Thermorégulation peranesthésique chez l’adulte André LIENHART Service d'Anesthésie-Réanimation Hôpital Saint-Antoine Paris

Thermorégulation peranesthésique L'hypothermie peropératoire - Physiopathologie - Conséquences - Prévention

Thermorégulation peranesthésique L'hypothermie peropératoire - - Conséquences - Prévention Physiopathologie

Généralités Espèce humaine : homéotherme Température centrale régulée (37  0,2 °C) Compartiments thermiques : central et périphérique Centre régulateur : hypothalamus Ajustement nycthéméral pertes/production de chaleur

Les compartiments thermiques CENTRAL 37°C Périphérie 31 - 35°C

Thermorégulation normale Réponse au froid - Seuil (niveau central) : . 80 % température centrale . 20 % température cutanée - Réponse . Vasoconstriction= pertes = cantonne la production de chaleur . Frisson = VO2 . Thermogenèse sans frisson = négligeable / adulte .

Thermorégulation peranesthésique Seuils Thermogenèse Vaso- Vaso- sans frisson constriction dilatation Frisson Sudation Normal 33 35 37 39 41 °C d'après Sessler, 1990

"Thermostat" hypothalamique Température Corporelle Moyenne (°C) 35 36 37 38 39 + - Informations de l'ensemble du corps 80 % Température Centrale 20 % Température Cutanée Moyenne

Réponse métabolique à l'hypothermie Effet sur la VO 2 . T e m p é r a t u c n o y 4 3 2 1 ° C s l 7 5 i q V O . W / k g 6 - ( ) avant immersion dans bain à 10°C bain chaud d'après Hayward, J Appl Physiol, 1977

Réponse adrénergique à l'hypothermie = perfusion froide 600 * = perfusion chaude * 400 noradrénaline 200 (pcg/ml) 90 80 pression artérielle (mmHg) 70 37 36,5 36 température centrale 35,5 ( °C) 35 40 80 120 minutes d'après Higgins 1995 perfusion IV

Bilan calorique nul éveil . cutanées Watts VO2 Chez le sujet normal : Température stable Production de chaleur = Sorties 200 éveil 150 Watts 100 respiratoires . VO2 50 cutanées Production Pertes

. Thermogenèse Production de chaleur La VO2 peut s'exprimer : (A) en ml / min (300 ml / min) (B) en watts : (A) / 3 (100 W) (C) en calories par jour : (B) x 20 (2 000 cal/j)

- - - - Thermolyse normale Pertes de chaleur Conduction (3 %) Convection (15 %) - Radiation (60 %) - Évaporation (22 %) Peau ~ 90 %

Évolution peranesthésique de la température 37 baisse initiale rapide baisse lente 36 plateau tardif Température centrale (°C) 35 34 1 2 3 4 Temps (h) d'après Sessler, Anesthesiology, 1987

Hypothermie peropératoire : mécanismes - Thermorégulation altérée - VO2 - Pertes accrues .

Thermorégulation peranesthésique Seuils Thermogenèse Sudation sans frisson Vaso- dilatation Vaso- Frisson constriction Anesthésie 33 35 37 39 41 °C Normal 33 35 37 39 41 °C (d'après Sessler)

Thermorégulation peranesthésique Seuil sous anesthésie (°C)   37 35 33 31 0,5 1 1,5 2 seuil de vasoconstriction        Isoflurane (%) d'après Støen et Sessler, Anesthesiology, 1990

Seuils de thermorégulation sous propofol Sudation 38 36 Seuil (°C) Vasoconstriction 34 32 Intervalle de confiance 95% Frisson 30 2 4 6 8 d’après Matsukawa 1995 [Propofol] (µg/ml)

Bilan thermique peropératoire . - VO2 ~ -10 % ( ~ 70 W) - Pertes cutanées ( ~ 100 W) - Perfusions ( ~ 18 W) - Humidification-réchauffement des gaz ( ~ 12W) - Plaie opératoire ( ~ ?)

