ECHO-DOPPLER PULSÉ ET COULEUR EXAMEN DES AXES À

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- REFERENTIEL DU COLLEGE DES ENSEIGNANTS DE MEDECINE VASCULAIRE : ECHO-DOPPLER DES ARTERES CERVICO-ENCEPHALIQUES -
ECHO-DOPPLER PULSÉ ET COULEUR
EXAMEN DES AXES À DESTINÉE CERVICO-ENCÉPHALIQUE
L’écho-Doppler pulsé et couleur a pris une place majeure dans l’exploration des axes
artériels cervicaux, l’outil est puissant mais l’examinateur doit garder à l’esprit que :
toute athérosclérose pariétale, toute plaque d’athérome, facilement visualisée n’est
pas sténose,
la vulgarisation du terme écho-couleur confond imagerie Doppler par codage couleur
des flux et vélocimétrie Doppler. Elle ne doit pas occulter la vélocimétrie Doppler pulsé
qui est le temps fondamental, le seul validé, de la quantification des sténoses.
les facilités offertes par le codage couleur et l’imagerie des appareils actuels ont un
revers, se laisser abuser par l’image et négliger les impératifs méthodologiques de
réglage.
l’écho-Doppler pulsé et couleur ne relèguent pas le Doppler continu aux oubliettes,
l’un et l’autre ont leurs avantages et leurs inconvénients.
Avant d’aborder la réalisation de l’examen, il est utile de rappeler quelques points
clés de physique et de terminologie.
Avantages et Inconvénients respectifs du Doppler continu et du Doppler pulsé.
Avantages du Doppler continu :
absence de limitation pour la détection des vitesses élevées. Il faut savoir repasser en
Doppler continu en cas de suspicion de sténose très serrée ou pseudo-occlusive.
excellente qualité des spectres de vitesses. Intérêt dans des conditions anatomiques
limites (œdème, infiltration post-opératoire des tissus, athérome calcifié)
simplicité d’utilisation et grande maniabilité. Intérêt pour les manoeuvres dynamiques
et les abords exigus (carotide interne haute, vertébrale en V3).
Inconvénients du Doppler continu :
Ils se résument essentiellement à l’absence de localisation spatiale du signal et à la
possibilité d’enregistrer plusieurs vaisseaux situés sur le même axe de tir Doppler.
Avantages du Doppler pulsé :
Le Doppler pulsé permet de localiser le site de mesure de vitesses à une profondeur et
dans un volume donné (porte Doppler). L’utilisation conjointe de l’échographie (duplex)
ou de l’écho-Doppler couleur (triplex) facilite la localisation d’une sténose et le repérage
des meilleurs site de mesure de vitesses.
Inconvénients du Doppler pulsé :
Ils résultent du caractère discontinu du signal : limitation en profondeur, ambiguité en
fréquence et aliasing et ce d’autant plus que l’on est en mode duplex ou triplex (ceci
implique de veiller à adapter la PRF, schématiquement l’échelle de vitesses et la ligne
de base, aux vitesses maxima attendues). Le mode Doppler pulsé implique aussi un
rapport signal sur bruit plus faible et une puissance acoustique plus élevée que le mode
Doppler continu.
Par ailleurs, l’éducation de l’oreille aux divers sons Doppler est un avantage certain
dans le positionnement et le réglage de la porte Doppler pulsé pour la meilleure
définition des sténoses
Codage Doppler couleur, Vélocimétrie Doppler pulsé.
La construction de l’image écho-couleur et les mesures de vitesses impliquent des
compromis : l’image échographique mode B est au mieux obtenue sous une incidence
orthogonale, l’imagerie de flux en doppler couleur et plus encore les mesures de vitesse
en doppler pulsé nécessitent d’incliner la fenêtre de codage couleur ou le tir Doppler
pulsé de manière à réduire au mieux l’angle de tir par rapport à l’axe de l’artère et
d’orienter le vecteur vitesse dans le sens du flux (correction d’angle).
Les mesures de vitesse sont d’autant plus précises que l’angle tend vers 0, elles n’ont
plus de précision acceptable entre 60 et 90°. Il faut aussi ajuster la largeur de la porte
Doppler pulsé au profil des vitesses. Pour définir une lésion comme sténosante ou
quantifier une sténose, on s’intéresse aux vitesses maxima, la porte Doppler est placée
à la moitié médiane du calibre luminal ou sur le jet sténotique au niveau des vitesses
maxima préalablement repérées par balayage. Pour mesurer un débit, on doit prendre
en compte toutes les vitesses et la largeur de la porte Doppler est calquée sur le calibre
luminal de l’artère.
