Introduction

La dyspnée, ou essoufflement, est une plainte fréquente, qui touche jusqu'à 25 % des patients vus en ambulatoire.¹ Les causes les plus fréquentes de la dyspnée peuvent être identifiées grâce à des examens standard réalisés au repos, tels qu'un ECG, une échocardiographie, une spirométrie et une radiographie thoracique. Cependant, chez 19 % des patients, ces examens au repos ne donnent pas de diagnostic définitif. Dans ce cas, on parle généralement de « dyspnée inexpliquée », et des examens diagnostiques complémentaires sont nécessaires.²

La prise en charge diagnostique actuelle des patients présentant une dyspnée inexpliquée varie considérablement selon les spécialistes, les centres et les pays. Une épreuve d'effort cardiopulmonaire (CPET) combinée à une échocardiographie d'effort (CPET-écho) est un examen diagnostique permettant de caractériser de manière non invasive l'ensemble du processus de transport et de consommation de l'oxygène, afin de cerner pleinement la limitation à l'effort sous-jacente.^{1, 3} La réalisation d'une CPET ou d'une échocardiographie d'effort seule peut respectivement omettre des diagnostics cardiaques ou non cardiaques.⁴ La CPET-écho est le plus souvent utilisée pour identifier les patients souffrant d'insuffisance cardiaque à fraction d'éjection préservée (HFpEF) à un stade précoce, car l'hémodynamique et l'échocardiographie sont normales au repos chez environ un tiers des patients souffrant d'HFpEF. En outre, la CPET-écho peut également démontrer de manière exhaustive d'autres limitations cardiaques et non cardiaques, permettant ainsi une évaluation complète de la fonction cardiaque, de l'hémodynamique et des paramètres respiratoires et métaboliques.

Indications et contre-indications

Étant donné que la dyspnée est souvent due à une affection pulmonaire sousjacente, il convient tout d'abord d'exclure cette éventualité par un examen clinique, une spirométrie et, si nécessaire, des examens d'imagerie. Si une cause pulmonaire est peu probable, une échocardiographie au repos, un ECG et le dosage des peptides natriurétiques peuvent contribuer à détecter des valvulopathies, des cardiomyopathies ou une insuffisance cardiaque à fraction d'éjection réduite (HFrEF). Une maladie coronarienne obstructive doit également être envisagée comme cause potentielle de la dyspnée. Si on recourt à une coronarographie, on peut mesurer la pression télédiastolique du ventricule gauche (PTDVG) afin de détecter une HFpEF, mais une PTDVG normale au repos ne permet pas d'exclure une HFpEF.

Chez les patients ne présentant aucun signe d'affection pulmonaire ou coronarienne et dont les examens au repos sont normaux, il est alors possible d'évaluer la probabilité d'une HFpEF (élevée, intermédiaire ou faible). Pour ce faire, on peut utiliser des scores de risque validés tels que les scores H2FPEF, HFpEF-ABA ou HFAPEFF, ou se référer aux recommandations relatives à la fonction diastolique.^5-8 Les recommandations actuelles préconisent de réaliser une échocardiographie d'effort chez les patients présentant un risque intermédiaire d'HFpEF.⁸ L'ajout d'une CPET permet en outre d'identifier d'autres causes possibles de dyspnée, d'évaluer plus adéquatement le timing des examens d'imagerie et d'objectiver si le patient a fourni un effort maximal. L'évaluation combinée de la consommation d'oxygène (VO₂) et de l'échocardiographie d'effort via la CPET-écho permet en outre une meilleure stratification pronostique, tant en cas de dyspnée inexpliquée que chez les patients présentant une valvulopathie et les athlètes.⁹ Chez les patients présentant une pathologie mixte (cardiaque, pulmonaire ou musculaire périphérique), la CPET-écho peut aider à identifier le facteur limitant principal.

Les contre-indications à la CPET-écho englobent les comorbidités empêchant un effort maximal (p. ex. une arythmie non contrôlée, des limitations orthopédiques, une claudication ou un infarctus myocardique récent), ou les limitations techniques de l'équipement (p. ex. le poids maximal autorisé pour le cycloergomètre couché).

Appareillage

La réalisation d'une CPET-écho nécessite un cycloergomètre couché, un système moderne d'échographie cardiovasculaire et un appareil d'analyse des gaz respiratoires (figure 1). Cette configuration diffère des protocoles de CPET standard utilisant un cycloergomètre droit ou un tapis roulant, mais elle est nécessaire pour obtenir une imagerie échocardiographique adéquate. Les différences physiologiques liées à la position du corps peuvent avoir une influence limitée sur la VO₂ max. Pour obtenir des résultats fiables, un étalonnage correct du volume et des gaz est nécessaire avant le test.

