Kinesither Rev 2014;14(154):43–47 Savoirs / Contribution originale

Hypoxémie grave ap

rès chirurgie cardiaque : évaluation d'un systèmed'oxygénothérapie nasale à hautdébit

Acute hypoxemia after cardiac surgery: Evaluation ofa high-flow nasal cannula oxygen device

Serge Baneton a

Michel Cabillic b,c

Johanna Nicolet d

Jean-Christophe Rigal d

Bertrand Rozec d

aService de kinésithérapie, hôpital Laënnec, CHU de Nantes, BP 1005, boulevardJacques-Monod, 44093, Nantes cedex 1, FrancebIFMK Nantes (IFM3R), 54, rue de la Baugerie, 44230 Saint-Sébastien-sur-Loire,FrancecIFMK Rennes (association IFPEK), 12, rue Jean-louis-Bertrand, 35000 Rennes,FrancedService d'anesthésie-réanimation chirurgicale, hôpital Laennec, CHU de Nantes, BP1005, boulevard Jacques-Monod, 44093, Nantes cedex 1, France

Reçu le 16 novembre 2012 ; accepté le 5 février 2014

Mots clésChirurgie cardiaqueComplicationsHypoxémieKinésithérapierespiratoireOxygénothérapie

KeywordsCardiac surgeryComplicationsHypoxemiaChest PhysiotherapyOxygen therapy

Auteur correspondant:S. Baneton,Service de kinésithérapie,hôpital Laënnec, CHU deNantes, BP 1005, boulevardJacques-Monod, 44093Nantes cedex 1, France.Adresse e-mail :serge.baneton@chu-nantes.fr (S. Baneton)

RÉSUMÉObjectif. – Évaluer un système d'oxygénothérapie à haut débit, par lunettes nasales avecréchauffeur-humidificateur (OptiflowTM).Méthode. – Quarante patients présentant une hypoxémie après chirurgie cardiaque ont étéinclus dans cette étude réalisée sur 6 mois. Dès l'apparition d'une SpO2 < 96 % au masqueVenturi à 50 %, les patients étaient placés soit sous le système OptiflowTM lorsqu'il étaitdisponible (groupe O, n = 19), soit au masque facial à haute concentration d'oxygène (groupeNRM, n = 21). Un bilan gazeux artériel a été réalisé après 1 h, 6 h, au premier jour et audeuxième jour, ainsi qu'une évaluation du confort du système avec une échelle verbale(0 à 5), et une évaluation de la sécheresse des muqueuses.Résultats. – Il a été observé dans le groupe O une augmentation significative du rapport PaO2/FiO2 aux différents temps de l'étude, une diminution de la PaCO2 jusqu'au premier jour, unmeilleur confort (p < 0,001), une moindre sécheresse des muqueuses.Conclusion. – L'OptiflowTM améliorait l'oxygénation des patients et était mieux toléré. Il resteà confirmer ces résultats encourageants au travers d'une étude avec des effectifs plusimportants.Niveau de preuve. – 3.© 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

SUMMARYObjectives. – Evaluation of a high-flow nasal cannula oxygen device with heated-humidifier(OptiflowTM).Method. – Forty patients with an hypoxemia after cardiac surgery were included in this study,over 6 months period. When the SpO2 was < 96% under Venturi mask with FiO2 50%, patientswere placed under the OptiflowTM device when it was available (O group, n = 19) or placed underthe classical high-flow oxygen face mask (NRM group, n = 21). In each group, gas exchangewere measured after 1 h, 6 h, on the first and second day, also the comfort was evaluated with averbal scale (from 1 to 5), and drying of mouth.

http://dx.doi.org/10.1016/j.kine.2014.07.006© 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

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Results. – In the O group, a significant increase in the PaO2/FiO2 ratio each time of the measure, a decrease of PaCO2 wasobserved, a better comfort, and mouth dryness (P < 0.001).Conclusion. – The OptiflowTM device improved patients' oxygenation, with better comfort. These good results remain to beconfirmed by a prospective randomized study with a more important number of patients.Level of evidence. – 3.© 2014 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

S. Baneton et al.Savoirs / Contribution originale

INTRODUCTION MATÉRIEL ET MÉTHODE

L'incidence des complications respiratoires après chirurgie car-diaque avec circulation extracorporelle (CEC) peut atteindre30 %, se traduisant notamment très souvent par une hypoxémienécessitant une prise en charge thérapeutique intensive [1].

