L'épreuve d'effort

Thierry VERSON

t.verson@free.fr

http://t.verson.free.fr

TABLE DES MATIERES

L'épreuve d'effort  *

TABLE DES MATIERES   *

Eléments du choix du matériel d'exercice        *

Choix de la position            *

Contre-indications absolues de l'épreuve d'effort       *

Contre indications relatives de l'épreuve d'effort maximale  *

Complication possibles de l'épreuve d'effort    *

Matériel de réanimation à disposer en salle d'épreuve d'effort        *

Conditions de l'épreuve d'effort   *

Déroulement de l'épreuve d'effort          *

Conditions d'arrêt de l'épreuve d'effort  *

Différenciation des épreuves d'effort       *

Indications à l'épreuve d'effort sous-maximale précoce SL des opérés coronaires          *

Critères d'arrêt de l'épreuve d'effort sous-maximale précoce SL des opérés coronaires *

Facteurs d'altération des résultats de l'épreuve d'effort         *

Fiabilité et prédictions de l'épreuve d'effort       *

Protocoles de l'épreuve d'effort   *

Etablissement des conditions de départ imposées lors de l'exercice maximal sur tapis roulant en fonction de VO2 Max           *

Epreuve triangulaire           *

Autres protocoles d'épreuves triangulaires             *

Le protocole de Bruce (tapis roulant)      *

Autre protocole de Bruce (1971)  *

Epreuve rectangulaire        *

Epreuve abrupte      *

Test de Naughton   *

Test de Balke normal         *

Test de Balke faible            *

Protocole de Cornell          *

Test d'Ellestad modifié      *

Test d'Ellestad         *

Protocole standard  *

Protocole US AIR FORCE SCHOOL OF AEROSPACE MEDECINE (USAFSAM)         *

Protocole d'exercice progressif sur ergocycle pour enfants en fonction de la surface corporelle            *

Protocole de l'épreuve du Mémorial Hospital   *

Protocole de l'épreuve d'effort précoce entre J+14 et J+21    *

Protocole de l'épreuve d'effort semi-précoce entre J+30 et J+60      *

Hand grip test          *

Fonctionnement de l'électrocardiogramme (ECG)     *

Dérivations et positionnement des électrodes  *

Fonctionnement      *

Etude du tracé         *

Tracé normal           *

Troubles du rythme auriculaire                *

Extrasystoles supraventriculaires            *

Tachycardie auriculaire           *

Flutter auriculaire    *

Arythmie complète par fibrillation auriculaire           *

Troubles du rythme ventriculaire             *

Extrasystoles ventriculaires     *

ESV monomorphes                *

ESV polymorphes   *

Tachycardie ventriculaire        *

Fibrillation ventriculaire           *

Les troubles de la conduction *

L'infarctus               *

Correspondance de l'ECG et du cycle cardiaque        *

Représentation schématique des voies de conduction cardiaque         *

Le segment ST        *

La surveillance ECG          *

Anomalies du rythme électrique              *

L'ECG à haute amplification         *

L'enregistrement HOLTER           *

Analyse des résultats aux tests   *

Limites de l'épreuve d'effort         *

 

L'épreuve d'effort (EE) est un élément nécessaire du diagnostic. Souvent indispensable au paramétrage du réentraînement à l'effort (RE), elle est toujours intéressante car elle permet d'apprécier la capacité fonctionnelle, de quantifier les progrès et d'affiner la programmation des séances du RE. Les valeurs importantes que donne l'EE pour la programmation d'un entraînement sont:

F le premier seuil ventilatoire (SV1) ou seuil d'adaptation cardio-respiratoire à l'exercice

F le deuxième seuil ventilatoire (SV2) ou seuil d'accumulation de l'acide lactique (SAAL) communément appelé seuil anaérobique. Il matérialise le moment ou le corps produit plus d'acide lactique qu'il ne peut en éliminer, par manque d'oxygène. Communément, atteindre cette zone anaérobique se traduit par "taper dans le rouge".

F La fréquence cardiaque maximale. Cette recherche doit toujours être autorisée au préalable par le médecin, car elle peut être dangereuse chez certains patients.

La faible valeur prédictive de l'épreuve d'effort chez le patient de moins de 40 ans la rend inutile dans ce cas, sauf antécédents ou/et hérédité coronariens.

Eléments du choix du matériel d'exercice

ü La VO2 Max est plus élevée sur un tapis roulant incliné (3% mini) qu'en vélo. La consommation maximale est obtenue sur tapis roulant incliné de 12° (21%) avec participation des bras (bâtons de ski).

ü Wicks a constaté une augmentation de VO2 Max de 17% sur tapis roulant par rapport à la bicyclette, avec des résultats identiques sur le segment ST. TAS et TA x Fc étaient légèrement plus élevés sur la bicyclette pour les mêmes niveaux sous-maximaux.

ü Le tapis roulant possède l'avantage d'exiger un travail en mode réflexe, limitant de ce fait les implications négatives d'une mauvaise volonté ou d'un défaut de motivation.

ü La course sur tapis roulant a le même rendement que la course sur route, la résistance de l'air en moins. Il est nécessaire d'utiliser une foulée normale, en regardant devant soi, tête droite, coudes fléchis le long du corps, sans appui sur les barres de sécurité.

ü Le vélo entraîne souvent des sensations de fatigue au niveau des genoux. Le patient doit être situé à la verticale des pédales, et la selle doit être suffisamment haute, pour que la jambe soit presque complètement étendue quand la pédale est en position basse. Le patient doit essayer de rester sur le rythme de 60 rotations/mn

ü Le travail sur ergocycle entraîne une augmentation de la tension supérieure de 20% à celle obtenue par un travail sur tapis roulant. Ceci est du au fait que la composante statique du travail sur vélo est plus importante qu'à la course. Il faut apprendre au patient à relâcher les bras pendant le pédalage, pour éviter l'augmentation de PA due à leur travail statique.

ü Une épreuve d'effort maximale sur bicyclette n'utilise que 20 à 35% des possibilités de contraction maximale des muscles.

ü Dans une épreuve basée sur le travail des membres supérieurs, celui-ci ne peut atteindre plus de 70% de VO2 Max. Néanmoins un travail des bras pour 20 à 30% de la puissance maximale, sujet en position verticale, associé à un travail des jambes permet d'entraîner plus longuement le système de transport de l'oxygène en économisant les muscles.

