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ACADEMIE DE PARIS Année 2011
MEMOIRE
Pour l’obtention du DES d’Anesthésie-Réanimation
Coordonnateur : M. le Professeur Marc SAMAMA
Par M. le Docteur Adrien BOUGLÉ
Présenté et soutenu le 18 octobre 2011
EVALUATION DE L’INTERET DU DOPPLER OESOPHAGIEN DANS LA PREDICTION AU REMPLISSAGE VASCULAIRE AU COURS
D’UNE CHIRURGIE DIGESTIVE MAJEURE CHEZ L’ENFANT Rapporteur : M. le Professeur Dan LONGROIS Travail effectué sous la direction de M. le Professeur Jacques DURANTEAU
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Résumé Introduction : La gestion du remplissage vasculaire en chirurgie pédiatrique repose actuellement sur des études anciennes et utilise peu les nouveaux indices hémodynamiques proposés chez l’adulte. Récemment, il a été suggéré en réanimation pédiatrique que des indices dynamiques pouvaient prédire une réponse positive après un remplissage vasculaire. Ainsi, la variation respiratoire du pic de vélocité aortique mesurée au cours d’une échocardiographie transthoracique (∆Vpeak ao) était supérieure à la variation respiratoire de la pression pulsée (∆PP) pour prédire une réponse positive au remplissage vasculaire. Mais, la pertinence de ces indices n’a été que faiblement évaluée en chirurgie pédiatrique. Le doppler oesophagien, qui permet d’évaluer de façon non invasive le débit cardiaque, pourrait être particulièrement intéressant en chirurgie pédiatrique. Nous proposons d’évaluer pour la pour la première fois la valeur prédictive de plusieurs paramètres statiques et dynamiques obtenus par le doppler oesophagien au cours d’une chirurgie abdominale majeure de l’enfant.
Matériel et méthodes : Etude prospective monocentrique. Tous les enfants opérés (0-18ans) pour une chirurgie abdominale majeure sous anesthésie générale avec intubation pour ventilation mécanique et monitorage de la pression artérielle sanglante étaient susceptibles d’être inclus. Les paramètres statiques (fréquence cardiaque (FC), pression artérielle sanglante (systolique, diastolique, moyenne et pulsée), volume d’éjection systolique (VES), temps d’éjection corrigé (TEc), pic de vélocité (PV), index cardiaque mesuré par doppler oesophagien (IC)) et dynamiques (variations respiratoires de la pression pulsée obtenue par le cathéter artériel (ΔPP), du VES (ΔVES), et du PV (ΔPV)) étaient recueillis avant et après expansion volémique (EV). Les patients répondeurs étaient ceux dont l’EV permettait une augmentation du VES de 15%.
Résultats : 14 enfants âgés en médiane de 42 mois ont été inclus pour un total de 29 épreuves de remplissage. L’EV a permis une augmentation de plus de 15% du VES dans 55% des cas (16/29). Chez l’ensemble des patients, l’expansion volémique a permis une baisse significative de la FC, du ΔPP et du ΔVES, et une hausse significative de la PAM, de l’IC, du TEc, du PV et du VESi. Avant EV, la FC était significativement plus haute chez les patients répondeurs que chez les non répondeurs (137 [121-151] min-1 vs. 110 [93-122] min-1, p=0,002). De même, le VESi (20 [17-26] ml/m² vs. 38 [28-47] ml/m², p=0,005), l’index cardiaque (3,1 [2,2-3,2] l/min/m2 vs. 3,4 [3,2-4,2] l/min/m2, p=0,01) et le PV (107 [78-125] vs. 127 [111-173], p=0,03) étaient significativement plus bas chez les patients répondeurs que chez les non répondeurs. A l’inverse, le TEc, le ΔPP, le ΔPV et le ΔVES n’étaient pas significativement différents entre les deux groupes. Après analyse des aires sous la courbe de courbes ROC des différents indices, il apparaît que l’indice le plus pertinent est le VESi (ASC=0,88). Un VESi inférieur à 27 ml/m² prédit une réponse positive au remplissage vasculaire avec une sensibilité de 81,0% et une spécificité de 92,3% (p = 0,0004).
Discussion : Comme le suggèrent plusieurs études antérieures, les variations respiratoires de différents paramètres hémodynamiques ne permettent pas de prédire l’efficacité d’un remplissage vasculaire en chirurgie pédiatrique majeure. Un paramètre statique obtenu par le doppler œsophagien, le VESi, apparaît comme le meilleur indice prédictif. Les différences des propriétés élastiques de la paroi artérielle ou du poumon chez l’enfant pourraient expliquer cette absence de valeur prédictive des indices dynamiques. Au bloc opératoire, le doppler œsophagien semble représenter une alternative fiable à l’ETT de réalisation difficile pendant la chirurgie.
