Variabilité du rythme cardiaque et tonus parasympathique

Dr Mathieu JEANNE – pôle d’anesthésie réanimation – C.H.U. de Lille

CARO 20 mai 2011

déclaration de conflit d’intérêt

MetroDoloris – société en création (bio incubateur Eurasanté)

• valorisation du travail universitaire réalisé conjointement par l’équipe du Pr B. Tavernier et le Cic It 807 (R. Logier)

• consultant scientifique (loi Allègre sur l’innovation et la recherche)

Variabilité du rythme cardiaque Arythmie sinusale respiratoire

• chaque cycle respiratoire s’accompagne d’une brusque diminution de tonus para

• qui entraîne une accélération transitoire du rythme cardiaque (diminution de l’intervalle RR)

• au mieux visible sur la série RR bidimensionnelle : minimum local (I)

Analyse spectrale

Arythmie sinusale respiratoireAnalyse spectrale

Parmi les nombreux stimuli qui influencent le rythme cardiaque au travers du nœud sinusal, l’arythmie sinusale respiratoire joue un rôle clé

Exemple d’analyse spectrale du tachogramme d’un patient sous anesthésie généraleSeule une raie ventilatoire persiste dans le spectre (0.15Hz ->9 Cycles/mn)

Arythmie sinusale et motif ventilatoire

motif respiratoire

Absence de stimuli : seule l’arythmie sinusale respiratoire influence la série RR

Présence de stimuli (douleur, stress, anxiété …) : le tracé devient irrégulier et chaotique et son amplitude diminue

Traduction du phénomène sur le tachogramme

Boucle réflexe para

Noyau du tractus solitaire

Noyau du nerf vague (X)

ondelette de Daubechies (Daub4)Fourier HF : niveaux 2, 4 et 8Fourier BF : niveaux 16 et 32

J Appl Physiol 1999

Etude cliniqueAnesthésie généraletotale intra veineuse

Anesthésie généraledeux composantes

• Hypnose– Agents hypnotiques (propofol, halogénés, …)– Effet sur le cortex superficiel et boucles

thalamo corticales– Effet mesurable sur EEG de surface (BISTM)

• Réactivité– Effets sous corticaux– Morphiniques (Potentialisent l’effet des

hypnotiques)– Liaison aux récepteurs µ et k

• Effet mesurable sur diamètre et réflexe pupillaires

Groupe 3

N=12

Remifentanil 2 µg/kg puis 0.24 µg/kg/min

Groupe 2

N=18

Alfentanil 30 µg/kg

Groupe 1

N=19

Sufentanil 0.5 µg/kg

Pas de réinjection

n=7

Pas de réinjection

n=7

Pas de réinjection

n=16

Séquence earlylight-lightAnalg

n=3; bolus 0.1 µg/kg

Séquence earlylight-lightAnalg

n=11; bolus 10 µg/kg

Séquence earlylight-lightAnalg

n=5;

augm pallier 0.04 µg/kg/min

19 « premières » séquences nostim -earlyLight - lightAnalg

1 à 4 séquences earlyLight - lightAnalg par patient

51 séquences au total

Résultats préliminaires

• anesthésie totale intra veineuse ; indice Bispectral (Aspect A2000) maintenu constant

• objectif : anticiper les épisodes de réactivité hémodynamique (augmentation de 20% de FC ou PAS)

• 51 séquences « noStim – earlyLight – lightAnalg »

Jeanne M et al. Auton Neurosci. 2009;147(1-2):91-6

Mesure de la réactivité du patient anesthésié ?

• Simplification de la mesure ??

Influence de la ventilation sur la série RR

• Série RR – rééchantillonnée, centrée, normalisée – filtrée [0.15-0.5 Hz] (ondelettes)– l’influence de chaque cycle respiratoire induit un

raccourcissement de la série RR– les surfaces T1, T2, T3, T4 mesurent l’influence de la ventilation

sur la série RR– AUCminnu = min(T1, T2, T3, T4) et AUCtotnu = (T1, T2, T3, T4)

analgésie adéquate

analgésie insuffisante

Résultats• n=90 séries RR• Deux situations cliniques distinctes

– A : analgésie insuffisante, dans les 5 min précédant une réactivité hémodynamique (n=54 séries)

– B : analgésie adéquate, à distance d’une réactivité (n=36 séries RR)

Résultats hémodynamiques et HRV ; tests de Mann Whitney, données non appariées

Résultats (2)

Corrélation entre• AUCminnu et HFnu (r2=0,81)• AUCtotnu et HFnu (r2=0,88)• AUCtotnu et AUCminnu (r2=0,92)

Régression linéaire AUCtotnu = 5,1 * AUCminnu + 1,2

0

.2

.4

.6

.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

AU

Cm

in(n

u)

0 .2 .4 .6 .8 1HF/(HF+LF)

Résultats (3) Analgesia Nociception Index

• La surface occupée par la série RR dans la fenêtre étant au maximum 0,2*64=12,8, la proportion occupée par la série RR se calcule facilement

ou encore ANI = 100 * [(5,1*AUCminnu + 1,2) / 12,8]

ANI = 100 * AUCtotnu / 12,8

Résultats (4)

ANI• p<0,0001 (Mann Whitney)

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

AN

I

adequAnalg insuffAnalg

**

Séries RR simuléesfréquences ventilatoires variables

Séries RR simulées

• Fréquences ventilatoires simulées de 8 à 15 c/min

• Les mesures HFnu sont sous estimées pour des fréquences respiratoires de 8 et 10 c/min

Variation de fréquence respiratoire: intérêt de la mesure graphique

Le changement de fréquence respiratoire ne modifie pas la surface influencée par la ventilation

