1

Effets de la chirurgie (conventionnelle et mini-invasive) sur la ventilation per et

postopératoire

F Decailliot CHU H Mondor

2

• l ’AG provoque de l ’hypoxémie sous FiO2 0.21

• Hypoxémie proportionnelle à l ’importance du shunt,

lui-même proportionnel au degré d ’atélectasie

• La BPCO, l ’obésité, le tabagisme, l ’âge aggravent

cette hypoxémie sous AG

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En per-opératoire:

Effets du décubitus dorsal, de l ’AG et de la ventilation en pression positive

Effets plus ou moins marqués de la chirurgie

- chirurgie périphérique et abdominale « à ciel ouvert »: aucun effets supplémentaires

- chirurgie thoracique classique et toute la chirurgie coelioscopique thoracique et abdo: effets

notables sur la ventilation

Pathologie pulmonaire préexistante très délétère

4

En post-opératoire:plus d ’effet de l ’AG et de la VVP

effets résiduels de la chirurgie surtout et de l ’AG

L ’atteinte pulmonaire pré-existante complique aussi cette période

5

Un peu de mécanique ventilatoire

6

• En fin d ’expiration: équilibre entre les forces de rétraction élastiques pulmonaires et les forces d ’expansion générées par la paroi ostéo-musculo-viscérale qui s ’opposent à la rétraction ; volume aérique pulmonaire à l ’équilibre = CRF

• forces de rétraction = élastine interstitielle pulmonaire;emphysème = disparition élastine diminution des forces de rétraction

• forces d ’expansion = tonus musculaire + structures ostéoligamentaires thoracique + résistance des viscères

abdominaux.

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Anesthésie générale :

• altération première de la mécanique de la

paroi thoraco-abdominale: perte du tonus musculaire (par action neurologique centrale de l ’hypnotique et de

l ’opiacé)

- postural pour les muscles intercostaux

- respiratoire pour le diaphragme et les muscles des VAS

(Rehder, 1979; Tusiewicz, 1977)

• Altération secondaire de la distribution des gaz et de la circulation sanguine

d ’ou ATELECTASIES et anomalie du VA/Q dans les premières minutes de l ’AG

La CRF diminue ( 20%) donc la compliance pulmonaire diminue et la

résistance bronchiolaire augmente mais les propriétés élastiques pulmonaires ne

varient PAS

8

En ventilation en pression positive:

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La Ventilation en Pression Positive

– Ne modifie pas la pression trans-pulmonaire mais la pression intra-thoracique = pleurale retentit SURTOUT sur le retour veineux

– retentit secondairement sur l ’alvéole pulmonaire et donc les échanges gazeux par:

- altération du surfactant- initiation d ’une réponse inflammatoire (volo et

barotraumatisme)

- Pression positive dans l ’alvéole en fin « d ’inspiration »: c ’est la « pression plateau », conditionnerait le barotraumatisme

– la VVP n ’aggrave que les HTAP pré-existantes majeures

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Retentissement per-opératoire du à la chirurgie conventionnelle

Habituellement, aucun retentissement supplémentaire/AG et VPP si n ’intéresse pas le thorax

Laparotomie:• l ’ouverture pariétale fait récupérer de la CRF en améliorant la course (passive) du diaphragme mais les écarteurs peuvent la gêner

Pas de réelle conséquence clinique

• Immobilité prolongée, remplissage « excessif »: augmentation du shunt par accumulation hydrique intra-alvéolaire

(Ray JF, Arch Surg 1974)

• Réduction du flux muco-ciliaire (DEC, hypothermie, halogénés), HTAP augmentent le shunt

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La paralysie médicamenteuse

• Classiquement, déplacement supplémentaire du diaphragme en céphalique

Milic-Emili J, J Applied Physiol 1964; 19:212.

• En réanimation, sur des ALI ou SDRA, aucune modification de la compliance pariétale et pulmonaire par la curarisation

Conti, ICM 1995

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La chirurgie thoracique « ouverte »:La thoracotomie

Le décubitus latéral:

- sujet éveillé: poumon « INFERIEUR » mieux ventilé et perfusé car gradient pleural et meilleure condition mécanique pour l ’hémi-diaphragme

- sous AG à thorax fermé: poumon « inférieur » mieux vascularisé (gravité) et moins bien ventilé (AG, poids des viscères)

- sous AG à thorax ouvert: aggravation des inégalités de VA/Q : poumon « supérieur » encore plus « sur ventilé » et « sous perfusé »

Retentissement sur la ventilation par:

- la position en décubitus latéral + billot

- la ventilation uni-pulmonaire

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La ventilation uni-pulmonaire (1):interruption de la ventilation d ’un poumon alors que sa

vascularisation se fait toujours modèle expérimental de shunt pulmonaire

donc retentissement sur la PaO2 et pas sur la PaCO2

Tarhan S, Can J Anaesth 1971

Fraction du débit sanguin sup/inf

Fraction du débit sanguin sup/inf

40%

60%

Qs/Qt= 10%

PaO2=400mmHg

Qs/Qt=28%

PaO2=150mmHg

22%

78%

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Facteurs conditionnant la distribution du sang du poumon shunté

1. La vasoconstriction hypoxique (VCH) est le mécanisme exclusif (facteur mécanique passif négligeable)

2. Drogues per-anesthésiques:

3. VCH maximale quand pression sanguine pulmonaire normale et PvO2 normale

4. VCH maximale quand FiO2 du compartiment normoxique BASSE

5. Amines pressives constricteraient préferentiellement le compartiment normoxique

6. Hypocapnie diminue la VCH

7. PEP sur le poumon ventilé dévierait le sang vers le poumon non ventilé

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Les paramètres ventilatoiresBENUMOF et ALFERY, Anesthesiology, R Miller ed

1. Maintenir la ventilation bipulmonaire aussi longtemps que possible

2. FiO2 = 1 au départ

3. Vt = 10ml/kg

4. FR pour PaCO2 = 40 mmHg

5. Monitorer en continu oxygénation et ventilation

• Il faut diminuer la FiO2 dès que l ’on peut

• Pourquoi normocapnie ??

Hypercapnie > 50 mmHg : craindre plutôt TDR, décompensation droite, HTAP sur terrain particulier

Thorens, anesthesio 1990; 73:393-400

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La ventilation uni-pulmonaire (2)terrain BPCO fréquemment

• BPCO = hyperinflation

la vidange expiratoire est ralentie par la réduction des forces qui ouvrent les VA à l ’expiration; l ’augmentation de CRF ré

accélère cette vidange

• Risque de la VC, du décubitus latéral et de la ventilation uni-

pulmonaire = aggravation de l ’hyperinflation retentissement hémodynamique et ventilatoire

• Les paramètres ventilatoires: allongement maximal du temps expiratoire, débit aérique > 60 l/min, PEP sans intérêt (PEPi)

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La chirurgie mini-invasive = coelioscopie

Ce qui change par rapport à la chirurgie classique

• Modification de pression dans 1 compartiment de

l ’organisme par un gaz sec et froid

• Augmentation de charge en CO2 ventilation/mn

• Position opératoire « extrême »

• Réponse neuro-humorale spécifique

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• Réponse neuro-humorale spécifique: conséquence hémodynamique surtout, présente lors de l ’insufflation intra-péritonéale

• Position opératoire « extrême »: effets ventilatoires si trendelenbourg prononcé, donc chirurgie pelvienne et rectosigmoïdienne.

Aggrave la diminution de CRF sans modifier les pressions

transpulmonaires bien que la Paw augmente

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• Augmentation de charge en CO2: aucune conséquence si

ventilation/mn n ’est pas augmentée. Si augmentée, augmentation pression alvéolaire donc du barotraumatisme potentiel

• Modification de pression dans 1 compartiment de l ’organisme par un gaz sec et froid:

- dans le thorax comme l ’abdomen, retentissement surtout hémodynamique par le jeu des

pressions

- tendance à la DEC et à l ’hypothermie

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Thoracoscopie = pleuroscopie, médiastinoscopie antérieure ou

parasternale, péricardoscopie

Pleuroscopie: - englobe la vidéoscopie et les interventions avec caméra vidéo et

mini-thoracotomie d ’assistance (introduction d ’agrapheuse, extraction pièce) 3 trocarts habituellement

- PAS d ’insufflation de CO2 habituellement ventilation uni-

pulmonaire- Insufflation possible si ventilation bi-pulmonaire (patient de réa)

indications larges = pneumothorax, ep pleural chro, biopsies pleurale et pulmonaire dirigées, traitement d ’1 empyème ou pleuresie, bilan d ’un cancer, traumatisme

- dans toutes les études publiées, AUCUN arrêt ou conversion pour complication ventilatoire hypoxémiante

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Médiastinoscopie

• Insufflation de CO2 sans conséquences importantes sur les

fonctions cardiaque et pulmonaire (pas de pneumothorax)

Résorption de CO2 assez importante (comme en

rétropéritonéal)

• Indications beaucoup plus limitées: biopsies gglionnaires,

stadification cancer, ttt chylothorax.

