Le débit cardiaque magerie par résonance magnétique du coeur

anatomie et fonction cardiaque :

Le système cardiovasculaire est constitué principalement du coeur et de deux systèmes de circulation vasculaire, systémique et pulmonaire. Le coeur a la fonction vitale d’assurer à l’organisme une circulation sanguine permanente et suffisante suivant une action cyclique, caractérisée par la Fréquence Cardiaque. C’est un organe musclé constitué de quatre chambres et situé dans la partie antérieure et médiane du thorax. Les deux chambres supérieures sont appelées les oreillettes, tandis que les deux chambres inférieures sont appelées les ventricules. Le coeur se subdivise en deux parties : le coeur droit comprenant l’oreillette droite (OD) et le ventricule droit (VD) et le coeur gauche comprenant l’oreillette gauche (OG) et le ventricule gauche (VG) (figure 1.1). La paroi qui sépare ces deux parties est appelée le septum. Le coeur droit fait partie de la circulation pulmonaire. L’oreillette droite collecte le sang qui a parcouru tout le corps (sang « bleu ») et l’envoie vers le ventricule droit afin qu’il soit éjecté dans les poumons pour y être réoxygéné. Le coeur gauche assure une partie essentielle de la circulation systémique. L’oreillette gauche collecte passivement le sang fraichement oxygéné (sang « rouge ») qui a traversé les poumons et l’achemine au ventricule gauche qui éjecte le sang dans l’ensemble du corps.

La masse musculaire cardiaque est très asymétrique. En effet le coeur gauche représente 70% de la masse totale. La force contractile du VG est, en raison de son travail en régime de haute pression, supérieure à celle du VD dont les parois sont nettement plus minces. Le myocarde constitue la paroi musculaire du coeur. On désigne par épicarde son contour extérieur et par endocarde son contour intérieur. La figure 1.2 montre trois plans de coupe différents : (a) grand axe 4-cavités ; (b) grand axe 2-cavités ; (c) petit axe ; (d) une coupe petit-axe représentative sur laquelle nous désignons le myocarde et ses bords endocardiques et épicardiques, ainsi que les muscles papillaires à l’intérieur de la cavité. Sur ce plan de coupe (petit axe), le ventricule gauche est de forme pseudocirculaire et le ventricule droit de forme triangulaire. L’apex (ou la pointe) et la base (plan séparant oreillette et ventricule) constituent respectivement les parties extrêmes du VG (figure 1.2). Les muscles papillaires sont des cônes musculaires, saillants à la surface de la paroi des ventricules cardiaques. Ils sont le lieu d’insertion des cordages des valves atrioventriculaires. Dans le VG, on distingue deux muscles papillaires, un antérieur qui est implanté au niveau du tiers moyen du bord antérieur du VG, et le muscle papillaire postérieur implanté un peu plus prés de l’apex que le précédent, sur le bord postéro-inférieur du VG comme le montre la figure 1.2. Ces deux muscles naissent par plusieurs racines qui se continuent vers la pointe du ventricule. La contraction des muscles papillaires débute avant celle des parois du ventricule. Ils sont essentiels au bon fonctionnement des valves atrio-ventriculaires notamment lors de la diastole.

Cycle cardiaque : La fréquence cardiaque au repos est de 60 à 80 battements par minute, pour un débit de 4,5 à 5 litres de sang par minute. Au total, le coeur peut battre plus de 2 milliards de fois en une vie. Chacun de ses battements entraîne une séquence d’événements collectivement appelés la révolution cardiaque. Celle-ci consiste en trois étapes majeures : la systole auriculaire, la systole ventriculaire et la diastole . Au cours de la systole auriculaire, les oreillettes se contractent et éjectent du sang vers les ventricules (remplissage actif). Une fois le sang expulsé des oreillettes, les valves auriculo-ventriculaires entre les oreillettes et les ventricules se ferment. Le sang continue tout de même à affluer dans les oreillettes. Ceci évite un reflux du sang vers les oreillettes. La fermeture de ces valves produit le son familier du battement du coeur. La systole ventriculaire implique la contraction des ventricules, expulsant le sang vers le système circulatoire. En fait, dans un premier temps, très bref, les valvules sigmoïdes sont fermées. Dès que la pression à l’intérieur des ventricules dépasse la pression artérielle, les valvules sigmoïdes s’ouvrent. Une fois le sang expulsé, les deux valves sigmoïdes – la valve pulmonaire à droite et la valve aortique à gauche – se ferment. Ainsi le sang ne reflue pas vers les ventricules. La fermeture des valvules sigmoïdes produit un deuxième bruit cardiaque plus aigu que le premier. La pression sanguine augmente. Enfin, la diastole est la relaxation de toutes les parties du coeur, permettant le remplissage (passif) des ventricules (plus de 80 % du remplissage dans les conditions usuelles), par les oreillettes droite et gauche et depuis les veines cave et pulmonaire. Les oreillettes se remplissent doucement et le sang s’écoule dans les ventricules.