Choix de la position

ü La majorité des épreuves se pratique en orthostatisme. Néanmoins dans certains cas on peut préférer l'épreuve couchée avec les différences suivantes par rapport à la position debout:

Ø Fc Max moins élevée

Ø diminution du VES

Ø TAS moins élevée

Ø double produit Fc x TAS identique

Ø amplitude de sous-décalage ST moins importante

Ø variations d'amplitudes de l'onde R moins importantes

ü La consommation maximale d'O2 sur vélo en position allongée est de 85% de celle obtenue sur vélo en position assise, mais facilite le retour veineux. Au repos, le volume d'éjection est plus grand en position couchée qu'en position debout ou assise; à l'effort c'est l'inverse parce que le volume d'éjection n'augmente quasiment pas en position couchée, alors qu'il augmente proportionnellement à l'effort jusqu'à 50% des capacités en position assise ou debout. En position debout Fc et TAS sont plus élevées, l'amplitude du sous-décalage ST et les variations d'amplitude de l'onde R sont plus importantes. L’exercice sur bicyclette horizontale détermine plus facilement une ischémie et un OAP qu’en position assise parce que le décubitus dorsal augmente considérablement la pré-charge

ü En présence d'une ischémie et d'une diminution de la compliance du ventricule, le travail en position couchée augmente le retour veineux de 200 à 300 ml et accroît la pression de remplissage du ventricule gauche. L'augmentation de la pression télédiastolique accentuera la sous-dénivellation de ST.

ü L'EE en position couchée entraîne 7 fois plus d'œdèmes pulmonaires et détermine une augmentation du taux de mortalité de 0.6 à 1.2 pour 10000.

Contre-indications absolues de l'épreuve d'effort

ü patient cardiaque de plus de 70 ans

ü infarctus du myocarde antérieur à 8 jours pour une EE sous maximale

ü infarctus du myocarde antérieur à 6 semaines pour une EE maximale

ü troubles du rythme cardiaque non contrôlés (sauf ESV peu nombreuses)

ü fibrillation auriculaire non réduite

ü arythmie ventriculaire non réduite

ü fièvre importante

ü signes ECG d'ischémie aiguë

ü important sous-décalage ST au repos sans raison ischémique évidente

ü douleurs thoraciques persistantes

ü myocardiopathie obstructive, ü rétrécissement aortique serré

ü sténose sévère du tronc coronaire gauche >80%

ü myocardite

ü péricardite

ü HTA non contrôlée

ü HTA supérieure à 200 mmHg au repos ou 250 mmHg à l'effort

ü hypotension artérielle

ü insuffisance respiratoire mal compensée au repos

ü œdème pulmonaire

ü HTA pulmonaire

ü syncope d'effort

ü anémie sévère

ü hyperthyroïdie

ü accident vasculaire cérébral récent

ü diabète fortement déséquilibré

Contre indications relatives de l'épreuve d'effort maximale

ü infarctus du myocarde antérieur à moins de huit semaines

ü maladie valvulaire

ü maladie aortique

ü tachycardie supérieure à 120 bats/min au repos

ü anomalies ECG

ü hyponatrémie

ü hypokaliémie

ü diabète mal équilibré

ü antécédent d'épilepsie

maladie vasculaire cérébrale

 

Complication possibles de l'épreuve d'effort

 ü hypotension

ü hypoglycémie

ü poussée d'insuffisance cardiaque

ü troubles du rythme sévère

( < 0.024% = 2.4/10 000)

ü fibrillation ventriculaire (1/20 000)

ü infarctus aigu(1/100 000)

ü arrêt cardiaque

 Statistiques des morts subites durant une EE

= 1/10 000 sur une statistique de 1971 de170 000 EE

= 1/20 000 sur une statistique de 1977 de 445 000 EE

= 1/42 000 sur une statistique de 1982 de 1 065 000 EE

= 1/70 000 sur une statistique de 1996 citée par JP Broustet et H Douard.

Ces statistiques sont celles de l'épreuve d'effort. Le risque d'accident est infime (0.0037%) dans le réentraînement à l'effort où le patient a passé au préalable une visite médicale d'aptitude au sport ou mieux une épreuve d'effort. Le risque est encore diminué par un travail sous-maximal, en aérobie.

 

Matériel de réanimation à disposer en salle d'épreuve d'effort

ü matériel d'intubation et de ventilation manuelle (oxygène)

ü défibrillateur externe. Il permet d'appliquer un choc électrique externe de 250 à 400 joules. Ce choc est douloureux et doit s'appliquer sur un patient inconscient ou endormi à l'aide de deux électrodes de 10 cm de diamètre appliquées une sur le sternum l'autre sur la pointe du cœur. Ce choc est capable de réduire toute tachycardie, c'est le seul moyen de réduire une fibrillation ventriculaire.

ü matériel d'injection et de perfusion

ü lit d'examen et potence à perfusion

ü médicaments (datant de moins de deux ans)

- bicarbonate de sodium ou Tham

- levulose ou glucose à 5%

- dérivés nitrés per os, percutanés

- antiarythmiques injectables (lidocaïne, bêtabloquants, stryadine)

- antiarythmiques injectables per os (dispyramide, bêtabloquants)

- substances adrénergiques (isoprotérénol, adrénaline)

- sulfate d'atropine

- chlorure de calcium

- corticoïdes injectables

- furosémide injectable

- chlorozepate dipotassique ou diapezom injectable per os

 

Conditions de l'épreuve d'effort

¢ Disposer d'un médecin spécialiste à proximité.

¢ En l'absence de médecin ou d'autorisation, il est préférable d'interrompre la séance à 150 bats/min de Fc pour les sujets de plus de 40 ans.

¢ patient légèrement vêtu,

¢ non à jeun (dernier repas léger sans excitant à + de deux heures de l'épreuve)

¢ patient non médicamenté. Le traitement doit être interrompu depuis 5 fois leur demi-vie. Dans ce cas l'EE est dite démaquillée. Le risque encouru lors d'une EE démaquillée est moindre que celui d'ignorer une atteinte coronarienne sévère.

¢ la patient n'aura pas fumé dans les deux heures précédent l'épreuve

¢ température ambiante entre 20° et 23°C

¢ humidité ambiante aux alentours de 60%

¢ patient correctement informé des conditions de l'épreuve

¢ ambiance détendue

¢ patient reposé et calme (laisser un délai entre son arrivée et le début de l'épreuve)

¢ La peau et les électrodes de l'ECG doivent être soigneusement préparées

¢ surveillance de la Fc, de l'ECG (scope) et de la TA.

nota: les conditions d'une épreuve d'effort sont régies par la loi.