Dans la quantification de sténoses, le codage couleur est d'
abord et avant tout destiné
à placer au mieux le tir pulsé.
Angle de tir: angle formé par la direction du tir Doppler et l'
axe de l'
artère étudiée.
Cet angle doit être compris entre 0 et 60°
Correction d'
angle: placer le vecteur vitesse dans l'
axe de la lumière artérielle, c'
est
à dire l'
axe de l'
artère en cas de sténose modérée ou courte ou l'
axe de la sténose en
cas de sténose longue à trajet oblique par rapport à l'
axe de l'
artère, tout en veillant à
avoir un angle optimal.
Largeur de porte: dimension de la fenêtre de tir Doppler pulsé. Si surcharge, plaque
ou sténose modérée, la largeur de porte est des 50% médians de la lumière artérielle.
Si sténose sérrée, la porte est réduite à la lumière résiduelle.
Plaques, Sténoses, Occlusions.
Hémodynamiquement parlant, une sténose n’est significative qu’au-delà de 50-70% de
réduction de calibre.
On parle habituellement de
plaque pour les lésions réduisant de moins de 50% le diamètre luminal
o plaque < 20-25 %
o plaque 25-50 %
sténose pour les lésions réduisant de plus de 50% le diamètre luminal.
Suite aux études ECST et NASCET-ACAS, les sténoses sont estimées en angiographie
soit par rapport au plus grand diamètre du bulbe carotide (mode de calcul européen,
ECST),
soit par rapport au diamètre régulier de l’ACI en aval de la sténose (mode de calcul
nord-américain, NASCET/ACAS)
Une autre méthode, peut être la plus reproductible mais la moins « diffusée », est la
méthode dite CC où le diamètre de la sténose est rapportée au diamètre luminal de la
carotide commune 3 cm en amont de la bifurcation, en zone « saine » bien entendu.
Dans tous les cas, la description initiale ayant été faite pour l’artériographie bi-plan,
c’est le plus petit diamètre de la sténose qui est rapporté au diamètre intima-intima de
référence [(D-d)/D].
Même si on peut le regretter, aucune étude n’a évalué le devenir des sténoses
carotides en prenant pour base le degré de sténose en réduction de section. Dans un
compte-rendu d’examen le paramètre décisionnel est l’évaluation du degré de sténose
en rapport de diamètres ou son équivalent en termes vélocimétriques.
Pré-thrombose : cette terminologie, initialement utilisée pour un cas de figure très rare
et très particulier, ne doit plus être utilisée. Il s’agit le plus souvent d’un abus de
langage.
Sténose pseudo-occlusive du bulbe carotidien : l’analyse de l’ensemble des données de
ECST et NASCET montrant que ces sténoses ont un pronostic différent des autres
sténoses très sérrées, il importe de leurs donner une définition ultrasonique.
Angiographiquement, il s’agit de sténoses avec affaissement du calibre de l’ACI en aval
et prise en charge du territoire carotidien homolatéral par le polygone de Willis.
En écho-doppler il s’agit d’une sténose se comportant comme une occlusion avec un
index de Pourcelot sur la carotide commune (ACC) tendant vers 1 alors qu’il est normal
voire bas sur l’ACC controlatérale alors que les signaux sylviens en doppler transcrânien sont normaux et symétriques.
A coté des plaques, sténoses et occlusions, il peut être noté une simple surcharge ou
infiltration pariétale diffuse qui est au mieux quantifiée par la mesure informatisée de
l’épaisseur intima-média (Cf § intima-média).
Mesures de vitesse (Paramètres, Schéma de Spencer).
Les mesures de vitesse, sous réserve du respect des règles plus haut, s’appuient sur la
mesure des vitesses maxima.
On pourrait se contenter de la mesure du pic de vélocité maxima (Peak Systolic
Velocity, PSV). Néanmoins Spencer nous indique que la vitesse maxima croit avec le
degré de sténose à partir de 50% jusqu’à un maximum à partir duquel elle va décroître
quand le débit va diminue. Compte de l’hémodynamique cérébrale qui fait que l’on peut
disposer de deux types de vitesse maxima (systolique et télédiastolique), il est
préférable de combiner la vitesse maxima systolique (PSV) et la vitesse maxima
télédiastolique (End Diastolic Velocity, EDV).
