Chapitre XX

LE DOPPLER COULEUR EN ECHOGRAPHIE CEREBRALE NEONATALE

A. COUTURE, C. BAUD, J.L. FERRAN, C. VEYRAC

Introduction

Le doppler couleur en pédiatrie représente une nouvelle spécialité d'imagerie très intéressante car il permet non seulement une amélioration dans le domaine du diagnostic et de la compréhension de la physiologie vasculaire, mais apporte également des données nouvelles dans l'élaboration du pronostic, la stratégie de la conduite thérapeutique et la possibilité d'une prévention au cours de nombreuses lésions cérébrales néonatales.

DOPPLER COULEUR ET HEMODYNAMIQUE DU CERVEAU NEONATAL NORMAL

On conçoit bien l'importance d'une étude précise des vaisseaux cérébraux (morphologie et exploration hémodynamique) quand on sait que la majorité des lésions cérébrales est d'origine circulatoire.

C'est ainsi que si l'échographie transfontanellaire a prouvé son grand intérêt et sa fiabilité dans le diagnostic précoce des hémorragies cérébrales, il faut bien comprendre que voir l'hémorragie ne suffit plus et il faut dorénavant tenter de la prévenir en essayant de comprendre son mécanisme de survenue : on sait maintenant que le saignement cérébral est attribué à des altérations du flux sanguin cérébral survenant dans la période néonatale immédiate. De même l'encéphalopathie anoxo-ischémique, complication sévère et fréquente de l'asphyxie néonatale, s'explique par la présence d'un bas débit périnatal auquel fait suite rapidement une vasodilatation cérébrale diffuse. C'est dire que la seule échographie morphologique est insuffisante et l'étude hémodynamique des vaisseaux cérébraux par Doppler pulsé et surtout par Doppler couleur est devenue indispensable parce qu'elle représente aujourd'hui une échographie "active" susceptible d'orienter dans de nombreuses circonstances vers un diagnostic précoce, un pronostic précis et immédiat et parfois vers une prévention des lésions.

Les potentialités du Doppler pulsé et de l'imagerie couleur dans l'appréciation de l'hémodynamique cérébrale sont maintenant confirmées. On sait désormais que l'exploration Doppler couleur constitue un progrès indéniable et ouvre des perspectives d'étude évidentes : repérage vasculaire simple, mise en évidence de vaisseaux cérébraux de petite taille, exploration dorénavant possible de l'ensemble du système veineux cérébral, étude du sens du flux, mise en évidence de la vitesse du flux par le système multicouleur, calcul dorénavant possible et fiable des vélocités sanguines.

1. L'imagerie couleur du cerveau néonatal normal

Avant le développement et la mise en place du Doppler couleur, l'approche vasculaire par les ultrasons restait difficile et complexe du fait essentiellement de la petite taille des artères et des veines du cerveau néonatal. On sait en effet que les plus gros troncs artériels du cerveau néonatal ne dépassent pas 2 mm. L'examen échographique aborde la vascularisation cérébrale par la mise en évidence des battements pulsatiles artériels en temps réel et seuls les gros vaisseaux sont repérables : polygone de Willis, artère cérébrale antérieure, artère sylvienne, artère cérébrale postérieure.

A l'inverse, d'autres vaisseaux d'importance fonctionnelle capitale ne sont pas appréciables : c'est le cas par exemple des vaisseaux thalamo-striés ou des vaisseaux choroïdiens. De même l'ensemble du réseau veineux (à l'exception du sinus longitudinal supérieur parfois spontanément visible) est d'un abord extrêmement difficile : leur lumière est virtuelle et le repérage pulsatile est absent.

Dans toutes ces circonstances d'approche morphologique difficile, le codage couleur apporte un progrès évident et devient maintenant indispensable.

1.1. La morphologie vasculaire en Doppler couleur

Les avantages de cette technique dans le domaine de la morphologie vasculaire sont évidents. C'est ainsi que l'étude couleur en incidence sagittale médiane permet une appréciation de la naissance et du trajet de l'artère péricalleuse et de l'artère callosomarginale, visualisation des branches distales, mise en évidence des variantes anatomiques multiples au niveau de la naissance des principales branches corticales. De même, l'imagerie couleur dans l'étude de l'artère cérébrale moyenne prend toute sa valeur par la mise en évidence des vaisseaux destinés aux noyaux gris centraux et dont on connaît l'importance fonctionnelle capitale. De même également, l'exploration du doppler couleur est irremplaçable dans l'étude précise du trajet intracrânien très sinueux de la carotide interne. Enfin, depuis la mise en place de l'oxygénation extracorporelle sur membrane (E.C.M.O.) pour le traitement des détresses respiratoires néonatales, on connaît toute l'importance d'apprécier l'intégrité du polygone de Willis.

