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Bases et principes du

monitorage cardiovasculaire

Matthieu Biais

Pôle des Urgences Adultes-SAMU/SMUR

Hôpital Pellegrin, Bordeaux

Cours DESAR

Vendredi 4 avril 2013

PLAN

• ECG

• Pression artérielle– Non invasive

– Invasive

– DPP, DeltaPOP et PVI

• Mesure du Débit cardiaque– Principes

– Avantages et Inconvénients

• Mesure des pressions droites

• Mesure de la SvO2

• Principe d’optimisation hémodynamique peropératoire

ECG

• 3 brins

– 2 électrodes : type de dérivation monitorée

– 1 électrode neutre

• 5 brins

– Même principe

ECG

CM5

3 électrodes

CS5

3 électrodes

CB5

3 électrodes

5 électrodes

+ V4 = 98%

La Pression Artérielle

Pression Artérielle

Non Invasive

La Pression Artérielle

Invasive

La Pression Artérielle

PAD dépend

Tonus Vasculaire

Compliance artères

Durée de la diastole

PAD

La Pression Artérielle

La pression motrice

de la circulation

systémique est la

PAM (-Psm)

PAM

La Pression Artérielle

Débit

Pression

Pression Artérielle

Pression Pulsée

Pression pulsée = k.VES

Compliance artérielle

Interactions Cardio-Respiratoires

↓ de l’éjection du VD- ↓ du retour veineux

- ↑ de la postcharge du VD

↑ de l’éjection du VG

Inspiration Expiration

↓ de l’éjection du VG

↓ de la précharge VG

EFFETS DE LA VENTILATION MECANIQUE

La ventilation mécanique entraîne des

variations cycliques de VES en fonction

de la réserve de préchage

Indices Dynamiques

Réserve de

précharge :

variations

importantes

Absence de réserve de

précharge :

variations faibles ou

nulles

L’amplitude des variations respiratoire du VES

et de ses dérivés (PA, vélocité aortique …)

pourrait prédire l’efficacité d’un RV

∆down

∆up

Ligne de

référence

Pause

téléexpiratoire

∆PS

Analyse de la courbe de PA

• Etudes animales

• Analyse de la forme de la courbe de pression artérielle

• Composantes ∆up et ∆down

• Effets du remplissage

• Effets de la ventilation

SPV

∆down

∆up

Tavernier et al. Anesthesiology 1998

35 RV

15 patients

septiques

∆down

∆down≥5 mmHg

Pression pulsée

Pourquoi mesurer la pression

pulsée ?

Compliance constante au cours d’un cycle respiratoire

Variations de pression pulsée

=

Variations de VES

Compliance artérielle= k.

VES

∆PP

PP max

PP min

PPmax - PPmin

(PPmax + PPmin) / 2∆PP = X 100

Variations respiratoires de la

pression pulsée

40 patients septiques

intubés/ventilés en

insuffisance

circulatoire

∆PP

Am J Respir Crit Care Med 2000; 162:134-138

∆PP= PPmax-PPmin / PPmoy

∆POP= PPmax-PPmin / PPmoy

PPmin PPmax

POPmin POPmax

Oxymétrie de pouls

∆POP

POPmax - POPmin

(POPmax + POPmin) / 2

∆POP = X 100

∆POP

∆POP ≥ 13 %

Sensibilité = 80%

Spécificité = 90%

Oxymétrie de pouls

Mesure du Débit Cardiaque

CAP

• Méthode la plus ancienne

• Considérée comme la référence

• Basée sur le principe de Stewart Hamilton

• Injection d’un bolus froid dans l’OD

• Thermistance dans l’AP détecte les effets sur la température => courbe de dilution

• Mesure de l’aire sous la courbe

= débit cardiaque

CAP

• Principe de Stewart Hamilton

lumièredistale (AP)

lumière

du ballonnet

thermistance lumièreproximale (OD)

veine cave(voie proximale)

voie ventriculaire droite(pressions)

Le cathéter artériel pulmonaire standard

• Mesure intermittente

– Solution saline (10 mL)