 

Déroulement de l'épreuve d'effort

Ø Le meilleur moment pour une EE est le matin avant le petit déjeuner.

Ø Au préalable, la pression artérielle et l'ECG sont enregistrés assis et debout pour établir que le patient peut sans autre danger entamer une épreuve d'effort graduelle; pendant cet enregistrement au repos, le patient devra hyperventiler pendant 20 secondes.

Ø Faire hyperventiler le sujet avant le test est important car l'hyperventilation pré-exercice permet de déterminer les apparitions d'un sous-décalage ST du à une alcalose.

Ø Chaque minute ou au minimum à chaque palier on enregistre tension artérielle et ECG.

Ø Il est quasiment impossible de mesurer la pression artérielle une fois dépassée la vitesse de 6.4 km/h; il faut dans ce cas se reporter aux signes visuels objectifs de malaise du patient.

Ø Après l'EE le patient s'allonge et on enregistre ECG et tension pendant 8 mn.

Ø Il est courant de trouver un tracé équivoque pendant la récupération du fait de la position allongée.

 

Conditions d'arrêt de l'épreuve d'effort

ü fréquence cardiaque maximale théorique atteinte

ü augmentation trop rapide de la Fc (insuffisance cardiaque ou déconditionnement physique + HTA d'effort)

ü trouble auriculaire à l'exception des extrasystoles

ü trouble ventriculaire

ü ESV

G si > 10%

G de + en + fréquentes

G polymorphes

G bigéminées

G groupées

G associées à décalage de ST

ü troubles de conduction apparaissant à l'effort

Ø bloc de branche droit sur hémibloc pré-excitant

Ø BAV de n'importe quel degré ü diminution de la fréquence cardiaque

ü chute ou défaut d'augmentation de la tension artérielle systolique

ü augmentation excessive de TAS

G ³ 22 cmHg pour 50% RFc

G ³ 25 cmHg pour un effort maximal

G ³ 28 cmHg pour un hypertendu actif en effort maximal

F autres données 'épreuves d'effort en cardiologie" d'après des données de la SFC datant de décembre 1979

30 cmHg avant 40 ans

28 cmHg entre 40 et 50 ans

26 cmHg entre 50 et 60 ans

25 cmHg au delà

ü augmentation de la tension diastolique plus importante que l'augmentation de la tension systolique

ü dyspnée ou fatigue importante. Il importe de faire la différence entre la fatigue locale due à la faiblesse musculaire et la fatigue générale due à un mauvais état cardio-vasculaire

ü céphalées

ü diplopie

ü lipothymies

ü patient pâle et moite (vasoconstriction périphérique)

ü vertiges, malaises, angoisses, confusion

ü signes ischémiques dont douleur angineuse croissante. On peut admettre une légère douleur angineuse au début de l'exercice et disparaissant par la suite (degré 1et 2). Il faut arrêter l'exercice en cas de douleur angineuse de degré 3 (douleur moyenne) ou 4 (douleur intense)

ü anomalies ECG à l'effort

G sous-décalage ST > 3 mm

G sus-décalage ST > 3 mm en présence d'une onde Q

G sus-décalage ST en l'absence d'onde Q

G bloc de branche droit sur hémibloc pré-excitant

G bloc auriculo-ventriculaire

F L'arrêt de l'épreuve se fait progressivement en deux minutes pour éviter un éventuel malaise vagal.

F Suivre la tension et l'ECG pendant 10 minutes ou jusqu'au retour à l'état initial.

 

Différenciation des épreuves d'effort

þ Une épreuve d'effort doit être interrompue lorsque la Fc Max théorique, la Fc Max réelle ou la VO2 Max est atteinte. L'épreuve d'effort est dite maximale.

þ L'épreuve est dite sous maximale si une de ces valeurs n'est pas atteinte. L'épreuve sous maximale sans découverte d'anomalie se situe en général à 70% de Fc Max.

þ Une épreuve d'effort interrompue par des symptômes de déficience est dénommée "SYMPTOMES LIMITED" ou "SL".

þ L'épreuve d'effort est dite significative, si les anomalies recherchées sont présentes ou si à défaut d'anomalie le patient a atteint 85% de la Fc Max. Dans le cas contraire l'épreuve d'effort est non significative parce que le cœur n'a pas été suffisamment stimulé.

þ L'épreuve d'effort est dite précoce quand elle est prescrite entre le huitième jour (J+8) et le 35ème jour (J+35) après l'accident. Elle est destinée à faire un premier bilan et est sous-maximale SL à 50% de la réserve de fréquence cardiaque (RFc).

þ L'épreuve d'effort tardive est réalisée après J+60 (J+90 dans les cas graves) à 100% de la RFc ou Fc Max. Elle est maximale SL. Cette épreuve est renouvelée au 6ème mois, au 12ème mois et ensuite tous les ans.

 

Indications à l'épreuve d'effort sous maximale précoce SL des opérés coronaires

 Ø pontages aorto-coronaires sans autre chirurgie associée

Ø sans anévrismectomie

Ø pas d'infarctus per ou postopératoire

Ø pas de péricardite

Ø pas de trouble du rythme dans les 48 heures précédent l'exercice

Ø Fc repos £ 100 bats/min

Ø PAS ³ 90 mmHg

Ø FEVG ³ 40%

Ø Hb ³ 10 mg/l

Ø pas de problème neurologique ou locomoteur

 

Critères d'arrêt de l'épreuve d'effort précoce SL des opérés coronaires

Ø douleurs angineuses

Ø dyspnée ou inconfort respiratoire

Ø fatigue

Ø douleurs dans les jambes

Ø troubles du rythme

Ø troubles de la réponse tensionnelle à l'effort

Ø atteinte de 80% de Fc Max théorique

Ø TAS = 200 mmHg

Facteurs d'altération des résultats de l'épreuve d'effort

ý éventuelle influence de facteurs externes sur la Fc de repos (émotion, stress passager, contrariété, fébrilité, etc...) pouvant induire une variation jusqu'à 20 pulsations par minute

ý horaire post-pandrial (moins de deux heures après la fin d'un repas)

ý patient à jeun (risque d'hypoglycémie)

ý cigarettes récentes

ý café récent

ý fatigue, insomnie

ý contrariété, stress

ý fébrilité

ý maladie (rhume, grippe...)

