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SDRA : Définition et physiopathologie. Les différents types morphologiques.

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1 SDRA : Définition et physiopathologie. Les différents types morphologiques.

2 SDRA augmentation de perméabilité de la barrière alvéolo-capillaire Œdème pulmonaire de type lésionnel Augmentation du poids pulmonaire Perte massive daération

3 SDRA : physiopathologie Lésions de lendothélium vasculaire et des peumocytes I et II Activation anormale des globules blancs Attirés au niveau pulmonaire par des cytokines chémo-attractives systémiques ou alvéolaires (macrophages) Activation anormale de la coagulation Séquestration de plaquettes dans la circulation pulmonaire Altérations des propriétés du surfactant oedème riche en proteïnes Macrophage alvéolaire pneumocyte II fibroblaste surfactant fibroblaste plaquettes Globule blanc Globule rouge pneumocyte I en apoptose pneumocyte I Lésions alvéolaires à la phase aiguë Alvéole normale Globule rouge Ware LB and Mathay MA, NEJM The Acute Respiratory Distress Syndrome 342, , 2000

4 SDRA : physiopathologie Lésions de lendothélium vasculaire et des peumocytes I et II Rôle aggravant potentiel de la ventilation mécanique Lhyperventilation mécanique ( V T 40 ml.kg -1 ) provoque en œdème pulmonaire lésionnel chez des animaux à poumons sains oedème riche en proteïnes Macrophage alvéolaire pneumocyte II fibroblaste surfactant fibroblaste plaquettes Globule blanc Globule rouge pneumocyte I en apoptose pneumocyte I Lésions alvéolaires à la phase aiguë Alvéole normale Globule rouge Des V T et des pressions intrathoraciques élevés provoquent des lésions de distension bronchioloalvéolaire lorsque la perte daération du SDRA est de type focal Ware LB and Mathay MA, NEJM The Acute Respiratory Distress Syndrome 342, , 2000

5 SDRA perte massive daération Le gaz alvéolaire est remplacé par un œdème riche en protides Le poumon «se collaberait»sous leffet de son propre poids (?) Les lobes inférieurs sont comprimés par le cœur et le diaphragme

6 Perte massive daération Ware LB and Mathay MA, NEJM The Acute Respiratory Distress Syndrome 342, , 2000 Puybasset et al AJRCCM, 158, 1664, ml ml ml CRF ml oedème riche en proteïnes Macrophage alvéolaire pneumocyte II fibroblaste surfactant fibroblaste plaquettes Globule blanc Globule rouge pneumocyte I en apoptose pneumocyte I Lésions alvéolaires à la phase aiguë Alvéole normale Globule rouge Ware LB and Mathay MA, NEJM The Acute Respiratory Distress Syndrome 342, , 2000 Volumes pulmonaires télé-expiratoires chez 24 patients en IRA Volumes pulmonaires télé-expiratoires chez 10 volontaires sains

7 Perte massive daération Ware LB and Mathay MA, NEJM The Acute Respiratory Distress Syndrome 342, , 2000 Puybasset et al AJRCCM, 158, 1664, 1998 oedème riche en proteïnes Macrophage alvéolaire pneumocyte II fibroblaste surfactant fibroblaste plaquettes Globule blanc Globule rouge pneumocyte I en apoptose pneumocyte I Lésions alvéolaires à la phase aiguë Alvéole normale Globule rouge Ware LB and Mathay MA, NEJM The Acute Respiratory Distress Syndrome 342, , 2000 Volume de tissu pulmonaire (expiratoire) chez 10 volontaires sains Lobes supérieurs Lobes inférieurs 461 ± 68 ml 482 ± 89 ml Volume de tissu pulmonaire (expiratoire) chez 24 patients en IRA Lobes supérieurs Lobes inférieurs 902 ± 250 ml 720 ± 237 ml

8 Ware LB and Mathay MA, NEJM The Acute Respiratory Distress Syndrome 342, , 2000 collagène Pneumocyte II Pneumocyte II se transformant en pneumocyte I Ré-épithélialisation des broncchioles Œdème riche en proteïnes Macrophage alvéolaire pneumocyte I Prolifération et différenciation des pneumocytes II en pneumocytes I fibroblaste collagène fibronectine Résorption graduelle de la fibrose Aquaporines Résorption de lœdème et des proteïnes Canaux Na SDRA : physiopathologie de la cicatrisation pulmonaire ( la phase tardive )

9 CRITERES DE DEFINITION DU SDRA La Conférence de Consensus Américano- Européenne sur le SDRA - Intensive Care Medicine – PaO 2 / FIO 2 < 200 mmHg Opacités radiologiques bilatérales PCWP < 18 mmHg

10 SDRA Différentes distributions de la perte daération Toujours présente dans les lobes inférieurs 2 tableaux différents : - SDRA focal - SDRA diffus Puybasset et al, Intensive Care Med, 26, 857, 2001 Souvent absente dans les lobes supérieurs diffus lobaire patchy

