[ins%tutanesthesiereanima%on.org]. Document sous License Crea%ve Commons (byncsa). Académie de Paris Année 2012-2013 MEMOIRE Pour l’obtention du DES d’Anesthésie-Réanimation Coordonnateur : Mr le Professeur Didier Journois Par Charles Vidal Présenté et soutenu le 6 septembre 2013 Comparaison de deux méthodes de monitorage pour l ’évaluation du débit cardiaque et la prédiction de la réponse au remplissage vasculaire chez l’enfant : échographie cardiaque transthoracique et bioréactance thoracique. Travail effectué sous la direction du Dr Estelle Vergnaud Relu par le Pr Gilles Orliaguet
42
Embed
Académie de Paris Année 2012-2013 MEMOIRE Pour l …medias.desar.org/Memoires-Theses/Memoires/2013/c_Vidal_Charles_w… · METHODES DE MESURE DU DEBIT CARDIAQUE ET EVALUATION DE
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
Académie de Paris
Année 2012-2013
MEMOIRE
Pour l’obtention du DES
d’Anesthésie-Réanimation
Coordonnateur : Mr le Professeur Didier Journois
Par Charles Vidal
Présenté et soutenu le 6 septembre 2013
Comparaison de deux méthodes de monitorage pour l’évaluation du débit
cardiaque et la prédiction de la réponse au remplissage vasculaire chez
l’enfant : échographie cardiaque transthoracique et bioréactance
thoracique.
Travail effectué sous la direction du Dr Estelle Vergnaud
Relu par le Pr Gilles Orliaguet
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
Table des matières
I. RESUME ................................................................................................................................................................ 1
II. INTRODUCTION ...................................................................................................................................................... 2
III. METHODES DE MESURE DU DEBIT CARDIAQUE ET EVALUATION DE L’HEMODYNAMIQUE ...................................... 5
III.1 Impédancemétrie et bioréactance .......................................................................................................................... 5
IV. MATERIEL ET METHODES .................................................................................................................................... 13
IV.1 Critères d’inclusion et de non inclusion .............................................................................................................. 13
IV.2 Protocole de l’étude ............................................................................................................................................. 13
IV.3 Matériel et recueil de données ............................................................................................................................. 14
IV.4 Analyse statistique des résultats .......................................................................................................................... 16
V. RESULTATS .......................................................................................................................................................... 18
V.1 Comparaison des valeurs de VES et de débit cardiaque obtenues par bioréactance thoracique avec les
VI. DISCUSSION ......................................................................................................................................................... 30
VII. CONCLUSION .................................................................................................................................................. 34
VIII. CONFLITS D’INTERET ...................................................................................................................................... 34
IX. REFERENCES ....................................................................................................................................................... 35
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
Liste des abréviations
DC : Débit Cardiaque
IC : Index Cardiaque
FC : Fréquence cardiaque
ITV : Intégral Temps Vitesse
ΔITV : Variation de l’Intégral Temps Vitesse
LSA : Limite Supérieur d’Agrément
LIA : Limite Inférieur d’Agrément
PAD : Pression Arterielle Diastolique
PAM : Pression Arterielle Moyenne
PAS : Pression Arterielle Systolique
PEP : Pression Expiratoire Positive
PVC : Pression Veineuse Centrale
ΔPP : Variation de la pression pulsée
Se : Sensibilité
Spe : Spécificité
ROC : Receiver Operating Characteristic
RV : Remplissage Vasculaire
VES : Volume d’Ejection Sysltolique
VESi : Volume d’Ejection Sysltolique Indexé
Vpic : Vélocité maximal du flux aortique en doppler pulsé
ΔVpic : Variation de la Vélocité maximal du flux aortique
VPN : Valeur Prédictive Négative
VPP : Valeur Prédictive Positive
VVS : Variation du Volume d’éjection Systolique
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
Table des illustrations
Figure 1 : Schéma considérant le thorax comme un circuit électrique. Selon la loi d’Ohm, si Z1 et Z3 >> Z2, alors les
variations de ΔV sont représentatives de Z2. ............................................................................................................................ 6
Figure 2 : Ecran du dispositif Nicom® affichant le débit cardiaque (DC), le débit cardiaque indexé (DCI), la fréquence
cardiaque (FC), le volume d’éjection systolique(VS), le volume d’éjection systolique indexé (VSI) et la variation du
Figure 3 : Mesure de l’ITV à partir du tracé manuel du flux aortique obtenu en Doppler pulsé et mesuré au niveau de la