Pertes sous anesthésie générale Thermorégulation peranesthésique Pertes sous anesthésie générale Pertes cutanées t l m n 110 100 90 80 (%) - 1,5 -1,0 -0,5 (°C) u D T° tympanique * 15 30 45 60 75 Temps (min) d'après Sessler et al, Anesthesiology, 1991

Évolution peranesthésique de la température Le bilan thermique négatif n'explique pas l'intensité de l'hypothermie initiale

Thermorégulation sous anesthésie péridurale T° cutanée VO 2 . - (W) 200 150 100 Pertes thermiques T° centrale 1 - 1 - 2 ( D °C) 0 60 120 180 240 (min) d'après Sessler et Ponte Anesthesiology, 1990

Évolution de la température anesthésie post-mortem d'après Sessler Température centrale (°C) d'après Durigon Temps (h)

Hypothermie initiale = redistribution Peau Peau 28-32°C 32-34 °C Noyau Noyau 37 °C 36 °C Périphérie Vasodilatation par seuil 31-35 °C Périphérie 33-35 °C éveil anesthésie

Prévention de l'hypothermie initiale Efficacité d'un vasodilatateur en fonction du moment de l'administration 37 36 35 34 33 20 40 60 80 100 120 d ’après Vassilief , Anesthesiology Nifédipine Prémédication Contrôle Température centrale(°C) incision induction Nifédipine Induction Temps (min)

Redistribution Interne et vasoconstricteurs 38 Phényléphrine 37 Température centrale (°C) 36 Contrôle 35 15 30 45 60 Fin Durée (min) = p < 0,05 vs Contrôle Ikeda et al.,1999

Redistribution et agent d’induction 38 Kétamine 37 Température centrale (°C) Propofol 36 35 15 30 45 60 Fin Durée (min) = p < 0,05 vs Propofol d ’après Ikeda, Anesth Analg, 93, 2001

Redistribution Interne en fonction de la masse graisseuse (%) 37 Température centrale (°C) 36 36-50% 25-35% 10-24% 35 20 40 60 Kurz et al., 1995 Durée (min)

Efficacité du préchauffage Prévention de l'hypothermie initiale Efficacité du préchauffage (90 min) * 35 36 37 * préchauffé * * * * * * * température centrale (°C) contrôle peropératoire // 30 60 90 fin temps (min) p<0.05 vs groupe contrôle * d'après Just, Anesthesiology, 1993

Évolution de la température peranesthésique baisse initiale rapide 37 baisse lente 36 plateau tardif Température centrale (°C) 35 34 1 2 3 4 Temps (h) d'après Sessler

Hypothermie peropératoire = bilan calorique négatif 200 50 100 150 200 sous anesthésie 150 perfusions éveil respiratoires 100 Watts respiratoires . 50 VO2 cutanées . cutanées VO2 Production Pertes Production Pertes 4

Évolution de la température peranesthésique baisse initiale rapide 37 baisse lente 36 plateau tardif Température centrale (°C) 35 34 1 2 3 4 Temps (h) d'après Sessler

La phase en plateau T° cuisse T° jambe T° centrale -1 0 1 2 3 36 34 32 30 T° cuisse           34 32 30 28 (°C)         T° jambe   T° centrale 37 35   (°C)         -1 0 1 2 3 Durée (h) Belani et al, 1994

Évolution de la température peranesthésique redistribution 37 36 35 34 Température centrale (°C) vasoconstriction Pertes > production 1 2 4 3 Durée (h)

Thermorégulation peranesthésique L'hypothermie peropératoire - Physiopathologie - - Prévention Conséquences

Conséquences de l'hypothermie - Frisson - Augmentation de VO2 - Hypercatécholaminémie - Vasoconstriction - Saignement - Taux d'infections pariétales .

Conséquences de l'hypothermie - Frisson - Augmentation de VO2 - Hypercatécholaminémie - Vasoconstriction - Saignement - Taux d'infections pariétales .