11 P résentation radiologique des SDRA « diffus » JJ Rouby Intensive Care Medicine 26 : , 2000

12 SDRA primaire 88 % Survie 25 % 47 ± 12 PaO 2 / FiO 2 76 ± 42 Crs ( ml/cmH 2 O ) 47 ± 12 P inf ( cmH 2 O ) 9 ± 2 Implications cliniques et physiopathologiques dune perte daération « diffuse » – ( 23 % des patients avec SDRA )

13 Quand il sagit dun SDRA « diffus », la courbe P-V est une courbe de recrutement et correspond au modèle mathématique dHickling Volume pulmonaire (ml) Pression airway (cmH 2 O) Point dinflexion inférieur = pression à partir de laquelle le recrutement devient linéaire Pente de la courbe = potentiel de recrutement Point de surdistension supérieur = fin du recrutement Pression expiratoire positive = 0 Hickling et al, AJRCCM, 158, 194, 1998

14 Laspect RX typique de SDRA « patchy » Codage couleur (12 coupes TDM) Pression expiratoire positive = 0 P résentation radiologique des SDRA « focaux » JJ Rouby Intensive Care Medicine 26 : , 2000

15 SDRA primaire 54 % Survie 58 % 64 ± 16 PaO 2 /FiO ± 39 Crs (ml/cmH 2 O) 64 ± 16 P inf ( cmH 2 O ) 5 ± 2 Implications cliniques et thérapeutiques dune perte daération « focale » – 77 % des patients avec SDRA

16 Volume pulmonaire (ml) ZEEP La courbe P-V dépend : - des propriétés mécaniques du poumon aéré en fin dexpiration - de la courbe de recrutement des zones pauvrement et nonaérées. Chez les patients avec une perte daération focale, le modèle mathématique d Hickling ne sapplique pas et linterprétation de la courbe P-V est complexe Pression airway (cmH 2 O)

17 Hypothèses expliquant la perte daération au cours du SDRA. 1 – Le poumon saffaisse sous son propre poids ( la théorie de « léponge » ). 3 – Le diaphragme monte vers le haut sous leffet de lhyperpression abdominale et comprime les lobes inférieurs. 2 – Le poumon est noyé par lœdème alvéolaire ( la théorie de « linondation alvéolaire » ).

18 La vue classique : lhypothèse « ouverture fermeture » Pelosi et al, AJRCCM, 149 : 8-13, 1994 Gattinoni et al, AJRCCM, 164 : , 2001 Cela implique Que lœdème pulmonaire est avant tout interstitiel une réduction du volume pulmonaire total Cela entraîne un traumatisme à prédominance bronchiolaire

19 Entrainant un barotraumatisme alvéolaire Lhypothèse de « linondation alvéolaire » AJRCCM, 165 : , 2002 proteïn-rich edema Macrophage fibroblast surfactant Pneumo II fibroblast platelet s Leukocyte Red blood cell Apoptotic pneumocyte I pneumo I Alveolar lesions : acute phase Normal alveolus Red blood cell Ware LB and Mathay MA, NEJM The ARDS 342, , Plus conforme à la physiopathologie du SDRA Gajic and Lee unpublished observation Lésions pulmonaires à lacide oléïque chez le rat rat normal rat normal

20 Volume de tissu pulmonaire (expiratoire) chez 10 volontaires sains Lobes supérieurs Lobes inférieurs 461 ± 68 ml 482 ± 89 ml Volume de tissu pulmonaire (expiratoire) chez 24 patients en IRA Lobes supérieurs Lobes inférieurs 902 ± 250 ml 720 ± 237 ml Puybasset et al AJRCCM, 158, 1664, ml ml ml CRF ml Volumes pulmonaires télé-expiratoires chez 24 patients en IRA Volumes pulmonaires télé-expiratoires chez 10 volontaires sains

21 Réduction du diamètre céphalo-caudal Compression des lobes inférieurs par le cœur augmenté de volume Compression des lobes inférieurs par le contenu abdominal Lhypothèse de la « compression externe» Puybasset et al, AJRCCM, 158 : 1644, 1998 Puybasset et al, Int Care Med, 26, 857, healthy humans 41 ARDS 17+1 cm 14+3 cm patient atteint de SDRA volontaire sain Puybasset et al, AJRCCM, 158 : 1644, 1998

22 CŒUR DE TAILLE NORMALE ET POUMONS SAINS Physiologiquement, en décubitus dorsal, le coeur comprime la partie postéro-interne des lobes inférieurs From Gunther Von Hagens 1997 GROS CŒUR ET POUMONS DE FUMEUR

23 Chez les patients ayant un SDRA et en décubitus dorsal, le coeur comprime les lobes inférieurs Malbouisson et al, AJRCCM, 161, 1620, 2001

24 Le décubitus ventral élimine la compression exercée par le cœur sur les lobes inférieurs Albert & Hubmayr, AJRCCM, 161: , 2000 Décubitus dorsal Décubitus ventral % du lobe inférieur situé sous le coeur 11 % 46 %

