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Principes du monitorage non invasif de lhémodynamique place du MASIMO Rainbow set Dr Jean-Marie BONIER Anesthésiste Réanimateur Clinique St Clotilde Session.

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1 Principes du monitorage non invasif de lhémodynamique place du MASIMO Rainbow set Dr Jean-Marie BONIER Anesthésiste Réanimateur Clinique St Clotilde Session 2009

2 Le cœur fonctionne comme une pompe à vélo plutôt quune pompe à turbine. Le débit cardiaque est un débit pulsé et non pas un débit continue.

3 A chaque contraction (systole) du sang est éjecté (ce que on voit en rouge). Cette éjection va mettre en mouvement le liquide (qui pousse sur les parois élastiques) il en résulte une montée en pression dans les vaisseaux. Le volume éjecté est la surface sous la courbe Pression/temps

4 Le cœur a 2 compartiments distincts le cœur Droit et le cœur gauche. Ces 2 compartiment sont enfermés dans un même sac le péricarde. Les pressions qui règnent dans les 2 compartiments sont différentes. Elles sont plus élevées à Gauche quà droite. Par contre le débit à droite est identique à celui de gauche. Le VD pousse le sang dans le VG au travers les poumons pour réamorcer la pompe cycle par cycle. Le premier paramètre hémodynamique qui a été mesuré dans ce système circulatoire est la pression artérielle au bras par le « brassard à tension». Depuis 1894 le tensiomètre reste toujours dactualité. Sa facilité de mise en oeuvre lui confère une exceptionnelle longévité. Cependant dans certaines situations critiques la Tension artérielle nest pas un bon indicateur de la situation réelle. Létat dun patient peut se détériorer lentement et sûrement alors quil va conserver une bonne tension jusquau bout. Le maintien artificiel dune bonne tension artérielle peut être insuffisant pour prévenir dans certains cas la défaillance viscérale. Cette tension artérielle est en réalité la résultante dune multitudes de facteurs dont certains sont beaucoup plus vitaux, comme la perfusion tissulaire. La sonde de Swan Ganz on va pouvoir enfin mesurer le débit cardiaque (par injection dun bolus de sérum physio à O °). Car ce qui caractérise le mieux une pompe cest avant tout le débit quelle génère. Chemin faisant on peut recueillir les pressions dans les différents segments du système circulatoire. (Pvc, Pap Pcap) Avec la SG, le système circulatoire va senrichir de trois nouvelles notions qui le caractérise: la PRECHARGE, LINOTROPISME et la POST CHARGE.

5 Modélisation du ventricule On voit dans ce schéma que plus la précharge est élevée meilleur est le débit; plus linotropisme est puissant plus le débit et élevé, par contre plus la post charge est forte (Par augmentation de la vasoconstriction périphérique comme si on fermait le robinet), la TA augmente à la sortie du coeur, mais à linverse le débit baisse. Débit et pression varient de façon inversement proportionnelle.

6 La Précharge Préchage inotropisme et post charge sont étroitement intriqués pour donner un bon débit cardiaque. Il arrive quau cours dune anesthésie on ne sait plus trop où on en est de la situation hémodynamique exacte du patient. Le premier réflexe est de sassurer que la précharge est bonne En pratique quest ce que c est que la précharge. La précharge a été longtemps assimilée à une pression (Pvc pour le cœur droit, Pcap pour le cœur gauche avec la Swan Ganz). Or ces pressions prises isolément ne signifient rien surtout dans des situations pathologiques comme lorsquil y a un RM, RAo, la défaillance ventriculaire, le choc septique, la vasoconstriction périphérique, avec vasodilatation splanchnique associée, hémorragie lhypovolémie, clampage et déclampage de laorte). La définition officielle de la précharge est le volume que prend le VG à la fin de la diastole juste avant sa contraction. (VTDVG). Si vous sortez dici avec cette notion en tête cest que jai atteint 50% de mon objectif. Vient la systole qui va éjecter le sang. Le volume qui a été éjecté est égal à la différence. volume télédiastolique moins volume télésystolique Volume déjection systolique VES = VTDVG- VTSVG