Comme ces vitesses dépendent également de la pompe cardiaque, des résistances
d’aval et de l’existence de lésions controlatérale sévères, il est également utile de les
rapporter à leurs homologues en carotide commune en « zone saine ». On définit ainsi
des rapports de vitesses systoliques (SVR) et diastoliques (DVR).
Il a été démontré que la meilleure fiabilité de l‘écho-doppler vis-à-vis de l’artériographie
était obtenu par la combinaison de ces 4 critères PSV, SVR, EDV, DVR (concordance
voisine de 100%).
DONNÉES HÉMODYNAMIQUES PERMETTANT DE DÉTERMINER
LE DEGRÉS D'
UNE STÉNOSE CAROTIDIENNE
Détermination du % de
Sténose (NASCET)
Sténose <50%
Sténose >70%
PSV cm/sec EDV cm/sec
<125-130
>200-230
ICA/CCA
<40
>100
<2
>4
PSV= vélocité systolique maximale carotide interne
EDV= vélocité de fin de diastole
ICA/CCA= vélocité systolique maximale carotide interne/ carotide
commune
L’analyse spectrale du signal Doppler apporte un paramètre supplémentaire pour
identifier une plaque comme une sténose peu sérrée, la dispersion des vitesses avec
comblement de la fenêtre sombre. Sur un signal normal, les vitesses se dispersent peu
et sont réunies dans une ligne proche de celle l’enveloppe des vitesses. Quand le
signal devient turbulent, les vitesses se dispersent et la fenêtre sombre sous la ligne
des fréquences max. se comble.
Pour les sténoses extrêmement serrées, la physique des écoulements fait que cette
sténose peut se comporter très temporairement à la systole comme une occlusion
quand la pression augmente brutalement en amont : tant au plan acoustique qu’en
analyse spectrale, cette particularité se marque par un coup de frein systolique ou un
bruit strident évoquant le cri de mouette.
Il existe des échelles ou des abaques de vitesses en fonction du degré de sténose de la
bifurcation carotidienne (Cf abaques de Bluth, de Carpenter, de la Société NordAméricaine de Radiologie). L’idéal recommandé par l’ICAVL (Intersocietal Commission
for the Accreditation of Vascular Laboratory) est d’établir ses normes par rapport à
l’imagerie radiologique ou les pièces opératoires.
La vertébrale n’a pas bénéficié d’autant d’études.
Calcul du degré de sténose en planimétrie couleur.
Sous réserve d’ajuster au mieux l’échelle de vitesses et le gain couleur, c’est à dire de
définir le coloriage de la sténose en fonction des vitesses préalablement mesurées et
d’éviter tout bavage du codage couleur (overpainting), on peut mesurer au mieux en
section transversale le degré de sténose en rapport de diamètre.
Cette technique est réalisée bien qu’elle n’ait pas reçu de validation à grande échelle
versus artériographie. Il n’est pas recommandé d’évaluer les sténoses seulement
en plannimétrie, il n’est même pas pensable de donner une estimation d’un degré de
sténose carotidienne sans préciser les vitesses. De même donner une estimation du
degré de sténose en rapport de section expose au risque d’entretenir une confusion
avec l’évaluation en rapport de diamètre qui est la seule méthode de référence.
Mesures vélocimétriques et planimétriques se confortent l’une l’autre, elles doivent être
normalement concordantes. Il existe sans doute une séméiologie des discordances
notamment lorsque l’évaluation vélocimétrique est nettement en deçà de l’évaluation
plannimétrique (défaut d’éjection ventriculaire ?, lésions intracrâniennes majeures ?, ..).
Echogénicité, Echostructure des lésions.
L’aspect purement échographique des plaques et sténoses est apparu très tôt comme
un paramètre intéressant. Toutefois l’absence de standardisation des méthodes et le
manque de support informatique incorporé aux machines, indispensable à l’analyse de
la moitié voire de la majorité des lésions, n’a jamais permis à ce paramètre d’obtenir la
reconnaissance escomptée.
L’analyse visuelle permet de décrire les plaques et sténoses en
an-, hypo-, iso-, hyperéchogène par rapport à une référence, le plus souvent le sang
circulant anéchogène (échogénicité)
homogène ou hétérogène selon que la plaque ou sténose est d’échogénicité grosso
modo homogène ou hétérogène (échostructure).
Cette analyse visuelle décrit aussi la calcification plus ou moins importante de la lésion
ainsi que la régularité de sa surface luminale (régulière ou irrégulière).