ý émotion

ý appréhension devant l'effort

ý médicaments notamment antiangineux, antiarythmiques et antihypertenseurs

ý maladresse ou incapacité à travailler sur le matériel de l'épreuve. Le tapis de marche notamment demande un apprentissage préalable du patient la veille de l'épreuve

 

Fiabilité et prédictions de l'épreuve d'effort

L'épreuve d'effort reste actuellement le système de dépistage présentant le meilleur rapport prédictions / coût. Elle permet surtout de filtrer les patients et de les diriger vers d'autres techniques plus fiables mais plus invasives.

 Protocoles de l'épreuve d'effort

Etablissement des conditions de départ imposées lors de l'exercice maximal sur tapis roulant en fonction de VO2 Max

 

HOMMES

FEMMES

VO2 Max

prédite

Vitesse en Km/h

Degrés de pente

% de pente

Vitesse en Km/h

Degrés de pente

% de pente

< 40

10.0

3.0

5.25

10.0

1.5

2.67

40 - 50

12.5

3.0

5.25

10.0

3.0

5.25

50 - 75

15.0

3.0

5.25

12.5

3.0

5.25

> 75

15.0

4.5

7.0

 

 

 

 

17.5

3.0

5.25

 

 

 

 

20.0

1.5

2.67

 

 

 

ð Au préalable, ce test nécessite un échauffement de 10 minutes à 50% des conditions de départ.

ð On augmente ensuite l'inclinaison de 1.5° (2.67%) toutes les 3 minutes.

ð La durée d'exercice maximale sera de 7 minutes.

ð Le patient ne doit pas se tenir.

Epreuve triangulaire

ð Echauffement de 3 minutes

ð Effort à charge croissante par palier de 1 mn pendant 10 à 12 mn jusqu'à la puissance maximale supportée (PMS)

ð Intensité de la puissance par palier fixée en fonction du sujet et notamment de son degré d'entraînement.

ð Récupération active 2 mn

ð Récupération passive 3 mn

Autres protocoles d'épreuves triangulaires

Ø course par périodes de 3 minutes séparées par des intervalles de 4 à 5 mn de repos, l'inclinaison étant constante à 3° et la vitesse augmentant de 0.9 km/h à chaque période.

Ø Si le principal but de l'EE est de tester VO2 Max ou de chercher un symptôme d'arrêt, on peut appliquer un protocole sans état stable avec des paliers de 1 à 2 mn.

Ø Il existe plusieurs variantes d'EE triangulaires, notamment avec des paliers de 2 ou 3 minutes, car la Fc met 2 à 3 mn à atteindre son niveau d'équilibre (steady state), en d'autant plus de temps que le palier est élevé.

Le protocole de Bruce (tapis roulant)

Echauffement: 3 à 5 minutes

Palier

Durée totale

Vitesse (km/h)

Pente (%)

pronostic vital à 5 ans

0

3 mn

2.7

0

 

½

6 mn

2.7

5

 

1

9 mn

2.7

10

52%

2

12 mn

4.0

12

75%

3

15 mn

5.5

14

86%

4

18 mn

6.8

16

100%

5

21 mn

8.0

18

 

6

24 mn

8.8

20

 

7

27 mn

9.6

22

 

Phase de récupération: jusqu'au retour à la fréquence cardiaque de départ du début d'épreuve (après échauffement).

Autre protocole de Bruce (1971)

Palier

Minutes

Vitesse en km/h

Pente en degrés

Pente en %

I

3

2.7

5.7

10

II

3

4.0

6.9

12

III

3

5.5

8.0

14

IV

3

6.8

9.1

16

V

3

8.0

10.3

18

Epreuve rectangulaire

à charge constante sur un palier déterminé pour vérifier le comportement du sujet en prévision d'un travail sur ce seuil.

Nota: il est indispensable de prendre la tension à chaque palier. Une diminution de la tension signe souvent un dysfonctionnement du ventricule gauche.

 

Epreuve abrupte

Elle consiste deux heures après une épreuve quasi maximale négative à refaire le test d'emblée au dernier palier, sans échauffement dans le but de démasquer une ischémie masquée par les mécanismes d'adaptation. En effet des protocoles d'EE trop progressifs peuvent masquer l'ischémie.

Palier

Durée totale (mn)

Vitesse (km/h)

Pente (%)

1

2

1.6

0

2

4

3.2

0

3

6

3.2

3.5

4

8

3.2

7.0

5

10

3.2

10.5

6

12

3.2

14

7

14

3.2

17.5

Palier

Durée (mn)

Vitesse (km/h)

Pente (%)

1

2

4.8

2.5

2

4

4.8

5.0

3

6

4.8

7.5

4

8

4.8

10.0

5

10

4.8

12.5

6

12

4.8

15.0

7

14

4.8

17.5

8

16

4.8

20.0

9

18

4.8

22.5

10

20

4.8

25.0

11

22

4.8

27.5

12

24

4.8

30.0

Test de Balke faible

Palier

Durée totale (mn)

Vitesse (km/h)

Pente (%)

1

2

3.2

0

2

4

3.2

2.5

3

6

3.2

5.0

4

8

3.2

7.5

5

10

3.2

10.0

6

12

3.2

12.5

7

14

3.2

15.0

8

16

3.2

17.5

9

18

3.2

20.0

10

20

3.2

22.5

Protocole de Cornell

Stade

Vitesse

km/h

% Pente

Temps

mn

VO2 ml/mn/kg

1

2.7

2

2

7

2

2.7

4

2

11

3

2.7

6

2

17

4

3.4

8

2

19

5

4

10

2

25

6

4.8

12

2

30

7

5.4

14

2

35

8

6

16

2

40

9

6.7

18

2

47

 

Test de Naughton

 

 

 

 

 

 

 

Test de Balke normal

Test d'Ellestad modifié

Palier

Durée

mn

Vitesse

km/h

Pente

Watts

VO2ml/mn/kg pour un sujet de 70 Kg

I

3

2.7

10%

50

20

2

2

4.8

10%

100

24

3

2

6.4

10%

150

34

4

3

8.0

10%

200

41.7

5

2

8.0

15%

250

46

6

2

9.7

15%

300

59.3

7

2

11.3

15%

350

68.5

N = n(W+L) (2.3 + 0.32 [V - 2.5] 1.65 + G [0.2 + 0.07 (V - 2.5)]