Principe de base en IRM cardiaque : La RMC permet d’obtenir des images de très haute résolution par un système d’encodage d’ondes radios absorbées et émises par les noyaux d’hydrogène (protons) dans un puissant champ magnétique. La plupart des pathologies cardiovasculaires se présentent avec une augmentation de la teneur en eau des tissus, donc riches en protons. Les cardiomyopathies ayant fréquemment une présentation clinique d’insuffisance cardiaque, la RMC est un outil diagnostique et de suivi optimal. En pratique clinique, les IRM cardiaques ou RMC sont généralement effectuées sous des champs de 1,5 Tesla (T). Basée sur les différences de temps de relaxation propre aux tissus comme la graisse, le muscle, et les zones inflammatoires, la RMC permet d’effectuer une caractérisation tissulaire. Les deux types de séquences principales utilisées en RMC sont l’écho de gradient (FGE) où le sang et le tissu graisseux apparaissent blancs, et l’écho de spin (SE), où le sang apparaît noir. L’écho de gradient permet d’acquérir des images dynamiques (ciné) avec une grande résolution spatiale et temporelle pouvant être utilisée pour l’analyse de la fonction myocardique et l’analyse des flux, de manière similaire à une étude doppler bidimensionnelle. Avec des séquences de type SE une meilleure caractérisation des tissus est obtenue en introduisant une pondération T1 ou T2.

Dans une séquence SE pondérée en T1 (relaxation longitudinale) le tissu graisseux, par exemple, peut apparaître blanc ou au contraire noir lors de séquence SE spécifiques (fat suppression) contrairement à la séquence T2 (relaxation transversale) qui permet de mettre en évidence l’inflammation et l’oedème. Les séquences T2 peuvent être utilisées également pour mettre en évidence la surcharge en fer (sidérose). Dans l’étude des cardiomyopathies, la RMC est employée dans l’évaluation des paramètres morphologiques et fonctionnels. La fonction systolique peut être évaluée en long axe vertical, long axe horizontal ainsi qu’en court axe avec une excellente reproductibilité. Typiquement, les acquisitions en cours axe sont utilisées pour le calcul des paramètres volumiques des ventricules gauches (VG) et ventricules droits (VD). L’identification de la dysfonction diastolique est également un point clé chez le patient souffrant de cardiomyopathie. Les cardiopathies avec dysfonction diastolique liées à un trouble de la compliance myocardique du VG, dont font partie les cardiopathies restrictives et hypertrophiques peuvent être également évaluées par RMC en utilisant des techniques dites de tatouage myocardique ou tagging. Il s’agit de bandes de pré saturation parallèles ou en grille appliquées sur le myocarde. Cependant, l’échocardiographie est actuellement supérieure à la RMC dans l’évaluation de la dysfonction diastolique. En plus des avantages diagnostiques, discutés précédemment, la RMC apporte des informations spécifiques sur le tissu myocardique permettant une meilleure compréhension du mécanisme de la cardiomyopathie. Les séquences pondérées en Tl permettent une bonne visualisation du myocarde et du tissu graisseux. Les séquences pondérées en T2 permettent une bonne visualisation des processus inflammatoires et infiltratifs. La reproductibilité et la précision de cette technique permettent d’effectuer un suivi du patient sans exposition à des rayons X, ce qui est un point crucial. Un rôle en pleine expansion de la RMC est le dépistage précoce des cardiomyopathies familiales.