7 A fraction déjection constante, le VES est proportionnel à la précharge (VTDVG) Voyons cet exemple. Sur un cœur qui se raccourcit de 30% de la longueur de ses fibres( FR=30%), ce qui correspond à léjection de 60% de son contenu que lon appelle la fraction déjection ventriculaire (FEVG), avec un VTDVG de 133 ml le volume éjecté est de 80ml. (60% de 133). De la même façon, avec un VTDVG de 100 ml, le volume éjecté est de 60ml. (60% de 100). Ces mouvements de sang vont déterminer les courbes de pression correspondantes. Les 80 ml et 60 ml correspondent à lintégrale sous les courbes. Ces volume peuvent se mesurent sur la courbe de PAS battement par battement. Si on met une PAS à un patient anesthésié sa courbe ressemble à çà.

8 Connaissant cela, comment peut on surveiller la précharge Anecdote (prélèvement multi organes bloc cœur poumon, reins pancréas, foie) La seule façon de savoir si le cœur est bien rempli ou non est de le regarder battre sous ses yeux. On peut maintenant voir un cœur battre de façon non invasive par échographie. La matériel: Une sonde dETO multiplan et un tir doppler. La méthode: On positionne la sonde multiplan en incidence trans-gastrique, on coupe le ventricule transversalement à la hauteur des piliers de la mitrale on obtient « LA RONDELLE » On regarde la surface télédiastolique de cette rondelle du VG. Si les 2 piliers sont très proches lun de lautre en fin de diastole cest quil est vide. La valeur minimale du STDVG est de 5 cm²/m² de surface corporelle. Au passage le calcul de la FEVG = STDVG-STSVG

9 On peut aussi mesurer le débit cardiaque de façon non invasive par écho doppler Pour mesurer le débit dun fluide au travers dun tuyau, il suffit de connaître la section du tuyau et la vitesse de déplacement du fluide dans ce tuyau. DEBIT= SECTION (m²) x VITESSE (m/seconde) = m3/seconde ou litre /seconde 1- On mesure le grand diamètre de lanneau mitral en incidence apicale 4 cavités, à louverture de la valve mitrale en protodiastole (8 mesures moyennées). On obtient le diamètre puis la surface 2- On mesure ensuite la vitesse des hématies au travers de la valve mitrale, toujours en apicale 4 cavités par tir doppler pulsé parallèlement au flux. On obtient la courbe du flux mitral (E/A). On fait lintégrale Temps /vitesse ou ITV (cm) 3- Connaissant la surface de lanneau mitral et lITV de la courbe du flux qui passe au travers, on déduit le VES = surface mitrale x ITV. connaissant la fréquence cardiaque on a le débit cardiaque sur une minute. Ex: Si le diamètre de lanneau est de 3cm sa surface est de 7 cm², lITV mitrale de 11 cm, le VES = Surface mitrale x ITV= 77 ml. Avec un pouls à 70 bpmn, le Débit = VESx Pouls=5,4 l/mn La courbe du flux mitral a deux bosses une onde E suivie dune onde A. Londe E représente la phase de remplissage passif du VG, puis vient la contraction de loreillette que donne londe A du remplissage actif.

10 Si lETO est moins invasif, il na pas remplacé la Swan Ganz, car sa mise en œuvre en per op sest révélée beaucoup plus complexe (Matériel lourd, coûteux, encombrant, fragile, dentretien compliqué, surtout pour la stérilisation de la sonde au SIDEX qui nécessite un local spécial avec des normes draconniennes pour la protection du personnel et de lenvironnement. Les résultats sont opérateur dépendants, car la formation est hyper spécialisée. (Le DU dhémodynamique non invasive destiné aux anesthésistes réanimateurs, qui se fait à LYON chez LEHOT, est une spécialisation au sein DU décho cardiaque des cardiologues). Ce DU ma suscité au départ beaucoup despoirs pour faire laller retour LE MANS LYON presque tous les WE pd 2 Ans. Puis après ma formation jai été déçu. Jai fait acheter pour mon service lODMII, ou Doppler oesophagien pour mesurer le débit aortique. Il y a eu ensuite le NICO pour mesurer le débit cardiaque par le CO² expiré. Le PICCO est ensuite arrivé sur le marché. Mais reste invasif. Entre temps je suis parti faire de lanesthésie dans le privé sans pour autant rendre les armes.