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Table des matières
Résumé.......................................................................................................................2
Liste des abréviations..................................................................................................4
Introduction .................................................................................................................5
Matériel et méthodes.................................................................................................11
Résultats ...................................................................................................................14
Discussion.................................................................................................................16
Conclusion ................................................................................................................22
Tableaux et figures....................................................................................................23
Références................................................................................................................29
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Liste des abréviations
ASC : aire sous la courbe
EV : expansion volémique
∆Vpeak ao : variation respiratoire du pic de vélocité aortique
∆PP : variation respiratoire de la pression pulsée
ΔPV : variation respiratoire du pic de vélocité
ETT : échocardiographie transthoracique
ETO : échocardiographie transoesophagienne
FC : fréquence cardiaque
VESi : volume d’éjection systolique indexé
PAM : pression artérielle moyenne
PAPO : pression artérielle pulmonaire d’occlusion
POD : pression de l’oreillette droite
PVC : pression veineuse centrale PVC
PSM : pression systémique moyenne
TEc : temps d’éjection corrigé
VES : volume d’éjection systolique
VESi : volume d’éjection systolique indexé sur la surface corporelle
VTDVG : volume télé diastolique du ventricule gauche
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Introduction
La gestion du remplissage vasculaire en chirurgie pédiatrique est toujours basée sur
des études anciennes publiées il y a plus de 50 ans [1, 2]. La gestion des fluides au
cours d’une intervention chirurgicale est basée sur l’hypothèse qu’il existe chez les
patients opérés une hypovolémie secondaire au jeune pré opératoire, aux pertes
liquidiennes générées par l’ouverture abdominale, au saignement, à la diurèse, voire
à la création d’un troisième secteur. Le plus souvent, la compensation volémique est
basée sur un remplissage pré-défini indépendant d’un monitorage cardio-vasculaire.
En conséquence, le remplissage vasculaire administré peut ne pas être adapté aux
besoins de l’enfant. S’il est insuffisant, il existe un risque d’hypoperfusion tissulaire et
de souffrances d’organes. A l’inverse, un remplissage excessif conduira à une
hémodilution voire une surcharge cardiaque. L’influence de différentes stratégies de
remplissage per opératoire sur les complications et la mortalité per opératoire a été
largement étudiée chez l’adulte. Une stratégie de remplissage per opératoire dite
restrictive a été ainsi associée en fonction des études à une diminution [3] ou à une
augmentation [4] de la morbidité et de la mortalité per opératoire. Devant ces
résultats contradictoires, il a alors été proposé que la gestion per opératoire des
fluides soit réalisée de façon individuelle en utilisant un outil de monitorage cardio
vasculaire pour évaluer la nécessité d’une expansion volémique au cours de la
chirurgie. Cette stratégie dite « goal-directed therapy » permettait dans une étude
réalisée en chirurgie digestive majeure chez l’adulte une reprise plus précoce du
transit intestinal et une diminution de la durée d’hospitalisation [5]. Une méta-analyse
rassemblant 16 études a confirmé le rôle bénéfique d’une « goal-directed therapy »
au cours d’une chirurgie majeure chez l’adulte [6]. Cependant, cette stratégie
présuppose de disposer d’un outil de monitorage hémodynamique et d’indices de
6
remplissage fiables.
Au bloc opératoire comme en réanimation, le clinicien est régulièrement confronté à
une situation d’instabilité hémodynamique. En cas d’hypovolémie, le remplissage
vasculaire permettra d’augmenter le retour veineux [7], puis le volume télé
diastolique du ventricule gauche (VTDVG). Le VTDVG est assimilable à la précharge
du ventricule gauche (VG), déterminant de la fonction ventriculaire gauche avec la
post-charge du VG, l’inotropisme et la fréquence cardiaque. Le remplissage
vasculaire améliorera la précharge du VG, et ainsi le débit cardiaque et donc la
pression artérielle moyenne (PAM). Cependant la relation entre augmentation de la
précharge ventriculaire et augmentation du volume d’éjection systolique (appelée
courbe de fonction systolique) n’est pas constante, et seulement 40 à 72% des
patients répondent à un remplissage vasculaire par une augmentation significative
du débit cardiaque [8]. Il est donc essentiel de pouvoir prédire l’efficacité d’un
remplissage vasculaire, afin de limiter les conséquences délétères d’un remplissage
inutile, immédiates comme l’hémodilution ou l’altération des échanges gazeux.ou
secondaires comme une reprise tardive du transit intestinal ou le lâchage
d’anastomoses.
En cas de contexte clinique évocateur, les signes cliniques comme l’hypotension
artérielle, la tachycardie, ou les signes d'hypoperfusion tissulaire (marbrures
cutanées, oligurie) sont le plus souvent associés à une hypovolémie absolue ou
relative et justifient un remplissage vasculaire. Cependant, ces critères peuvent être
absents ou mis en défaut. Le clinicien doit donc disposer de critères prédictifs de
l’efficacité du remplissage vasculaire, pour estimer que le remplissage vasculaire
dispose d’une probabilité importante d’augmenter le VES et le débit cardiaque [9].
Les indices dits statiques comme la pression veineuse centrale (PVC) ou la pression
7
artérielle pulmonaire d’occlusion (PAPO), donnent une valeur donnée de précharge
et sont peu informatifs en dehors de valeurs très basses (PVC<5mmHg). Cette faible
valeur informative des indices statiques a été démontrée chez l’adulte, volontaire
sain [10] ou en réanimation [11]. De nouveaux indices de précharge dépendance ont
ainsi été développés, en utilisant des tests dynamiques basés sur les variations
respiratoires de différentes valeurs hémodynamiques, plutôt qu’une valeur fixe de
précharge. Ces indices dynamiques peuvent être utilisés en utilisant un monitorage
invasif ou non invasif.
