens Thoraciques (STS) publiée en 2008, le type de valve le plus utilisé pour le RVAC a radicalement changé de la prothèse mécanique vers la bioprothèse [60]. La valve mécanique et la valve biologique comportent plusieurs complications notamment le risque d’hémorragies, les complications thromboemboliques, le risque
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d’endocardites et le risque de réopération [61]. Plusieurs études ont montré un risque plus élevé d’hémorragies avec la valve mécanique que biologique [61]. Toutefois, contrairement à la valve mécanique, la valve biologique ne requiert pas d’anticoagulation à vie. Le risque de thromboses est bas et il y a peu de complications hémorragiques et d’endocardites. La durabilité des tissus de la valve biologique est limitée et le risque de réopération et de mortalité est plus élevé que la valve mécanique [62].
Le choix de la prothèse valvulaire (biologique ou mécanique) prend en compte plusieurs facteurs : la durabilité de la prothèse valvulaire, les propriétés hémodynamiques attendues pour le type et la taille spécifique de la prothèse, le risque chirurgical et interventionnel, le besoin potentiel d’anticoagulation à long terme ainsi que les préférences du patient [40]. Le risque chirurgical pour un patient peut être estimé en utilisant le calculateur de risque STS (http://riskcalc.sts.org/stswebriskcalc/calculate) ou l’EuroScore II (http://www.euroscore.org/calc.html). Selon les lignes directrices américaines, le choix de la prothèse biologique est raisonnable pour les patients âgés de plus de 70 ans, la prothèse biologique ou mécanique est raisonnable chez les patients âgés entre 60 et 70 ans et la prothèse mécanique est raisonnable pour les patients âgés de moins de 60 ans pour un RVA qui n’ont pas de contre-indications à l’anticoagulation [40].
5.2 Implantation percutanée d’une prothèse valvulaire aortique
L’implantation percutanée d’une prothèse valvulaire aortique ou TAVI (Transcatheter Aortic Valve Implantation) est une procédure plus récente pour traiter la SA. Cette procédure a été pour la première fois effectuée en 2002 en France chez un jeune homme de 57 ans [63]. Elle consiste en l’insertion d’une bioprothèse au niveau de l’orifice de la valve aortique native sténosée à l’aide d’un cathéter (Figure 5.2) [8]. Le TAVI est un traitement moins invasif que le RVAC, car la procédure se fait sans ouverture du sternum.Jusqu’à maintenant, deux types de bioprothèses valvulaires implantées par cathéter sont utilisées en clinique ; les valves dites «Sapien» développées par la firme Edwards qui sont des bioprothèses expansibles par ballon et les valves dites «CoreValve» développées par la firme Medtronic qui sont des bioprothèses auto-expansibles [64].