Le grand intérêt de l'imagerie couleur réside dans la mise en évidence du système veineux encéphalique. C'est ainsi que cette technologie d'avenir encore à l'heure actuelle peu exploitée, permet de visualiser sans difficulté la plupart des structures veineuses : le sinus longitudinal supérieur et ses affluents (les veines superficielles médiales) sont toujours individualisées. De même, le retour veineux profond est remarquablement apprécie par cette technique : veine cérébrale interne, ampoule de Galien, sinus droit.

1.2. Etude hémodynamique

Le corollaire fondamental d'une étude morphologique vasculaire de qualité en Doppler couleur est la possibilité de réaliser une exploration hémodynamique précise et dorénavant fiable. Deux points sont essentiels à considérer :

- la courbe d'analyse spectrale dont on sait que sur le plan artériel la résistance circulatoire cérébrale est suffisamment faible pour que la pression diastolique assure un important débit continu dans l'artère et dont on connaît les patterns caractéristiques au niveau des structures veineuses (veine de Galien, sinus droit, veine cérébrale interne, sinus longitudinal supérieur) : le plus rarement aspect en bande continue, plus rarement courbe sinusoïde et exceptionnellement flux intermittent.

- la réalisation de mesures précises au niveau de la courbe d'analyse spectrale constitue le deuxième intérêt de l'imagerie couleur. On connaît toute la valeur de l'indice de résistance dans de nombreuses circonstances pathologiques néonatales, mais également ses limites (pas de corrélation constante entre l'indice de résistance et le débit sanguin cérébral, reflet grossier de la période hémodynamique cérébrale néonatale). C'est dire que ces incontestables réserves sur les données chiffrées de l'index de résistance ont mis en lumière un deuxième paramètre de mesure basé sur le calcul des vélocités sanguines. Deux conditions préalables doivent être connues avant toute mesure d'une vitesse de flux sanguin cérébral :

* Le deuxième préalable découle du premier. Toute exploration des vitesses du flux sanguin cérébral doit être calculée après correction d'angle. Si l'angle d'attaque de la ligne Doppler par rapport à l'axe du vaisseau se rapproche de l'idéal (inférieur à 20 degrés) l'erreur est modeste et la correction de l'angle peut être négligée. A l'inverse, si l'angle d'attaque est important, l'erreur sur la mesure des vélocités sera majeure : la correction d'angle est obligatoire. C'est souligner la multiplicité des erreurs dans de nombreuses et récentes publications : on ne peut valider une vélocité du flux sanguin cérébral si la correction d'angle n'est pas mentionnée ; on ne peut valider une vélocité du flux sanguin cérébral si l'angle d'attaque est mesuré en l'absence du doppler couleur : l'axe des vaisseaux en mode B est pratiquement impossible à préciser au niveau des artères et irréalisable à mesurer au niveau des veines.

L'apport de la vélocimétrie des flux sanguins cérébraux est indiscutable :

- elle propose des données chiffrées précises pour la compréhension des mécanismes physiologiques d'adaptation de la vie post-natale (fermeture du canal artériel, modification de la résistance vasculaire d'aval).

- elle apporte un élément hémodynamique supplémentaire à la valeur prédictive des anomalies vasculaires néonatales dans le cadre des asphyxies néonatales : c'est ainsi que LEVENE constate dans le suivi hémodynamique de 21 cas d'encéphalopathies anoxo-ischémiques d'une part, une chute de l'indice de résistance mais aussi et surtout d'autre part une élévation significative de la vitesse moyenne du flux sanguin cérébral dans 17 cas et une baisse de cette vitesse dans 4 cas. Les corrélations entre la vitesse du flux sanguin et l'évolution sont impressionnantes : aucun survivant chez les nourrissons dont la vitesse moyenne du flux sanguin cérébral est supérieure à 3 déviations standard et 3 décès parmi les 4 nourrissons ayant une vitesse basse inférieure à 2 déviations standard. après avoir évalué la valeur prédictive à 83 % pour le décès ou les séquelles neurologiques d'un indice de résistance bas, cet auteur estime que la valeur prédictive d'une vélocité sanguine moyenne supérieure à 3 déviations standard ou inférieure à 2 déviations standard est de 94 %. Il parait donc indispensable de chiffrer les valeurs des vitesses systoliques, diastoliques et moyennes au cours d'un accident asphyxique aigu.

- si la technologie de la morphologie vasculaire cérébrale en Doppler couleur est respectée les mesures de vélocité peuvent être chiffrées avec grande précision : c'est ainsi qu'au niveau artériel la vélocité maximale en période néonatale est retrouvée dans la carotide interne (55 cm/sec), alors qu'il n'existe pas de différence significative de la vélocité systolique maximale au niveau des grosses artères : artère cérébrale antérieure (42 cm/sec), artère cérébrale moyenne (40 cm/sec), tronc basilaire, artère cérébrale postérieure. A l'inverse la vélocité systolique est plus modérée dans des vaisseaux de plus petit calibre, mais de grande importance fonctionnelle : vaisseaux corticaux, vaisseaux thalamo-striés, vaisseaux cérébelleux. La vitesse télédiastolique parait d'après notre expérience similaire dans la plupart des gros vaisseaux artériels intracrâniens (11 cm/sec).

