Braz J Med Biol Res, mars 2009, Volume 42(3) 272-278
L’exercice peut provoquer une ischémie myocardique au seuil anaérobie dans les programmes de réadaptation cardiaque
A.R.C.N. Fuchs1, R.S. Meneghelo1, E. Stefanini4, A.V. De Paola5, P.E.P. Smanio2, L.E. Mastrocolla1, A.S. Ferraz1, S. Buglia1, L.S. Piegas3 et A.A.C. Carvalho4
1Serviço de réadaptation cardiaque, 2Seção Médecine Nucléaire clinique, 3Departamento de Saúde, Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, São Paulo, SP, Brésil.
4département de Cardiologie, 5département de Médecine, Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP, brésil Brésil –
Résumé
Introduction
Matériaux et méthodes
Résultats
Ceci
Correspondance et notes de bas de page
Résumé
L’ischémie myocardique peut se produire lors d’une séance d’exercice dans les programmes de réadaptation cardiaque. Cependant, il n’a pas été établi s’il est déclenché lorsque la prescription d’exercice est basée sur la fréquence cardiaque correspondant au seuil anaérobie mesuré par les tests d’exercice cardiopulmonaires. Notre objectif était de déterminer l’incidence de l’ischémie myocardique dans les programmes de réadaptation cardiaque en fonction du SPECT de perfusion myocardique dans les programmes d’exercices basés sur le seuil anaérobie. Trente-neuf patients (35 hommes et 4 femmes) ayant reçu un diagnostic de maladie coronarienne par angiographie coronarienne et SPECT fermée au technétium de stress-99m-sestamibi associée à un test d’exercice cardiopulmonaire de base ont été évalués. Les âges variaient de 45 à 75 ans. Un deuxième test d’exercice cardiopulmonaire a déterminé l’intensité de l’entraînement au seuil anaérobie. Une SPECT fermée répétée a été obtenue après un troisième test d’exercice cardiopulmonaire à la charge de travail et à la fréquence cardiaque prescrites. Les images de perfusion myocardique ont été analysées à l’aide d’un système de score de 6,4 au repos, de 13,9 au stress maximal et de 10.7 pendant l’exercice prescrit (P < 0,05). La présence d’ischémie myocardique pendant l’exercice a été définie comme une différence ≥2 entre le score de stress additionné et le score de repos additionné. En conséquence, 25 (64%) patients ont été classés comme ischémiques et 14 (36%) comme non ischémiques. MIBI-SPECT a montré une ischémie myocardique pendant l’exercice dans les limites du seuil anaérobie. La prévalence de l’ischémie de 64% observée dans l’étude ne doit pas être considérée comme représentative de l’ensemble de la population de patients suivant des programmes d’exercice. Des changements dans les programmes de soins aux patients et d’exercices ont été mis en œuvre à la suite de notre découverte d’ischémie au cours de l’exercice prescrit.
Mots clés: Test d’exercice; Seuil anaérobie; Ischémie myocardique; Maladie coronarienne; Technétium; 99mTc-sestamibi
Introduction
Selon les directives actuelles, l’intensité de l’exercice dans les programmes de réadaptation cardiaque ne devrait pas précipiter l’ischémie myocardique pendant une séance d’entraînement (1-6). Cependant, il a été démontré par l’imagerie de perfusion myocardique SPECT que l’exercice physique dans la capacité fonctionnelle, basé sur des tests de stress d’exercice standard, peut provoquer une ischémie, caractérisée par un défaut de perfusion réversible, même sans symptômes d’angine ou dépression du segment ST (7).
Avec l’utilisation généralisée actuelle des tests d’exercice cardiopulmonaires, l’intensité de l’exercice peut être définie sur la base du seuil anaérobie (8-11). À ce niveau d’effort physique, l’entraînement physique améliore la capacité fonctionnelle globale des patients et peut être appliqué même aux personnes atteintes de maladie coronarienne et de dysfonctionnement ventriculaire (12,13). Cependant, il n’a pas encore été établi si l’intensité de l’exercice déterminée par le seuil anaérobie provoque une ischémie myocardique.
