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De toutes les anomalies fœtales, les malformations cardiaques sont les plus fréquentes (0,8%). Malgré l'amélioration technologique de l'échographie et l'entraînement des échographistes, le dépistage des cardiopathies reste faible (environ 30%). L'échographie 3D appliquée au cœur fœtal pourrait permettre une amélioration du diagnostic prénatal. Cette technique consiste en la sommation de multiples images 2D contiguës et permet la reconstruction tridimensionnelle des différentes structures du cœur et leur position dans l'espace. L'intérêt de cette technique est de visualiser en direct la normalité de l'anatomie, de retravailler les données pour contrôler les rapports anatomiques normaux du cœur et si nécessaire de demander un second avis à des spécialistes, ouvrant ainsi les portes à la télémédecine.
Parmi les anomalies fœtales, les malformations cardiaques ont la prévalence la plus élevée (estimée à 0,8%).1 Cependant, la complexité de l'anatomie tridimensionnelle du cœur fœtal rend le dépistage de ces malformations peu performant. Dans l'étude de Garne,1 évaluant vingt registres Eurocat, le dépistage des cardiopathies dans les pays de l'Europe de l'Ouest variait entre 19 et 48%. Les résultats du dépistage dans le canton de Vaud ont montré des taux similaires avec une sensibilité allant de 17% pour la période de 1996-1998, à 32% entre 2002-2004.2 La méconnaissance de certaines pathologies cardiaques, la difficulté d'obtention de plans de coupe optimaux et dans une moindre mesure la qualité du matériel utilisé et les conditions de l'examen (position fœtale, obésité maternelle et présence d'un oligoamnios) expliquent ces résultats.
Par contre, si l'examen est pratiqué par des spécialistes, le taux de dépistage s'élève à plus de 80%.3
Différentes modalités d'examen du cœur fœtal ont été proposées afin d'améliorer les performances du dépistage : coupe des quatre cavités, long axe et croisement des gros vaisseaux, vue du petit axe cardiaque, vue des trois vaisseaux et utilisation du doppler couleur pour faciliter la vision des gros vaisseaux et de leur croisement. Toutes ont montré leurs avantages entre des mains expertes et ceci quelle que soit la position fœtale. Leur mise en pratique dans le dépistage de population n'a cependant pas permis d'obtenir les bénéfices attendus.
Depuis quelques années, l'échographie 3D et 4D s'est développée en obstétrique et a été appliquée au cœur fœtal.4-7 Les possibilités de reconstruction de l'anatomie cardiaque lors d'une acquisition 3D sont bien connues des échocardiographistes. Aujourd'hui, cette technologie simplifie la représentation du cœur fœtal dans l'espace et pourrait permettre une amélioration du diagnostic prénatal de ces malformations.8
L'échographie 3D consiste en la sommation de multiples images 2D contiguës contenues dans un volume d'intérêt. Celles-ci sont obtenues soit par balayage manuel, soit par balayage automatique généré par un moteur inclus dans la sonde. La somme de ces plans 2D permet la reconstruction tridimensionnelle dans les axes X, Y, Z. Le plan X correspondant à l'image 2D d'un examen traditionnel. Le plan Y correspond à une image perpendiculaire au plan X alors que le plan Z est un plan perpendiculaire et horizontal au plan X. Les plans Y et Z étant reconstruits à partir des voxels (volumetric pixels) contenus à l'intérieur du volume analysé, leur résolution est moins bonne.
L'échographie 4D ajoute au 3D la notion «temps» et permet donc de visualiser les mouvements du fœtus et l'activité cardiaque.
L'analyse d'un volume 3D statique du cœur fœtal permet une reconstruction des différentes structures anatomiques et de leur position dans l'espace. Toutefois, il existe deux limitations à l'utilisation d'un volume statique. La première, évidente, est l'impossibilité de juger de la dynamique cardiaque. La deuxième est la difficulté de choisir entre une acquisition lente qui permet une meilleure résolution, mais entraîne des artefacts dus à la cinétique cardiaque (surtout visible dans les plans Y et Z) et une acquisition rapide évitant les artefacts au prix d'une réduction de la résolution.
La solution a été apportée courant 2003 avec la mise au point du STIC (Spatio-temporal Image Correlation) (figure 1). La technologie sous-jacente consiste en l'acquisition, pendant une période variant de 7,5 à 15 secondes, de multiples images du cycle cardiaque corrélées à la fin de la systole et à la fin de la diastole afin de générer une boucle dynamique d'images d'un cycle cardiaque. Ceci permet de bénéficier d'une étude de la cinétique cardiaque. Le STIC peut prendre en compte des données en mode B mais également des images associant le doppler couleur. La qualité du volume acquis dépend étroitement de la résolution des images 2D originales.