Avant l'examen, il est recommandé de mettre en place une voie intraveineuse afin de pouvoir injecter, si nécessaire, 1-3 ml de sérum agité pendant l'examen. Cela permet d'amplifier un signal Doppler faible correspondant à la vitesse de régurgitation tricuspidienne (TRG) et de mesurer de manière fiable la pression artérielle pulmonaire (PAP) chez environ 98 % des patients, ce qui est essentiel pour l'interprétation de l'hémodynamique à l'effort.

Protocole et mesures

On réalise une spirométrie au repos avant le test afin de mesurer le volume expiratoire maximal en une seconde (VEMS) et la capacité vitale forcée. Un prélèvement sanguin visant à doser les peptides natriurétiques et l'hémoglobine est également effectué avant le test.

Le patient effectue un effort maximal limité par les symptômes sur le cycloergomètre couché en position semi-allongée, avec une augmentation progressive de la charge (5-25 W/min) adaptée à l'âge, au sexe, au poids et à la capacité fonctionnelle. Idéalement, le protocole est conçu de manière que la VO₂ max soit atteinte dans un délai de 8-12 minutes (durée totale de l'effort). L'effort maximal est suivi d'une période de récupération de trois minutes.

L'échocardiographie est idéalement réalisée en trois phases : au repos, à un effort modéré (au premier seuil ventilatoire, ou à une fréquence cardiaque de ± 100/min si celle-ci est atteinte plus tôt), et à l'effort maximal (figure 2). L'acquisition d'images à l'effort maximal commence lorsque le rapport d'échange respiratoire (RER) est > 1,00, ou lorsque le patient est épuisé. Si nécessaire, on peut ajouter une brève phase à charge constante pourcompléter l'imagerie. Au cours de chaque phase, les paramètres suivants sont mesurés: volumes télédiastolique et télésystolique du ventricule gauche, fraction d'éjection ventriculaire gauche (FEVG), vitesses des ondes E et A, e' au niveau de l'anneau mitral septal et latéral, S' au niveau de l'anneau mitral septal, S' au niveau de l'anneau tricuspide latéral, débit systolique indexé (SVi), excursion systolique du plan de l'anneau tricuspide (TAPSE) et TRG pour estimer la PAP systolique, sans ajouter d'estimation de la pression veineuse centrale. La pression artérielle pulmonaire moyenne (mPAP) peut être calculée à l'aide de la formule de Chemla : mPAP = 0,61 × TRG + 2 mmHg. Par ailleurs, les lignes B sont évaluées en balayant 8 zones thoraciques (troisièmes et quatrièmes espaces intercostaux le long de la ligne médio-axillaire et de la ligne axillaire antérieure, des deux côtés), tant au repos qu'à l'effort maximal.

La combinaison avec la CPET permet d'obtenir, à chaque respiration, des mesures de la ventilation minute (VE), de la production de dioxyde de carbone (VCO₂) et de la VO₂. Cela permet de calculer l'extraction périphérique d'oxygène (A-VO₂) selon l'équation de Fick (VO₂ = [DS × fréquence cardiaque] × A-VO₂).

Pendant l'effort, les courbes débit-volume et les manoeuvres de capacité inspiratoire (CI) sont également évaluées. Les gaz respiratoires, la fréquence cardiaque (FC), l'ECG à 12 dérivations et l'oxymétrie de pouls sont enregistrés en continu.

Interprétation de la CPET-écho

Une première étape cruciale dans l'interprétation de la CPET-écho consiste à confirmer un effort adéquat (obtention d'un RER ≥ 1,05, atteinte du deuxième seuil ventilatoire et/ou d'un plateau de VO₂). L'interprétation de la CPET-écho est plus difficile si l'effort n'a pas été maximal mais, souvent, quelques causes fréquentes de dyspnée (y compris l'HFpEF) peuvent malgré tout être évaluées (figure 3).

La VO₂ max et l'efficacité ventilatoire (VE/VCO₂) sont déterminées à des fins diagnostiques autant que pronostiques. Les réponses de l'ECG et de la pression artérielle sont évaluées selon les pratiques habituelles.

Limitations pulmonaires

Une limitation pulmonaire mécanique est diagnostiquée lorsque la réserve respiratoire [1 − (VE/(40 × VEMS))] est < 0,30, en particulier lorsqu'elle s'accompagne d'une désaturation > 5 %. Une hyperinflation dynamique est suspectée en cas de diminution de la capacité inspiratoire (CI) ≥ 10 % ou > 150 ml, ou en cas de rapport volume courant (VT)/CI > 0,7, ce qui indique un piégeage d'air progressif. Un déséquilibre ventilation-perfusion (V/Q) est suggéré par une pression de CO₂ en fin d'expiration (P_ETCO₂) < 33 mmHg au repos, une élévation de la P_ETCO₂ < 3 mmHg à l'effort, et une ventilation de l'espace mort (V_D/V_T) > 0,30 au pic d'effort. Cela indique un échange gazeux inefficace, par exemple en cas d'hypertension pulmonaire, d'embolie pulmonaire ou de shunts droite-gauche. On soupçonne une hyperventilation en cas de schéma respiratoire anormal (analyse du graphique V_T/fréquence respiratoire), surtout en cas d'association à un RER > 1,1 au repos, ou à un RER > 1,05 associé à une P_ETCO₂ < 28 mmHg, ou à une pente VE/VCO₂ > 36 sans autre explication.