Les études de perfusion myocardique sont plus efficaces pour identifier l’ischémie induite par l’exercice que les autres méthodes utilisées pour le diagnostic et la stratification du risque de maladie coronarienne athéroscléreuse obstructive (14-16). L’objectif de cette étude était d’évaluer l’incidence de l’ischémie myocardique en prescription d’exercice sur la base du seuil anaérobie dans les programmes de réadaptation cardiaque, en utilisant le test SPECT de perfusion myocardique.
Matériel et méthodes
De juin 2005 à septembre 2006, 153 patients consécutifs référés au Département de Médecine nucléaire de l’Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia ont été évalués. Tous ont montré un défaut réversible sur les images SPECT de perfusion myocardique et une sténose de diamètre ≥70% sur l’angiographie coronaire dans au moins une des trois artères coronaires principales (artère descendante antérieure gauche, artère coronaire droite, artère circonflexe gauche et leurs branches). Lors de l’analyse initiale, 95 patients présentant au moins l’une des caractéristiques suivantes ont été exclus: âge de plus de 75 ans, présence de fibrillation auriculaire, stimulateur cardiaque, bloc de branche gauche, syndrome de préexcitation, cardiopathie valvulaire hémodynamiquement significative, difficulté à suivre les procédures d’étude de manière appropriée, impossibilité de participer à un programme d’exercice après l’étude et patients participant déjà à un programme de réadaptation cardiaque. Les 58 patients restants ont subi une prise d’antécédents, un examen clinique et une électrocardiographie standard à 12 plombs, en plus d’une perfusion myocardique SPECT répétée à la suite d’un test d’exercice cardiopulmonaire utilisant un système Medical Graphics CardiO2 (États-Unis). Ceci a été effectué sans interruption de tout médicament pris régulièrement. Un protocole de rampe individualisé avec un ergomètre de cycle a été utilisé. Les critères d’interruption de l’exercice étaient ceux établis par les directives de l’American College of Cardiology et de l’American Heart Association (17). Une quantité de technétium-99m-sestamibi (99mTc-sestamibi) de 740 Mbq (ou 20 mCi) a été administrée à des patients pesant 85 kg ou moins, et une quantité de 0,31 mCi / kg a été administrée à ceux pesant plus de 85 kg. Le radiotraceur a été injecté à une fréquence cardiaque quasi maximale (HR; définie comme l’âge de 220 ans) ou en présence d’épuisement imminent, d’une dépression du segment ST d’effort égale ou supérieure à 0,3 mV ou d’une angine de poitrine. Après l’injection, l’exercice a été poursuivi pendant 30 à 60 s et la perfusion myocardique SPECT a été réalisée 60 min plus tard. La perfusion myocardique au repos SPECT a été réalisée dans la semaine suivant le premier test d’exercice cardiopulmonaire. Sous traitement régulier, seuls 39 patients présentaient un défaut réversible persistant sur les images SPECT de perfusion myocardique et étaient éligibles pour la phase suivante de l’étude. Trente-cinq d’entre eux étaient des hommes (89%) et 4 étaient des femmes (10,3%). Les âges variaient de 45 à 73 ans (moyenne de 59,76) et l’indice de masse corporelle moyen était de 28,4.
Le deuxième test d’exercice cardiopulmonaire était similaire au premier, mais n’était pas associé à l’imagerie par perfusion myocardique et a été utilisé pour déterminer le seuil anaérobie à l’aide de la méthode de la pente en V (18). Le niveau de formation a été fixé à la charge de travail et à l’HEURE correspondant au seuil anaérobie. Le troisième test d’exercice cardiopulmonaire a été effectué à la charge de travail prescrite pour les tests sur vélos freinés mécaniquement, la même que celle utilisée dans le programme de réadaptation cardiaque, pendant une période de 20 min, correspondant à la phase aérobie continue d’une séance de programme de réadaptation cardiaque. La dose de 99mTc-sestamibi a été injectée environ 19 min dans le test et les images ont été acquises 60 min plus tard.
