Évaluation échographique de l’épaisseur de l’artère aortique et carotide chez l’enfant et l’adolescent

Résumé

Le présent article décrit les considérations méthodologiques pour l’évaluation non invasive de l’épaisseur de l’intima-média de l’aorte abdominale et de la carotide à l’aide de l’échographie en mode B. Cette technique est couramment utilisée dans les origines développementales de la recherche sur la santé et les maladies comme substitut des changements artériels précoces.

Résumé

L’épaisseur de l’intima-média carotidien (IMT), mesurée à l’aide d’une échographie en mode B à haute résolution, est un marqueur de substitution largement utilisé de l’athérosclérose subclinique, le processus physiopathologique sous-jacent à la plupart des événements cliniques de maladies cardiovasculaires. L’athérosclérose est une maladie progressive qui apparaît tôt dans la vie, c’est pourquoi on s’intéresse de plus en plus à la mesure de l’IMT carotidienne dans l’enfance et l’adolescence afin d’évaluer les changements structurels dans le système vasculaire artériel en réponse à des expositions indésirables. Cependant, le moment de l’athérosclérose varie à travers l’arbre vasculaire. Des lésions athéroscléreuses primordiales sont présentes dans l’aorte abdominale dès la petite enfance, contre contre au milieu de l’adolescence pour la carotide commune. La mesure de l’IMT à l’un ou l’autre site est susceptible de présenter plusieurs défis techniques qui doivent être pris en compte, en particulier chez les jeunes enfants. Dans cet article, nous fournissons une méthode détaillée par étapes pour une évaluation de haute qualité de l’IMT de l’aorte abdominale et de l’artère carotide commune chez les jeunes. Nous donnons également un aperçu de la pertinence de l’un ou l’autre site lors de l’exploration des associations entre les expositions précoces et les maladies cardiovasculaires plus tardives.

Introduction

L’hypothèse DoHAD (Developmental Origins of Health and Disease) propose un lien entre les expositions environnementales pendant les périodes critiques du développement - de la conception à l’âge de 2 ans - et la susceptibilité aux maladies cardiométaboliques plus tard dans la vie¹. Plusieurs études observationnelles ont montré que les expositions pendant la période périnatale, telles que l’insuffisance pondérale à la naissance et les naissances prématurées, sont associées à un risque de maladies cardiovasculaires (MCV) à plus long terme². L’athérosclérose, c’est-à-dire l’épaississement progressif des deux couches les plus internes de la paroi artérielle, est un précurseur de la plupart des événements cliniques de MCV³. Cet épaississement peut être mesuré de manière non invasive au stade subclinique à l’aide d’une échographie en mode de luminosité à haute résolution (mode B), une technique appelée épaisseur intima-média (IMT).

Dans les années 1980, l’échographie carotidienne mesurée par IMT a été validée par rapport à l’histologie directe et est depuis devenue une méthode non invasive emblématique pour identifier les changements artériels précoces⁴. L’évaluation de l’IMT carotidienne est populaire dans la recherche DoHAD car elle nous permet d’explorer l’association entre les expositions environnementales et les adaptations dans le système vasculaire au début de la vie et le suivi potentiel de ces adaptations au fil du temps. L’IMT carotidienne est accrue chez les enfants exposés à des facteurs de risque précoces tels que le retard de croissance fœtale⁵ et la prise de poids excessive au cours des deux premières années de vie⁶, en plus des facteurs de risque traditionnels de MCV tels que l’obésité⁷, l’exposition au tabagisme et la dyslipidémie⁸. Alors que la TMI de la bifurcation carotidienne, la carotide interne et la carotide commune ont été étudiées avec des facteurs de risque et sont toutes prédictives d’événements cardiovasculaires plus tard dans la vie ^9,10, la TMI de paroi éloignée de l’artère carotide commune (TCIM) est le seul site à avoir été validé par rapport à l’histologie directe³ et au centre du présent manuscrit.