M = dépense énergétique en Kcal/h

n = facteur lié au terrain. Le facteur est égal à 1 pour la marche sur tapis roulant

W = poids corporel en kg

L = charge de travail en kg

V = vitesse de marche en km/h

G = Pente en %

 

Test d'Ellestad

Palier

Durée totale (mn)

Vitesse (km/h)

% de pente

1

3

2.8

10

2

5

4.8

10

3

7

6.4

10

4

10

8

10

5

12

9.6

15

6

14

11.2

15

7

16

12.8

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Protocole standard

Pour déterminer de la manière la plus efficace VO2 Max, l'épreuve sur bicyclette doit être réalisée entre 8 et 12 minutes. Après échauffement, la résistance est incrémentée de 15 à 25 watts toutes les une ou deux minutes en fonction de la réponse cardiaque du sujet.

Protocole US AIR FORCE SCHOOL OF AEROSPACE MEDECINE (USAFSAM)

Stade

Vitesse

% Pente

Temps

VO2 ml/mn/kg

1

5.3 km/h

0

3 mn

14

2

5.3

5

3

21

3

5.3

10

3

28

4

5.3

15

3

36

5

5.3

20

3

46

6

5.3

25

3

52

 

 

Protocole d'exercice progressif sur ergocycle pour enfants en fonction de la surface corporelle

PalierSC < 1 m2

en kg.m/min

SC entre 1 et 1.19 m2 en kg.m/min

SC > 1.20 m2

en kg.m/min

 

1

200

200

200

2

300

400

500

3

500

600

800

valeur ajoutée

100

100

200

Vitesse de pédalage: 60 à 70 RPM - Durée des paliers: 3 minutes

 

Protocole de l'épreuve du Mémorial Hospital

Palier

Vitesse

Pente

%

Durée

en mn

VO2 ml/mn/kg

1

2.7

10

3

15

2

4.8

10

2

25

3

6.4

10

2

35

4

8.0

10

2

45

5

8.0

15

2

55

6

9.7

15

2

65

Protocole de l'épreuve d'effort précoce entre J+14 et J+21

Palier

Vitesse

Pente

%

Durée

en mn

VO2 en ml/mn/kg

1

2.4

0

3

6

2

2.4

4

3

9

3

2.4

8

3

12

4

2.7

10

3

15

5

3.2

12

3

20

Protocole de l'épreuve d'effort semi-précoce entre J+30 et J+60

L'épreuve est réalisée aux intensités de travail suivantes:

60% RFc ou Fc Max la 5ème semaine

70% RFc ou Fc Max la 6ème semaine

80% RFc ou Fc Max la 7ème semaine

90% RFc ou Fc Max la 8ème semaine

Hand grip test

Il s'agit d'un effort de serrage manuel pratiqué pour déterminer les modifications de la tension artérielle à l'effort statique. Ce test permet d'apprendre au patient à contrôler une contraction statique de 20 à 50% de la contraction maximale pendant une minute. On pratique ce test avec un musclet.

 

 

Fonctionnement de l'électrocardiogramme (ECG)

Dérivations et positionnement des électrodes

L'ECG permet d'enregistrer et de surveiller l'activité électrique du corps.

Les électrodes sont fixées sur des régions de faible parasitage musculaire:

          ð manubrium sternal

           ð manubrium xyphoïde

           ð acromion

           ð région sous-claviculaire

          ð zone sous-pectorale des 4ème et 5ème

          espaces intercostaux

           ð 5ème lombaire

On utilise en général un nombre d'électrodes différent pour une épreuve d'effort (12 dérivations) qui réclame un enregistrement précis et détaillé ou pour un réentraînement à l'effort qui réclame une surveillance simplifiée (fonction scope à 3 dérivations).

 

F La dérivation CM5 OU V5 est la plus utilisée car l'ischémie se révèle surtout dans le territoire latéral proche de V5. Une électrode négative est disposée sur le manubrium sternal C, l'électrode positive à l'intersection du 5ème espace costal et de la ligne axillaire antérieure gauche V5.

F 90% des modifications ischémiques sont repérées sur cette dérivation.

Néanmoins la repolarisation auriculaire peut interférer avec le sous-décalage ST et provoquer des faux positifs.

F L'utilisation des 12 dérivations standards permet de détecter les ischémies situées dans des territoires échappant à CM5. Elle augmente la sensibilité du test de 10 à 20%.

 

Fonctionnement

Le papier défile à une vitesse de 2,5 cm à la seconde soit 0,04 secondes la plus petite unité de quadrillage.

Les données électriques sont amplifiées de manière à ce que 1 millivolt (mv) = 1 cm sur le papier.

Les derniers convertisseurs de mesure permettent de déterminer des différences de voltage de 0.5 µv 1000 fois par seconde minimum et permettent de détecter des variations d'amplitude de ST de 0.2 mm ou 20 µv. Une fréquence d'échantillonnage de 300 à 500 mesures par seconde est minimale.

 

 

Etude du tracé

Le tracé standard d'un ECG se caractérise comme suit:

Ø P = dépolarisation des oreillettes

Ø PR = conduction auriculo-ventriculaire

Ø qRs = dépolarisation des ventricules

Ø ST-T = repolarisation des ventricules au cours de la diastole ventriculaire

Ø J = jonction entre S et ST

Tracé normal

þ Il faut entre 0.20 et 0.30 s avant que le cœur ne reçoive un autre influx. Il s'agit de la période réfractaire.

þ FC normale 50 à 90 bpm

þ L'onde P dure 0.15 s.

þ PR: 120 - 200 ms

þ QRS: 60-100 ms

þ Le complexe qRs suit l'onde P de 0.15 à O.16 s.

þ QT: suivant Fc

þ Direction des forces durant QRS: de + 90° à - 30°

L'ECG est très sensible et son analyse doit rester très critique. Le dernier décret de compétence des kinésithérapeutes leur donne le droit à la prise de l'ECG, le diagnostic restant du ressort du médecin.