chambre de chasse du ventricule gauche. ............................................................................................................................... 10
Figure 4 : Appareillage de mesure du débit cardiaque par le système Nicom®
Figure 5 : Représentations de Bland et Altman (A) de mesures de VES par échocardiographie et bioréactance et de la
corrélation entre les 2 méthodes (B). ...................................................................................................................................... 20
Figure 6 : Représentations de Bland et Altman (A) des mesures de VESi par échocardiographie et bioréactance et de la
corrélation entre les 2 méthodes (B) ....................................................................................................................................... 20
Figure 7 : Représentations de Bland et Altman (A) des mesures de débit cardiaque par échocardiographie et
bioréactance et de la corrélation entre les 2 méthodes (B). ................................................................................................... 21
Figure 8 : Représentations de Bland et Altman (A) des mesures d’index cardiaque par échocardiographie et
bioréactance et de la corrélation entre les 2 méthodes (B). ................................................................................................... 21
Figure 9 : Représentations en 4 quadrants de la concordance entre les variations des mesures enregistrées par le
système Nicom®
et les variations des mesures enregistrées par échocardiographie. ............................................................. 22
Figure 10 : Courbes ROC du VES et du VESi mesurés par le Nicom®
Figure 11 : Courbe ROC de la VVS mesuré par le Nicom® ........................................................... Erreur ! Signet non défini.
Figure 12 : Courbes ROC de l’ITV et de la ΔITV mesurés en ETT ........................................................................................ 29
Figure 13 : Courbes ROC du VES et du VESi mesurés en ETT.............................................................................................. 29
Figure 14 : Courbe ROC du pic de vélocité aortique (ΔVpic) mesuré en ETT. ...................................................................... 29
Tableau 1 : Hypothèses mathématiques et anatomiques nécessaires à la validité du modèle de bioréactance. ...................... 8
Tableau 2 : Caractéristiques morphologiques et paramètres ventilatoires des 30 patients inclus. ....................................... 19
Tableau 3 : Comparaison des paramètres mesurés par échocardiographie et bioréactance................................................. 19
Tableau 4 : Présentation des biais, de la corrélation représentée par l’indice de Pearson et du pourcentage d’erreur
mesuré (PEmes) et corrigé (PEcorr) pour les différents paramètres étudiés. ............................................................................ 19
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
Tableau 5: Analyse de Bland et Altman sur les variations des paramètres étudiés par le système Nicom® comparés à
Tableau 6 : Données morphologiques et paramètres ventilatoires des patients non répondeurs NR et répondeurs R. ......... 23
Tableau 8 : Comparaison des médianes des données hémodynamiques générales avant le remplissage vasculaire par 20
ml/kg entre non répondeurs et répondeurs. ............................................................................................................................ 24
Tableau 10 : Comparaison des médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par le Nicom®
avant le remplissage
vasculaire entre non répondeurs et répondeurs. .................................................................................................................... 25
Tableau 11 : Présentation des différents paramètres prédictifs de l’efficacité du remplissage vasculaire mesurés par le
Nicom® avec leur aire sous la courbe ROC (AUC), leur corrélation avec l’augmentation du VES, l’indice de Youden
maximum obtenu, le seuil correspondant, la sensibilité, la spécificité, les valeurs prédictives positives (VPP) et
Tableau 13 : Comparaison des médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par l’ETT avant le remplissage
vasculaire entre non répondeurs et répondeurs. .................................................................................................................... 28
Tableau 14 : Présentation des différents paramètres prédictifs mesurés par l’ETT à la réponse au remplissage
vasculaire avec leur aire sous la courbe ROC (AUC), leur corrélation, l’indice de Youden maximum obtenu, le seuil
correspondant, la sensibilité, la spécificité, les valeurs prédictives positives (VPP) et négatives (VPN). ............................. 28
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
1/37
I. RESUME
La mesure du débit cardiaque (DC) et du volume d’éjection systolique (VES) par bioréactance
thoracique est une méthode simple, non invasive et facile d’utilisation. Les données de la littérature
sur les performances des dispositifs utilisant cette technologie restent contradictoires en situation
pédiatrique. Les objectifs de ce travail étaient de comparer les mesures de DC et du VES obtenues
par le dispositif Nicom® avec celles de l’échocardiographie transthoracique en post opératoire de
neurochirurgie pédiatrique et de déterminer si les paramètres mesurés permettaient de prédire la
réponse au remplissage vasculaire.