Les indices dynamiques sont basés sur les interactions cœur-poumon. Lors de la
ventilation en pression positive, les modifications de précharge et de post charge du
ventricule droit (VD) sont à l’origine d’une variabilité respiratoire du volume d’éjection
systolique (VES), du DC et ainsi de la PA. L’augmentation de la pression pleurale
secondaire à l’augmentation de la pression intra thoracique lors de l’insufflation
mécanique diminue le gradient de retour veineux et ainsi la pré charge VD.
L’augmentation de la pression trans pulmonaire induit une augmentation de la post
charge VD. Il en résulte une diminution du VES du VD, et donc une diminution de la
précharge du VG 2 à 3 battements cardiaques plus tard. Ces variations respiratoires
seront majorées lorsque les deux ventricules travaillent en situation de précharge
dépendance, sur la portion ascendante de la courbe de Franck-Starling. Plusieurs
indices dits dynamiques ont ainsi été développés.
Dans une étude réalisée chez 40 patients en choc septique, Michard et al. [12] a
montré que les variations respiratoires de la pression pulsée (ΔPP) prédisaient une
réponse positive au remplissage vasculaire plus efficacement que les variations
respiratoires de la PAS. La variation respiratoire du VES VG obtenue battement par
battement par la méthode du contour de l’onde de pouls prédit également une
8
réponse prédictive au remplissage vasculaire [9]. Ce paramètre nécessite un
cathéter de pression artérielle et un système de monitorage contenant un algorithme
de calcul spécifique, comme le système PiCCO™ (Munich, Allemagne) ou LidCO™
(Londres, Royaume-Uni).
La tendance vers une réanimation moins invasive et les différentes avancées
technologiques ont permis ces dernières années le développement de monitorages
hémodynamiques dits non invasifs. Le doppler oesophagien et l’échocardiographie
par voie transthoracique ou transoesophagienne ont ainsi permis la validation de
nouveaux critères dynamiques de précharge dépendance.
La mesure de la variabilité respiratoire du pic de vélocité aortique mesurée en
échocardiographie ou par doppler oesophagien a été validée dans des études
animale [13] ou humaine [14, 15]. Dans cette dernière étude réalisée chez des
patients adultes en réanimation [15], la variation respiratoire du débit aortique
mesuré par doppler oesophagien possédait une meilleure valeur prédictive que le
ΔVpeak.
Cependant, ces différents indices nécessitent que le patient soit en en ventilation
contrôlée, sédaté, et sans troubles du rythme cardiaque. De plus, les techniques
dérivées de l’échocardiographie nécessitent un apprentissage et un matériel qui
peuvent faire défaut. Enfin, l’échocardiographie peut être de réalisation difficile au
bloc opératoire, particulièrement au cours d’une chirurgie digestive.
S’il existe de nombreuses études évaluant les outils hémodynamiques chez l’adulte,
les études évaluant ces outils au bloc opératoire en pédiatrie sont beaucoup plus
rares, particulièrement au cours de chirurgies associées à des modifications
hémodynamiques brutales et importantes, comme la chirurgie carcinologique ou la
transplantation hépatique. La grande majorité des études pédiatriques se concentre
9
sur l’évaluation du débit cardiaque. Le débit cardiaque est un paramètre important de
l’évaluation hémodynamique, mais il est essentiel d'évaluer la précharge-
dépendance lors des chirurgies à haut risque où peuvent cohabiter choc
hémorragique, inflammatoire et septique. Dans ces situations pathologiques, le
remplissage vasculaire constitue la première ligne de traitement, avant l’introduction
de catécholamines [9], mais il pourra avoir des conséquences délétères si il n’est pas
adapté aux besoins de l’enfant.
Dans une étude réalisée en réanimation pédiatrique, le temps d’éjection corrigé
(TEc) obtenu par doppler oesophagien était supérieur à la pression veineuse
centrale pour la prédiction de la réponse au remplissage. Dans une étude publiée en
2008, Durand et al. [16] comparait la valeur prédictive de plusieurs indices statiques
et dynamiques dans une population d’enfants hospitalisés en réanimation. Dans
cette étude, la variation respiratoire du pic de vélocité aortique mesurée au cours
d’une ETT (∆Vpeak ao) était supérieure à la variation respiratoire de la pression
pulsée (∆PP) pour la prédiction d’une réponse positive au remplissage vasculaire.
Ces résultats ont été confirmés en 2010 dans un travail réalisé en post opératoire
d’une chirurgie cardiaque [17]. Si la valeur de PVC n’était pas informative, deux
indices obtenus en échocardiographie transthoracique, la variation respiratoire du pic
de vélocité aortique (∆Vpeak ao) et la variation respiratoire du diamètre de la veine
cave inférieure (∆VCI), permettaient de prédire la réponse au remplissage. Cette
valeur prédictive de l’échocardiographie a été confirmée par deux autres études
parues récemment, en neurochirurgie [18] comme en chirurgie cardiaque [19].
L’échocardiographie possède ainsi de nombreuses qualités qui en font un outil de
monitorage hémodynamique non invasif de choix. Cependant l’échocardiographie
nécessite un apprentissage, l’achat d’un matériel coûteux, et est difficilement
10
utilisable pendant la période per opératoire. Dans la mesure où la taille des sondes
doppler et les algorithmes du moniteur sont adaptés à l’âge et au poids des enfants,
le doppler œsophagien pourrait être une alternative à l’échographie particulièrement
utile dans ce contexte.