 

Troubles du rythme auriculaire

Extrasystoles supraventriculaires

Une ESSV est une contraction myocardique prématurée d'origine auriculaire. Elle se traduit par:

            - une onde P prématurée de forme anormale

            - une conduction auriculo-ventriculaire souvent normale, PR ³ 0.12 s

            - QRS normal

            - repos non compensateur

Tachycardie auriculaire

Le rythme cardiaque n'est plus géré par le nœud sinusal. Il est rapide 100 à 250 bats/min. Les QRS sont normaux, suivis ou non d'une onde P.

Flutter auriculaire

C'est une tachycardie d'origine auriculaire régulière et très rapide (autour de 300 bats/min); les ondes auriculaires anormales sont parfaitement régulières et en forme de dents de scie. Les QRS sont normaux et surviennent après 2 (flutter 2/1) ou 3 (flutter 3/1) ondes P…

Arythmie complète par fibrillation auriculaire

L'activité auriculaire est irrégulière et anarchique. Les QRS sont normaux et surviennent de façon irrégulière. Il n'y a plus de conduction auriculo-ventriculaire mesurable.

Troubles du rythme ventriculaire

Extrasystoles ventriculaires

Une ESV est une contraction myocardique prématurée d'origine ventriculaire naissant soit des branches du faisceau de His, soit du réseau de Purkinje, soit du myocarde indifférencié. Elle se caractérise par sa précocité, un QRS élargi, un repos compensateur.

ESV monomorphes

La forme du QRS est toujours identique, leur origine est la même.

ESV polymorphes

QRS de formes différentes, d'origines différentes.

- bigéminées: 1 QRS normal + 1 ESV + 1 QRS normal + 1 ESV …

- trigéminées: 2 QRS normaux + 1 ESV…

On peut observer par gravité croissante

            - des ESV isolées

            - des doublets ventriculaires (2 ESV de suite)

            - des triplets ventriculaires (3 ESV de suite). Un seul triplet ventriculaire

            impose l'arrêt de l'exercice.

            - une salve (plusieurs ESV à la suite)

Tachycardie ventriculaire          

C'est une succession de QRS larges, de fréquence régulière supérieure à 100 bats/min. Il y a dissociation auriculo-ventriculaire. La tachycardie ventriculaire est le stade précédent la fibrillation ventriculaire.

Fibrillation ventriculaire

C'est une succession de complexes ventriculaires anormaux qui correspond à une perte d'activité synchronisée des cellules myocardiques. Elle signe l'inefficacité de la pompe musculaire entraînant l'arrêt circulatoire et la mort.

Les troubles de la conduction

Les troubles de la conduction intracardiaque sont appelés blocs; ils peuvent être localisés à n'importe quel étage sur le trajet de l'onde d'activation anormale:

- entre le nœud sinusal et le myocarde auriculaire (bloc sino-auriculaire)

- entre les deux oreillettes droite et gauche (bloc sino-auriculaire)

- au niveau des ventricules (bloc de branche) complets ou incomplets

- entre les oreillettes et les ventricules (bloc auriculo-ventriculaire)

- les blocs auriculo-ventriculaires de premier degré correspondent à un simple ralentissement de la conduction

- les blocs de deuxième degré correspondent à une interruption complète mais intermittente de la conduction

- les blocs de troisième degré correspondent à une interruption complète et permanente de la conduction

L'activation cardiaque est assurée par un rythme d'échappement né en-dessous du bloc. Il existe des blocs bilatéraux, droits, gauches, gauches antérieurs ou gauches postérieurs.

L'infarctus

Souvent précédé très transitoirement d'une onde T ample, pointue, positive, un courant de lésion sous-épicardique, maximum dans les premières heures de l'IDM, apparaît ensuite. Il s'inscrit sous la forme d'un sus-décalage à convexité supérieure du segment ST dans les dérivations faisant face à la zone infarcie. Le segment ST peut englober l'onde T réalisant ainsi l'onde de Pardee, caractéristique de l'infarctus en cours de constitution. Simultanément il existe des signes indirects de l'infarctus (image en miroir) se traduisant par un courant de lésion sous-endocardique (sous-décalage de ST) dans les dérivations opposées à la nécrose. L'onde Q de nécrose (de durée > 0.03s et de profondeur >0.20 mV) n'apparaîtra en général qu'entre la 6ème et la 12ème heure.

 

Correspondance de l'ECG et du cycle cardiaque

La dépolarisation du nœud sinusal se propage dans les oreillettes et rejoint le nœud auriculo-ventriculaire. A ce point, l'influx est retardé de 200 ms environ afin de donner le temps aux oreillettes de se contracter.

Le NAV donne naissance au faisceau auriculo-ventriculaire (Faisceau de His) qui transmet rapidement l'influx dans les ventricules par des fibres spécialisées (les fibres de Purkinje).

De ces fibres partent des embranchements qui pénètrent dans les ventricules droit et gauche.

Environ 60 ms après l'arrivée de l'influx dans les ventricules, les fibres musculaires des ventricules sont stimulées.

La transmission de l'influx cardiaque suit le chemin suivant:

Ø nœud sinusal,

Ø oreillette,

Ø nœud auriculo-ventriculaire,

Ø faisceau auriculo-ventriculaire,

Ø ventricule.

 

 

Représentation schématique des voies de conduction cardiaque

(d'après Slama R et Motté G)

 

S: sinus de Keith et Flack

A: myocarde musculaire

N: nœud d'Aschoff

HB: trois des branches du faisceau de His

P: fibres de Purkinje

V: myocarde ventriculaire

La dépolarisation est responsable de QRS et la repolarisation de l'onde T. L'onde U pourrait correspondre à la repolarisation des fibres de Purkinje

 

 

 

 

Le segment ST

Le sous ou sus-décalage du segment ST est significatif de l'ischémie myocardique.

 

La surveillance ECG

La surveillance ECG se justifie par la recherche d'une extra-systolie, fréquente en post-opératoire (surtout chez les valvulaires), ou d'une ischémie (sous-décalage du segment ST).

Après infarctus 30% des patients ont des ESV isolées et monomorphes, 7 à 11% ont des formes répétitives.

