Le travail myocardique, une technique permettant de mesurer la fonction ventriculaire gauche en tenant compte de la charge de pression, est apparu dans les années 60 et 70 avec l'introduction des boucles pression-volume. Toutefois, son applicabilité clinique est restée limitée en raison de son caractère invasif. Avec l'émergence des analyses de la déformation du myocarde à l'échocardiographie, et spécifiquement l'échocardiographie avec suivi de pixel, le travail myocardique a récemment suscité une plus grande attention. Les boucles de déformation-pression qui en résultent permettent dès lors de déterminer le travail myocardique, tant global que régional.

En 2012, les estimations non invasives de la pression ont constitué une avancée qui a débouché sur une utilisation commerciale en 2018. La technique s'avère surtout utile en cas d'affections caractérisées par des différences régionales ou globales de charge de pression, telles que l'insuffisance cardiaque avec bloc de branche gauche, l'ischémie, la sténose aortique et l'hypertension. Bien qu'il ne s'agisse pas encore d'un outil standard, son potentiel est unique, vu qu'il tient compte de la charge de pression ventriculaire gauche. Les recherches ultérieures se concentreront sur une validation supplémentaire, d'autres résultats d'études et une éventuelle extension aux mesures du ventricule droit.

Travail myocardique : de la fonction ventriculaire globale à la fonction régionale

Le travail myocardique - ou myocardial work(load) - est une technique élégante pour décrire la fonction ventriculaire, et une des rares techniques qui prend en considération l'effet de la pression/charge (loading) sur cette fonction ventriculaire. Les origines du travail myocardique remontent aux années 60 et 70, avec des études expérimentales qui ont conduit à la publication de boucles pression-volume (boucles PV) (figure 1).^1,2 À cet égard, la surface des boucles PV du ventricule gauche (VG) (surface de la boucle pression- volume) présente un lien étroit avec le métabolisme myocardique global (e. a. la consommation d'O₂) et est utilisée pour décrire le travail global (stroke) et la contractilité du VG. Bien que les boucles PV soient souvent abordées dans les cours de physiologie cardiaque, elles n'ont jamais trouvé d'utilisation large en pratique clinique, en raison de leur caractère invasif.

L'échocardiographie avec suivi de pixel (STE) a dû être utilisée en clinique avant que le travail myocardique ne fasse son apparition. La STE est surtout utilisée pour déterminer la déformation et, dans un contexte clinique, essentiellement pour décrire la fonction globale du VG par le biais de la déformation longitudinale globale (GLS). Depuis peu, le GLS gagne du terrain en pratique clinique, en raison de sa capacité à détecter des anomalies (plus subtiles) de la fonction systolique du VG, contrairement à la fraction d'éjection du ventricule gauche (FEVG), utilisée de manière plus conventionnelle.^3,4

En utilisant la déformation au niveau segmentaire, le travail myocardique peut également être décrit au niveau régional. Les boucles de déformation-pression qui en résultent sont interprétées de manière similaire à leur homologue global, la surface de la boucle de déformation-pression régionale étant aussi étroitement liée au métabolisme myocardique régional (e. a. la consommation de glucose).^5,6

Le travail myocardique régional a principalement été décrit dans l'insuffisance cardiaque associée à des troubles de la conduction ventriculaire comme un bloc de branche gauche (BBG) et la dyssynchronie mécanique qui en résulte à l'imagerie. Par le biais de la déformation, cette dyssynchronie peut être visualisée comme un raccourcissement septal systolique précoce, avec un étirement ultérieur. Dans le même temps, on observe un pré-étirement et un raccourcissement tardif de la paroi latérale (figure 2).⁷ Ainsi, en utilisant les boucles de déformation-pression, la distribution asymétrique typique du travail myocardique est frappante en cas de BBG : avec une surface de la boucle de déformation-pression septale faible et latérale élevée. On pense que cette asymétrie dans le travail myocardique est à la base du remodelage myocardique en cas de BBG de longue date, du fait d'une sollicitation moindre et d'une hypotrophie progressive du septum, et d'une surcharge et d'une hypertrophie progressive de la paroi latérale.⁶

Estimations non invasives de la pression : vers une utilité clinique du travail myocardique

L'utilisation du travail myocardique chez les patients a fait un grand bond en avant après que des mesures non invasives de la pression dans le VG ont été proposées en 2012.⁵ Sur la base de mesures invasives de la pression chez une vingtaine de patients souffrant d'un BBG, on a dérivé une courbe de référence de la pression dans le VG, qui peut être adaptée à chaque patient. L'amplitude de la courbe sur l'axe des y est ainsi ajustée sur la base d'une mesure standard non invasive de la pression artérielle systolique, tandis que l'ouverture et la fermeture des valves mitrale et aortique à l'échocardiographie (visuellement ou par Doppler spectral) permettent d'ajuster la forme de la courbe sur l'axe des x. Depuis 2018, cette méthode fait partie du progiciel pour le travail myocardique de l'EchoPAC de GE Healthcare (Horten, NO) - actuellement le seul à commercialiser ce type de logiciel (figure 3).