Nous proposons d’étudier l’efficacité des différents paramètres statiques et
dynamiques obtenus par doppler oesophagien dans la prédiction de la réponse au
remplissage vasculaire au cours d’une chirurgie digestive majeure chez l’enfant.
11
Matériel et méthodes
Cette étude prospective observationnelle a inclus 16 enfants subissant une chirurgie
digestive majeure. Cette étude a été approuvée par le Comité Consultatif de
Protection d’Ile de France III (N° promoteur du protocole : 2011-A00593-38 ; Numéro
EUDRACT : 2011-002324-40). Les parents et les enfants ont été informés de la
participation à la recherche. S’agissant d’un soin courant, le recueil d’un
consentement n’a pas été exigé par le CPP. Tout enfant opéré à l’Hôpital de Bicêtre,
Assistance Publique – Hôpitaux de Paris, entre mai 2010 et mars 2011 pour une
chirurgie abdominale majeure avec monitorage de la pression artérielle sanglante et
intubation pour ventilation mécanique était inclus dans l’étude. Les critères
d’exclusion étaient un âge inférieur à 3 mois, l’existence d’une dysfonction
myocardique pré opératoire ou d’une malformation œsophagienne.
Un jeune de 6h pour les aliments solides était réalisé et tous les enfants recevaient
oralement 15 mL/kg d’une solution glucosée à 15% jusqu’à 2h avant la chirurgie. Les
enfants recevaient 0.5 mg/kg de midazolam per os 45 min avant la chirurgie. A
l’arrivée au bloc opératoire, un monitorage non invasif de la fréquence cardiaque et
la pression artérielle étaient mis en place. Après dénitrogénation, l’anesthésie
générale était induite par l’inhalation d’oxygène et de sévoflurane. Le cathéter
veineux périphérique et le cathéter artériel radial étaient mis en place, puis le patient
recevait 0.2 µg/kg de sufentanil et 0.5 mg/kg d’atracurium pour faciliter l’intubation
oro-trachéale. L’anesthésie était alors maintenue par l’inhalation d’un mélange d’air à
50% et d’oxygène à 50%, associé à du sévoflurane (pour une Concentration
Alvéolaire Minimale = 1 en fonction de l’age). La ventilation mécanique était ajustée
pour une pression partielle télé expiratoire en dioxyde de carbone (EtCO2) entre 30
et 35 mmHg. Une solution de Ringer Lactate glucosé à 1% était administrée à la
12
dose de 4 mL/kg/h. La température rectale était monitorée et les enfants étaient
réchauffés par un réchauffeur par air pulsé (Bair Hugger®, Drager, Suisse).
Le débit cardiaque était mesuré par un doppler transœsophagien, le CardioQP®
(Deltex Medical, Chichester, RU). Comme recommandé par le fabricant, la sonde
pédiatrique a été utilisée pour les enfants de moins de 3 kg. La sonde était insérée
oralement alors que le patient était sous anesthésie générale, puis connectée au
moniteur. La sonde était placée dans l’œsophage moyen (T5–6) et mobilisée de
façon à obtenir le meilleur signal de débit aortique possible. L’indication
peropératoire du remplissage vasculaire était posée par le médecin anesthésiste en
charge du patient selon des critères cliniques (tachycardie, hypotension, oligurie,
temps de recoloration cutanée augmenté) ou devant une instabilité hémodynamique
en dépit de catécholamines. Le remplissage vasculaire consistait en l’administration
intra veineuse de 10 à 15 ml/kg (dose maximum 500ml) d’une solution cristalloïde
(NaCl 0.9%) ou d’une solution colloïde (Voluven®, Fresenius Kabi, France) sur une
période inférieure à 30 minutes. La quantité du remplissage vasculaire est celle
administrée dans les études précédemment publiées [16-19] évaluant la réponse
prédictive au remplissage vasculaire. Un patient pouvait bénéficier de plusieurs
épreuves de remplissage au cours de la même intervention chirurgicale.
Pour les patients recevant de la noradrénaline lors de l’EV, la dose de catécholamine
était maintenue inchangée au cours de la procédure. Les paramètres
hémodynamiques suivants étaient recueillis avant et après l’épreuve de
remplissage :
- Statiques : fréquence cardiaque, pression artérielle sanglante (systolique,
diastolique, moyenne et pulsée), volume d’éjection systolique (VES), temps
13
d’éjection corrigé (TEc), pic de vélocité (PV), index cardiaque mesuré par
doppler oesophagien (IC)
- Dynamiques : variations respiratoires de la pression pulsée obtenue par le
cathéter artériel (ΔPP), du VES (ΔVES), et du PV (ΔPV)
Les variations respiratoires des différents indices étaient calculés comme
précédemment décris, en utilisant les valeurs maximales et minimales recueillies au
cours du cycle ventilatoire (Δ(%) = (valeur max – valeur min)/[(valeur max + valeur
min)/2] X 100. Le ΔPP est obtenu automatiquement en temps réel sur le moniteur
Philips® IntelliVue MP70.
Les données ne suivant pas une distribution normale, les résultats ont été exprimés
en médianes et en écarts inter quartiles (25e–75e percentiles), ou en valeurs
absolues et pourcentages. Les effets de l’expansion volémique sur les paramètres
hémodynamiques seront exprimés en utilisant un test non paramétrique de Wilcoxon.