11 Le DELTA UP Principe Dès 1996 jai répéré un article de JF BARON où il est question de monitorer la volémie au cours de lanesthésie par le principe du delta UP et delta Down. (En voilà un article bien racoleur). Principe: La pression intra thoracique influe sur la précharge du VG tout égal par ailleurs. Imaginez les poumons comme une éponge gorgée deau que lon presse à chaque insuflation thoracique à pression positive. Lorsque la pression intra thoracique augmente à linsufflation, du sang contenu dans les poumons afflue vers le VG. Lhyper pression intra thoracique sajoute à la force motrice de la contraction du VD dans le remplissage passif du VG. (Onde E mitrale). Le VTDVG à la fin de linsufflation est augmenté. La précharge augmentant, le VES qui suit est augmenté ainsi que le pic de PAS. >Cest le delta UP

12 Le DELTA Down Principe Inversement, à la phase expiratoire, la force motrice de la contraction du VD va remplir non seulement les poumons (Plus ou moins essorés) mais également le VG. Le volume de sang arrivant jusquau VG est moins important. Le VTDVG ou la précharge à ce moment là est moins importante, le VES correspondant est moins important, le pic de pression généré est moins important cest le DELTA Down. Il y a un donc un delta dans la courbe de PAS si on lanalyse in vivo battement par battement, cest ce quon appelle le DELTA PP (Up and Down). La précharge du VG est dépendante des variations de la pression intra thoracique. Chaque insufflation / exsuflation détermine des variations du VES et de la PAS par voie de conséquence. Lorsque le volume central est optimal, le poumon est bien rempli, cette fluctuation est moins perceptible que lorsque le patient est hypo volémique. Le delta down est donc moins ou plus accentué selon le volume pulmonaire.

13 IN VIVO VARIATIONS HEMODYNAMIQUES EN CAS DHEMORRAGIE (PERTE DE VOLEMIE) VERSUS VASODILATATION PAR NITROPRUSSIATE (Le volume central nest pas affecté) De même en ETO il y a une excellente corrélation entre le delta down et la surface télédiastolique du VG (Précharge)

14 Du fait que les pressions qui règnent dans la circulation pulmonaire sont basses. La circulation dans ce réseau est donc influençable par une hyperpression intra thoracique. Ce qui explique la courbe de PAS. Chaque insufflation agit comme un mini VASALVA réalisant une épreuve de remplissage dynamique, Itérative et réversible. Jusquoù pourra -t-on améliorer le VES via le VTDVG La réponse est donnée par Starling. La relation précharge / VES est linéaire jusquà une limite au-delà de laquelle elle nest plus proportionnelle; Sur cette diapo, on a 2 VG de compétence différente. Sur le VG du bas à la précharge a) il est déjà à son maximum de performance. Si on remplit encore jusquà b, il se distend mais ne peut pas améliorer sa performance. Son VES naugmentera pas plus, la courbe de PAS reste plate. Sur le VG du haut si on rehausse la précharge de a jusquà b), ce VG va améliorer le VES. La courbe de PAS fluctue alors. Selon où on se trouve sur devant un myocarde donné il y a plus ou moins de ce que lon appelle de RESERVE DE PRECHARGE. Si vous avez compris ce que cest que la réserve de précharge dun patient on a atteint 80% du but de cet exposé. Il reste 20% des objectifs. Diapo de la courbe de fonction ventriculaire.