– Réfrigérée (0°C)

– Trois injections moyennées

• Mesure continue

– Réactivité longue

• Attention

– Shunt intracardiaque

– IT significative

CAP

• Autres mesures

– Pressions droites

• PVC et PAPO

– SvO2

CAP

1809 patients

ASA III et IV

Chirurgie majeure

Mortalité

• Au total

– Technique invasive

– Seul le débit intermittent validé

– Pas de surmortalité démontrée mais pas de

bénéfice démontré non plus

– Indications

• Mesure DC +

• Pressions droites

• SvO2

CAP

• Thermodilution transpulmonaire

– Abord veineux central (Thermistance)

– Cathéter artériel spécifique (Thermistance)

– Principe de Stewart Hamilton

– Injection d’un bolus froid (15 mL)

– Mesure du DC (analyse de la courbe de

thermodilution)

– Site de détection proche de l’aorte

• Cathéter fémoral ou axillaire

PiCCOTM

PiCCOTM

40 patients

Sepsis

Bonne concordance entre TD transpulmonaire et TD artérielle pulmonaire

• Analyse de l’onde de pouls

– Mesure continue du DC à partir du calcul de

l’aire sous la courbe de pression artérielle

jusqu’à l’incisure dicrotique

PiCCOTM

24 patients

Post-opératoire, Chirurgie majeure

Instabilité hémodynamique

Bonne concordance entre le contour de l’onde de pouls et la TD artérielle pulmonaire

59 patients

Réanimation

Débit continu fiable si

- Recalibration toutes les heures

- Recalibration après modification

thérapeutique (amines)

• Au total:

– Moins invasif que le CAP mais VVC + KT artériel fémoral ou axillaire

– Fiable

– Nécessité de recalibrations fréquentes

– Indices de précharge-dépendance validés• DPP et VVE

– Autres paramètres• Précharge, contractilité, Eau Pulmonaire

ExtraVasculaire

PiCCOTM

• Récemment commercialisé

• Simplicité de mise en place

• Abord radial (ou fémoral)

• Pas de calibration nécessaire

• Principe:– La pression pulsée est proportionnelle au VES et

inversement proportionnelle à la compliance du système artériel

– Algorithme mathématique complexe

– Problématique : estimation de la compliance artérielle

VigileoTM

20 patients

Transplantation hépatique

Per et postopératoire

Stabilité HDMauvaise estimation du DC en cas de RVS basses

58 patients choc

septique

PE = 29,2%

Amélioration ++++

Absence de relation entre biais et RVS pour la

dernière génération

• Au total

– Mini-invasif

– Facilité de mise en place

– Bonne fiabilité même si RVS basses avec la

nouvelle version 3G

– Indice de précharge

• VVE : validé

VigileoTM

• Nécessité VVC + KT artériel

• Calibration nécessaire

– Dilution de sels de lithium

• Mesure continue

– Analyse de la pression pulsée

• Validé si au moins trois mesures

• Contre-indiqué : femme enceinte

• Attention aux curares

• Non disponible en France

LiDCOTM

• Insertion d’une sonde doppler dans

l’œsophage

• Mesure de la vélocité du flux aortique

descendant

• Estimation ou mesure du diamètre de

l’aorte descendante

• Mesure du VES

Doppler Oespohagien

• Difficultés

– Obtention d’un signal correct

– Entrainement nécessaire

• Technique fiable pour estimer des

variations de DC

Doppler Œsophagien

Méta-analyse

11 études

314 patients

Comparaison au CAP

Bio-impédance

• Mesure de la conductivité électrique

transthoracique

• Peu d’études de validation

• Ouverture thorax et abdomen modifie les

mesures

NiCOTM

• Equation de Fick appliquée au CO2

• DC = VCO2/(CvCO2-CaCO2)

• Interposition en parallèle sur le circuit

patient d’un circuit comportant un

débimètre et d’une valve permettant la ré-

inhalation partielle de CO2

• Bonne concordance avec le CAP

• Limite :