Les patients dont le VES mesuré par doppler oesophagien augmentait de 15% ou
plus après expansion volémique étaient dits répondeurs (R) (n = 16). Les patients
dont le VES mesuré par doppler oesophagien augmentait de moins de 15% après
expansion volémique étaient dits non répondeurs (NR) (n = 13). Les différences
observées sur les paramètres dynamiques entre patient répondeurs et non
répondeurs avant l’expansion volémique étaient analysées par un test non
paramétrique de Mann–Whitney. La caractéristique de fonctionnement du récepteur
ou, Receiver Operating Characteristic (ROC), était représentée sous forme de
courbes pour évaluer la capacité de ΔVpeak ao, ΔVES et ΔPP à prédire la réponse
au remplissage vasculaire. La corrélation linéaire était testée en utilisant la méthode
Spearman. Une valeur de p < 0.05 était considérée comme statistiquement
significative.
14
Résultats
Quatorze enfants âgés de 42 mois [42-87 mois], et pesant 16 kg [15,5-21,0 kg], ont
été inclus pour un total de 29 épreuves de remplissage entre mai 2010 et avril 2011.
Les données démographiques, les procédures chirurgicales et les caractéristiques de
patients sont résumées dans le tableau 1. La chirurgie était une transplantation
hépatique dans 17 épreuves de remplissage (59%) et une chirurgie abdominale
majeure autre dans 12 épreuves de remplissage (37,5%). Les patients étaient
ventilés avec un volume courant de 9,4 [8.1-9,9] ml/kg et une PEP de 3 [2-4]
cmH2O. Dans 59% des cas, le patient recevait de la noradrénaline lors de l’épreuve
de remplissage. L’épreuve de remplissage consistait en l’administration d’un volume
de 13 [9,0-17,0] ml/kg d’une solution qui était dans 55% des cas une solution
colloïde et dans 45% des cas une solution cristalloïde. L’expansion volémique a
permis une augmentation de plus de 15% du VES (patients répondeurs) dans 55%
des cas (16/29). Il n’existait pas de différence entre colloïdes et cristalloïdes quant à
l’efficacité du remplissage vasculaire (Cf. tableau 2).
Chez l’ensemble des patients, l’EV a permis une baisse significative de la FC (120
[108-149] min-1 vs. 124 [100-133] min-1, p = 0,003), du ΔPP (16 [10-19] % vs. 8 [6-
12], p<0.0001), et une hausse significative de la PAM (58 [51-64] mmHg vs. 64
[57-71] mmHg, p=0.0004), de l’IC (3,3 [2,7-3,9] l/min/m2 vs. 3,9 [3,1-4,6] l/min/m2,
p<0,0001), du TEc (359 [334-377] ms vs. 376 [358-396] ms, p = 0.003), et du VESi
(26,9 [18,6-38,5] ml vs. 29,9 [23,2-42,8] ml/m², p=0.0002). Le ΔVES et le ΔVES
n’étaient pas significativement différents avant et après l’EV.
Avant l’expansion volémique, la FC était significativement plus haute chez les
patients répondeurs que chez les non répondeurs (137 [121-151] min-1 vs. 110 [93-
122] min-1, p=0,002). De même, le PV (107 [78-125] vs. 127 [111-173], p=0,03), le
15
VESi (20,0 [17,1-26,3] ml/m² vs. 37,7 [27,6 - 46,8] ml/m², p = 0,005) et l’index
cardiaque (3,1 [2,2-3,2] l/min/m2 vs. 3,4 [3,2-4,2] l/min/m2, p = 0,01) étaient
significativement plus bas chez les patients répondeurs que chez les non
répondeurs. Le TEc n’était pas différent entre patients répondeurs et non répondeurs
(359 [322-371] ms vs. 360 [342-396] ms, NS).
Pour les paramètres dynamiques, le ΔPP, le ΔPV et le ΔVES n’étaient pas
significativement différents entre les patients répondeurs et non répondeurs. La
comparaison des aires sous les courbes ROC permettait d’identifier des valeurs
seuils pour la FC, l’IC, le PV et le VESi permettant de différencier patients
répondeurs et non répondeurs (tableau 4, figure 1). Ainsi, une fréquence cardiaque
supérieure à 126 min-1 [Se 75%, Sp 92% (p = 0,002)], un index cardiaque inférieur à
3,25 l/min/m2 [Se 75%, Sp 77% (p = 0,01)] et un PV inférieur à 98,5 ms [Se 43,7%,
Sp 100% (p = 0,03)] permettaient de prédire une augmentation du VES de plus de
15%. Cependant, le paramètre le plus prédictif d’une réponse à l’EV était le VESi,
avec une ASC à 0,88. Un VESi inférieur à 27 ml/m2 prédisait une réponse à l’EV
avec une sensibilité de 81% et une spécificité de 92,3% (p = 0,0001).