ANI : proportionnel au tonus parasympathique

Cholecystectomie par coeliochirurgie

Urgences, CHRU de Lille

CoeliochirurgieRésultats préliminaires

• Patients adultes• Chirurgie coelioscopique urgente : appendicectomie ou

cholécystectomie• ASA I ou II ; sans altération du système nerveux

autonome

• Anesthésie TIVA propofol et rémifentanil + curarisation• Ventilation assistée controlée Vt=8ml/kg – FR 12 c/min

• Indice Bispectral maintenu dans [40-60]• Cible de rémifentanil fixée à 2 ng/ml après intubation ;

augmentée en cas de réactivité hémodynamique (augmentation de 20% de FC ou PAS)

• ANI (observationnel)

Résultats préliminaires

• n=9 patients inclus• La réactivité

hémodynamique est toujours précédée d’une diminution de l’ANI

Effet d’une douleur procédurale (biopsie musculaire) sur le système nerveux

autonome

Pr Vallée, Neuropédiatrie, CHRU de LilleDr Avez-Couturier

Procédure

Biopsie musculaire:• Sédation à T-12 h et T-3 h par hydroxyzine. • Analgésique de palier II à T-20 min (nalbuphine). • Hypnotique à T-15 min (midazolam). • Anesthésie locale par lidocaïne à T0. • Incision et prélèvement de muscle.

n = 28 patientsage = 6 ans [0.5-17] (médiane [min-max])

sex ratio = 1.8FLACC à l’incision = 6 [2 – 9] (médiane [min-max])

Comparaison des mesures à T3 AprInc avec le score FLACC

Test U de Mann-Whitney.(p= 0.031).

Aire sous la courbe: 0.79

n=10 n=18

• n : 13 parturientes• age : 21 à 39 ans• age gestationnel : 37 à 41 SA• APD : (bupi 0.125% puis 50 µg fentanil)• decubitus latéral gauche• 10 min d’enregistrement• analyse RR par FWT• Comparaison de T0 et T10

avant APD apres APD (+10min)

FC NS

PA NS

F.respi NS

HF (wav 2) (sec2) 95 ± 75 160 ± 113

LF (wav 16 & 32) NS

LF/HF 0.44 ± 0.20 0.29 ± 0.09

Donc : •l’APD induit une augmentation du tonus para sympathique•la diminution de LF/HF est entièrement due à l’augmentation des HF

• n : 12 parturientes• age : 26 à 34 ans• age gestationnel : 37 à 41

SA• APD : (bupi 0.125%

20ml puis 50 µg fentanyl)

• decubitus latéral gauche• 10 min d’enregistrement• analyse RR par FWT• Dermatome : T8 ± 2

Douleur du travail de l’accouchementet analgésie péridurale (APD)

• Parturientes majeures, à terme, sans antécédent• 2003 - 2004• Accouchement voie basse• Enregistrement ECG et mesure HRV

– en début de travail : contractions espacées de plusieurs minutes; pas de douleur entre deux

– avant induction de l’ APD; contractions fréquentes, douleur intense

– après induction de l’APD (ropivacaine 10 mg et sufentanil 5 µg) et suppression de la douleur

Données cliniques

Groupe B A CKruskal Wallis

EVA=0

avant APD

EVA>40

avant APD

EVA=0

après APDp

n 17 17 18

Métamère T10 (2)

FC (bpm) 78 (14) 80 (15) 76 (12) NS

PAS (mmHg)

119 (16) 121 (14) 119 (15) NS

PAM (mmHg)

90 (15) 90 (10) 85 (11) NS

FR (bpm) 15 (3) 17 (5) 15 (2) NS

HRV - Effet de la douleur

• Sous l’effet de la douleur (contractions)– le contenu spectral total diminue

– l’amplitude max des séries RR diminue

B

EVA=0

A

EVA>40

Wilcoxon

p

TOT 50 (18) 42 (25) 0,047

AUCmax 1,03 (0,23) 0,83 (0,26) 0,027

• 17 enregistrements complets• mesures hors et per contraction

HRV - Effet de la péridurale

• Sous l’effet de l’analgésie péridurale– l’amplitude min et max des séries RR

augmente

A

EVA>40

C

EVA=0

Wilcoxon

p

AUCmin 0,33 (0,13) 0,49 (0,18) 0,043

AUCmax 0,83 (0,26) 1,06 (0,20) 0,023

Mesures HFnu et AUCtotnu

*

Séries RR normalisées filtrées

• En phase algique (A), l’effet des contractions est clairement visible

• Il disparait quand l’analgésie péridurale est installée (C)

.1

.2

.3

.4

.5

.6

.7

.8

.9A

UC

min

_norm

A B C

perC

horsC

Etude complémentaire

• Parturientes à terme

• 2010

• accouchement voie basse avec APD

• Enregistrements– douleur avant pose de l’APD– après suppression de la douleur par APD

• Retraitement des séries RR a posteriori

Résultats

• n=35 parturientes incluses

• age : 30 (5) ans• IMC : 24.1 (4.8) kg.m-2

• test t (mesures appariées)

Avt apd

Apr apd

p

FC 78 (14) 75 (10) 0.03

PAS 124 (15)

116 (14)

<0.001

EVA 70 (15) 0 (0)

F. Respi

19 (3) 18 (3) < 0.01

ANI 63 (14) 71 (15) < 0.01

Conclusion• Le monitorage de la balance analgésie /

nociception est en plein essor depuis quelques années

• Son bénéfice chez le patient conscient reste encore à démontrer– enfant

– patient agé

– patient conscient non communiquant

• Prédiction de l’hypotension après rachi anesthésie ?