– Nécessité d’une hémodynamique stable

NiCOTM

Echocardiographie

transoesophagienne

• Opérateurs expérimentés

• Fiable

• Apporte beaucoup d’autres d’informations

que la mesure du DC

• Technique DIAGNOSTIC +++

• Pas de monitorage

Mesure des Pressions

lumièredistale (AP)

lumière

du ballonnet

thermistance lumièreproximale (OD)

veine cave(voie proximale)

voie ventriculaire droite(pressions, pacing)

Le cathéter artériel pulmonaire standard

Cheminement du cathéter

POD

temps

a

z

c

x

v

y

PVD

ECG :

a : systole auriculaire

z : relâchement auriculaire (fermeture tricuspide)

c : bombement des valves dans l’OD lors de la contraction ventriculaire isovolumétrique

x : attraction des valvules tricuspides vers la pointe

v : correspondant à l’afflux de sang veineux dans l’oreillette

Pression de l’Oreillette Droite (POD)

temps

pression(mmHg)

gonflage duballonnet

"transitoire"

de pression

PAP

PAPO

gonflage duballonnet

dégonflagedu ballonnet

PAP

PAPO

variations respiratoiresde la PAPO

Pression Artérielle Pulmonaire d’Occlusion

flux sanguin

flux sanguin

gonflage du ballonnet

interruption du flux dans un secteur dépendant d’une artère pulmonaire de gros calibre

OG

CAP

PAPO

veine pulmonairede gros calibre

Pression Artérielle Pulmonaire d’Occlusion

Mesure de la PAPO : Conditions de validité

Technique rigoureuse

Mesures réalisées sur enregistrement papier

Limitation des phénomènes de suramortissement

Compliance basse (tubulures courtes et rigides)

Absence de bulle d’air

Pas d’obstruction, même partielle (rinçage régulier)

Absence de plicature ou de compression

Colonne de sang ininterrompue

Attention si HTAP sévère: risque de surestimer la

PAPO

Les indices statiques de précharge

Les pressions de remplissage : PVC et PAPO

- mesure en téléexpiratoire

- en cas de PEP ou auto-PEP, approcher une valeur transmurale

- si insuffisance mitrale mesurée la valeur au pied de l’onde « V »

PAPO

V = 20 mmHg

Teboul et al. Indicateurs du remplissage vasculaire au cours de l’insuffisance circulatoire Réanimation 2004; 13: 255-63

A quoi sert la PAPO ?

1- Estimation de la précharge VG(et seulement du VG)

2- Estimation de la pression microvasculaire pulmonaire(et donc du risque d’oedème pulmonaire)

Estimation de la précharge du VG par la PAPO

PAPO

PTDVG

POG

VTDVG précharge VG

Problème de la PEP

Valvulopathies (IM, RM, IAo)

Problème de compliance et pressions extra-murales

Mean 211 / 195 52 %

Michard & Teboul. Chest 2002, 121:2000-8

R / NR R (%)

Calvin (Surgery 81) 20 / 8 71 %

Schneider (Am Heart J 88) 13 / 5 72 %

Reuse (Chest 90) 26 / 15 63 %

Magder (J Crit Care 92) 17 / 16 52 %

Diebel (Arch Surgery 92) 13 / 9 59 %

Diebel (J Trauma 94) 26 / 39 40 %

Wagner (Chest 98) 20 / 16 56 %

Tavernier (Anesthesio 98) 21 / 14 60 %

Magder (J Crit Care 99) 13 / 16 45 %

Tousignant (A Analg 00) 16 / 24 40 %

Michard (AJRCCM 00) 16 / 24 40 %

Feissel (Chest 01) 10 / 9 53 %

Predicting fluid responsiveness in ICU patients: a critical

analysis of the evidence

Les indices statiques de précharge

- même si correctement mesurées, PVC et PAPO médiocres indices prédictifs

de la réponse au RV

- en présence de valeurs (très) basses, une

efficacité du RV peut être raisonnablement

attendue

PVC < 5 mmHg

PAPO < 5 mmHg

PAPO < 7 mmHg

(accord fort)