16
Discussion
S’il existe une littérature abondante concernant la gestion de l’hémodynamique au
bloc opératoire et en réanimation chez le patient adulte, la gestion de
l’hémodynamique per opératoire en chirurgie pédiatrique majeure fait l’objet de très
peu de travaux. Un nombre faible d’études avec des cohortes peu importantes de
patients a cherché à valider différents outils de monitorage du débit cardiaque chez
l’enfant. Ainsi, Tibby et al. [20] a pu montrer dans une cohorte de 94 enfants ventilés
en réanimation que le doppler œsophagien était capable de suivre les variations de
débit cardiaque. Dans cette étude, les auteurs retrouvaient qu’une valeur de TEc
inférieure à 0,394 seconde prédisait une réponse positive après remplissage avec
une sensibilité de 90 % et une spécificité de 62 %. La pression veineuse centrale
n’était pas informative. La première étude à notre connaissance à évaluer les indices
dynamiques dans la prise en charge hémodynamique des patients pédiatriques a été
publiée en 2010. Dans cette étude, Durand et al. comparait la valeur prédictive de
plusieurs indices statiques et dynamiques dans une population d’enfants hospitalisés
en réanimation. Dans cette étude, la variation respiratoire du pic de vélocité aortique
(∆Vpeak ao) mesurée au cours d’une ETT était supérieure à la variation respiratoire
de la pression pulsée (ΔPP) pour la prédiction d’une réponse positive au
remplissage, comme démontré par la différence entre les aires sous la courbe ROC,
respectivement 0,85 (IC95% 0,99-1,08 ; p=0,001) vs. 0,59 (IC95% 0,93-1,1 ; p=ns)
[16]. Ces résultats ont été confirmés récemment chez 21 enfants hospitalisés en
réanimation en post opératoire d’une chirurgie cardiaque [17], ainsi que dans une
étude réalisée chez 27 enfants comparant des indices statiques et dynamiques,
dérivés de l’ETO et de la pléthysmographie de l’oxymètre de pouls [19]. Dans cette
étude évaluant la réponse au remplissage avant l’incision en chirurgie cardiaque, les
17
auteurs retrouvaient une excellente valeur prédictive pour les indices dérivés de
l’ETO, les variations respiratoires du pic de vélocité aortique (ASC 0,92) et de
l’intégrale vitesse temps (ASC 0,84). Une étude à la méthode similaire réalisée chez
30 enfants avant l’incision en neurochirurgie retrouvait également la supériorité des
indices dérivés de l’ETT sur les indices dérivés de la pression artérielle (ΔPP) ou de
la pléthysmographie (variation respiratoire de l’oxymétrie de pouls ΔPOP et indice de
perfusion PVI) [18]. L’aire sous la courbe de la variation respiratoire du pic de
vélocité aortique était de 1,0 chez les enfants âgés de 0 à 6 ans comme chez les
enfants de 6 à 14 ans. En comparaison avec la littérature publiée en réanimation ou
au bloc opératoire pour la réponse au remplissage vasculaire chez l’adulte, il existe
relativement peu d’études chez l’enfant, et aucune pendant l’acte chirurgical. En
effet, les études réalisées au bloc opératoire ont toutes lieu avant l’incision. En
revanche, on peut noter une cohérence entre ces différents travaux [16, 18, 19].
Tous retrouvent une excellente valeur de la variation respiratoire du pic de vélocité
aortique (∆Vpeak ao) ou de l’intégrale temps vitesse (ITV) dérivées de
l’échocardiographie transthoracique ou transoesophagienne, quand les indices
dérivés de la pression artérielle ou de la plethysmographie s’avèrent décevants.
Cependant, l’échocardiographie est de réalisation difficile au bloc opératoire au cours
de l’intervention, et exige un matériel et un apprentissage qui rendent difficile son
utilisation en routine.
Aucune de ces études n’a utilisé le doppler oesophagien, qui permet pourtant de
suivre les variations de VES au cours de la chirurgie en s’affranchissant de
l’échocardiographie.
Dans notre étude, nous évaluons pour la première fois le doppler oesophagien dans
prédiction de la réponse au remplissage vasculaire en chirurgie pédiatrique au bloc
18
opératoire. Nous confirmons le caractère peu informatif des indices dynamiques chez
l’enfant, puisque dans notre travail, ΔPP, ΔPV et ΔVES n’étaient pas
significativement différents entre patients répondeurs et non répondeurs. En
revanche, nous retrouvons un intérêt aux indices statiques, notamment la valeur
absolue de volume d’éjection systolique indexé, mais aussi la fréquence cardiaque,
le pic de vélocité et l’IC qui permettent de distinguer les patients devant bénéficier ou
non d’une expansion volémique.
La compliance ventriculaire évolue constamment avec l'âge chez l’enfant. Il a ainsi
pu être montré que la compliance ventriculaire est moins bonne chez le nouveau-né
et le nourrisson, permettant de comprendre pourquoi les plus jeunes patients auront
plus de mal à compenser un ralentissement de la FC que les grands, les possibilités
d'accroissement de leur volume télédiastolique étant naturellement limitées. Ceci
explique pourquoi le débit cardiaque chez le nouveau né est considéré comme
fréquence-dépendant [21]. Dans notre étude, nous retrouvons une valeur importante
de la fréquence cardiaque pour prédire la réponse au remplissage. Il est bien
entendu que de nombreux facteurs sont à même de faire varier la fréquence
cardiaque, comme une analgésie ou une anesthésie insuffisante. L’absence de
monitorage de la profondeur d’anesthésie par BIS ou de l’analgésie par pupillométrie
par exemple ne nous permet pas d’éliminer formellement une influence des
stimulations nociceptives dans les variations de fréquence cardiaque observées.
Cependant, la différence significative observée entre les valeurs observées avant et
après le remplissage et la valeur importante de l’aire sous la courbe semble valider
dans notre cohorte ce paramètre.