15 Jusque là pour savoir à on se trouve sur la courbe de fonction ventriculaire dun Patient, avec la swan Ganz on faisait des épreuves de remplissage on remplit et on Mesure le débit cardiaque obtenu. Cest incompatible au bloc opératoire. Grace au delta PP de la courbe de PAS on dispose dune donnée dynamique Battement par battement qui nous renseigne de façon prédictive la réserve de Précharge du patient. Devant un patient en difficulté avec un delta down élevé de plus de 5 mm Hg on peut dire De façon pr édictive quun remplissage fera le plus Grand bien. Le delta up et down est connu depuis 1998 Ce paramètre est exploité par le système PICCO; un logiciel intègre les mesures de la PAS avec la pression mesurée au COB de la sonde dintubation. On déduit le delta un et delta down. Ce système Reste invasif: PAS et Voie centrale pour mesurer en même temps le débit cardiaque Inpratiquable en routine surtout avec 50 opérés par jour sur 6 salle dop. Le MASIMO va succéder au PICCO. Le principe est que la microcirculation sanguine Reste pulsé jusqu au bout du doigt. Par pléthysmographie et spectrométrie de masse On peut capter ce signal de sortie du VG. Il en découle 2 valeurs dérivés.

16 MASIMO Rainbow set et PI Comme la microcirculation reste pulsée, on peut mesurer sa pulsatilité sous forme dun index. Cest le pourcentage du flux pulsé par rapport du flux laminaire continue Cet index de pulsatilité reflète la qualité de la perfusion capillaire. Cest pour celà quon lappelle PI ; Perfusion indesx ou index de perfusion. Selon que le patient est vasoconstricté (Choc septique et/ou amines pressives) sa PI peut être à 0,1 ou vasodilaté en périphérie sa PI peut être à 5 voire 10 (Patient bien analgésié, bien rose chaud et sec). La PI se mesure au doigt avec un capteur, pas détalonnage dun patient à un autre, car les valeurs sexpriment en % absolu de la circulation capillaire. (on peut par exemple voir si un bloc nerveux fonctionne en regardant la montée rapide de la PI du membre bloqué. Chez un patient en Anesthésie générale, Une mauvaise analgésie à lincision se voit immédiatement par leffondrement de la PI par décharge dadrénaline et V/C périphérique )

17 MASIMO Rainbow set et PVI Ie masimo peut mesurer également une variation de lamplitude de de pouls capillaire qui est directement proportionnel à chaque volume déjection systolique. Cest la PVI (pléthysmography variability index). Plus le VES à chaque battement est variable, Plus lensemble du signal est fluctuant dans le temps. (Contrairement au PI qui est qualitatif, la PVI est quantitative. Cette fluctuation est le reflet direct du delta PP. Des études préliminaires ont pu déterminer un bonne corrélation du PVA avec le delta down. A partir dun PVI de 20 on peut dire que patient qui sera répondant au remplissage. (Biblio) En pratique il faut que le patient soit stable en ventilation à pression positive (>= 7 ml/kg). Sil lutte sur sa sonde la PVI est bien évidemment augmentée. Une tachycardie brutale induite par latropine peut influer sur la PVI ou une AC/FA, ainsi quun changement de fréquence ventilatoire. Des fréquences élevées peuvent elles rendre la valeur prédictive plus précise?. On peut dire que plus la PVI est élevée, plus on a de la marge de remplissage. Sil y a un souci en per opératoire, (hypotension, désaturation, tachycardie ou bradycardie inexpliquée etc…) et que la PVI est élevée, à partir de 20, il faut corriger le trouble par un remplissage et on verra la situation saméliorer. Le patient sera répondant au remplissage. Il reste à se faire une idée sur le patient en spontanée.

18 Avec lavancée des techniques basées sur des bases hémodynamiques bien comprises, on voit apparaître en anesthésie 2 nouveaux indicateurs chiffrés lun de perfusion tissulaire PI, et lautre de réserve de précharge par la PVI. Pour avoir approfondi létude de lhémodynamique non invasive, et testé lappareil sur des patients je pense que sa convivialité et sa facilité demploi mérite quon sy attarde car il est susceptible de rendre des services dans le monitorage des patients sous anesthésie. Ce monitorage se fait encore souvent au filling pour ne pas dire au pifomètre. En matière de volémie et de qualité da&nalgésie en dehors les locorégionales;


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