L'épreuve d'effort est effectuée sur bicyclette ergométrique ou sur tapis roulant, le protocole est adapté à la population étudiée, dans le cas des sujets insuffisants cardiaques chroniques, on utilise un protocole très lentement progressif, en débutant à un palier faible (en général sur bicyclette ergométrique : 1er palier à 20W, puis incrément de 10W/min).
Le patient est équipé d'un embout buccal (ou d'un masque facial) et d'un pince-nez, les échanges gazeux sont analysés par la machine, permettant de déterminer : la consommation d'oxygène (VO2), la production de gaz carbonique (VCO2), les volumes ventilatoires (VE).
Dans le même temps, les paramètres de fréquence cardiaque, pression artérielle et puissance développée sont recueillis.

• les équivalents respiratoires (VE/VO2) et (VE/VCO2) permettant d'apprécier les rapports entre la ventilation minute et la consommation d'O2 et la production de CO2 par l'organisme, la pente (VE/VCO2) a une valeur pronostique démontrée, si elle est très augmentée (> 40), et peut être déterminée même si l'effort a été sous-maximal.
• le rapport d'échanges gazeux respiratoires (VCO2/VO2), parfois improprement appelé "quotient respiratoire", qui s'élève progressivement au cours de l'exercice, pour atteindre 1,10 à 1,15 si l'effort a été maximal.
• la pente VO2/puissance correspondant au coût énergétique aérobie d'1 watt.
• le pouls d'oxygène (VO2/Fc)
• le calcul des seuils ventilatoires (SV1 et SV2); SV1 correspond au moment à partir duquel la ventilation (VE) augmente plus vite que la VO2 (mais reste parallèle à la VCO2), SV2 correspond au moment de l'exercice où la ventilation (VE) va augmenter plus vite que la production de gaz carbonique (VCO2) ; ces seuils sont déterminés à partir de l'analyse des courbes au décours de l'épreuve d'effort.
• la puissance circulatoire déterminée par le produit de la VO2 max par la pression artérielle maximale d'effort (PAS max) qui est un paramètre ayant une valeur pronostique importante chez l'insuffisant cardiaque chronique.
• la cinétique de récupération de la VO2, permettant de différencier notamment un sujet non insuffisant cardiaque ayant une VO2 max basse par insuffisance de motivation lors du test à l'effort, d'un insuffisant cardiaque dont la récupération sera allongée (déterminée par exemple par le temps de demi-décroissance de la VO2 max).

Les principales courbes analysées pendant l'examen sont représentées ci-dessous :

• l'évaluation pronostique, afin d'aider notamment à la décision d'adresser le patient dans un centre spécialisé en vue d'une transplantation cardiaque, on s'aidera alors des principaux paramètres validés qui sont : le pic de VO2 (valeurs péjoratives si < 10-12 ml/min/kg ou < 30% des valeurs théoriques), la pente (VE/VCO2) notamment pour des valeurs supérieures à 40 ou 50, suivant les auteurs, la puissance circulatoire (valeur seuil < 2000 mmHg/ml/min/kg), enfin le temps de demi-décroissance de la VO2 en récupération (valeurs seuil de plus de 180 sec).
• Il faut noter qu'aucun de ces paramètres n'a de valeur absolue, et qu'ils s'intègrent dans l'évaluation globale du patient, parmi d'autres indices tels que la fraction d'éjection VG, les paramètres ECG et rythmiques, l'échocardiographie, ou des indices reflétant l'innervation sympathique cardiaque tels que la scintigraphie à la MIBG.
• l'évaluation précise du handicap fonctionnel, l'interrogatoire restant souvent imprécis, et les causes d'incapacité d'effort pouvant également être multi-factorielles (musculaires liées au déconditionnement, broncho-pulmonaires, ...) ; l'évaluation du pic de VO2 et des mécanismes en cause dans son abaissement pourra orienter vers une thérapeutique particulière (réadaptation pour lutter contre le déconditionnement musculaire, resynchronisation cardiaque, traitement à visée pneumologique, adaptation médicamenteuse cardiaque,...).
• évaluer l'efficacité d'un programme thérapeutique en recontrôlant l'examen 6 mois après son application (traitement médicamenteux, resynchronisation, réadaptation), en sachant que si la réadaptation, la resynchronisation et le traitement bloqueur du système rénine angiotensine améliorent le pic de VO2, les béta-bloquants ne le modifient pas (mais ils améliorent le pouls d'oxygène et réduisent la pente VE/VCO2).
• évaluer le niveau d'effort optimal à atteindre en rééducation, en déterminant le premier seuil ventilatoire, qui correspond grossièrement à l'effort pouvant être effectué sans solliciter le métabolisme anaérobie.

Les autres indications principales sont représentées par :

• la surveillance régulière du patient transplanté cardiaque, dont les causes potentielles de réduction du pic de VO2 sont multiples.
• l'adaptation de l'entrainement physique du sportif, en s'aidant des calculs des seuils ventilatoires.
• l'évaluation de la cause d'une dyspnée, notamment afin de distinguer si l'origine est essentiellement circulatoire ou ventilatoire ou enfin liée à une pathologie propre musculaire (myopathies).
• l'évaluation d'un sportif présentant une important hypertrophie myocardique.

Les contre-indications de l'examen sont les mêmes que celles de l'épreuve d'effort traditionnelles (patients instables, sténose aortique très serrée, thrombus intra-cardiaque non adhérent,...).

Il faut signaler que la présence d'un bloc de branche gauche complet sur l'ECG de base n'empêche pas la réalisation de l'examen (à condition de connaître préalablement l'anatomie des coronaires), et sera tout aussi riche d'enseignement, ceci s'applique également aux patients porteurs de stimulateurs cardiaques.

Le Dr POUILLART a exercé son clinicat au CHU Henri Mondor à Créteil et s'occupait alors plus particulièrement des patients insuffisants cardiaques, notamment du bilan pré-transplantation cardiaque. Il a également effectué un DEA traitant des indices pronostiques neuro-hormonaux dans l'insuffisance cardiaque, centrés notamment sur l'intérêt de la détermination des récepteurs béta-adrénergiques cardiaques par la TEP, et l'évaluation par scintigraphie planaire de l'innervation sympathique cardiaque (scintigraphie à la MIBG).

Les rendez-vous peuvent être pris au secrétariat de médecine nucléaire du Dr Maurice LEVY au 01-48-39-45-45.

Il faut signaler qu'une évaluation pronostique plus complète du patient insuffisant cardiaque chronique, notamment lorsque la question posée est celle d'une éventuelle indication de transplantation cardiaque, peut être effectuée dans le même temps en couplant l'analyse de la VO2 à une scintigraphie MIBG étudiant la valeur du rapport de fixation cardio-médiastinal de ce marqueur (valeur seuil en dessous de 1,60 témoignant d'une dénervation adrénergique de pronostic péjoratif).

Cet examen de réalisation rapide, nécessite une injection de MIBG marqué, puis quelques minutes plus tard la réalisation d'une scintigraphie planaire de repos (acquisition d'une dizaine de minutes).

Le test d'effort cardio-respiratoire peut être réalisé au décours.

L'interprétation de l'examen scintigraphique est effectuée en temps réel par le Dr Maurice LEVY.