Il est important de noter que des études explorant la progression naturelle de l’athérosclérose indiquent que l’aorte abdominale est la première des grandes artères élastiques à présenter des lésions athéroscléreuses primordiales appelées stries graisseuses, en particulier la paroi distale éloignée du vaisseau^11,12. Comparativement, la carotide commune présente des stries graisseuses au milieu de l’adolescence. Ainsi, la mesure de l’IMT de l’aorte abdominale (aIMT) peut faciliter la détection précoce des modifications de la structure vasculaire. Dans l’étude Muscatine Offspring menée auprès de 635 personnes âgées de 11 à 34 ans aux États-Unis, on a constaté que l’aIMT présentait des associations plus fortes avec les facteurs de risque conventionnels de MCV chez les adolescents (11-17 ans), tandis que l’aIMT avait des associations plus fortes chez les sujets plus âgés (18-34 ans)¹³. Chez les enfants à haut risque par rapport aux témoins, les TMI des deux vaisseaux ont augmenté, mais l’effet était plus important dans l’aorte que dans la carotide, ce qui explique le diamètre luminal¹⁴. Ces résultats et les études d’histoire naturelle suggèrent collectivement de donner la priorité à la mesure de la TCIM dans les populations plus jeunes par rapport à la TCIM. Bien que cela ne soit pas sans limites, la mesure de l’aIMT a tendance à être plus variable¹⁵, la méthodologie jusqu’à récemment manquait de normalisation³, et son utilité chez les individus ayant une adiposité centrale plus importante suscite des inquiétudes.

Si l’on se concentre spécifiquement sur les expositions au cours des 1 000 premiers jours de la vie, deux revues systématiques et méta-analyses récentes fournissent des informations significatives sur la sensibilité de chaque technique. Dans des études portant sur des sujets apparemment en bonne santé âgés de 0 à 18 ans, Epure et ^coll.9 ont évalué les associations entre les affections cliniques au cours des 1 000 premiers jours de vie et la TCIM. Ils ont constaté que le fait d’être né petit pour l’âge gestationnel (SGA), avec ou sans retard de croissance fœtale, était significativement associé à une augmentation de la cIMT chez les enfants et les adolescents (16 études, 2 570 participants, différence moyenne standardisée regroupée de 0,40 [IC à 95 % : 0,15-0,64], p = 0,001, I² = 83 %) par rapport à ceux nés appropriés pour l’âge gestationnel. Dans une méta-analyse presque identique avec l’aIMT comme mesure de résultat, Varley et ^al.10 ont signalé une augmentation significative de l’aIMT chez les personnes nées SGA par rapport aux témoins et l’ampleur de l’effet était supérieure à celle de l’aIMT (14 études, 592 participants, différence moyenne standardisée regroupée de 1,52 [IC à 95 % : 0,98-2,06], p < 0,001, I² = 97 %). De plus, ils ont trouvé des associations avec d’autres facteurs de risque qu’Epure et ^coll.9 n’ont pas trouvés, tels que l’exposition à la pré-éclampsie et le fait d’être né grand pour l’âge gestationnel, peut-être en raison de la plus grande sensibilité de l’aIMT que de la cIMT.

Il est important de noter que les deux revues ont identifié un manque de normalisation de la méthodologie et une absence de conseils adaptés pour mesurer les enfants et les adolescents comme une limite pour les comparaisons approfondies entre les études et les résultats non concluants pour d’autres expositions. En conséquence, le présent manuscrit vise à fournir un protocole détaillé pour chaque mesure chez les jeunes. La raison d’être et la justification de ces protocoles ont déjà été présentées plus en détail³. Nous discutons des défis méthodologiques courants et fournissons des recommandations pratiques pour les surmonter.