Les images SPECT de stress et de repos ont été traitées à l’aide du logiciel dédié QGS (CEDAR) (19). Des analyses qualitatives et semi-quantitatives ont été effectuées. L’absorption de radiotraceurs a été comparée dans 17 segments du myocarde. Les images de perfusion myocardique ont été analysées par 3 observateurs aveugles aux données des patients à l’aide d’un système de score pour chacun des 17 segments basé sur cinq vues tomographiques: tranche basale à axe court, tranche midventriculaire à axe court, tranche apicale à axe court, tranche verticale à axe long et tranche horizontale à axe long. Pour chaque tranche, le segment ayant la plus forte absorption a été noté zéro. Les segments restants ont été classés selon les critères suivants: un, absorption légèrement réduite; deux, absorption modérément réduite; trois, absorption fortement réduite, et quatre, absorption absente. Pour chaque image SPECT, un score additionné a été obtenu en additionnant les 17 scores segmentaires. Aucune différence entre le score de stress additionné et le score de repos additionné n’indique l’absence d’hypoperfusion induite par le stress, c’est-à-dire l’absence d’ischémie. L’ischémie myocardique est définie comme une différence ≥2 entre les scores de stress et de repos, selon l’étude de Berman et al. (20), un critère qui a été utilisé dans des études historiques récentes (21).
Une analyse statistique a été réalisée à l’aide d’une analyse de variance à mesures répétées (ANOVA). Le test de comparaison multiple de Bonferroni a été utilisé pour détecter les différences entre les tests d’exercice cardiopulmonaire et les scores dérivés des images SPECT obtenues au repos, au stress maximal et pendant l’exercice prescrit. Le score de différence additionné (repos de pointe et repos d’exercice sur ordonnance) a été comparé par le test de Wilcoxon. Les valeurs de P ≤0,05 ont été considérées comme statistiquement significatives. Tous les scores pour les trois situations mentionnées ci-dessus sont présentés sous forme de moyennes et d’intervalles de confiance à 95 % (IC à 95 %). La HR moyenne a été comparée à l’aide du test t de Student apparié. Les changements du segment ST entre le repos, l’injection de 99mTc-sestamibi au stress maximal et l’exercice prescrit ont été analysés par le test McNemar. Le test du chi carré de Pearson ou le test exact de Fisher ont été utilisés pour déterminer l’association entre les groupes avec un score de différence additionné (≥2 et < 2) par rapport aux données cliniques, angiographiques et électrocardiographiques. L’âge a été comparé par le test t de l’étudiant.
Le protocole d’étude a été approuvé par les Comités d’éthique de la recherche de l’UNIFESP (Universidade Federal de São Paulo, Escola Paulista de Medicina) et de l’Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, et tous les patients ont signé un formulaire de consentement après avoir été pleinement informés par écrit des procédures impliquées.
Résultats
Les caractéristiques cliniques et angiographiques des patients sont présentées dans le tableau 1. L’angiographie coronarienne a révélé une sténose significative impliquant l’artère descendante antérieure gauche chez 27 patients, l’artère coronaire droite chez 25 patients et l’artère circonflexe gauche chez 28 patients
Les variables cardiopulmonaires évaluées dans les trois tests d’exercice cardiopulmonaire sont présentées dans le tableau 2.
Test d’exercice cardiopulmonaire de base pour le premier SPECT de perfusion myocardique
La charge de travail moyenne atteinte était de 75,05 ± 4,23 watts. L’heure moyenne variait de 69,62 ± 2,32 bpm au repos à 119,2 ± 2,84 bpm au stress maximal. Le 99mTc-sestamibi a été injecté à environ 114,61 ± 2,70 bpm, ce qui correspond à 71,47 ± 1,67 % de l’HEURE maximale prédite par l’âge et à 52,66 ± 1,84 % de la VO2max prédite. Une dépression du segment ST ≥1 mm est survenue chez 20 patients (51,20%), une angine de poitrine chez 11 (28,20%) et une claudication intermittente chez 1 (2,56%).
