INTERET DU CO2 EXPIRE EN REANIMATION M. Serveaux DESC réanimation médicale

INTRODUCTION Capnométrie : Mesure de [ CO2] dans les gaz respiratoire Capnographie : Visualisation continue sous forme de courbe [ CO2] en fonction du temps au cours du cycle respiratoire Intérêt de la mesure de CO2: CO2 = produit du métabolisme, transporté par le sang, éliminé par le poumon Modifications du CO2 expiré reflètent Métabolisme Circulation Ventilation

TECHNIQUES DE MESURE Analyseur à infra rouge : Spectrométrie de masse Très répandu, peu onéreux, simple 2 types: Aspiratif: simple, mais risque d’obstruction, temps réponse décalé et attention aux fuites! Non aspiratif: pas de décalage temporel Spectrométrie de masse 

CAPNOGRAPHIE CLASSIQUE Tracé capnographique normal + tendances A-B Phase ascendante: apparition CO2 dans les gaz respiratoire B-C Plateau télé expiratoire: C Pression télé expiratoire (PETCO2): 35-37mmHg C-D Descente inspiratoire D-A Fin d’inspiration PACO2 =0

Interprétation de la capnographie: Analyse SYSTEMATIQUE Courbe PETCO2 Gradient PaCO2-PETCO2 Affichage mode tendance

Gradient PaCO2/PETCO2 ?? PETCO2 = somme de [CO2] alvéoles perfusées et ventilées + [CO2] alvéoles ventilées mal perfusées (espace mort) D’où PETCO2<PaCO2 Gradient: 2-3mmHg normal ↓ enfant, grossesse ↑ quand augmentation espace mort: EP

Exemples de capnogramme A) augmentation des résistances expiratoires ( bronchospasme) B) augmentation de la pente du plateau expiratoire ( BPCO) C) encoche visible lors du plateau (cleft) (reprise de la ventilation spontanée ) D) plateau biphasique lors d'un asynchronisme ventilatoire des deux poumons (obstruction incomplète d'une grosse bronche par exemple).

Affichage mode tendance A) diminution progressive de la PETCO2 au cours d'une défaillance circulatoire  B) chute brutale de la PETCO2 lors d'une déconnexion accidentelle du circuit respiratoire  C) évolution de la PETCO2 au cours de la réanimation de l'arrêt cardiaque 

Tableau récapitulatif ABSENCE DE PETCO2 DIMINUTION DE PETCO2 AUGMENTATION DE PETCO2 Arrêt cardiaque Intubation oesophagienne Bronchospasme, obstruction Deconnexion circuit Panne capnomètre Baisse du débit cardiaque Hypothermie Embolie pulmonaire Hyperventilation Hypoventilation Élévation du débit cardiaque (remplissage, inotropes..) Hyperthermie, garrot, bicar Réinhalation de CO2

CAPNOGRAPHIE VOLUMETRIQUE Notion de SBTCO2 [CO2] en fonction du volume expire sur un cycle respiratoire Intérêt du SBTCO2: Mesure de l’espace mort total(Vd) et de ses composants : Vdalv: fonction du rapport V/Q Vdaw: fonction de CRF, P moyenne dans les voies aeriennes, FR, et taille sujet Mesure la production de CO2 (VCO2) 

Représentation du CO2 expiré Phase I : Vidange de l’air des voies aeriennes dépourvu de CO2 PhaseII : Zone de transition sigmoide : arrivée de gaz alvéolaire au site de mesure Phase III : Plateau légèrement ascendant : expiration du gaz alvéolaire, point culminant = ETCO2 X = Contenu en CO2 du volume courant expiré Y = Espace mort alvéolaire Z = Espace mort anatomique

EN PRATIQUE?? 1/ VERIFICATION DU POSITIONNEMENT DE LA SONDE D’INTUBATION Méconnaissance de l’intubation oesophagienne 0,4 à 15%, jusqu’à 35% si peu expérimenté Méta analyse de Li et al.(10 étude publiées entre 1991 et 1998) : apport de la capnographie lors de l’intubation en situation d’urgence  2192 patient inclus, capnographe colorimétrique Résultats: 147 faux négatifs = 7%(panne matériel, arrêt cardiaque, obstruction trachéale, bronchospasme majeur, fuite) 3 faux positifs = 0,1% (CO2 dans l’estomac) Se 93% et Spe 97%, Capnographe = méthode de référence pour vérification du bon positionnement en situation d’urgence