Le protocole ci-dessous suppose une compréhension de base d’un appareil à ultrasons et de ses composants et des manipulations qui peuvent être effectuées avec un transducteur à ultrasons 16,17,18. Il est également fortement recommandé que l’examinateur, le participant et l’appareil soient positionnés de manière à augmenter l’efficacité des tests et à minimiser la tension, conformément aux meilleures pratiques modernes en échographie. Des suggestions sont fournies ci-dessous. Toutes les évaluations doivent être effectuées dans une pièce calme, à température contrôlée, avec un éclairage tamisé pour le confort du participant et la vérification de l’imagerie. Demandez aux participants de jeûner pendant au moins huit heures avant de tester pour réduire les gaz dans l’intestin¹⁵, les liquides clairs sont autorisés, bien qu’à un plus jeune âge, cela puisse ne pas être possible. Cependant, évitez d’évaluer directement après un repas. Effectuer des mesures le matin dans les deux premières heures suivant le réveil a déjà été signalé comme le meilleur moment pour la visualisation de l’aorte abdominale ^3,15, ce qui peut également réduire tout inconvénient associé au jeûne. Ce protocole a été adapté à partir des lignes directrices décrites par l’American Society of Echocardiography Carotid Intima-Media Thickness Task Force¹⁹, le Mannheim Carotid Intima-Media Thickness and Plaque Consensus¹⁸ et l’Association européenne de cardiologie pédiatrique AECP²⁰ pour la mesure de l’IMTI 3 et des recommandations récemment publiées pour la mesure de l’IMTi³. Nous vous recommandons vivement de consulter également un protocole d’échographie récent au point de service pour aider à comprendre l’anatomie de l’aorte abdominale et des structures environnantes²¹.

Protocole

Toutes les recherches ont été effectuées conformément au comité d’éthique de la recherche humaine du district sanitaire local de Sydney (protocoles n° X16-0065 et X15-0041). Toutes les images échographiques sont exemptes d’informations d’identification. Les images utilisées pour illustrer le placement du transducteur ont été réalisées sur des personnes avec leur consentement ou avec le consentement de leurs parents ou tuteurs pour celles qui ne sont pas en mesure de donner leur consentement.