A la différence des études menées chez l’adulte, les indices dynamiques
apparaissent d’un faible intérêt chez l’enfant. Le rapport VES/PP a été proposé
19
comme une estimation de la compliance artérielle totale [22], mais cette estimation a
été validée seulement chez l’adulte. Or il a été démontré que la compliance
vasculaire chez les enfants est variable en fonction de l’âge. Si la compliance en
valeur absolue augmente, le rapport entre compliance et surface corporelle diminue
de façon significative au cours des premières années de vie, suggérant une
augmentation de la rigidité du mur vasculaire avec l’âge [23]. Dans ces conditions, il
est aisé de comprendre que les variations de précharge cardiaque induites par la
ventilation mécanique chez l’enfant ne seront pas nécessairement transmises en
périphérie, dans l’aorte pour le doppler œsophagien voire au niveau de l’artère
radiale pour le ΔPP. Seul un monitorage évaluant directement les variations de VES
au niveau central, comme la variation du pic de vélocité aortique mesuré au niveau
de la chambre de chasse du VG en échocardiographie, serait alors à même de
détecter ces variations. On peut d’ailleurs ici remarquer que les deux seules études
retrouvant une valeur prédictive d’un indice dynamique sont deux études étudiant ce
paramètre [16, 17]. Il serait particulièrement intéressant de comparer ces indices
dynamiques dérivés du doppler aux indices dérivés de l’échocardiographie.
De même que la compliance vasculaire diminue avec l’âge, la compliance
pulmonaire varie également au cours des premières années de vie. Comme l’avait
montré Papastamelos chez 40 enfants âgés de 2 semaines à 3 ans et demi, il existe
une relation inversement linéaire entre l’âge et la compliance pulmonaire [24]. Ainsi,
les variations de pression intra thoracique induites par la ventilation mécanique
pourraient ne pas être transmises suffisamment pour faire varier la précharge
cardiaque. Effectivement, les auteurs utilisant l’échocardiographie transthoracique
pouvaient mettre en évidence une variabilité respiratoire du débit cardiaque,
20
indiquant qu’une partie au moins de la variation de la pression des voies aériennes
au cours de la ventilation est transmise aux cavités cardiaques.
Il avait pu être montré qu’une la valeur de TEc avant remplissage vasculaire pouvait
prédire la réponse au remplissage vasculaire [20]. Cependant nous ne retrouvons
pas cette valeur prédictive dans notre travail. Il est intéressant de noter que les
valeurs de TEc obtenues dans notre travail (i.e. 359 [334-377] ms) sont inférieures à
la valeur seuil proposée par Tibby (394ms). Le TEc est inversement corrélé aux
résistances vasculaires sytémiques [25, 26] et doit donc être considéré plus comme
un indice de postcharge ventriculaire que de précharge. Ainsi, un TEc bas pourra ne
pas prédire de réponse positive au remplissage vasculaire si cette valeur basse est
en réalité le reflet d’une augmentation des RVS, comme lors de l’administration de
catécholamines. Or dans notre étude, dans plus de 55% des cas, les patients
recevaient de la noradrénaline, alors que dans l’étude princeps de Tibby, 53% des
patients recevaient des inotropes ou des vasodilatateurs. Les conditions de pré- et
post- charge ventriculaire sont évidemment différentes, et ainsi l’interprétation de cet
indice.
Notre étude possède des limites. Nous avons inclus un relativement faible nombre
de patients (i.e., n=14), et nous ne pouvons exclure un manque de puissance pour
détecter une valeur prédictive des indices dynamiques. Cependant, les études
menées en pédiatrie concernent de faibles effectifs de patients (26 patients pour
l’étude de Durand et al. [16], 21 patients pour l’étude de Choi et al. [17]). La volonté
de réaliser cette étude au bloc opératoire, au cours d’une chirurgie lourde, chez des
patients monitorés de façon invasive, a contribué à ce faible collectif. Il existe une
hétérogénéité dans les produits de remplissage utilisé pour réaliser cette étude,
puisque la solution utilisée était dans 55% des cas une solution colloïde et dans 45%
21
des cas une solution cristalloïde. Cependant, si ces différents produits peuvent
potentiellement posséder un pouvoir d’expansion volémique différent, nous n’avons
pas observé dans notre étude de telles différences (Cf. tableau 2). L’absence de
pouvoir prédictif des indices dynamiques ne peut être alors attribuée à cette
hétérogénéité.
L’épreuve de remplissage réalisée au cours de notre étude était également
hétérogène quant à la quantité apportée (i.e. 13 [9,0-17,0] ml). Au vu des données
présentes dans la littérature pédiatrique, le protocole précisait une quantité entre 10
et 15 ml/kg [16, 18, 20]. On peut considérer que les objectifs fixés ont été atteints, et
que les patients n’ayant pas répondu à l’épreuve de remplissage étaient réellement
en situation de précharge indépendance.
Enfin, la mesure automatisée du ΔPP a été validée en chirurgie digestive majeure
chez l’adulte, où il a été montré qu’il existait une corrélation forte entre ΔPP calculé et
ΔPP mesuré de façon automatique par le moniteur [27]. Il n’existe à notre
connaissance pas de travail équivalent en chirurgie pédiatrique. Nous pouvons noter
que dans l’étude précédemment citée de Pereira, le ΔPP calculé et ΔPP mesuré
possédaient la même aire sous la courbe pour la prédiction de la réponse au
remplissage [18].