Ces complications, principalement représentées parl'apparition d'un syndrome restrictif lié à la dysfonctiondiaphragmatique et aux douleurs postopératoires, sont

responsables d'une diminution des volumespulmonaires avec risque d'atélectasie [2].

Des facteurs de risque peuvent accentuer ces troubles respi-ratoire parmi lesquels, l'obésité, la durée de CEC, les effets del'anesthésie, la présence de drains. Ces différentes contraintesconduisent à une altération de la mécanique ventilatoire avecune toux peu efficace en période postopératoire immédiate. Lesséances de kinésithérapie respiratoire doivent tenir compte deces éléments pour le drainage bronchique et la recherche d'unemeilleure ventilation alvéolaire [3].Le traitement de l'hypoxémie grave en post-chirurgie cardiaquecomprend en général en première intention une oxygénothéra-pie à haute concentration avec l'utilisation d'un masque facialmuni d'un réservoir (Non Rebreathing Mask [NRM]). Un nou-veau système d'oxygénothérapie à haut débit avec réchauffeur-humidificateur et des lunettes nasales comme interface, l'Opti-flowTM, pourrait être une alternative au NRM.L'objectif de ce travail est d'évaluer ces deux systèmes à hautdébit d'oxygène chez des patients hypoxémiques en périodepostopératoire de chirurgie cardiaque (système NRM versussystème OptiflowTM).

Figure 1. Non Rebrea

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Quarante patients en postopératoire de chirurgie cardiaqueavec CEC, présentant une hypoxémie définie par uneSpO2 < 96 % sous masque Venturi à 50 % (MV 50 %) ontété inclus dans cette étude observationnelle ouverte et pros-pective, de pratique clinique. Les patients ont tous accepté departiciper au protocole. Cette étude a été réalisée sur unepériode de 6 mois, sans modification des pratiques cliniquesdu service.Les patients ayant nécessité une réintubation ou une nouvelleintervention chirurgicale ont été exclus de cette étude. Lesparamètres n'étaient plus colligés dès que le patient pouvaitêtre mis à nouveau sous MV 50 % avec une SpO2 � 98 %pour les sujets du groupe NRM et pour les sujets du groupeOptiflowTM (groupe O) dès qu'ils présentaient d'une façondurable une SpO2 � 98 % avec une FiO2 de 50 %.

Matériel

Le NRM (Hudson RCI®) appelé aussi masque à haute concen-tration (Fig. 1) est muni d'un réservoir et de deux éventslatéraux évitant la réinhalation de CO2. Ce réservoir, reliéà un humidificateur Aquapack®, doit être alimenté par un hautdébit d'O2 (de 8 à 15 L/min – normes constructeur). Lemasque est muni d'un pince-nez ajustable permettant un pla-cement hermétique sur le visage du patient [4,5].L'OptiflowTM (Fisher-Paykel Healthcare, New Zealand) (Fig. 2)est un système à haut débit d'oxygène (réglable jusqu'à 70 litrespar minute) muni d'un réchauffeur-humidificateur et d'un mélan-geur air/oxygène précis. L'oxygène est délivré au patient aumoyen de lunettes nasales de taille L (grand diamètre).

thing Mask (NRM).

Figure 2. OptiflowTM : a : Réchauffeur-humidificateur ; b : lunettes (taille L) ; c : débilitre et mélangeur air-O.