L’analyse informatisée est de deux ordres
soit une quantification du mode précédent par l’analyse de l’histogramme des densités
de la lésion : la densité médiane ou moyenne définissant l’échogénicité, l’écart-type
ou le coefficient de variation définissant l’échostructure
soit une représentation numérisée de la plaque qui est encore du domaine de la
recherche.
Ces paramètres ne sont actuellement qu’informatifs, ils ne doivent pas conduire à des
décisions qui reposeraient sur des critères non-validés.
Matériel, Installation.
L’écho-doppler pulsé et couleur des carotides cervicales et des vertébrales en V1-2
(segment cervical et transversaire) utilise en règle une sonde barrette centrée à 7 MHz.
Il est utile que l’appareil dispose du mode couleur energie.
Pour des indications particulières (carotide interne sous-pétreuse, ostium vertébral,
vertébrale en V3) il est utile de disposer de sondes sectorielle, micro-convexe, voire de
sonde 2 MHz).
Pour les mesures de vitesses, il est utile de disposer au minimum d’un reprographe noir
et blanc non seulement pour éviter de noter les vitesses mais aussi pour avoir trace de
l’angle .
L’installation n’est pas différente de celle du doppler continu si ce n’est qu’il faut avoir la
possibilité d’avoir une main sur le pupitre de l’appareil pour les réglages et les mesures
de vitesse.
Certains font tout l’examen assis ou debout à la tête du patient. D’autres préfèrent se
tenir à coté du patient, le coude du bras tenant la sonde reposant sur le sternum du
patient, pour une plus grande finesse de tenue et d’orientation de la sonde.
Il est aussi utile de disposer d’une salle de surface suffisante pour pouvoir changer
l’orientation du lit d’examen dans certains cas difficiles. A ce propos, il est utile d’avoir
appris à travailler indifféremement des deux mains.
Tant pour éviter l’aliasing (ennemi de l’analyse spectrale et du codage couleur) que
pour éviter l’overpainting (ennemi de l’imagerie couleur), en routine ou au moins dés
lors que l’on doit calculer un degré de sténose il est fondamental de toujours veiller à ce
que les échelles de vitesse et le réglage de gain soient adaptés aux vitesses et au
calibres attendus.
L’examen comprend l’étude des artères sous-clavières (ASC), de la totalité des axes
carotidiens cervicaux, des artères vertébrales, voire des ophtalmiques, à droite et à
gauche.
1-Examen de l’artére sous-clavière.
Il peut être fait en écho-doppler, le plus souvent il est plus rapide et suffisant de le faire
en mode Doppler continu.
2-Examen de l’artère vertébrale.
L’examen de l’artère vertébrale a beaucoup bénéficié de l’écho-doppler couleur.
La vertébrale est en routine examinée en V1 et surtout V2 grâce au repère offert par les
cônes d’ombre des vertèbres. On peut y mesurer le calibre de la vertébrale et les
vitesses en Doppler pulsé. On n’oublie pas que les vertébrales sont souvent de calibre
assymétrique, la vertébrale gauche est plus souvent dominante.
Une vertébrale normale fait 3 à 4 mm de diamètre avec des vitesses de type ACI bien
que d’amplitude moindre.
Une vertébrale hypoplasique fait environ 2 mm de diamètre avec des signaux
normaux.
Une vertébrale atrésique est de calibre < 2 mm avec un signal de haute résistance. La
visualisation du calibre permet de la différencier de l’occlusion en V3-V4 pour laquelle
on a un signal de butée sur une artère de calibre normal (distinction que ne fait pas
toujours l’artériographie).
Une sténose ostiale serrée est repérée par l’augmentation du temps d’ascension des
signaux (front de montée) voire par un signal non ou à peine pulsé, ou par l’examen
direct de l’ostium vertébral dont il faut se souvenir qu’il est en règle au bord postérieur
ou postéro-supérieur de la sous-clavière quand la vertébrale nait de l’ASC cervicale.
En V3, la vertébrale est parfois difficile d’accès ou d’identification en écho-couleur. Il est
peut être plus simple de l’examiner en Doppler continu ou mieux avec la sonde Doppler
2 MHz du Doppler transcrânien.
Recherche d’hémodétournement vertébro-sousclavier (Cf Doppler continu).
3-Axes carotidiens.
La sonde écho-doppler remonte l’axe carotidien dans la gouttière carotidienne en avant
du sterno-cléido-mastoidien (SCM) depuis la clavicule.
Dans certaines circonstances, en particulier en contrôle post-opératoire précoce il est
utile d’aborder la bifurcation carotidienne par derrière le SCM de manière à éviter les
remaniements post-opératoire et des désagréments au patient..