(accord fort)

(accord faible)

Les pressions de remplissage : PVC et PAPO

- a contrario, pas de consensus pour définir une valeur sup de PVC et PAPO

au-dessus desquelles l’inefficacité du RV est hautement prévisible

Teboul et al. Indicateurs du remplissage vasculaire au cours de l’insuffisance circulatoire Réanimation 2004; 13: 255-63

PAPO et remplissage vasculaire

• Hors valeurs extrêmes (< 5 ou > 16 mmHg), la valeur

de la PAPO ne prédit pas la réponse au RV

• Chez un sujet donné, son élévation (> 18 mmHg) au

cours de l’EV peut faire envisager l’arrêt du remplissage

afin de réduire les risques d’œdème pulmonaire

Mesure de la SvO2

Mesure de la SvO2

• Discontinue:

– Impératifs techniques :

• Ballonnet du CAP dégonflé

• CAP régulièrement purgé

• Aspiration lente dans une seringue de petit calibre

– Limites :

• Risque infectieux, spoliation (enfant)

• Absence de monitorage réel

• Continue +++

– Fibres optiques

Mesure de la SvO2Deux sites de mesure:

• La SvO2 du sang veineux mêlé : CAP + fibres

optiques

• La SvO2 centrale ou ScvO2 :

– cathéter (en territoire cave supérieur) + fibres

optiques

Mesure de la SvO2Comparaison SvO2 et ScvO2

Reinhart et al. Chest 1989; 95: 1216-1221

Pas d’équivalence numérique stricte :

• Évolution parallèle

• Surestimation de la SvO2 par la ScvO2

• Significativité pathologique équivalente

Reinhart et al. Intensive Care Med 2004

Mesure de la SvO2

• Les variations de SvO2 détectent

clairement les modifications de PvO2

• SvO2 = reflet global de l’oxygénation

tissulaire

Mesure de la SvO2

TaO2 = DC . CaO2

VO2 = CO . Hb . (SaO2 – SvO2)

CaO2 = (Hb . 1,38 . SaO2) + (0,0031 . PaO2)

O2 lié O2 dissous

SvO2 = SaO2 -

VO2

IC x Hb x 1.34

A savoir ….

Mesure de la SvO2

A l’équilibre

TaO2 = CO . CaO2 . 10 VO2 = CO . Hb . (SaO2 – SvO2)

TaO2 1005 mL O2.min-1 VO2 230 mL O2.min-1

TvO2 = CO . CvO2 . 10

TvO2 775 mL O2.min-1

EO2 25%

SaO2 100%

SvO2 75%

• SvO2 = proportion d'hémoglobine transportant de l’O2

mesurée sur le sang veineux mêlé

• Reflet de la quantité d'O2 non extraite par les tissus après satisfaction des besoins métaboliques de l'organisme

• Deux mécanismes adaptatifs pour assurer l'adéquation entre TaO2 et VO2

l'augmentation de TaO2 (qui repose essentiellement sur l'élévation

du Qc) l'accroissement de EO2 (mécanisme tissulaire)

« Fondamentaux »

Une variation de SvO2 provient nécessairement de la variation d’un ou de plusieurs de ces déterminants …

SvO2 = SaO2 -VO2

IC x Hb x 1.34

Variations de la SvO2

Facteurs susceptibles d’influencer la

valeur de la SvO2

La valeur de la SvO2

Rend compte de l'importance de la mise

en jeu des phénomènes compensateurs

Témoigne de leur capacité à assurer

l'équilibre entre les besoins et les apports en

O2, garant du maintien d'un métabolisme

aérobie

La SvO2 reste globalement stable grâce à

la mise en jeu de mécanismes

compensateurs

Imputabilité à un facteur isolé

Quelques précautions préalables…

SvO2 = SaO2 -VO2

CI x Hb x 1.34

Inégalité de variabilité des 4

déterminants de la SvO2

• L'étendue numérique des variations de

chaque déterminants détermine la variation

numérique de la SvO2

• Dans un ordre décroissant, VO2 ou IC

(déterminants majeurs), puis Hb puis SaO2

(déterminants mineurs)