Relation avec la température centrale de fin d'anesthésie Frisson postopératoire Relation avec la température centrale de fin d'anesthésie n = 75 probit y = 39.3 - 0.97 x r = 0.93 2 d'après Lienhart et al, Ann Fr Anesth Réanim,1992

VO2 et ventilation au réveil de l'hypothermie . VO2 et ventilation au réveil de l'hypothermie 1000 40 . 800 VO 2 . 30 V E 600 Consommation d'oxygène (ml/min) Ventilation-minute (ml/min.kg) 20 400 10 200 arrivée fin du préop au réveil Frisson réveil

Augmentation de VO2 au réveil . Augmentation de VO2 au réveil Effet de l'hypothermie peropératoire d'après Just et al, Anesthesiology, 1992

Effet de l'hypothermie sur la vasoconstriction Perop . Postop. 1 9 8 37 * * * * * * * * Température Centrale 36 (°C) e a P r s i o n t é l m y ( H g ) 35 * * * * 35 * * * * * 34 Température cutanée 33 6 (°C) 32 e N o r a d é n l i ( p c g / m ) 6 5 Gradient 4 4 * * * cutané 2 (°C) * * 3 * * * m ± sem * 2 Réchauffé Fin J1 USI Avant J1 30 min 60 min 90 min 180 min Standard Avant USI 60 min * p < 0,01 vs Réchauffement cutané d'après Frank et al, Anesthesiology, 1995

Arythmies ventriculaires périopératoires Influence de l'hypothermie 20 % de patients 16 hypothermie 17% normothermie * p<0,05 vs hypothermie 12 8 9% * 7% 6,5% 4 d'après Frank et al, Anesthesiology Suppt, 1995

Morbidité cardiovasculaire et hypothermie Contrôle Réchauffé (n = 158) (n =142) Température centrale ** fin d’intervention (°C) 35,4 ± 0,1 36,7 ± 0,1 Anomalies ECG (ischémie, arythmies ventriculaires) 16 % * 7 % Complications cliniques (angor instable, infarctus, arrêt cardiaque) 6 % * 1 % Complications ECG + cliniques 21 % * 8 % ** = p < 0,01 vs Contrôle * = p < 0,05 vs Contrôle d’après Frank, JAMA, 1997:277

Conséquences de l'hypothermie - Frisson - Augmentation de VO2 - Hypercatécholaminémie - Vasoconstriction - - Taux d'infections pariétales . Saignement

Hypothermie et allongement du temps de saignement Chirurgie de l'aorte abdominale d'après Kahn , Ann Fr Anesth Réanim,1994

Hypothermie et saignement Deux études randomisées / double aveugle - Prothèses totales de hanche Schmied et al, Lancet,1996 Contrôle (35 ± 0,5 °C) Réchauffé (36,6 ± 0,4 °C) Pertes périop. 2,2 ± 0,5 L 1,7 ± 0,3 L p < 0,01 ≥ 8 CG 7 / 30 1 / 30 p < 0,05 - Chirurgie colo-rectale Kurz et al, N Engl J Med,1996 Contrôle (34,7 ± 0,6 °C) Réchauffé (36,6 ± 0,5 °C) n patients transf. 34 / 96 23 / 104 p = 0,054 n CG 0,8 ± 1,2 0,4 ± 1 p = 0,01

Taux d'infections pariétales Conséquences de l'hypothermie - Frisson - Augmentation de VO2 - Hypercatécholaminémie - Vasoconstriction - Saignement - . Taux d'infections pariétales N Engl J Med, 1996

Chronologie des complications de l’hypothermie Peropératoire Réveil Postopératoire 35 °C Contrainte métabolique Saignement Complications cardiaques, cicatrisation, infection 11

Thermorégulation peranesthésique L'hypothermie peropératoire - Physiopathologie - Conséquences - Prévention

Comment éviter les conséquences de l'hypothermie peropératoire ? - Continuer l'anesthésie en salle de réveil - Donner des médicaments qui bloquent le frisson ou ses conséquences - Utiliser d'autres moyens de prévenir la transfusion, les infections de paroi ... La voie la plus simple et la plus logique est la prévention de l'hypothermie

Prévention de l'hypothermie peranesthésique - Ce qui est efficace (la peau) - Ce qui l'est peu . L'humidification-réchauffement des gaz . Le réchauffement des perfusions - Ce qui est indispensable . Le réchauffement des transfusions

Effet du recouvrement cutané Prévention de l'hypothermie peranesthésique Effet du recouvrement cutané Pertes thermiques (W) 100 Découvert 80 Couvert 60 Papier Coton Bair H. Plastique Thermadrap Vêtement 0 100 200 300 400 500 600 Temps (min) d'après Sessler, Anesthesiology, 1991