25 From Gunther Von Hagens 1997 labdomen Compression exercée par le coeur et labdomen sur les lobes inférieurs en décubitus dorsal et en décubitus ventral

26

27 FIN …… provisoire SDRA

28 Puybasset et al, Intensive Care Med, VS L P D CRFCRF ( l ) Lobes supérieurs VS L P D Lobes supérieurs TissuTissu ( l )

29 Les parties du poumon apparaissant normalement aérées ont le plus souvent un excès de tissu pulmonaire…

30 Gaz = 1058 ml Tissu = 642 ml mL HU Gaz = 307 ml Tissu = 602 ml Puybasset et al, Intensive Care Medicine, 26:857, 2000

31 Les cul-de-sac costo-diaphragmatiques postérieurs sont larges et profonds Coupole droite Coupole gauche Aorte Cotes Emplacement du coeur Veine cave inférieure Oesophage Rachis Moelle exposition de Gunther Von Hagens 1997

32 Puybasset et al, Intensive Care Medicine, 26: 857, 2000

33 Lungview R permet une analyse séparée des lobes supérieurs et inférieurs Grande scissure Volume pulmonaire ( ml ) Lobes supérieurs Lobes inférieurs Lobe supérieur Lobe inférieur Volontaire Sain Aération pulmonaire ( densité TDM en UH )

34 PEP Recrutement alvéolaire Surdistension Implications thérapeutiques dune perte daération « diffuse » – ( 23 % des patients avec SDRA ) Vieira et al, AJRCCM,159, 1612, 1999 PEP 1 PEP 2

35 Vieira et al, AJRCCM,159, 1612, 1999 PEP 1 PEP 2 Implications cliniques et thérapeutiques dune perte daération « focale » – ( 77 % des patients avec SDRA ) PEP Recrutement alvéolaire Surdistension ++ +

36 Chez les patients ayant un SDRA focal, la surdistention apparaît dans les régions céphaliques et non-dépendantes du poumon PEP 15 cmH 2 O Coupole diaphragmatique PEP=O Coupole diaphragmatique PEP = 0 PEP 15 cmH 2 0

37 Pelosi et al, AJRCCM, 149 : 8-13, 1994 Cela conditionne la nature du barotraumatisme Nécrose bronchiolaire dans les régions dépendantes soumises aux cycles ouverture fermeture Muscedere et al, AJRCCM, 149 : , 1994

38 Dans ce modèle expérimental, « linondation alvéolaire » est la cause de la perte daération, pas « le collapsus alvéolaire » ( Martynowicz et al, AJRCCM, 160 : 250, 1999 and JAP, 90, 1744, 2001 ) Atteinte pulmonaire lésionnelle à lacide oleïque (chien) : 1 – le volume de lobes inférieurs ne change pas ( marqueurs métalliques intraparenchymateux ) 2 – Aucune réduction du volume pulmonaire dans les parties dépendantes des lobes inférieurs. Regional FRC ( tetrahedrons )

39 Nos données tomodensitométriques sont difficiles à réconcilier avec la théorie de « léponge » Le volume total des lobes supérieurs reste inchangé tandis que celui des lobes inférieurs seffondre Puybasset et al, Int Care Med, 26, 857, volontaires sains41 patients avec SDRA ml ml ml ml Lobes inférieurs Lobes supérieurs gas = ml tissue = ml gas = ml tissue = ml Lobes inférieurs Lobes supérieurs gas = ml tissue = ml gas = ml tissue = ml

40 La sévérité de lhypoxémie est expliquée par une inhibition massive de la vasoconstriction pulmonaire hypoxique 64 %36 % Nombre de patients SDRA « diffus » EF VPH 93 % 7% SDRA « focaux » EF VPH Nombre de patients JJ Rouby Intensive Care Medicine 26 : , 2000

41 Etudes TDM dans le SDRA Réanimation Chirurgicale Polyvalente Rapports lésions pulmonaires - atteinte fonctionnelle chez 111 patients avec SDRA Coupes TDM contigües de l lapex au diaphragme Utilisation dun logiciel spécifique L L LUNGVIEW R Aération pulmonaire : Zones pulmonaires surdistendues, normalement, pauvrement ou non aérées

42 Résolution spatiale et pixels grille 512 x 512 or 1024 x 1024 grille 512 x 512 or 1024 x 1024

43 Laération pulmonaire normale Vieira et al, Am J Respir Crit Care Med, 1998, 158: Volume pulmonaire ( ml ) Gaz Eau CRF Densités TDM ( Unités Hounsfield ) 100 % 90 % 50 % 10 % et Aération pulmonaire ( % ) Aération normale Aération insuffisante Non aération Surdistention

44 Le codage couleur de Lungview® Image brute Aération pauvre (-500 HU to -100 HU) Codage couleur Non-aéré (-100 HU to +100 HU) Surdistension (-1000 HU to -900 HU) Aération normale (-900 HU to -500 HU)

45 Analyse tridimensionnelle des poumons Analyse séparée des lobes supérieurs et inférieurs Mesure du recrutement alvéolaire induit par la PEP Etudes TDM dans le SDRA


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