Les chiffres de vélocités veineuses sont remarquablement constants chez le nouveau-né normal : c'est dans le sinus droit que la vélocité est maximale (20 cm/seconde, alors que la vélocité du sinus longitudinal supérieur est très discrètement inférieure (18 cm/sec), et plus basse (9 cm/sec) au niveau des veines cérébrales internes.

2. LE DOPPLER COULEUR : ASPECTS PATHOLOGIQUES

Toute exploration ultrasonore cérébrale (outre l'indispensable bilan morphologique) doit avoir une étude hémodynamique des vaisseaux artériels et veineux par doppler pulsé et doppler couleur. C'est ainsi que grâce à cette nouvelle technologie, l'imagerie couleur apporte des arguments diagnostiques et pronostiques très novateurs dans de nombreuses circonstances pathologiques.

2.1. Le diagnostic des thromboses du sinus longitudinal supérieur

Il s'agit d'une pathologie rare, dont le diagnostic clinique reste toujours difficile car il n'existe pas de signe spécifique. Sur le plan étiologique, l'infection est devenue rare et la déshydratation aiguë sévère représente actuellement la cause principale. On connaît les critères diagnostiques de l'examen tomodensitométrique et surtout de l'imagerie en résonance magnétique qui reste l'exploration de référence. l'étude morphologique en doppler couleur apporte une séméiologie toute nouvelle d'une grande fiabilité : aspect échogène du thrombus au sein du sinus longitudinal supérieur, interruption du flux en Doppler couleur, pas d'analyse spectrale possible.

2.2. L'analyse des collections péri-cérébrales doit également bénéficier de l'imagerie couleur. L'examen échographique permet de différencier facilement une collection sous-arachnoïdienne d'une collection sous-durale. Le doppler couleur apporte d'autres arguments utiles : il n'existe jamais de vaisseaux artériels dans une collection sous-durale alors qu'ils sont constamment présents au sein d'une collection sous-arachnoïdienne.

2.3. De même un diagnostic extrêmement précoce (alors que l'analyse morphologique peut être strictement normale) d'une hémorragie intra-ventriculaire ou d'une méningite peut être apporté en imagerie couleur grâce à la mise en évidence d'un flux coloré dans la filière ventriculaire.

2.4. L'exploration hémodynamique des vaisseaux cérébraux du nouveau-né (analyse spectrale et mesures) orientée au mieux par le Doppler couleur a totalement transformé l'approche diagnostique, pronostique et thérapeutique des lésions cérébrales. Si pendant longtemps, l'échographie cérébrale s'est cantonnée à une description morphologique d'états lésionnels souvent évolués (hémorragies intraventriculaires et intraparenchymateuses massives, hydrocéphalies évolutives, lésions ischémiques majeures) réalisant une exploration "passive" sans aucune possibilité d'influer sur l'évolutivité, on sait aujourd'hui que grâce aux études hémodynamique l'échographie est devenue "active" et susceptible d'orienter dans de nombreuses circonstances vers un diagnostic précoce une prévention des lésions et vers un pronostic précis et immédiat.

Cela est évident dans le domaine des ischémies périnatales où l'échographie morphologique et surtout hémodynamique permet une évaluation objective et précise de la gravité lésionnelle, en montrant l'intensité de la dilatation vasoplégique. Un pronostic précoce peut être établi et la conduite thérapeutique en est largement facilitée.

De même, l' utilité de cette approche fonctionnelle est claire pour la prévention d'une hémorragie cérébrale et de sa conséquence redoutable, l' hydrocéphalie. La constatation d'un tracé Doppler fluctuant en période néonatale représente dorénavant un indicateur essentiel du risque hémorragique, et incite le réanimateur à agir rapidement pour le prévenir.

Enfin, l'évaluation et la surveillance d'une hydrocéphalie ne peuvent se concevoir sans une étude précise de son retentissement circulatoire : choix du moment opportun de mise en place de la dérivation, confirmation d'un bon fonctionnement d'une sonde de dérivation ventriculopéritonéale.

2.5. Les malformations vasculaires et en particulier l'anévrisme de la veine de Galien constituent une remarquable application de l'imagerie couleur, en particulier en période foetale : le diagnostic est facilement posé et l'étude hémodynamique par Doppler couleur des vaisseaux cérébraux permet d'apprécier l'intensité du shunt artério-veineux et d'orienter au mieux le devenir de la grossesse. De même, en période néonatale, le bilan précis (intensité du shunt, vaisseaux nourriciers) peut être apporté par l'imagerie couleur. Cette technique joue également un rôle extrêmement intéressant dans l'étude hémodynamique des vaisseaux participant au shunt avant et après traitement.

2.6.On connait les difficultés cliniques et électroencéphalographiques à définir un concept de mort cérébrale. Il semble que le Doppler pulsé et l'imagerie couleur représentent une alternative diagnostique très intéressante.

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A. COUTURE, C. BAUD, J.L. FERRAN, C. VEYRAC