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Méthode

Après l'extubation tous les patients étaient placés sousMV 50 %. Dès l'apparition d'une hypoxémie, un masqueà haute concentration (débit � 15 L/min d'oxygène) étaitmis en place. Une heure après (h0) les patients étaient inclusdans l'étude, lorsque l'appareillage était disponible le patientétait alors traité avec le système OptiflowTM (groupe O), sinonle masque facial avec réservoir était maintenu (groupe NRM)(Fig. 3). Les patients du groupe O disposaient de lunettesnasales, à un débit constant de 45 L/min et le réchauffeur/humidificateur ajusté à une température de 37 8C. Pour obte-nir une SpO2 � 98 %, l'adaptation de la FiO2 a été réaliséeavec une variation par palier de 5 %, en plus ou en moins,toutes les dix minutes (indépendant du débit fixé à 45 L/min).Pour les patients du groupe NRM, le masque était placéhermétiquement, avec un débit d'oxygène de 15 L/min. (FiO2

de 100 % pour le masque NRM – d'après les normes cons-tructeur) [6].Des bilans gazeux artériels (BGa) étaient réalisés lorsque lespatients étaient placés sous masque à haute concentration puisdans chaque groupe après une heure de traitement (h +1), 6 h(h +6), au premier jour (j +1) et au deuxième jour (j +2), cesbilans étant effectués au même moment pour les deux groupes(Fig. 3). Les autres paramètres évalués étaient : le rapportPaO2/FiO2, le recours à la ventilation non invasive (VNI), laréintubation, les surinfections respiratoires postopératoires,l'intensité de la douleur (échelle visuelle analogique (EVA) de0 à 10) et la tolérance aux systèmes estimée à partir de deuxcritères : a) la satisfaction du patient cotée sur une échellenumérique verbale de 0 à 5 (5 : très satisfait), b) la survenued'une sécheresse muqueuse en répondant oui ou non à la

Figure 3. Protocole – chronologie.

question : « Avez-vous ressenti une impression de sécheressedes muqueuses ? ».Chaque patient a bénéficié d'une séance quotidienne de kiné-sithérapie respiratoire comprenant des exercices ventilatoires,des techniques de modulation du flux expiratoire, des chan-gements de position et un contrôle de la toux. Ces techniquesétaient adaptées aux possibilités physiques du patient ainsiqu'au seuil de douleur [7,8].

Analyse

Les résultats ont été exprimés sous forme de moyenne etd'écart-type. La normalité de la distribution des variablesà été réalisée avec le test de Golmogorov-Smirnov. La compa-raison des moyennes entre les deux groupes à été réaliséeavec le test t de Student pour séries non appariées, avecutilisation des tests non paramétriques (Wilcoxon, Mann-Whit-ney) en absence de distribution normale des variables. Le testdu Chi2 était utilisé pour comparer la sécheresse desmuqueuses. Le seuil de significativité retenu était p < 0,05.Le logiciel SigmaStats 2.03 a été utilisé pour l'exploitation desdonnées statistiques.

RÉSULTATS

Le groupe était constitué de 40 patients dont 30 hommes,d'âge moyen 62,7 � 10,6 ans avec un indice de masse cor-porelle (IMC) de 29,5 � 5,5 kg/m2.Avant l'inclusion, il n'y avait pas de différence significativeentre les deux groupes concernant l'âge, l'IMC, la

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Tableau I. Comparaison des patients du groupe O (Opti-flowTM) et du groupe NRM (masque facial avecréservoir).