Trente patients ayant bénéficié d’une expansion volémique par Plasmion® ont été inclus entre Aout
2012 et juillet 2013 permettant l’analyse de 73 paires de mesures.
Les biais moyens de mesure entre les 2 méthodes étaient de -1,14 (± 6,40) ml pour le VES et -0,11
(± 0,66) l/min pour le DC. Les pourcentages d’erreur, respectivement de 57% et 55%, ne
permettaient pas de conclure à l’équivalence des 2 outils. Néanmoins, le dispositif Nicom®
présentait une bonne performance dans la détection des variations du VES et du DC avec des
pourcentages de concordance de 80% et 87% avec l’échocardiographie. Enfin, la variation du
volume d’éjection systolique (VVS) et le VES indexé à la surface corporelle (VESi) mesurés par
bioréactance apparaissaient comme de bons critères prédictifs à l’expansion volémique avec un
seuil à 10% pour le VVS et à 29 ml/m2 pour le VESi.
Malgré un pourcentage d’erreur élevé dans la mesure du VES et du DC, le dispositif Nicom®
apparait comme un outil de monitorage intéressant pour l’évaluation hémodynamique de l’enfant du
fait de sa capacité à détecter la variation de ces paramètres et à prédire la réponse au remplissage
vasculaire. De futures études devront confirmer ou infirmer ces résultats par l’inclusion d’un plus
grand nombre de patients, et notamment en situation de pertes sanguines importantes.
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
2/37
II. INTRODUCTION
Un des objectifs de l’anesthésiste-réanimateur en période péri opératoire est de maintenir une
perfusion d’organe adaptée, permettant de délivrer l’oxygène aux tissus et d’épurer CO2 et déchets
métaboliques. Les nouveau-nés, nourrissons et enfants doivent parfois être soumis à des actes
chirurgicaux lourds et à risque hémorragique important, nécessitant une évaluation hémodynamique
régulière afin d’anticiper, adapter et surveiller la prise en charge. La perfusion d’organe dépend de
deux déterminants : le débit cardiaque et la pression artérielle.
Le débit cardiaque est fréquemment mesuré au bloc opératoire et en réanimation car il représente un
élément fondamental du transport en oxygène mais sa valeur doit être considérée dans le contexte
hémodynamique dans lequel se trouve le patient (1). La thermodilution par cathétérisme de l’artère
pulmonaire est la méthode de référence pour la mesure du débit cardiaque mais le caractère invasif
de cette technique et les complications possibles secondaires à son utilisation ont poussé au
développement d’autres outils d’évaluation hémodynamique. L’outil idéal doit être fiable,
reproductible avec un temps de réponse rapide, peu couteux, facilement utilisable, d’une totale
innocuité et doit permettre une surveillance continue (2). L’échographie cardiaque et le Doppler
transœsophagien se rapprochent de ce modèle. De nombreux travaux ont montré que l’optimisation
du remplissage vasculaire basé sur l’évaluation du débit cardiaque, notamment par le Doppler
œsophagien, avait un impact positif sur la morbi-mortalité des patients (3,4). Chez l’enfant,
l’utilisation du Doppler œsophagien peut être délicate du fait de la difficulté à obtenir un signal
stable dans le temps et l’échographie cardiaque ne permet pas une mesure continue du débit
cardiaque.