La mesure continue de la SvO2 reflétera mieux les variations des déterminants « majeurs » : IC et VO2

Covariations physiologiques

• Postulat = indépendance des déterminants de la SvO2 entre eux

• Réalités physiologiques

– un remplissage vasculaire dépourvu d'érythrocytes peut accroître IC, mais fait diminuer Hb

– il existe une liaison entre IC et SaO2

– l'hypothermie diminue VO2 et la P50…

Les variations isolées d'un seul des déterminants de SvO2

sont exceptionnelles voire inexistantes en clinique

Finalement, la SvO2 …

• N'est pas physiologiquement régulée

• Permet d’apprécier l'existence d'un

déséquilibre entre les besoins et les apports en

oxygène

• Est la seule méthode permettant d'évaluer de

façon continue la finalité principale du DC la

délivrance d'O2 aux tissus

• N’a pas de valeur « normale » surveillance

continue préférable

Existe-t-il un bénéfice à

monitorer le débit cardiaque

des patients au bloc

opératoire ?

Remplissage vasculaire

au bloc opératoire

Attitude libérale

vs restrictive

« Goal-directed therapy »

Apport constant de soluté

« Beaucoup » ou «peu »

Sans monitorage

Pas d’adaptation au patient

Apport variable de soluté

Monitorage des effets du RV

Adapté à chaque patient

« Optimisation HD peropératoire »

172 patients, résection colorectale

Groupe standard : 500 mL HEA puis 7, 5 et 3 ml/kg/h + compensation saignement

Groupe restrictif : compensation saignement

Attitude libérale : augmentation des complications majeures et mineures

152 patients

Chirurgie abdominale

Groupe libéral : 12 ml/kg/h

Groupe restrictif: 4 ml/kg/h

Attitude libérale :

augmentation des

complications post-

opératoires

Libéral ou Restrictif ?

• Un apport excessif de soluté au bloc

opératoire est pourvoyeur de complications

post-opératoires

• Mais une hypovolémie aussi !

Libéral ou Restrictif ?

Bungaard-Nielsen et al. Acta Anesthesiol Scand 2009

Objectif

Optimisation hémodynamique

Précharge

Volume

d’éjection systoliqueObjectif du RV = augmentation

du VES

RV : augmentation de la

précharge

Augmentation du VES ?

Titration du RV

- Augmentation du VES =

continuer

- Pas d’augmentation du VES

= STOP

« Goal-directed therapy »

• Optimisation des paramètres

hémodynamiques

• Précoce

• Adaptée à chaque patient

• Diminution de la mortalité dans le choc

septique

– Rivers et al. NEJM 2001

• Et au bloc opératoire ?

108 patients

Résection colique

Control : remplissage libre

Intervention : RV guidé par le

doppler œsophagien,

optimisation du VE

Diminution de la durée d’hospitalisation

90 patients

Fracture col fémur

3 groupes

RV guidé par PVC, doppler

oesophagien

Sortie de l’hôpital plus précoce

L’optimisation hémodynamique des patients à haut

risque réduit la mortalité

16 études

3410 patients

L’optimisation

hémodynamique des patients

diminue les complications

gastrointestinales

pourvoyeuses de morbidité et

de mortalité

33 patients

Chirurgie haut risque

2 groupes

- Standard

- Optimisation du PPV (<10%)

Jochen Mayer, M.D., Joachim Boldt, M.D., Ph.D., Andinet Mengistu, M.D., Kerstin D.

Röhm, M.D., Stefan Suttner, M.D. March 2010

60 patients

Antécédents cardiovasculaires

Chirurgie abdominale majeure

Groupe standard: PAM>60mmHg,

PVC=8-12mmHg, diurèse>0.5ml/kg/h

Groupe optimisation: SVV<12% et

CI>2.5l/min/m²

Diminution de la durée d’hospitalisation et des complications

Fin …