Valeurs normales du travail myocardique

Depuis la sortie de ce logiciel commercial, plusieurs études ont tenté de déterminer les valeurs normales du travail myocardique.^9-12 Bien que les valeurs varient (légèrement) entre ces études, un travail myocardique d'environ 2200 mmHg·% peut être considéré comme normal, la limite inférieure étant un travail d'environ 1600 mmHg·%.¹² Les mesures sont aussi relativement fiables, avec une variabilité similaire à celle de la déformation myocardique, et une variabilité intra- et inter-observateur d'environ 14 % et 10 %, respectivement.⁹

Utilisations cliniques du travail myocardique

Depuis 2012, le travail myocardique est testé dans un large éventail de pathologies cardiaques. La majorité des quelques 800 études reprises sur PubMed, qui utilisent le travail myocardique non invasif, ont été publiées après 2018.

Cependant, il est important d'avoir conscience que l'analyse du travail myocardique n'a pas la même utilité dans toutes les pathologies. Étant donné que le travail myocardique décrit l'effet des différences de charge (ou loading) sur la fonction ventriculaire, son utilisation est principalement utile dans les affections effectivement caractérisées par des changements de charge. Il peut s'agir de changements globaux, comme par exemple dans un coeur globalement surchargé, suite à une sténose aortique sévère ou une hypertension. L'analyse du travail myocardique peut également s'avérer utile en cas de modifications régionales de la charge, comme en cas de dyssynchronie ou de cardiopathie ischémique.

Dyssynchronie

Comme indiqué précédemment, la plus grande proportion d'études sur le travail myocardique concerne la dyssynchronie et les patients souffrant d'insuffisance cardiaque et de troubles de la conduction de type BBG, ainsi que son traitement, à savoir la thérapie de resynchronisation cardiaque (TRC). Une des principales études prospectives multicentriques, codirigée par la Belgique, a été menée sur 200 patients.13 Il est apparu qu'une différence régionale importante de travail entre la paroi septale et la paroi latérale (c.-à-d. septale basse et latérale haute) de ≥ 860 mmHg·% constitue un puissant facteur prédictif du remodelage volumétrique inverse, 6 mois après la TRC, mais également que cela peut prédire la survie du patient, 4 à 5 ans après la TRC. Dans une récente comparaison head-to-head pour la prédiction de la survie à long terme des patients après une TRC, le travail myocardique a également surpassé les paramètres classiques de dyssynchronie précédemment proposés dans l'étude PROSPECT.¹⁴

Ischémie

Le travail myocardique régional peut également jouer un rôle dans la détection des zones à risque d'ischémie en cas de syndrome coronarien aigu. Les segments du VG qui présentent des valeurs de travail réduites (≤ 1700 mmHg·%) en raison de faibles valeurs de déformation systolique maximale et de raccourcissement post-systole comportent le plus grand risque. Quatre de ces segments ou plus constituent ensemble une zone dysfonctionnelle qui a montré une forte association avec la survenue d'un non-STEMI, avec un pouvoir prédictif plus élevé que - par ordre décroissant - la déformation régionale, le travail myocardique global, le GLS ou la FEVG.¹⁵

Sténose aortique

Les mesures standard non invasives de la pression artérielle sous-estiment souvent les valeurs - élevées - de pression maximale dans le VG chez les patients présentant une sténose aortique sévère et, partant, les valeurs du travail myocardique. Cependant, quelques études ont récemment montré qu'en ajoutant le gradient de pression moyen (déterminé par Doppler) à travers la valve aortique à la pression artérielle systolique mesurée, on peut approcher de près la véritable pression maximale dans le VG.^16,17 En utilisant cette pression artérielle systolique 'corrigée', le travail myocardique est estimé 'plus élevé' (et donc plus correct) en cas de sténose aortique sévère. Malgré l'amélioration du GLS et de la FEVG après l'implantation transcathéter d'une valve aortique (TAVI), le travail myocardique sera donc plus faible qu'avant la procédure TAVI, en raison de l'estimation correcte de la décharge cardiaque.^16,17

Hypertension

L'analyse du travail myocardique permet donc une estimation plus correcte de la charge subie par le coeur. Par conséquent, les patients souffrant d'hypertension sévère présentent typiquement des valeurs de travail myocardique élevées, alors que leur FEVG et leur GLS sont souvent normaux.¹⁸ Comme pour le remodelage asymétrique chez les patients souffrant d'un BBG de longue date, présentant une distribution asymétrique du travail, les valeurs de travail élevées à long terme chez les patients hypertendus ont été proposées comme le driver de l'hypertrophie myocardique.