Groupe NRM Groupe O(n = 21) (n = 19)

Âge (ans) 62 � 10,4 64 � 11

Ratio H/F 17/4 13/6

IMC (kg/m2) 29,2 � 4,9 29,8 � 6,3

SpO2 préopératoire (%) 96 � 1,7 96 � 2

Extubation (h) 7,8 � 4,7 10,7 � 9,6

Douleur postopératoire (EVA) 4,1 � 1,6 4,1 � 2

Apparition hypoxémie (h) 9,5 � 10,7 11,2 � 14,9

Durée de CEC (min) 93 � 44 117 � 41

BGa sous NRM (H0)PaO2 (mmHg) 95,1 � 36,3 76,2 � 13,7PaCO2 (mmHg) 41,5 � 3,6 40,1 � 3,5pH 7,37 � 0,03 7,39 � 0,05CO2T (mmol/L) 22,6 � 5,5 24,4 � 2,7SaO2 (%) 95 � 2 94 � 3,4

IMC : indice de masse corporelle ; EVA : échelle visuelle analogique ; CEC :circulation extracorporelle ; Comparaison des variables entre les deux groupesstatistiquement non significative (p > 0,05).

S. Baneton et al.Savoirs / Contribution originale

SpO2 préopératoire, la douleur postopératoire ainsi que leBGa avant la répartition en deux bras (Tableau I).Le rapport PaO2/FiO2 était significativement plus élevé dans legroupe O aux différents temps de l'évaluation par rapport augroupe NRM. La PaCO2 était significativement plus basse deh +1 à j +1 dans le groupe O ainsi que le pH plus élevé à h+1 dans ce même groupe (Tableau II). L'évaluation de latolérance au système d'oxygénation, révélait des différences

Tableau II. Évolution du bilan gazeux artériel durantl'étude. Comparaison entre les deux groupes.

Groupe NRM Groupe O(n = 21) (n = 19)

PaCO2 (mmHg)h + 1 42 � 3,75 38,25 � 4,5a

h + 6 40,5 � 2,25 37,5 � 5,25a

j1 41,25 � 3,75 37,5 � 3,75a

j2 39 � 4,5 37,5 � 5,25

pHh + 1 7,37 � 0,045 7,41 � 0,046a

h + 6 7,40 � 0,04 7,43 � 0,05j1 7,41 � 0,05 7,43 � 0,04j2 7,44 � 0,04 7,44 � 0,02

PaO2/FiO2 (mmHg)h + 1 77 � 12,2 115 � 47,3b

h + 6 78 � 12,5 116 � 54b

j1 76 � 13,1 117 � 60b

j2 85 � 21,7 148 � 66b

ap < 0,05.bp < 0,01.

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significatives en faveur de l'OptiflowTM avec une meilleuresatisfaction (p < 0,001), et une sensation de moindre séche-resse des muqueuses (p < 0,001).Il n'y avait pas de différence statistiquement significative entreles deux groupes concernant la durée de l'hypoxémie, lerecours à la VNI, le nombre de surinfections pulmonaires,les réintubations, le niveau de douleur postopératoire ainsique la durée de séjour en réanimation.

DISCUSSION

Une amélioration significative du rapport PaO2/FiO2 aux diffé-rents temps de l'étude a été observée en faveur du systèmeOptiflowTM. Dans une étude portant sur 20 patients présentantune insuffisance respiratoire aiguë, les auteurs ont constatéune augmentation significative du rapport PaO2/FiO2 après30 minutes d'oxygénothérapie à haut débit en faveur de l'Opti-flowTM versus le MV 50 % [9]. Un des éléments participantsans doute à cette amélioration est la possibilité d'ajuster d'unefaçon précise la FiO2 avec l'OptiflowTM sans les inconvénientsd'une oxygénothérapie mal maîtrisée. La FiO2 sous masqueNRM, dépend de l'étanchéité de l'interface qui peut s'avérerinsuffisante et plus aléatoire avec ce système, surtout en casd'hyperventilation [10]. L'amélioration du rapport PaO2/FiO2

avec l'OptiflowTM pouvant être liée à la FiO2 réellement déli-vrée au niveau de l'oropharynx, cette mesure n'ayant pas étéréalisée dans cette étude.

Il a été constaté une diminution significative de laPaCO2 dans le groupe OptiflowTM de h + 1 à j + 1.

