DES - DESC Ile de FranceParis – Jeudi 02 mars 2006

Alain CariouRéanimation Médicale

Cochin - Université Paris 5

Mesures et interprétation des pressions intravasculaires et

de la SvO2 par le cathétérisme artériel pulmonaire

lumièredistale (AP)

lumière du ballonnet

thermistance lumièreproximale (OD)

veine cave(voie proximale)

voie ventriculaire droite(pressions, pacing)

Le cathéter artériel pulmonaire standard

1. Pressions

2. Débit Cardiaque

3. PvCO2, PvO2 & SvO2

Paramètres fournis par le CAP

HJC SwanHJC Swan

W GanzW Ganz

Pressions

• pression veineuse centrale (PVC)

• pression auriculaire droite (POD)

• pression ventriculaire droite (PVD)

• pression artérielle pulmonaire (PAP)

• pression artérielle pulmonaire d’occlusion (PAPO)

• pression distale bloquée (PDP)

• pression capillaire pulmonaire (PCP)

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 isovolumétriquex : attraction des valvules tricuspides vers la pointev : 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 respiratoires de 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 pulmonaire de gros calibre

Pression Artérielle Pulmonaire d’Occlusion

PODa

z

c

x

v

y

vaPAPO

ECG

La PAPO est une pression veineuse pulmonaire, reflétant la POG de façon amortie et retardéedonc non superposable à l’OD :

aa : systole auriculaire

z z : relâchement auriculaire (fermeture tricuspide)

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

xx : attraction des valvules tricuspides vers la pointe

vv : correspondant à l’afflux de sang veineux dans l ’OD ( ou de sang veineux pulmonaire l’OG)

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

Mesure de la PAPO : Conditions de validité

Technique rigoureuse

Mesures réalisées sur enregistrement papier

Limitation des phénomène 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

Condition de validité de la mesure de la PAPO : Continuité de la colonne sanguine artériolo-capillaro-veineuse

OG

AP

capillaires

flux sanguin

alvéole

P Alv. > P a > P v

P a > P Alv. > P v

P a > P v > P Alv. = Zone III de West

Non-continuité de la colonne sanguine :

• Zone I de West physiologique

• Hypovolémie

• Hauts niveaux de PEP

Vérification des conditions de Zone 3 de West :

• CAP au niveau ou en dessous de l’OG

• Radiographie de profil

• Courbe de PAPO avec ondes «a» et «v»

PAPO/ PAP < 1,5

OG

AP

capillaires

flux sanguin

alvéole

A bedside index assessing the reliability of pulmonary artery occlusion pressure measurements during mechanical ventilation with PEEP

Teboul et al. J Crit Care 1992; 7: 22-9

PAPO / PAP = 1 Zone 3

PAPO / PAP = 2 Zone « non 3 »

« Airway pressure display is a simple, inexpensive method to facilitate the identification of end-expiration that can significantly improve interobserver agreement »

Attention à ne pas surestimer la PAPO en cas d ’HTAP sévère

Leatherman & Shapiro. Crit Care Med 2003

Overestimation of pulmonary artery occlusion pressure in pulmonary hypertension due to partial occlusion

23 IDE18 médecins

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

Estimating left ventricular filling pressure during positive end-

expiratory pressure in humans Pinsky MR, Vincent JL, De Smet JM. A Rev Resp Dis 1991; 143: 25-31

Estimating cardiac filling pressure in MV patients with hyperinflation

Teboul JL, Pinsky MR, Mercat A et al. Crit Care Med 2000; 28: 3631-3636

Palv

PAPO

PAP

PAPO / Palv = It

5 / 8 = 0.6 (60 %)

PAPOt = PAPO - (PEEP x It)

PAPOt = 14 - (11 x 0.6) = 7 mmHg

mmHg

mmHg

Palv

8 mmHg

11

19

PAPO 5 mmHg 19

14

MeanMean 211 / 195 211 / 195 52 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 Predicting fluid responsiveness in ICU patients: a critical analysis of

the evidencethe 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 attenduePVC < 5 mmHgPAPO < 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

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)

58/71 patients avec au moins une fois PAPO >18 mmHg 58/71 patients avec au moins une fois PAPO >18 mmHg

0

10

20

30

40

50

<15 15- 18 19- 22 23- 26 > 26

Median PAOP mmHg

% p

ati

en

ts

PAPO médiane > 18 mmHg : facteur prédictif de mortalité

Valeur pronostique de l’eau pulmonaire extra-vasculaire en réanimation

Sakka et al. Chest 2002, 122:2080

PAPO et estimation de la pression microvasculaire pulmonaire

OG

Pcp

PAPO

Gradient de pression dépendant de :

• débit cardiaque• PEP• IM aiguë• hématocrite • inflation pulmonaire• catécholamines• cytokines, leucotriènes, prostaglandines, endotoxines etc…