Relation Gain thermique - Température cutanée Pertes Effet de différentes couvertures 1 5 1 5 Flux calorique transcutané (W) - 5 - 1 3 1 3 3 3 5 3 7 Gains T e m p é r a t u c n o y ( ° C ) d'après Sessler, Anesthesiology, 1990

Réchauffement cutané peropératoire 34 35 36 37 Température centrale (°C) Contrôle 60 120 180 240 360 Temps (min) d'après Delva, 1991

Comparaison de différents moyens Réchauffement peranesthésique Comparaison de différents moyens l t - 1 - 2 - 3 D T° (°C) 60 120 180 Temps (min) Bair Hugger n Matelas à eau Humidificateur-réchauffeur s Contrôle d'après Hynson

Exemple des transplantations hépatiques avec shunt Efficacité du réchauffement cutané Exemple des transplantations hépatiques avec shunt 32 33 34 35 36 37 réchauffé température centrale (°C) contrôle dissection ANH post ANH fin d'après Just

Coûts comparés des couvertures chauffantes 1 salle sur 1 an, 8 heures par jour, 5 jours par semaine 100 000 convection forcée air chaud électrique Évaluation 1997 Coûts AP-HP 75 000 FF 50 000 25 000 250 500 750 Patients/an Par patient 141 / 71 125 / 51 120 / 45 d'après Camus 13

Limites du réchauffement cutané - La température cutanée (sécurité) - La surface (effet de serre) - Le temps (redistribution)

Régler les thermostats sur maximum de matériels homologués, vérifiés

Prévention de l'hypothermie initiale Réduction du gradient thermique entre noyau et périphérie avant l'induction

Réchauffement cutané peropératoire 34 35 36 37 Température centrale (°C) Contrôle 60 120 180 240 360 Temps (min) d'après Delva, 1991

Efficacité du préchauffage Prévention de l'hypothermie initiale Efficacité du préchauffage (90 min) * 35 36 37 * préchauffé * * * * * * * température centrale (°C) contrôle peropératoire // 30 60 90 fin temps (min) p<0.05 vs groupe contrôle * d'après Just, Anesthesiology, 1993

Les autres moyens de réchauffement Toujours associés au réchauffement cutané Dangereux : le matelas chauffant Le bricolage Inutiles : le réchauffement des gaz anesthésiques le réchauffement des gaz insufflés en cœliochirurgie (humidification ?) Partiellement utiles : le réchauffement des perfusions le réchauffement des liquides d’irrigation (prostatectomie) l’isolation cutanée Obligatoire : les transfusions rapides/massives

Thermorégulation peranesthésique Conclusion 2005 - Physiopathologie connue - Prévention de l'hypothermie possible - Prévention de l'hypothermie souhaitable : chaque fois que l'ischémie cérébrale n'est pas crainte a priori

Conséquences La prévention de l’hypothermie doit faire partie de la prise en charge de tout patient anesthésié et ce d’autant plus - précocement que l’intervention est plus courte - intensément que l’intervention est hémorragique - impérativement que le patient est âgé ou coronarien Seul le réchauffement cutané par couvertures chauffantes est réellement efficace Le coût est un élément du choix du matériel utilisé 19

Thermorégulation peranesthésique SAINT ANTOINE 37 ° D E S A R

La régulation centrale Afférences Hypothalamus Efférences Vasodilatation Sueur Hypothalamus Cortex Moelle épinière Tissus profonds Peau 37 °C Vasoconstriction Frissons

Évolution de la température post-mortem d'après Durigon Température centrale (°C) anesthésie d'après Sessler Temps (h)

Inefficacité des humidificateurs-réchauffeurs 37 contrôle filtre réchauffeur 36 température centrale (°C) 35 fin s.op. 30 60 90 temps (min) d'après Deriaz et al, Ann Fr Anesth Réanim,1992

Nécessité de réchauffer les transfusions 24 26 28 30 32 34 36 Température (°C) H 500 Level 1 Technologies (Contre-courant) H 250 d'après Uhl Fenwall (Chaleur sèche) Hemokinetitherm (Bain-marie) 500 400 300 200 100 Débit (ml/min)