 

 

 

 

 

 

 

 

Anomalies du rythme électrique

Critères admis de reconnaissance d'une sous-dénivellation significative du segment ST lors de l'épreuve maximale

Configuration de ST

au repos

Configuration de ST pendant ou après l'exercice

Sous-dénivellation ST en mm et lieu de mesure

Normal

Horizontal

1.0 mm à 60 ms de J

 

Ascendant

1.5 mm à 80 ms de J

 

Descendant

1.0 mm + qu'au repos

Segment ST et onde T plats ou peu marqués

Horizontal

1.0 mm + qu'au repos

 

Ascendant

1.5 mm + qu'au repos à 80 ms de J

 

Descendant

1.0 mm + qu'au repos

Onde T inversée

Horizontal

1.5 mm à 60 ms de J

 

Ascendant

1.5 mm à 80 ms de J

 

Descendant

1.5 mm à 20 ms de J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ø Le sous décalage du segment ST est mesuré à 0.06 s du point J. Il est significatif si:

Ø sous-décalage ascendant faisant encore

1.5 mm 0.06 s après le point J

ou 1 mm 0.08 s après le point J;

Ø sous-décalage horizontal de 1 mm persistant 0.08 s après J;

Ø l'inversion de T pendant la phase de récupération majore ce signe;

Ø sous-décalage en faux ou descendant de ST; il s'agit du signe spécifique de l'ischémie;

Ø sous-décalage au repos disparaissant à l'effort. Généralement bénin, mais sans certitude;

Ø sous-décalage intermittent variant avec la respiration, caractérise 50% de coronaropathies et 50% de sujets sains avec une faible performance ventriculaire gauche, doit être associé à une augmentation de R pour caractériser une atteinte;

Ø sous-décalage succédant à des diastoles longues. Il s'enregistre généralement pendant la phase de récupération et traduit une baisse de la compliance;

Ø sous-décalage associé à un complexe supraventriculaire prématuré; rare, se rencontre en période de récupération;

Ø alternance du sous-décalage; rare; coronaropathie sévère;

Ø sous-décalage ST apparaissant tardivement en récupération; faible valeur prédictive;

Ø sous-décalage convexe. Signe une coronaropathie si il est franc et au moins égal à 1.5 mm dans la position médiane de sa convexité;

Ø la repolarisation auriculaire et la surimposition de l'onde U peuvent relever les jonctions PQ et TP majorant l'impression de sous-décalage;

Ø sous-décalage arrondi; signe d'une bonne prédiction de l'ischémie, moins net que le sous-décalage horizontal;

Ø abaissement d'un sous-décalage ST très ascendant et légèrement convexe de telle sorte qu'il rejoint la ligne isoélectrique définie par PQ en moins de 0.04 à 0.06 s après le point J. La pente du segment ST est de 0.7 mV/s;

Ø Le sous-décalage ST se produit à partir d'une sténose de 50% qui peut passer inaperçue chez les sportifs dont les coronaires sont larges.

 

Ø Sus-décalage de ST. Si le sous-décalage signe une ischémie sous-endocardique, le sus-décalage signe une ischémie plus sévère, transmurale, d'origine spasmodique.

Ø Le sus-décalage précédé d'un sous-décalage est encore plus prédictif.

Ø A l'inverse un sus-décalage apparaissant en récupération et non précédé d'un sous-décalage semble bénin.

Ø Le sus-décalage au repos signe un anévrisme ventriculaire post-infarctus.

Ø L'onde Q septale augmente à l'exercice chez le patient normal de 0.5 mm. Sa diminution est caractéristique d'une atteinte interventriculaire antérieure proximale

Ø Ondes Q suggérant un infarctus > 40 ms; > ¼ de l'onde R suivante;

Ø l'onde Q est plus petite chez les coronariens

Ø Après effort, l'absence d'onde Q associée au sous-décalage ST identifie 100% de vrais positifs.

Ø A l'effort l'onde R diminue, son augmentation est significative d'une atteinte coronaire sévère. Sous réserves, on relève les modifications suivantes:

Ø diminution de R sans sous-décalage ST pour le sujet normal

Ø diminution de R + sous-décalage ST pour une coronaropathie modérée avec une bonne fonction ventriculaire

Ø augmentation de R + sous-décalage ST pour une coronaropathie sévère avec une mauvaise fonction ventriculaire.

Ø Onde T négative; repositivation d'ondes T négative si associée à un sous-décalage ST.

Ø Inversion de l'onde U; prédictive d'une sténose de l'interventriculaire antérieure.

Ø Hypertrophie gauche

Ø Sokolow: SV1, RV5 ³ 3.5 mV ou 4.5 mV pour les sujets < 30 ans

Ø Lewis: (R1 + SIII) - (RIII+S1) ³ 1.7 mV

Ø Troubles de la repolarisation, segment ST descendant avec onde T négative

Ø Bloc de branche gauche

Ø W.P.W. allongement de qRs avec ondes delta

Ø Allongement de l'intervalle QT, faiblement prédictif; à associer à un ST ascendant

Ø Raccourcissement de l'espace PR

Ø Augmentation d'amplitude de l'onde P

Ø Abaissement de l'espace PR ou PQ lié à l'augmentation de l'onde de repolarisation auriculaire avec abaissement de la ligne isoélectrique de référence.

Ø Légère diminution d'amplitude de QRS sur R S et T avec tendance à la déviation axiale droite

Ø L'augmentation rapide de Fc fait suspecter une insuffisance cardiaque ou une DE souvent liée à une HTA à l'effort.

Ø Le double produit TAS x Fc baisse d'un test à l'autre en cas d'apparition d'ischémie.

 

Ø Chez les sujets normaux fournissant leur PMA, PQ se raccourcit jusqu'à environ 110 ms.

Ø Le segment ST normal présente à l'exercice une pente raide et légèrement convexe qui le ramène en 0.04 à 0.06 s après le point J à la ligne de base estimée d'après la jonction PQ.

Ø Une élévation de l'onde T indique une amélioration de la vascularisation coronaire.

Ø Les jeunes athlètes présentent plus souvent de manière asymptômatique une sous-dénivellation de ST pendant l'exercice. On déterminera la maladie coronaire par la baisse de leurs performances. La sous-dénivellation pathologique persistera pendant plusieurs minutes pendant la phase de récupération et adoptera plutôt un aspect descendant.

Ø L'inversion des ondes T observées au repos, chez les athlètes se corrige habituellement pendant l'exercice, sans signification clinique. Leur grande amplitude en début de période de récupération témoigne probablement de l'augmentation du volume d'éjection systolique.

Ø L'hypertrophie ventriculaire détermine souvent une amplification des ondes Q septales chez les athlètes.

Ø Une accentuation du pic R peut caractériser une hypertrophie du cœur gauche du sportif.