Pour aller plus loin

La liste ci-dessus n'est qu'une anthologie limitée d'études dans lesquelles l'utilisation de l'analyse du travail myocardique non invasif dans un contexte clinique présente un potentiel intéressant. Quelques articles de synthèse récents donnent un aperçu d'autres études importantes dans lesquelles l'analyse du travail myocardique a été utilisée.^19,20

Travail myocardique : tool or toy ? En d'autres termes, 'ready for the real life' ?

L'analyse du travail myocardique - ou des boucles de déformation-pression - constitue un nouvel outil passionnant dans l'arsenal échocardiographique. Depuis sa commercialisation en 2018, son utilisation est devenue relativement simple, et cette technique n'allonge presque pas le temps de traitement après une STE en vue 4, 3 et 2 cavités. Cependant, il est important de savoir que cette analyse n'est pas (encore) utilisée cliniquement en routine. Pourtant, l'analyse du travail myocardique est relativement unique car elle permet de prendre en compte les conditions de charge du VG lors de la détermination de la fonction ventriculaire gauche. De plus, le travail myocardique présente une corrélation étroite avec le métabolisme myocardique et la consommation d'O₂. Les analyses du travail myocardique non invasif ont en outre été validées par rapport à leur équivalent invasif de référence et montrent une fiabilité similaire à celle de la déformation myocardique.

Le travail myocardique a un potentiel important pour l'identification de la diminution de la fonction du VG due à des différences régionales ou globales de charge, comme - respectivement - dans la dyssynchronie et l'ischémie ou la sténose aortique et l'hypertension. Le travail myocardique a été le plus étudié dans la dyssynchronie chez les patients souffrant d'insuffisance cardiaque et d'un BBG, où la technique a également été développée et validée. L'utilité du travail myocardique dans d'autres pathologies cardiaques et son éventuelle supériorité par rapport aux paramètres conventionnels de la fonction du VG doivent faire l'objet d'autres études, plus approfondies.

Points de travail et perspectives d'avenir

Outre la perspective d'une augmentation des preuves scientifiques, de la connaissance et des applications cliniques de la méthode du travail myocardique, il existe également un certain nombre de points de travail pour l'avenir. Ainsi, il est essentiel de prendre conscience que la méthode du travail myocardique repose sur quelques hypothèses importantes. En effet, au sens strict, le travail est la force multipliée par le déplacement : ainsi, dans les boucles de déformation-pression, la pression et la déformation sont utilisées comme substituts. En outre, la méthode du travail myocardique non invasif ajoute une incertitude supplémentaire en estimant la pression ventriculaire gauche, et donc sans la mesurer effectivement. L'utilisation du stress pariétal (ou de la tension pariétale) pourrait fournir une meilleure approximation de la force effective qui prévaut dans le VG.²¹ Ce n'est qu'ainsi que la géométrie dynamique du VG (dilatation...), l'épaisseur de la paroi (amincissement ou épaississement local de la paroi...) et la courbure régionale (aplatissement du septum en cas de dyssynchronie ou de surcharge du coeur droit...) peuvent être prises en compte dans le calcul du travail myocardique - et que la pression dans le VG peut être corrigée, pour ainsi dire, de l'effet exercé sur la paroi ventriculaire. Des études précédentes ont déjà initié l'utilisation de boucles de déformation de stress au lieu des boucles de déformation-pression, mais leur supériorité doit encore être démontrée dans une comparaison directe.^6,22

Un autre domaine de recherche important est le calcul du travail myocardique dans le ventricule droit, les premières étapes ayant déjà été entreprises récemment.^23-25 En outre, on attend l'élargissement commercial potentiel de la méthode du travail myocardique à d'autres fournisseurs de logiciels et d'appareils échocardiographiques, en espérant que cela augmentera l'utilisation du travail myocardique.

Financement de la recherche

Pr. Duchenne a reçu un financement de recherche du Fonds de la recherche scientifique (FWO), pour un mandat de recherche personnel (12ZZN22N) et un financement de projet (T002919N et G0A3F24N).

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