Deuxième test d’exercice cardiopulmonaire pour la détermination du niveau de prescription d’exercice
Le seuil anaérobie a été atteint à une charge de travail moyenne de 33,57 ± 2,70 watts et une heure moyenne de 89,89 ± 2,47 bpm, correspondant à 56,12 ± 1.62% de l’heure maximale prédite par l’âge
Troisième test d’exercice cardiopulmonaire pendant l’exercice prescrit sur la base du seuil anaérobie afin d’obtenir le 2e SPECT de perfusion myocardique
La charge de travail moyenne prescrite était de 32,87 ± 2,56 watts. L’heure moyenne pendant l’entraînement à l’exercice était de 90,36 ± 2,37 bpm, ce qui correspond à 55,92 ± 1,46% de la fréquence cardiaque maximale prédite par l’âge et à 40,89 ± 1,46% de la VO2max prédite. La HR au moment de l’injection de 99mTc-sestamibi était de 91,41 ± 2,38 bpm, ce qui correspond à 57,01 ± 1,58 % de la HR maximale prédite par l’âge et à 40,89 ± 1 46 % de la VO2max prédite. Seuls 7 patients (18%) présentaient une dépression du segment ST ≥ 1 mm, tandis que 32 patients (82%) ne présentaient aucune modification de l’ECG. Seulement 2 patients (5,12%) ont présenté une angine de poitrine.
Comparaison de la fréquence cardiaque
Il y avait une différence significative entre l’heure au stress maximal (114 ± 2,70 bpm) et l’exercice prescrit (91 ± 2,38 bpm; P = 0,001) en ce qui concerne l’injection de 99mTc-sestamibi, correspondant respectivement à 71 ± 1,67 et 57 ± 1,52% de l’heure maximale prévue pour l’âge. Aucune différence n’a été trouvée entre la fréquence cardiaque au moment de l’injection de 99mTc-sestamibi pendant l’exercice prescrit (91 ± 2.38 bpm) et l’heure prescrite (90 ± 2,37 bpm). L’heure de pointe était significativement plus élevée pendant l’exercice prescrit qu’au repos (67 ± 2,49 bpm; P < 0,0001) et était significativement plus élevée de 119 ± 2,84 bpm que l’HEURE prescrite (P < 0,0001).
SPECT de perfusion myocardique
Des différences significatives (P < 0,0001) ont été trouvées entre les scores moyens d’images SPECT au repos (6,44, IC à 95% = 4,09-8,79), le stress maximal (13,90, IC à 95% = 10,48-17,32) et l’exercice prescrit (10,77, IC à 95% = 7,69- 13.85) (Tableau 3). Lorsque l’ischémie myocardique était définie comme une différence ≥2 entre le score de stress additionné et le score de repos additionné, le score de différence additionné était de 10,09 ± 1,40 au pic d’effort et de 6,83 ± 0,99 pendant l’exercice sur ordonnance (tableau 3). L’analyse individuelle a montré que pendant l’exercice de prescription, le score de différence additionné était ≥2 chez 25 (64%) patients et < 2 chez 14 (36%). Parmi les caractéristiques cliniques considérées, à savoir des antécédents d’infarctus du myocarde, une revascularisation antérieure, une dépression du segment ST et des caractéristiques angiographiques, seule cette dernière était significativement différente entre les groupes. L’incidence de la maladie à trois vaisseaux était plus élevée dans le groupe avec un score de différence additionné ≥2 (tableau 4).
Tableau 1. Caractéristiques cliniques et angiographiques des 39 patients ayant participé à cette étude. |
Tableau 2. Variables du test d’exercice cardiopulmonaire (CPET) des 3 tests effectués sur 39 patients. |
Tableau 3. Score de stress additionné (SSS), score de différence additionné (SDS) exercice de pointe / prescription, score de repos additionné pour 39 patients. |
Tableau 4. Données cliniques, angiographiques et électrocardiographiques selon le score de différence additionné dans la prescription d’exercice pour 39 patients. |
Discussion
Parmi les nombreuses méthodes utilisées pour prescrire l’intensité de l’exercice aux patients atteints de maladies coronariennes, les tests d’exercice cardiopulmonaires pour déterminer le seuil anaérobie sont arrivés au premier plan, non seulement en raison de sa disponibilité généralisée, mais aussi parce qu’il s’agit d’un outil extrêmement précieux pour la stratification des risques des patients atteints d’insuffisance cardiaque congestive dans les centres cardiaques tertiaires. Chez les patients post-infarctus du myocarde recevant des bêta-bloquants, le seuil anaérobie a été considéré comme un « étalon-or » pour la prescription d’exercices (22). L’utilisation de la méthode de la pente en V pour déterminer l’intensité de l’entraînement est individualisée, car elle dépend de l’âge du patient et du niveau de forme physique. Il est submaximal et principalement aérobie, ce qui permet d’effectuer des exercices pendant des périodes prolongées (23). Le seuil anaérobie présente l’avantage d’être indépendant de la motivation du patient et donc plus objectif et reproductible que l’absorption maximale d’oxygène (23,24). Cependant, il n’a pas été établi si ce type de prescription est suffisamment sûr selon les directives en vigueur, qui recommandent que l’exercice soit prescrit aux patients atteints de maladie coronarienne à un niveau qui ne provoque pas d’ischémie myocardique, caractérisée par une angine de poitrine et / ou une dépression du segment ST (2).