Une fois le volume STIC acquis, son analyse pourra se faire selon deux méthodes distinctes. Dans la première, grâce à un logiciel de lecture des volumes, l'échographiste peut faire du traitement d'images en modifiant les points de vue selon les axes qui l'intéressent et reconstruire l'anatomie globale du cœur en contrôlant l'activité dynamique des valves grâce à la boucle dynamique d'images du cycle cardiaque. La seconde procédure d'analyse se base sur une technologie développée par General Electric, la tomographie ultrasonore (TUI : tomographic ultrasound imaging ; GE-Kretz Voluson 730 Expert, Zipf, Austria). Elle permet d'analyser simultanément à l'écran neuf coupes parallèles du cœur en mouvement (figure 2) où la distance entre chaque coupe (0,1-5 mm) peut être ajustée par l'opérateur selon ses besoins.
L'intérêt de ces techniques d'analyse des volumes est donc la possibilité d'évaluer aisément les rapports anatomiques entre les différentes structures du cœur fœtal et de pouvoir juger de façon dynamique des mouvements des valves et des parois cardiaques.9
Plusieurs volumes provenant de différents plans 2D sont nécessaires pour obtenir une analyse complète de l'anatomie cardiaque du fœtus. De même plusieurs modalités (mode B, doppler couleur, doppler énergie) peuvent être utilisées selon la recherche à effectuer. Dans ce paragraphe, nous allons décrire la situation du dépistage des cardiopathies fœtales entre vingt et vingt-deux semaines de grossesse. Pour rappel, devront être mis en évidence lors de cet examen : les quatre cavités cardiaques, le septum interventriculaire, la croix du cœur, le départ de l'aorte avec la jonction septo- et mitro-aortique, ainsi que le croisement avec l'artère pulmonaire.
Pour obtenir ces différentes structures, le plan à partir duquel le volume est acquis correspond à une coupe axiale du thorax fœtal passant par le plan des quatre cavités. Les meilleures images sont obtenues lorsque le fœtus est dans une position où sa colonne vertébrale est à 6 h 00. Le volume à analyser doit être le plus petit possible afin d'augmenter la cadence d'images et permettre une meilleure résolution. De même, l'angle de balayage du volume sera compris à cet âge gestationnel entre 20 et 30 degrés maximum. Le temps d'acquisition devra être le plus long possible en tenant compte des mouvements du fœtus.
L'acquisition à partir d'un plan axial couvre un angle passant du haut abdomen où l'on reconnaîtra l'estomac jusqu'au sommet du thorax en passant par le plan des quatre cavités, la coupe des cinq cavités et la coupe des trois vaisseaux (artère pulmonaire, aorte et veine cave supérieure).
Le volume étant obtenu automatiquement, l'opérateur s'affranchit ainsi des difficultés techniques dépendant de la structure tridimensionnelle du cœur et de la position du fœtus dans l'utérus. Pendant que le balayage du volume se développe, il lui est possible de s'assurer en direct de la normalité de l'anatomie et après acquisition, le contrôle des images dans les plans X, Y, Z confirmera plus le détail des rapports anatomiques normaux du cœur. Lors de doute dans l'analyse de l'anatomie, l'échographie 3D et 4D ouvre la porte de la télémédecine et de l'analyse a posteriori de données qui pourront être retravaillées, en l'absence de la patiente, par un spécialiste en échocardiographie fœtale qui confirmera ou infirmera le diagnostic.
Dans une étude préliminaire portant sur 45 volumes acquis chez 36 fœtus, l'analyse, par un médecin en formation en gynécologie-obstétrique sans entraînement spécifique en échocardiographie fœtale, a montré la faisabilité d'une relecture secondaire de volumes STIC. Les résultats obtenus sont très prometteurs (tableau 1), montrant des possibilités réelles d'amélioration du dépistage des cardiopathies ducto-dépendantes qui, grâce à un dépistage prénatal, bénéficient d'une prise en charge néonatale optimale.
Les résultats publiés dans la littérature confirment l'intérêt de l'échographie tridimensionnelle et en particulier du STIC dans l'analyse de l'anatomie cardiaque fœtale. Actuellement cette technologie est principalement utilisée dans des centres spécialisés. Si son application à la cardiologie fœtale et aux autres champs du dépistage prénatal des malformations faisait ses preuves dans une population à bas risque, il faudrait en faire profiter un plus grand nombre de patientes en équipant la plupart des appareils d'échographie.
Alors qu'il y a quelques années, l'échographie tridimensionnelle peinait à démontrer son utilité en dehors du surfaçage et de la recherche de malformations plutôt rares, ses développements récents ont amené un pannel d'experts de l'American Institute of Ultrasound in Medicine (AIUM) à conseiller d'inclure l'enseignement de l'échographie tridimensionnelle dès maintenant aux médecins en formation de gynécologie-obstétrique.