Ø La prédiction est plus fine quand la mesure de la sous-dénivellation ST 50 ms après le point J est combinée avec l'analyse de la pente ST (pente maximum de 180 microvolts par microseconde, et 8 µv/s pour CC5 et 10 µv/s pour CM5).

Ø L'hypokaliémie aplatit l'onde T et prolonge l'intervalle QT induisant un sous-décalage de ST pendant l'exercice. La mauvaise utilisation d'un diurétique peut provoquer un faux positif.

Ø L'hyperactivité du système sympathique comme la stimulation du ganglion stellaire induisent à l'exercice des inversions de l'onde T et des dépressions de ST.

 

L'ECG à haute amplification

Il s'agit d'un ECG perfectionné, permettant notamment de rechercher les potentiels tardifs ventriculaires, prédicteurs d'une éventuelle possible fibrillation ventriculaire ultérieurement, et notamment prévenir la dysplasie arythmogène droite chez le jeune sportif très entraîné. Cette recherche permet d'affiner le risque lors du réentraînement à l'effort.

L'enregistrement HOLTER

Il s'agit d'un enregistrement ECG portatif de longue durée (10 à 24 heures) destiné à relever les anomalies du tracé dans le temps.

Le Holter tensionnel est un enregistrement de la tension artérielle de longue durée sur le même principe (MAPA, mesure ambulatoire de la pression artérielle).

Analyse des résultats aux tests

Le risque de développer une maladie coronarienne est beaucoup plus élevé chez les patients présentant un sous-décalage du segment ST pendant le test.

L'ischémie sous-endocardique est extrêmement associée à la douleur et au sous-décalage ST.

Le fait de ne pas pouvoir élever normalement sa FC à l'exercice est un signe défavorable. Appelé bradycardie relative soutenue, elle est associée à une augmentation de l'incidence de mort par maladie coronaire.

La température centrale augmente pendant l'exercice chez le sujet sain et diminue chez le coronarien.

Une sous-dénivellation de ST apparaissant en dessous de 85% de Fc Max entraîne une probabilité 6 fois plus grande d'événement coronaire.

Une charge maximale inférieure à 4 METS, trois semaines après un infarctus prédit la survenue de futurs épisodes.

Il en est de même d'une augmentation de PAS qui ne dépasse pas 10 mmHg avec une valeur maximale qui ne dépasse pas 140 mmHg.

Il en est de même d'une chute de PAS de plus de 20 mmHg.

Des FC supérieures à 125 ou 130 bats/min pour des charges de travail de 33 à 50 Watts (2.6 à 4 METS) sur ergocycle sont défavorables.

La meilleure valeur prédictive après infarctus est une augmentation de 30 mmHg et l'atteinte de 80% de FC Max.

L'hyperventilation chronique et sa conséquence l'alcalose hypokalié-mique diminuent le potassium de l'organisme et induisent une vaso-constriction coronaire, expliquant une éventuelle sous-dénivellation bénigne de ST.

La présence d'ESV au repos multiplie par 2 ou 3 le risque de mort subite. Néanmoins, la présence d'ESV chez le sujet sain est bénigne.

L'EE maximale détermine l'apparition d'arythmies ventriculaires chez près de 40% des patients, pour les charges de travail les plus élevées contre 50 à 60% chez les coronariens pour des FC plus basses.

La présence d'ESV pendant la période de récupération n'a pas de signification clinique.

L'apparition d'une tachycardie ventriculaire à l'exercice est d'un pronostic défavorable.

Chaque année 15% des sujets dont FC est basse à l'exercice présentent un événement cardiaque.

La douleur angineuse est prédictive à 90%.

L'intérêt et les limites de l'épreuve d'effort post-infarctus sont fonction de la localisation de la cicatrice, qui peut masquer une ischémie survenant dans un autre territoire.

L'augmentation de PAD à l'exercice est prédictive d'une maladie coronaire

L'anxiété peut parfois entraîner une augmentation brutale de la pression artérielle pour une minute ou deux, en début d'exercice, suivie d'une chute temporaire de 10 à 20 mmHg. La conservation de la puissance fournie par le patient, le rythme ventilatoire, et la remontée de la tension pendant l'exercice permettent de caractériser l'effet émotionnel de ce phénomène. La chute dans ces conditions n'amène pas la valeur de la tension en-dessous des chiffres au repos.

La chute de la tension signe une fonction ventriculaire gauche défaillante. Elle est associée à d'autres signes cliniques comme la diminution de la force et une pâleur cutanée.

 

Les patients dont la tension ne diminue pas en récupération, doivent être exemptés d'exercice.

L'hypotension d'exercice (< 130 mmHg) est un critère prédictif de la maladie coronaire.

Une réponse tensionnelle supérieure à la normale chez un sujet jeune et en bonne santé prédit une hypertension future significative.

Fc Max et augmentation de PAS sont parfois moins marquées chez les athlètes de haut niveau.

Les médicaments anti-hypertenseurs et surtout les vasodilatateurs périphériques peuvent entraîner une chute de la tension pendant l'exercice.

Les oestrogènes absorbés par voie orale augmentent la prévalence de sous-dénivellation de ST alors que les androgènes la diminuent.

L'utilisation des bêtabloqueurs pendant l'exercice corrige les modifications anormales du segment ST en l'absence de maladie coronaire.

L'administration de dérivés nitrés chez des patients présentant une perfusion sous-endocardique limitée corrige la sous-dénivellation de ST.

L'EE est moins fiable chez la femme, car les oestrogènes peuvent induire des anomalies électriques.

  

 Limites de l'épreuve d'effort

L’épreuve d’effort est cependant limitée par son incapacité à montrer l’importance et la localisation de la maladie. De plus, 25 à 40% des individus à un stade avancé de maladie coronaire montrent des résultats faussement négatifs: épreuve d'effort normale mais angiographie coronaire anormale.

30% des malades atteints de maladie coronaire confirmée ont un ECG au repos normal. Au cours d’un effort relativement intense, cependant, environ 80% de ces anomalies se révèlent.

VO2 Max SL < 22 ml/min/kg provoque une gêne fonctionnelle

VO2 Max SL < 16 ml/min/kg est un handicap

VO2 Max > 25 ml/min/kg: activité libre

VO2 Max compris entre17 et 25 ml/min/kg: 50% reprend le travail

VO2 Max < 17 ml/min/kg: inaptes au travail