La présente étude est justifiée par le fait qu’il a été prouvé que l’intensité de l’exercice immédiatement inférieure au seuil ischémique produisait une ischémie myocardique, telle que mesurée par balayage SPECT (7,25). Cela peut être accompli par un suivi clinique et électrocardiographique de la séance de rééducation. Pourtant, dans certaines conditions telles que l’infarctus du myocarde post-aigu, l’hypertrophie ventriculaire et les modifications antérieures du segment ST, entre autres, la perfusion myocardique SPECT permet une identification plus précise de la présence d’ischémie myocardique lors d’un programme de réadaptation cardiaque. Cette méthode a été utilisée dans la présente étude en raison de sa supériorité diagnostique.
Bien qu’ils ne constituaient pas un groupe homogène, les patients inclus dans la présente étude présentaient une maladie coronarienne préalablement documentée par angiographie coronarienne. Trente-et-un (79,5%) avaient au moins une maladie à deux vaisseaux et 8 (20,5%) avaient une maladie à un vaisseau, mais avec une sténose d’au moins 70%, ce qui justifiait la présence d’une absorption réduite sur les images de stress.
Les 39 patients présentaient une angine stable ou étaient asymptomatiques et étaient traités médicalement par leurs cardiologues sur la base de critères cliniques et angiographiques. Ces caractéristiques rendent ces patients similaires à ceux référés pour une rééducation supervisée. On peut noter que le groupe de 39 patients étudiés était nettement plus petit que l’échantillon initial de 153 sélectionnés parmi les patients traités de manière routinière au Département de cardiologie nucléaire de notre établissement. Cela peut s’expliquer par la nécessité d’exclure tous les patients chez lesquels l’interprétation du segment ST serait altérée par leurs conditions initiales. Dans un Centre tertiaire de cardiologie nucléaire, un nombre élevé de patients sont orientés vers un SPECT de perfusion myocardique exactement parce qu’ils ne peuvent pas être correctement évalués par des tests de stress d’exercice standard. Une autre raison de l’exclusion était la difficulté des patients à suivre un programme de réadaptation.
En effectuant des analyses SPECT qualitatives et semi-quantitatives, nous pourrions minimiser les biais potentiels associés à l’interprétation qualitative seule. L’utilisation d’un score de différence additionné égal ou supérieur à 2 a suivi les recommandations des études qui ont introduit cette technique (21).
Récemment, un score de différence additionné de 2 a été considéré comme indicatif d’une ischémie myocardique dans l’essai COURAGE (21), une grande étude multicentrique très influente parmi les cardiologues. Par conséquent, le score de différence additionné ≥2 trouvé ici chez 25 patients (64%) suggère la présence d’une ischémie myocardique induite par l’exercice. Bien que la précision de l’imagerie SPECT n’ait pas été spécifiquement évaluée dans la présente étude, cela avait déjà été fait dans une étude précédente réalisée dans notre établissement, montrant un degré élevé d’accord entre les interprétations (k = 0,810) (26). Sur la base de la différence entre le score de stress additionné et le score de repos additionné, l’ischémie myocardique, mesurée par des études de perfusion SPECT, a été quantifiée comme suit: 0-1 = pas d’ischémie; 2-6 = ischémie légère à modérée et > 6 = ischémie sévère (COURAGE). Selon ces critères, 14 patients (35,89%) n’avaient pas d’ischémie, 15 (38.47%) présentaient une ischémie légère à modérée et 10 (25,64%) une ischémie sévère. Un quart de nos patients présentaient donc une ischémie sévère, ce qui suggère que leurs paramètres cliniques et électrocardiographiques devraient être surveillés lors des premières séances d’un programme de réadaptation. Aucune différence significative n’a été trouvée en ce qui concerne l’âge ou les données cliniques, angiographiques et électrocardiographiques des patients avec un score de différence additionné ≥2 et < 2, à l’exception de la présence d’une maladie à trois vaisseaux (P = 0,048; Tableau 4). Peut-être que ces patients seraient candidats à une évaluation clinique plus approfondie. Les patients atteints d’ischémie myocardique documentée par la SPECT myocardique se sont vu prescrire des charges de travail inférieures à leur seuil anaérobie et ont été référés à un programme spécial consistant en un entraînement par intervalles pendant toutes les phases aérobies de la rééducation. Alternativement, on a prescrit à ces patients un exercice de résistance musculaire à environ 40% de la contraction maximale, pour la complémentation.