Réchauffement des seules perfusions Débit = 9 ml/kg/h Couverture chauffante dans les 2 groupes * p <0,05 vs Contrôle * m ± sem * 37 * * * Température centrale 36 Hotline Contrôle 35 60 120 180 240 Fin d'après Camus et al, Acta Anaesth Scand, 1996 Temps (min)

Dépense énergétique du frisson 200 400 600 800 1000 VO2 (ml / min) . dépense énergétique du réveil T°centrale = 37°C basal réveil

Dépense énergétique du frisson . Relation entre VO2 au réveil et pertes thermiques peropératoires 500 250 -250 -500 -750 DCCC peropératoire (kJ) DE liée au réveil (kJ) (r = 0,88; p < 0,001) d'après Just et al, Anesthesiology, 1992

Conséquence sur la vitesse de réchauffement Dépense énergétique du frisson Conséquence sur la vitesse de réchauffement Température œsophagienne (°C) p < 0,05 vs sans frisson 90 60 30 35,5 36 avec frisson sans frisson Temps (min) 36,5 * d'après Lienhart et al Ann Fr Anesth Réanim,1992

Évolution du taux de noradrénaline Conséquences métaboliques du frisson Évolution du taux de noradrénaline 10 - _ Contrôle 8 - Réchauffé 6 - _ Noradrénaline (nmol / l) _ 4 - Péridurale continue _ - 2 _ _ - - - - - - - 1 2 3 4 8 24 Pré opératoire Heures postopératoires d'après F. Carli Fin d'intervention

Relation entre hypothermie et ischémie myocardique Conséquence de l'hypothermie Relation entre hypothermie et ischémie myocardique 3 4 ° C , 5 6 2 8 S e n s i b l t é ( % ) 1 - p c f d'après Frank 1993

Couverture chauffante en orthopédie Prothèse hanche T. salle d'op. : 21 °C Bair Hugger Induction 34 35 36 37 38 Couverture Température centrale (°C) Contrôle Fin 60 Durée (min)

Couverture chauffante en chirurgie viscérale Couverture Chromex Frisson T. salle d'op. : 20 °C 37 * * * * * 1 / 11 Température centrale (°C) 36 Couverture 35 Contrôle 9 / 11 34 Fin 120 60 Durée (min)

Isolation par les champs cutanés 25 50 75 100 125 150 Transplantation rénale T° salle d'op. : 20 °C Pertes cutanées (Watts) d'après Hynson 180 120 60 Durée (min)

Réchauffement cutané en chirurgie digestive 34 35 36 37 38 Position gynécologique Couverture Chromex T° salle d'op. : 21 °C Température centrale (°C) Couverture Contrôle Fin 240 180 120 60 Durée (min)

Réchauffement cutané en chirurgie digestive Position gynécologique Air soufflé T. salle d'op : 21,7 °C 34 35 36 37 Réchauffé Température centrale (°C) Contrôle 360 240 180 120 60 d'après Delva Durée (min)

Couverture chauffante en chirurgie rectale P o s i t n g y é c l q u e A r f T . a d ' p : 2 1 , 7 ° C F r i s o n * * 1 / 9 3 4 5 6 7 * * * * Réchauffé Température centrale (°C) * p < 0,05 vs Contrôle * 6 / 8 Contrôle 3 6 2 4 1 8 D u r é e ( m i n ) d'après Delva 1991

Réchauffement par matelas chauffant Transplantation rénale T. salle d'op. : 20 °C -3 -2 -1 Perfusion : 37 °C Matelas chauffant  Température centrale (°C) Contrôle d'après Hynson 180 120 60 Durée (min)

Couverture chauffante sur membres inférieurs Chirurgie digestive T°ambiante : 21,5°C Bair-Hugger ( ° C ) Frisson réchauffé * 3 7 * 1 / 11 (<5 min) * * T° centrale 3 6 * 3 5 7 / 11 (52 min) contrôle * 3 9 * * * 3 7 * * p < 0,05 vs Contrôle T° membres inf. 3 5 3 3 3 1 3 6 9 1 2 f i n T e m p s ( m i n ) d'après Camus 1993