PAPO pression capillaire pulmonaire (Pcp)

OG

CAP poussé ballonnet dégonflé

PdB

veine pulmonairede petit calibre

Pression Distale Bloquée

PAPO Pdb

Pdb

PAPO

Dopamine iv

Effects of catecholamines on the pulmonary venous bed in sheep

Teboul JL et al. Crit Care Med 1998, 26:1569-75

Takala J. Intensive Care Med 2003; 29: 890-93

Takala J. Intensive Care Med 2003; 29: 890-93

Analyse du transitoire de pression

1. Pressions

2. Débit Cardiaque

3. PvCO2, PvO2 & SvO2

Paramètres fournis par le CAP

HJC SwanHJC Swan

W GanzW Ganz

Mesure in vitro de la SvO2

Spectrophotométrie de transmission– échantillon sanguin et automate

Impératifs techniques :– Ballonnet du CAP dégonflé– CAP régulièrement purgé– Aspiration lente dans une seringue de petit calibre

Limites :– Risque infectieux, spoliation (enfant)– Acheminement du prélèvement– Absence de monitorage réel

lumièredistale (AP)

lumière du ballonnet distal

lumièreproximale (OD)

Evolution du CAP

connexion à un spectrophotomètre

Mesure continue de la SvO2

fibres optiques

artère pulmonaire

calculateurlumière émise

lumière réfléchie

Mesure continue de SvO2

hématies réfléchissant la lumière

source lumineuserouge et infrarouge

cellule photo-électrique

cathéterà fibres optiques

• Mesure continue in vivo / spectrophotométrie de réflexion

– cathéters modifiés (2 à 3 fibres optiques)

– calibration in vitro + recalibrations in vivo

– risque essentiel : mauvais positionnement

• La SvO2 du sang veineux mêlé : CAP + fibres optiques

Surveillance continue de la SvO2:

Deux sites

• La SvO2 centrale ou ScvO2 :

cathéter (en territoire cave supérieur) + fibres optiques

PreSep™ Central Venous Oximetry Catheter

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

Comparison of central-venous to mixed-venous oxygen saturation during changes in oxygen supply/demand

Pas d’équivalence numérique stricte :• Évolution parallèle• Surestimation de la SvO2 par la ScvO2

• Significativité pathologique équivalente

Reinhart et al. Intensive Care Med 2004Reinhart et al. Intensive Care Med 2004

Les variations de SvO2 détectent

clairement les modifications de PvO2

SvO2 = reflet global de l’oxygénation tissulaire

Analogy For Mixed Venous Oxygen Saturation

Oxygen Uptake

LOADING STATION

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

O2 lié O2 dissous

Analogy For Mixed Venous Oxygen Saturation

Oxygen Transport

TaO2 = DC . CaO2 . 10

Analogy For Mixed Venous Oxygen Saturation

Venous O2 Transport Arterial O2 TransportTissue O2 Demand

Analogy For Mixed Venous Oxygen Saturation

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 »

Considérant comme négligeable la quantité d'oxygène dissout dans le sang, l'équation de Fick peut être exprimée ainsi :

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

VO2 = (CaO2 - CvO2) . Q

VO2 # (SaO2 - SvO2) . (Hb . 1,39 . Q)Fick…

SvO2 = SaO2 - VO2

IC x Hb x 1.34

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

La valeur de la SvO2 est une résultante …

Mécanismes compensateurs

Mécanismes adaptatifs au cours de l’anémie

Augmentation du débit cardiaque Elévation du volume d’éjection systolique Diminution de la postcharge ventriculaire Augmentation de la précharge ventriculaire

Augmentation de l’extraction tissulaire d’oxygène Recrutement capillaire Homogénéisation des débits et des hématocrites Diminution de l’affinité de l’oxygène pour Hb

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

4 5 6 7 8 9 10 11 12

Q = 5 L/min

Q = 2,5 L/min

SvO 2 (%)

[Hb] (g/dL)

Face à la baisse de l’Hb, l’adaptation déterminante est l’augmentation de DC

Human Cardiovascular and Metabolic Response to Acute, Severe Isovolemic Anemia

2

3

4

5

40 60 80 100 120 140

Hemoglobin, g/L

6

Cardiac Index, L.min-1.m-2

68

70

72

74

40 60 80 100 120 140

Hemoglobin, g/L

76

SvO2, %

78

Weiskopf et al. JAMA 1998

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 orde 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

- VO2 : 110 mL/min/m2

- SaO2 : 95 %- Hb : 11 g/dl

40

90

SvO2(%)

1

Index Cardiaque(L/min/m2)

2 3

57

70

5 6 7

80

83

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

Relation mathématique entre SvO2 et ses déterminants

La recherche d'une corrélation linéaire entre SvO2 et IC est injustifiée…

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

Crit Care Med 2005