Car le problème de la médiastino = les complications

chirurgicales,

saignement et infection

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Coelioscopie intra péritonéale

Insufflation intrapéritonéale (12-14mmHg): modification de la pression transmurale veineuses abdominale et du gradient de pression thoraco-

abdominale là encore, conséquences surtout hémodynamiques

Conséquences ventilatoires:

- Déplacement diaphragmatique supplémentaire vers le thorax: diminution du volume thoracique

- Redistribution sanguine vers le thorax et diminution volume aérique thoracique

augmentation PIT donc tendance supplémentaire au collapsus alvéolaire - résorption de CO2 minime sauf en cas d ’emphysème

sous cutanéFREQUENCE PNEUMOTHORAX TRES FAIBLE

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Coelioscopie sous péritonéale

• Chirurgie urologique, gynécologique et vasculaire (dissection

dans les cures d ’anévrisme de l ’AA)

• Aucun retentissement hémodynamique

• Retentissement ventilatoire par la charge en CO2 : résorption

supérieure en rétro-péritonéal/intra-péritonéal

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Le post-opératoireEffets de la chirurgie conventionnelle

Classiquement, pour la chirurgie thoracique et abdominale « sus-mésocolique »:

- micro et macro-atélectasies de la période opératoire persistantes en post-op (vrai la

chirurgie)

- parésie diaphragmatique

- diminution de la force de toux par la douleur

- effet (inflammatoire?) spécifique de la chirurgie

Favorisent persistance diminution CRF, encombrement

trachéo-bronchique, pneumopathie, atélectasie

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Dysfonction diaphragmatique

• 15 patients cholécystectomisés: diminution de la pression

transdiaphragmatique et du delta Peoso/P gastric (30%) à 6 heures

post-op

Diminution du ratio du delta de diamètre abdominal sur diamètre

thoracique (4 patients étudiés) à 24 heures

(Ford GT, Am Rev Resp Disease 1983; 127:431)

• Origine: reflexe inhibiteur d ’origine viscéral et pariètal ??

Improvement of diaphragmatic function by a thoracic extradural blockage after upper

abdominal surgery

Manikian B, Anesthesio 1988; 68:379

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Dysfonction ventilatoire aussi lors de sternotomieEstenne M, Thorax 1985; 40:293

•29 patients thoracotomisés: étude du mode ventilatoire par

plétysmographie et des GDS en fonction de la douleur et du type

d ’analgésie (fentanyl IVSE/épidural): technique d ’analgésie très

efficaces et équivalentes: malgré l ’absence de douleur, hypoxémie

sans hypoventilation, petits volumes courants à la pléysmographie

Putensen-himmer G, Anesthesio 1992; 77:675

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Le post-opératoireEffets de la chirurgie thoracique

mini-invasive

Inderbitzi RG, Eur J Cardiothorac Surg 1996; Jancovici R, Ann Thorac Surg 1996

•Très faible mortalité de la procédure (0,3 à 0.5%)/thoraco

• Morbidité:

- 3% de complications post-op en dehors de la chirurgie du pneumothorax (15% dans celle ci); ce sont des complications chirurgicales

- durée d ’hospitalisation = 6 jours, diminuée/ groupe comparable en thoraco, durée de drainage pleural plus courte (4j)

- moins de douleur post-opératoire

(Landreneau RJ, Ann Thorac Surg 1993; 56:1285)

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effet bénéfique de la coelioscopie sur la fonction ventilatoire post-opératoire

il existe des études de niveau 1!

Cholécystectomie, gastroplastie, colectomie,

appendicectomie, hysterectomie:

moins de douleur post-op, moins de complications

ventilatoires et sortie de l ’hôpital plus rapideSchwenk W, Surg Endosc 1998; Hellberg A, British J Surg 1999

Harkki-Siren P, Acta Obstet Gynecol Scand 2000

Nilsson G, British J Surg 2000

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Postoperative pulmonary function after laparoscopic and open cholecystectomy

Karayiannakis AJ, BJA 1996; 77:448

42 patients par laparoscopie, 40 par laparotomie

En préop et à 48 heures postop: FRC, VEMS, CVF et DEM 25-

75%

- FRC diminué de 7% en coelio vs 21%

- VEMS diminué de 22% en coelio vs 38%

- CVF diminuée de 19% en coelio vs 32%

- DEM 25-75% diminué de 23% en coelio vs 34%

L ’amélioration de la fonction ventilatoire plaide pour des indications LARGES chez le BPCO

30

En conclusion

• C ’est l ’AG qui est responsable de l ’hypoxémie en FiO2 0.21= diminution de

la CRF et micro-atélectasie sur la chirurgie conventionnelle non thoracique

• ventilation uni-pulmonaire : retentissement majeur sur les échanges gazeux,

facteurs influencant la VCH à bien connaitre

• Un TVO ou restrictif doit faire modifier la conduite ventilatoire pré per et

post-opératoire car fréquence très augmentée des complications

• La chirurgie mini-invasive ne modifie pas le retentissement ventilatoire per-

opératoire mais diminue la fréquence des complications pulmonaires post-

opératoires et la durée d ’hospitalisation