L’objectif de cette étude n’était pas de recommander l’utilisation systématique de la perfusion myocardique SPECT pour évaluer l’exactitude de la prescription d’exercices dans les programmes de réadaptation, mais plutôt d’ouvrir la possibilité d’utiliser la médecine nucléaire pour évaluer le degré d’ischémie induite par des exercices de réadaptation réguliers chez des patients sélectionnés.
Limites: cette étude a été menée dans un seul centre sur un petit nombre de patients, et le sexe féminin était sous-représenté. L’échantillon de l’étude était un échantillon de commodité, c’est-à-dire, il était composé de patients atteints de cardiopathie ischémique due à une maladie athéroscléreuse diffuse et étendue recrutés dans un centre tertiaire, et ne doit pas être considéré comme représentatif de l’univers plus large des patients atteints de cardiopathie ischémique pour lesquels des programmes d’exercices supervisés sont indiqués.
Implications cliniques: nos résultats suggèrent que, dans les programmes d’entraînement supervisés, une prescription d’exercice basée sur le seuil anaérobie est toujours recommandée pour les maladies coronariennes avec ischémie myocardique induite par le stress. Néanmoins, comme une ischémie myocardique peut être présente, la présence d’une dépression du segment ST et d’une angine de poitrine devrait déterminer une réduction de l’intensité de l’exercice. Ces recommandations sont valables, même après la publication de l’étude par Noel et al. (27), qui n’a pas trouvé de changements significatifs dans l’évolution de seulement 11 patients en présence d’une dépression du segment ST de 1 mm. Chez les patients atteints de coronaropathie diffuse et sévère, la perfusion myocardique SPECT peut être un complément utile pour une détection plus appropriée et précise de l’ischémie, car elle permet de prescrire de l’exercice de manière plus sûre en dessous de la zone ischémique, quel que soit le seuil anaérobie.
Sur la base de nos résultats, les conclusions suivantes peuvent être tirées: chez les patients atteints de cardiopathie ischémique due à une athérosclérose diffuse sévère, une ischémie myocardique a été détectée par une perfusion myocardique SPECT de 99mTc-sestamibi pendant la phase aérobie continue prescrite sur la base du seuil anaérobie, même chez des patients cliniquement stables. Les modifications de l’angine de poitrine et / ou de l’ECG ischémique ont une faible sensibilité pour identifier l’ischémie myocardique pendant la phase aérobie d’une séance de rééducation cardiaque. La prévalence de 64% d’ischémie observée dans l’étude ne doit pas être considérée comme représentative de l’ensemble de la population de patients suivant un programme d’exercices. Les changements dans les soins aux patients et le programme d’exercices ont été mis en œuvre à la suite de nos résultats (ischémie pendant l’exercice prescrit).
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Correspondance et notes de bas de page
Adresse de correspondance: A.R. Fuchs, R. São Vicente de Paulo, 435, Apto. 32, 01229-010 São Paulo, SP, Brésil. Télécopie: +55-11-3554-1505. E-mail : [email protected]
Partie de la thèse de doctorat présentée par A.R. Fuchs au Département de Cardiologie, Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP, Brésil. Publication soutenue par la FAPESP. Reçu le 9 mars 2008. Accepté le 28 janvier 2009.