1. Épaisseur intima-médiale carotidienne commune

1. Demandez au participant de s’allonger sur le lit sans oreiller. Cela aidera à garder le cou aussi droit que possible.
2. Demandez à l’examinateur de se positionner à la tête du participant et de surélever le lit pour permettre aux coudes de l’examinateur de reposer sur le lit afin de stabiliser le bras de balayage.
3. Placez l’appareil devant l’examinateur, à l’opposé du côté de la numérisation, pour manipuler l’appareil avec la main non numérisée de l’examinateur sans trop s’étendre. Laissez suffisamment d’espace pour que l’échographie puisse être déplacée du côté opposé lors de l’examen de l’autre côté du cou.
4. Acquérir un électrocardiogramme (ECG) simultanément. Un ECG à 3 dérivations est suffisant ; Appliquez les fils appropriés selon les instructions du fabricant et l’âge du participant. Placez du gel sur la sonde. Chez les nouveau-nés et les nourrissons, l’utilisation de sachets de gel stérile à usage unique est recommandée à des fins de contrôle des infections. Réchauffer le gel au préalable peut également aider à prévenir l’inconfort.
5. À l’aide d’un transducteur linéaire d’une fréquence minimale de 7 MHz, réglez l’appareil sur une profondeur de 3 à 4 cm, une fréquence d’images de 25 Hz et une plage dynamique de 55 à 65 dB. Une capture rétrospective est recommandée, car les enfants peuvent bouger brusquement.
   REMARQUE : Pour aider à la normalisation de la mesure entre les participants et les examinateurs et pour augmenter l’efficacité des tests, l’utilisation d’un préréglage est recommandée. La plupart des appareils à ultrasons ont cette fonctionnalité. Les paramètres ci-dessus sont recommandés et peuvent varier en fonction de la machine utilisée ; Les effets des réglages des ultrasons sont discutés ci-dessous.
6. Pour augmenter la reproductibilité, acquérez un minimum de trois angles d’insonance par côté. Utilisez un instrument comme l’arc carotidien de Meijer pour normaliser les angles. Les angles collectés ici sont 210°, 240° et 270° à gauche et 150°, 120° et 90° à droite, ce qui correspond aux vues antérieure, latérale et postérieure de chaque vaisseau¹⁹.
   REMARQUE : Il est recommandé de collecter plusieurs angles car l’épaississement est généralement excentrique ; Cependant, cela augmentera le fardeau de l’examen et de l’analyse.
7. Demandez au participant d’étendre son cou et d’incliner sa tête vers la gauche à un angle d’environ 45° ; Une serviette ou un oreiller roulé peut être calé sous la tête du participant pour plus de confort et pour aider à maintenir la rotation latérale¹⁹.
8. Positionnez le transducteur dans le plan de balayage transversal à la base du cou avec l’indicateur à 9 heures et balayez vers le haut vers la tête. Assurez-vous que la position de l’indicateur correspond à celle affichée à l’écran. Identifiez l’artère carotide commune, un cercle anéchoïque pulsatile au centre de l’écran. La veine jugulaire peut également être vue directement au-dessus de la carotide commune ; sa paroi est plus mince et elle peut s’effondrer avec une pression modérée, tandis que la carotide conserve sa forme circulaire (figure 1).
9. Tout en remontant le long du cou, observez l’artère carotide commune s’élargir puis bifurquer dans les artères carotides internes et externes. Positionnez le transducteur au point d’agrandissement, également appelé ampoule, et tournez-le dans le sens des aiguilles d’une montre pour obtenir une vue longitudinale. Assurez-vous que la position de l’indicateur est maintenant tournée vers la tête.
10. Ajustez les paramètres de gain pour obtenir une luminosité symétrique pour la paroi proche et éloignée (paroi la plus proche et paroi la plus éloignée du faisceau d’ultrasons, respectivement ; voir Figure 2 et Figure 3) et un artefact intraluminal minimal.
    REMARQUE : Les artefacts d’imagerie provenant de paramètres de gain inappropriés, tels que des bordures délavées, peuvent affecter l’interprétation de l’IMT. L’IMT a un motif à double ligne distinct : l’intima et l’adventice sont hyperéchogènes (clairs), tandis que le milieu est hypoéchogène (plus foncé).
11. Obtenir une boucle digitale avec un minimum de trois cycles cardiaques de l’artère carotide commune de 10 mm à proximale du bulbe (Figure 2). Pour une imagerie optimale, assurez-vous que le récipient est perpendiculaire au faisceau de la sonde. Cela peut être réalisé en inclinant subtilement le transducteur sur son axe court et en exerçant une pression différentielle le long de l’axe long du transducteur, également connu sous le nom de balancement ou de mouvement talon-orteil^16,17.
12. Répétez le processus pour les deux angles restants et étiquetez correctement chaque boucle numérique pour permettre une réidentification facile de l’angle.
13. Répétez les étapes 1.7 à 1.11 sur le côté droit du cou. Terminez l’examen. Nettoyez tout gel restant et retirez les autocollants ECG. Les considérations relatives au retrait des autocollants ECG chez les nouveau-nés et les nourrissons sont abordées dans le tableau supplémentaire 1.