Limitations périphériques

Une limitation musculaire périphérique est suspectée lorsque la VO₂ est réduite (< 80 % de la valeur prédite) malgré un débit cardiaque (CO) adéquat. Ceci peut être mis en évidence par une pente CO/VO₂ > 7 ou un pic de différence artério-veineuse d'oxygène (A-VO₂) < 80 % de la valeur prédite (calculée en divisant la VO₂ prédite par le CO prédit). En cas d'anémie, un schéma similaire peut apparaître, mais l'A-VO₂ indexée sur l'hémoglobine (A-VO₂ max/Hb) reste alors > 80 %. D'autres paramètres de la CPET pouvant corroborer ce diagnostic sont un premier seuil ventilatoire < 40 % de la VO₂ max prédite, ou une courbe VO₂/FC aplatie.

Fonction ventriculaire gauche

La réserve de fréquence cardiaque, calculée comme suit : [(FC maximale − FC au repos) / (FC maximale prédite − FC au repos)], est utilisée pour estimer la réserve chronotrope. L'incompétence chronotrope est définie comme la non-obtention d'une valeur > 80 % de la réserve de fréquence cardiaque, ou > 62 % chez les patients sous bêtabloquants. Plusieurs paramètres peuvent être utilisés pour évaluer la fonction systolique du ventricule gauche. Une augmentation < 5 % de la FEVG est considérée comme anormale, mais il est parfois difficile de mesurer correctement la FEVG à l'effort maximal. Un DS indexé < 42 ml/m² à l'effort maximal indique une augmentation inadéquate du débit systolique pendant l'effort. De même, un index cardiaque < 80 % de la valeur prédite pour la taille, l'âge et le poids est considéré comme anormal et peut résulter d'une incompétence chronotrope, d'une diminution de la réserve de débit systolique ou d'une combinaison des deux. D'autres signes évocateurs d'une limitation systolique lors d'une CPET sont un premier seuil ventilatoire < 40 % de la VO₂ max prédite ou une courbe VO₂/FC aplatie.

Fonction ventriculaire droite

Une réserve ventriculaire droite réduite est suggérée par un pic d'onde S' du ventricule droit < 14,6 cm/s ou un TAPSE < 17 mm.

Hypertension pulmonaire

L'hypertension pulmonaire (HTP) à l'effort est définie par une pente mPAP/CO ou un rapport mPAP/CO max > 3 mmHg/l/min, ce qui est associé à un moins bon pronostic.^{1, 10} Bien que l'échocardiographie puisse difficilement distinguer l'hypertension pulmonaire précapillaire de la forme postcapillaire, une cause précapillaire peut être suspectée en cas de valeur E/e' < 10 à l'effort, de pente VE/VCO₂ > 36 et de diminution du rapport TAPSE/PAPs lors de l'effort maximal, ce qui indique un découplage entre le ventricule droit et la circulation pulmonaire.

HFpEF

Le diagnostic d'HFpEF peut être posé en présence d'une HTP à l'effort associée à un rapport E/e' moyen > 14, à > 5 lignes B lors de l'effort maximal, ou à une augmentation de > 3 lignes B (somme des huit zones pulmonaires).¹¹ Il convient de prêter une attention particulière à la fusion potentielle des ondes E et A à des fréquences cardiaques plus élevées (généralement autour de ± 100/min). Afin de garantir la fiabilité des mesures, le rapport E/e' doit être déterminé avant que cette fusion ne se produise. Dans une étude de validation utilisant des mesures invasives, le paramètre présentant la meilleure corrélation avec la pression capillaire bloquée n'était pas le rapport E/e', mais l'onde S' (déplacement systolique de l'anneau mitral septal mesuré au Doppler tissulaire).¹² Celle-ci peut être déterminée de manière fiable à tous les stades de l'effort, même en cas de fusion EA. La probabilité d'une HFpEF peut en outre être évaluée à l'aide des scores de risque susmentionnés, le score HFA-PEFF incluant également des critères d'effort qui augmentent le score (E/e' moyen ≥ 15 et TRG > 3,4 m/s).

Conclusion

Chez les patients présentant une dyspnée inexpliquée, la CPET-écho permet une évaluation intégrée des limitations cardiovasculaires, pulmonaires et musculaires périphériques. La CPET-écho peut ainsi améliorer le rendement diagnostique des examens cardiaques réalisés dans le cadre d'une dyspnée.

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