Celle-ci semble liée aux effets mécaniques des systèmesà haut débit nasal permettant de diminuer le travail lors dela phase inspiratoire ainsi que les résistances au niveau del'oropharynx. Il se surajoute à ce débit inspiratoire un effet depression expiratoire positive (PEP) qui va favoriser le recru-tement alvéolaire et une diminution du travail ventilatoire [11].Ce haut débit inspiratoire et l'effet PEP ont été rapportés dansune étude portant sur 10 sujets sains, soulignant le lien entrele niveau de PEP et le débit délivré par le système [12]. Danscette même étude, les auteurs ont constaté l'augmentationsignificative de ce niveau de PEP lorsque la bouche du sujetétait fermée, passant d'une moyenne de 2,2 cmH20 boucheouverte à une moyenne de 5,5 cmH20 bouche fermée, pourun débit délivré par le système à haut débit nasal de 40 L/min.Dans une autre étude, R. Parke et al. ont utilisé le systèmeà haut débit nasal chez 15 patients en postopératoire dechirurgie cardiaque et mesuré le niveau de la PEP par le biaisd'un cathéter placé au niveau du pharynx [13]. Avec la bouchefermée, une PEP moyenne de 2,7 cmH20 était mesurée avecun débit de 35 L/min. délivré par le système OptiflowTM, tandisque la PEP obtenue avec le masque facial Venturi est enmoyenne de 0,2 cmH20 dans les mêmes conditions. Dansnotre étude, le critère de fermeture de la bouche a fait partiedes consignes données aux patients.

Le meilleur confort et la moindre sécheresse desmuqueuses dans le groupe OptiflowTM pourraients'expliquer par une humidification des gaz à haut

débit plus efficace, grâce au réchauffeur/humidificateur (RH).

Kinesither Rev 2014;14(154):43–47 Savoirs / Contribution originale

Comparativement au système barboteur, l'humidité relativemoyenne d'un système RH est améliorée (30 mg/L versus16 mg/L) [14]. Par ailleurs un meilleur ressenti a été rapportéavec le système RH versus le système barboteur [14]. Un plusgrand confort avec le système OptiflowTM, ainsi qu'une moin-dre sécheresse buccale avaient été retrouvés dans une étudeprécédente [9]. L'inconfort en rapport avec le masque facial estfréquemment décrit avec une augmentation de l'anxiété et desrisques d'épisodes de désaturation lors des actes de la viequotidienne [15].Le système OptiflowTM semble présenter plusieurs avanta-ges : une diminution de l'espace mort anatomique avec unlavage du nasopharynx grâce au fort débit délivré par lesystème avec diminution du travail inspiratoire [11]. Une humi-dification améliorée des voies aériennes avec le système RH,un meilleur confort et une diminution de la PaCO2 semblantfavoriser la ventilation alvéolaire. Un effet PEP majoré bouchefermée permet un meilleur recrutement alvéolaire chez despatients présentant des troubles ventilatoires en postopéra-toire de chirurgie cardiaque [13].

Limites de la méthodologie

Cette étude observationnelle a été réalisée dans le but d'opti-maliser un nouveau système d'oxygénothérapie utilisé dansnotre service, sans modification des pratiques cliniques.L'inclusion dans le groupe OptiflowTM a été réalisée en fonc-tion de la disponibilité de l'appareillage, constituant un biaisdans cette étude.Durant cette étude, il n'y a pas eu de mesures de la FiO2 auniveau pharyngé pour les deux systèmes. Les référencesutilisées pour la FiO2, lors de cette étude, étaient les normesconstructeur.

CONCLUSION

Cette étude montre une amélioration précoce deséchanges gazeux, ainsi qu'une meilleure tolérance etconfort avec le système OptiflowTM pour les patientshypoxémiques en période postopératoire de chirurgie

cardiaque.

Il est toutefois nécessaire de confirmer ces premiers résultatsavec une nouvelle étude, et d'apprécier l'éventuel impact sur laréalisation des séances de kinésithérapie.

Déclaration d'intérêtsLes auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d'intérêts en relationavec cet article.

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