2. Épaisseur de l’aorte intima-média

1. Demandez au participant de s’allonger sur le lit en position couchée, l’abdomen exposé. Demandez aux participants de plier les genoux avec leurs pieds à plat sur le lit ; Cela détend les muscles abdominaux et peut améliorer l’imagerie.
2. Obtenez un ECG en même temps en suivant l’étape 1.4. Placez la machine à côté du participant et à portée de main de l’examinateur. Placez du gel sur la sonde.
   REMARQUE : Les nouveau-nés et les nourrissons ont un rythme respiratoire élevé, ce qui peut fortement influencer l’interprétation du diamètre des vaisseaux pendant le cycle cardiaque. Par conséquent, un ECG est essentiel pour mesurer l’IMT à la fin de la diastole.
3. Utilisez un transducteur linéaire avec une fréquence minimale de 7 MHz, une profondeur à ajuster pour garder l’aorte en vue, une fréquence d’images de 25 Hz et une plage dynamique de 55-65 dB. Utilisez un zoom approprié pour maintenir l’aorte au centre de l’écran. Utilisez des fréquences plus basses pour ceux qui ont une masse corporelle plus élevée. La capture rétrospective est recommandée à l’étape 1.5.
4. Identifiez l’aorte en plaçant la sonde dans le plan transversal directement sous le xiphisternum avec l’indicateur en position 9 heures (face à l’échographiste). L’aorte apparaîtra sous la forme d’un cercle anéchoïque pulsatile à droite de l’écran. Les structures environnantes comprennent la veine cave inférieure (CVI) à gauche de l’aorte, le foie directement au-dessus et le corps vertébral anéchoïque directement en dessous.
5. Tournez la sonde dans le sens des aiguilles d’une montre jusqu’à ce que l’aorte apparaisse dans la vue longitudinale. Assurez-vous que la position de l’indicateur est tournée vers la tête et qu’elle correspond à ce qui s’affiche à l’écran. Dans la vue longitudinale, les structures environnantes comprendront le foie et le pancréas directement au-dessus et les vertèbres au bas de l’écran.
6. Déplacez lentement la sonde vers le bas jusqu’à ce que les branches de l’artère cœliaque (AC) et de l’artère mésentérique supérieure (SMA) soient identifiées. La caudale de cette ramification est l’aorte abdominale proximale, et distale de cette ramification est l’aorte abdominale moyenne à distale.
7. Continuez à balayer jusqu’à ce qu’un segment droit sans ramification soit identifié. L’aorte devient plus antérieure lorsqu’elle se déplace distalement, alors ajustez les paramètres de zoom pour vous assurer que l’aorte est centrée sur l’écran. Assurez-vous que le vaisseau est perpendiculaire au faisceau d’ultrasons et ajustez les paramètres de gain au besoin (Figure 5).
8. Obtenir une boucle numérique avec un minimum de trois cycles cardiaques. Obtenez des boucles digitales de différents segments droits non ramifiés balayant de l’aorte abdominale proximale à l’aorte abdominale distale (juste avant les artères iliaques gauche et droite) et des multiples pour chaque segment. Ceux-ci peuvent être étiquetés comme aIMT proximal, moyen et distal.
   REMARQUE : Il n’est pas toujours possible d’utiliser des boucles numériques de différents segments. Les gaz dans l’intestin peuvent généralement entraver l’acquisition d’images et limiter la fenêtre ultrasonique à une branche proximale de l’AC et de la SMA.
9. Terminez l’examen. Nettoyez tout gel restant et retirez les autocollants ECG.