2/ INTERET DANS LA RCP: Diagnostic, Pronostic++ Etude prospective observationnelle de Cantineau J.P et al End-tidal carbon dioxide during cardiopulmonary resuscitation in humans presenting mostly with asystole: A predictor of outcome (critical care med., 05/1996)  120 patients, en 2 temps Mesure PETCO2 après intubation, recueil valeur initiale,minimale et maximale durant 20 premières minutes Résultats: PETCO2 + élevé dans le groupe ACR récupéré, cut-off: 10mmHg, Se = 100%, Spe = 67% ETCO2 = bon facteur pronostic, Valeur seuil: 10mmHg à atteindre dans les 20 premières minutes de ventilation

3/ CAPNOGRAPHIE ET EMBOLIE PULMONAIRE: Etude prospective, monocentrique (F. Verschuren et al.) Volumetric capnography as a screening test for pulmonary embolism in the emergency department (CHEST, 2004) Obj: Evaluer performance diagnostic capnographie volumétrique et du gradient artériolo alvéolaire dans cas suspecté d’EP 45 patients inclus,18 cas d’EP confirmé , Mesure SBTCO2 sur 4 à 6 cycles ventilatoire et calcul 4 variables : espace mort alvéolaire, rapport Vdalv/Vdaw, pente de phase III, Fdlate

Conclusion: Intérêt Diagnostic dans l’EP Résultats: Conclusion: Intérêt Diagnostic dans l’EP !! Faible effectif, patients conscient donc en VS,compexité des calculs de Vd..

4/ CAPNOGRAPHIE ET SEVRAGE VENTILATOIRE: Etude prospective, monocentrique (Saura et al., Intensive Care Med., 1996) Obj: Evaluer relation PaCO2 et PETCO2 lors sevrage et la capacité de PETCO2 à discriminer les épisodes hypercapniques 30 patients inclus, test de 2h, CPAP Mesure PaCO2 et PETCO2 avant, H1, H2 Résultats: Variations PETCO2 moins importante S+, cut-off: 3mmHg, VPN 94%, Se 82%, Spe 76% - Interet : monitorage ETCO2 permet de prédire les épisodes hypercapniques lors sevrage

5/ CANOGRAPHIE ET OPTIMISATION DE LA VENTILATION: Chez le traumatisé cranien? Etude prospective bicentrique (Kerr et al., Crit. Care Med., 1996) Relationship between arterial carbon dioxide and end-tidal carbon dioxide in mechanically ventilated adults with severe head trauma Obj: évaluer intérêt ETCO2 VS PaCO2 pour optimiser la ventilation mécanique de patients traumatisés crâniens 35 patients Résultats: peu de corrélation entre PaCO2 et ETCO2 quand PEEP importante, pathologies pulmonaires, patients sédatés. Etude de Mackersie et Karagianes Crit. Care Med. 1990: corrélation +

Etude de Muray et al., CHEST 1984 Dans le SDRA? Etude de Muray et al., CHEST 1984 Titration of PEEP by the arterial minus end tidal carbon dioxyd gradient Identification best PEEP par gradient PaCO2/PETCO2 Etude de Taskar et al., Chest 1995 Dynamics of carbon dioxyd elimination following ventilator resetting Mesure instantanée de VCO2 après modification VM pour anticiper le changement de PaCO2 20’ Relation inversement proportionnelle

6/ CAPNOGRAPHIE ET HEMODYNAMIQUE: Estimation du débit cardiaque?? Etude expérimentale (chiens) de Dinesh G. Haryadi (J.Clin.Monit. 2000) Partial CO2 rebreathing indirect Fick technique for non invasive measurement of cardiac output ( NICO) Résultat: c’est bien! Et en pratique? Etude prospective de Kazuya Tashibana et al., Cri. Care Med. 2005 Bonne corrélation entre NICO et mesure du débit cardiaque par thermodilution

CONCLUSION Le CO2 expiré reflète En général :2 façons de s’en servir Le métabolisme La circulation La ventilation En général :2 façons de s’en servir Capnographie classique: analyse systématique courbe, PETCO2, gradient, tendances. Capnographie volumétrique: production CO2/espace mort Cas particuliers: Vérification positionnement de la sonde Pronostic dans le RCP: cut-off: 10mmHg Reste en cours d’évaluation..