L’examen commence toujours par une évaluation sommaire en axe longitudinal et en
remontant la sonde en coupe tranversale de manière à évaluer le degré de surcharge
athéromateuse de la carotide commune, identifier la bifurcation carotidienne, préciser la
position respective de l’ACI et de l’ACE ... et parfois repérer des vaisseaux abérrents
comme une thyroidienne naissant de la carotide commune ou un goitre hypervasculaire
qui pourraient être source d’erreur d’identification de la bifurcation.
Si ce tour d’horizon est négatif, on s’assure de la normalité des signaux ACP et ACI.
Si une plaque significative, une sténose voire une occlusion sont suspectées, les
vaisseaux et structures avoisinantes étant identifiées, les lésions étant repérées, les
réglages étant adpatés à ces lésions préalablement repérées, la lumière sténotique ou
l’occlusion étant identifiée, on entreprend le temps de quantification selon les critères
et méthodes définis plus haut.
4-Ophtalmiques.
L’artère désignée sous le nom d’ophtalmique est examiné à l’aide d’une sonde Doppler
8 MHz en trans-oculaire ou au canthus interne. Seul le sens du signal a un réél intérêt,
le signal est normalement antérograde venant sur la sonde.
L’ophtalmique est inversée quand la carotide externe devient une voie de suppléance
significative en présence d’une sténose très sérrée ou d’une occlusion de l’ACI entre la
bifurcation carotide et la naissance de l’ophtalmique au niveau du siphon. L’inversion du
flux ophtalmique ne peut être formellement admise que lorsqu’on a identifié la voie
d’inversion par compression sous ou sus-orbitaire voire compression sur la racine du
nez. L’inversion de l’ophtamique est présente dans une proportion significative des
sténoses majeures et occlusions ACI entre la bifurcation carotidienne et le siphon
carotidien. Toutefois l’absence d’inversion du flux ophtalmique ne permet pas de les
récuser.
L’ophtalmique peut être étudiée de façon beaucoup plus précise en écho-doppler
couleur après avoir impérativement réduit la puissance d’émission ultrasonore.
Indications.
L’écho-doppler couleur et pulsé des artères cervicales trouve ses indications majeures
dans le bilan des AIT et AVC, dans le bilan des souffles cervicaux et anisotension, dans
le bilan de diffusion dit « polyvasculaire » et bien sûr dans la prise en charge des
sténoses carotidiennes .
Face à « vertige », « malaise », « syncope » ... chez un patient sans facteur de risque
vasculaire, il n’y a aucune justification à la réalisation d’un écho-doppler cervical sans
raison précise clairement exposée.
Cas particulier du contrôle après chirurgie carotide.
En post-opératoire précoce immédiat ou dans les quelques jours suivant l’intervention,
l’examen doit être réalisé avec beaucoup de bon sens.
si les suites immédiates sont compliquées, le but de l’examen est de s’assurer de la
perméabilité de l’axe opéré et d’exclure ou identifier une thrombose carotide ou une
sténose sur clamp ou aux limites de l’endartériectomie si les suites sont simples,
l’examen s’assure du bon résultat opératoire, précise la géométrie de la bifurcation et
de la carotide interne, découvre parfois des lésions majeures (cf plus § précedent), et
réévalue une éventuelle sténose serrée ou occlusion controlatérale. Les lésions
mineures doivent être décrites avec nuances étant donné l’absence d’information solide
quant à leur devenir.
A terme, il est généralement conseillé de revoir le patient à titre systématique bien que
ni le rythme de surveillance ni le bénéfice de cette surveillance soit démontrés. Le
bénéfice le plus probable porte sur la carotide controlatérale et le contrôle de la bonne
prise en charge du patient. Un contrôle à 3 ou 6 mois puis 1 fois par an ou tous les deux
ans est acceptable. Comme pour le contrôle précoce, il faut savoir nuancer les propos.
la découverte de tortuosités ou d’encorbellement de la carotide interne est relativement
banale. Dans les premières années, les resténoses sont plus souvent des sténoses par
hyperplasie myointimale, parfois il s’agit de l’évolution sténosante de lésions sur clamp
ou sur arrêt d’endartériectomie détectées ou non au contrôle précoce. A distance il
s’agit plus souvent de resténose ou d’évolution athéromateuses en amont.

ECHO-DOPPLER PULSÉ ET COULEUR EXAMEN DES AXES À

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