3. Analyse intima-média hors ligne à l’aide d’un logiciel de détection de bord semi-automatisé

1. L’utilisation d’un logiciel de détection des bords semi-automatisé peut réduire la variabilité entre les opérateurs et augmenter la reproductibilité. Cette analyse est hors ligne ; ainsi, exportez les images au format natif Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) sans compression numérique.
2. Gardez l’analyse à l’aveugle pour réduire le biais potentiel de l’opérateur. En pratique, s’il y a plus de deux membres du personnel de recherche, le chercheur qui effectue l’analyse d’images hors ligne devrait être différent du chercheur qui a collecté les images. S’il n’y a qu’un seul chercheur, l’insu pourrait être réalisé par l’analyse différée d’images anonymisées.
3. IMT carotidienne
   1. Sélectionnez une région d’intérêt (ROI) d’au moins 10 mm à proximité de l’ampoule. Le bulbe peut être défini comme le point où les deux parois parallèles de la carotide commune commencent à diverger ; Ce n’est pas toujours symétrique et hétérogène entre les individus.
      REMARQUE : La distance recommandée entre le ROI et la bifurcation varie entre les enfants et les adultes et constitue la principale différence entre eux. Chez les enfants, le retour sur investissement devrait idéalement être une région de 10 mm juste à proximité de l’ampoule. Ceci est différent de la recommandation pour la population adulte, qui suggère de mesurer la TMI à partir d’un segment droit de 10 mm au moins 5 mm au-dessous du bulbe^19,20.
   2. Le logiciel utilisé détecte automatiquement les bordures intima-lumen et media-lumen pour les murs proches et éloignés. Pour ce faire, entraînez le logiciel sur un châssis sélectionné par l’opérateur avec une IMT clairement définie et demandez à l’opérateur d’ajuster la détection des frontières du logiciel si nécessaire.
   3. Analysez la boucle numérique et indiquez le diamètre du vaisseau, l’IMT moyen, maximum et minimum à paroi proche et éloignée pour chaque image. Le logiciel produit également une trace du diamètre du vaisseau au fil du temps, qui peut être utilisée pour identifier les cadres diastoliques finaux en l’absence d’ECG (Figure 6).
      REMARQUE : La plupart des logiciels semi-automatisés reposent sur des calculs similaires des valeurs IMT. Dans le cadre d’un retour sur investissement, plusieurs points de données appariés sont dessinés entre les frontières de l’intima et du média. L’IMT moyen est la valeur moyenne de tous les points dans un ROI. L’IMT maximum et minimum sont respectivement les points de données les plus importants et les plus petits du retour sur investissement. En raison de la nature focale de la formation de la plaque, l’IMT maximale moyenne peut mieux indiquer l’athérosclérose subclinique par rapport à l’IMT³ moyenne moyenne. Idéalement, les deux méthodes d’épaisseur segmentaire devraient être indiquées.
   4. Sélectionnez les mesures de diamètre et de paroi éloignée de l’IMT à partir de trois cycles cardiaques consécutifs à la fin de la diastole (sur ou près de l’onde R de l’ECG) et calculez la moyenne. Comme la sélection des cadres diastoliques finaux dépend de l’opérateur, enregistrez des détails tels que le numéro de boucle et le numéro de cadre pour faciliter la vérification croisée du travail. Nous recommandons une intervention minimale de l’opérateur. Indiquez la moyenne de chaque vaisseau séparément, car la TMI dans la carotide commune gauche peut être supérieure à celle de la carotide commune droite¹⁸.
      REMARQUE : Le réglage manuel des bordures est possible pour les numérisations difficiles, mais ne doit être effectué que pour les images de fin de diastolique sélectionnées afin d’éviter d’augmenter la charge d’analyse. Si vous collectez les trois angles recommandés par côté, trois mesures par côté seront enregistrées, qui peuvent être moyennées pour produire une IMT globale gauche et droite.
4. TMI de l’aorte abdominale
   1. Sélectionnez une zone d’au moins 5 mm dans un segment droit et non ramifié du récipient. Appliquez les étapes 3.2.2 à 3.2.3. Sélectionnez les mesures de diamètre et de TMI de la paroi éloignée à partir de trois cycles cardiaques consécutifs à la fin de la diastole et à la moyenne. Répétez l’opération si plusieurs boucles numériques ont été collectées et faites la moyenne des résultats de tous les retours sur investissement.
5. Faites appel à un expert pour évaluer la fiabilité et la reproductibilité de l’acquisition d’images et de l’analyse hors ligne pour toutes les études d’imagerie. Rendre compte des résultats de ces derniers résultats dans des publications. Nous recommandons de répéter 10 % des scans. Le coefficient de variation intra et inter-observateurs recommandé est inférieur à 6 % ou la différence moyenne dans les mesures IMT brutes doit être inférieure à 0,055 mm²⁰.

Résultats

Dans cette section, nous présentons les résultats d’études antérieures afin de mettre en évidence les principaux aspects de la mesure de la cIMT et de l’aIMT. Les figures 1 et 2 se concentrent sur la TCI, démontrant des vues transversales et longitudinales chez des sujets jeunes et en bonne santé et une visualisation détaillée du complexe TMI. Les figures 3 et 6

Discussion

Le présent manuscrit fournit des conseils sur l’acquisition et l’analyse d’images échographiques pour mesurer l’aIMT et la cIMT, en particulier chez les populations plus jeunes (0-18 ans). Les deux techniques ont démontré leur utilité dans l’exploration de l’influence des expositions précoces sur l’athérosclérose, mais elles sont sensibles à des défis techniques, que nous abordons ci-dessous.

Étapes critiques de la mise en œuv...

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
12-3 MHz Broadband linear array transducer	Phillips	L12-3
Meijer's Carotid Arc	Meijer	-
Semi-automated edge detection analysis software	Medical Imaging Applications	Carotid Analyzer 5
Ultrasound	Phillips	Epiq 7
Ultrasound transmission gel	Parker	01-08