22
Conclusion
Dans ce travail, nous montrons que le doppler oesophagien est un outil fiable de
prédiction de la réponse au remplissage vasculaire en chirurgie digestive pédiatrique
lourde. Les indices statiques tels la fréquence cardiaque, le volume d’éjection
systolique indexé et l’index cardiaque, sont supérieurs aux indices dynamiques
comme le ∆PP, le ∆VES ou le ∆PV. Nous pouvons proposer une valeur seuil de
VESi inférieure à 27ml/kg pour prédire une augmentation du VES après le
remplissage vasculaire. Les différences des propriétés élastiques de la paroi
artérielle ou du poumon chez l’enfant pourraient expliquer cette absence de valeur
prédictive des indices dynamiques. Au bloc opératoire, le doppler oesophagien
semble représenter une alternative fiable à l’ETT de réalisation difficile pendant la
chirurgie, mais une étude ultérieure devra comparer le doppler oesophagien et
l’échocardiographie transthoracique dans ce contexte.
23
Tableaux et figures
Tableau 1 : Caractéristiques des patients Nombre 29 Age (mois) 42 [42-87] Poids (kg) 16,0 [15,5-21,0] Type de chirurgie
Chirurgie abdominale majeure, n (%) 12 (41) Transplantation hépatique, n (%) 17 (59)
Volume courant (ml/kg) 9,4 [8,1-9,9] PEEP totale (cmH2O) 3 [2-4] Fréquence respiratoire (min-1) 20 [20-24] Noradrénaline, n ; dose (µg/kg/min) 17 ; 0,09 [0,00-0,63] Les valeurs sont exprimées en valeurs absolues et/ou en médianes [25e-75e percentiles].
24
Tableau 2 : Effets comparés des différents solutés de remplissage sur l’expansion volémique Cristalloïdes Colloïdes Total p
n (%) 13 (45) 16 (55) 29 (100)
Quantité (ml/kg) 10 [9,0-18,5] 13 [10,0-17,0] 13 [9,0-17,0] NS
Augmentation du VES (%) 14,8 [4,0-27,9] 17,1 [11,9-27,1] 20,9 [4,0-34,8] NS
Les valeurs sont exprimées en valeurs absolues et/ou en médianes [25e-75e percentiles].
25
Tableau 3 : Paramètres hémodynamiques recueillis avant et après l’expansion volémique (EV)
Paramètre Valeur de base Après EV p
Fréquence cardiaque (min-1) 120 [108-149] 124 [100-133] 0,003
PAM (mmHg) 58 [51-64] 64 [57-71] 0,0004
Index cardiaque (l/min/m2) 3,3 [2,7-3,9] 3,9 [3,1-4,6] <0,0001
VESi (ml/m2) 26,9 [18,6-38,5] 29,9 [23,2-42,8] 0,0002
PV (cm/s) 117 [98-139] 137 [106-173] <0,0001
TEc (ms) 359 [334-377] 376 [358-396] 0,003
ΔPP (%) 16 [10-19] 8 [6-12] <0,0001
ΔPV (%) 23,0 [16,5-32,5] 22,5 [17,0-31,5] NS
ΔVES (%) 29,0 [20,0-37,5] 26,5 [19,5-33,5] NS
Les valeurs sont exprimées en valeurs absolues et/ou en médianes [25e-75e percentiles].
26
Tableau 4 : Valeurs de base chez les patients non répondeurs (n=13) et répondeurs (n=16) Paramètre (valeur de base) Non répondeurs Répondeurs p
Fréquence cardiaque (min-1) 110 [93-122] 137 [121-151] 0,002
PAM (mmHg) 60 [55-70] 57 [50-63] NS
Index cardiaque (l/min/m2) 3,4 [3,2-4,2] 3,1 [2,2-3,2] 0,01
VESi (ml/m2) 37,7 [27,6 - 46,8] 20,0 [17,1-26,3] 0,005
PV (cm/s) 127 [111-173] 107 [78-125] 0,03
TEc (ms) 372 [342-398] 351 [322-366] NS
ΔPP (%) 13 [8-18] 17 [14-21] NS
ΔPV (%) 24 [13-32] 23 [17-33] NS
ΔVES (%) 35 [23,5-42,5] 24,5 [19,5-30,5] NS
Les valeurs sont exprimées en médianes [25e-75e percentiles].
27
Tableau 5 : Comparaison des aires sous les courbes ROC des différents indices pour la capacité à prédire une augmentation du VES supérieure ou égale à 15%
Indice Aire sous la courbe IC 95% Seuil Sensibilité
(%) Spécificité
(%) p
Fréquence cardiaque (min-1) 0,83 0,68-0,99 > 126 75,0 92,3 0, 002
Index cardiaque (l/min/m2) 0,77 0,60-0,95 < 3,25 75,0 76,9 0,01
VESi (ml/m2) 0,88 0,76-1,01 < 27,0 81,0 92,3 0,0004
PV (cm/s) 0,74 0,57-0,92 < 98,5 43,7 100 0,03
28
Figure 1 : Comparaison des aires sous les courbes ROC des différents indices pour la capacité à prédire une augmentation du VES supérieure ou égale à 15%
29
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