La mesure de la pression artérielle fait partie de la surveillance de base des enfants au bloc
opératoire ou en réanimation, qu’elle soit réalisée de façon invasive ou non. L’interprétation de ses
variations peut être difficile. En effet, la signification d’une hypotension artérielle n’est pas
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
3/37
univoque. Si au bloc opératoire elle est le plus souvent le reflet d’une hypovolémie secondaire à un
défaut de compensation des pertes sanguines, elle peut également traduire une vasoplégie ou une
défaillance de la fonction myocardique. De plus, chez l’enfant, alors que l’hypovolémie s’installe
plus vite que chez l’adulte, la chute de la pression artérielle est plus tardive, ne précédant que de peu
le collapsus vasculaire. Ainsi une stratégie de remplissage vasculaire guidée par la seule
appréciation clinique peut être insuffisante et n’est efficace que dans la moitié des cas, nécessitant
donc une évaluation hémodynamique plus poussée (5). De nombreux outils prédictifs de la réponse
au remplissage ont été développés chez l’adulte, basés sur l’interaction cœur-poumon chez les
patients ventilés. Ainsi, la variation de la pression pulsée artérielle (ΔPP) ou du diamètre de la veine
cave en échocardiographie permettent de prédire la réponse à l’expansion volémique avec une très
bonne sensibilité et spécificité. Malheureusement, en pédiatrie, ces mêmes paramètres n’ont pas fait
preuve des mêmes performances ; seule la variabilité respiratoire du pic de vélocité du flux
aortique, mesurée en échographie cardiaque transthoracique (ETT) ou transoesophagienne (ETO),
permet une bonne prédiction de l’efficacité du remplissage vasculaire (6,7). Cependant, l’utilisation
de ces méthodes ne permet pas un monitorage continu (ETT) ou n’est pas facilement réalisable en
pratique courante (ETO). De plus, ces outils de monitorage nécessite un apprentissage et la
variabilité inter et intra individuelle n’est pas négligeable, allant de 1% à 20 % (8).
La mesure du débit cardiaque (DC) par bioréactance est une méthode simple d’évaluation, non
invasive et facile d’utilisation. Le principe de fonctionnement repose sur les modifications des
propriétés de conduction électrique du thorax à chaque cycle cardiaque. En effet, l’impédance et la
réactance thoracique sont modifiées lors de la variation du volume intra-thoracique secondaire à
l’éjection du ventricule gauche dans la circulation systémique. Ainsi, la bioréactance consiste à
appliquer un courant constant de faible intensité et de haute fréquence au thorax et à en analyser les
modifications afin d’évaluer les variations du volume thoracique et donc du volume d’éjection
systolique (VES) du ventricule gauche.
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
4/37
L’objectif de ce travail était d’étudier les performances de ce dispositif en post opératoire de
neurochirurgie pédiatrique pour l’évaluation de l’état hémodynamique. Dans un premier temps,
nous avons comparé les mesures du VES et du DC obtenues par bioréactance avec le dispositif
Nicom® à celles obtenues par ETT. Dans un second temps, nous avons recherché si les paramètres
mesurés par le dispositif Nicom® pouvaient être prédictifs de la réponse au remplissage vasculaire.
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
5/37
III. METHODES DE MESURE DU DEBIT CARDIAQUE ET
EVALUATION DE L’HEMODYNAMIQUE
III.1 Impédancemétrie et bioréactance
III.1.1 Principes de fonctionnement
La bioimpédance et la bioréactance thoracique sont issues des travaux de la NASA dans les années
1960, qui cherchaient à évaluer de façon non invasive le DC des astronautes. Le principe de ces
dispositifs repose sur le fait que les propriétés électriques de conductivité du thorax sont variables
en fonction du cycle cardiaque. Les conducteurs principaux du thorax étant les liquides
physiologiques, en particulier le sang, un courant électrique appliqué sur le thorax empruntera
préférentiellement les gros vaisseaux médiastinaux. Les variations du volume sanguin
intrathoracique au cours du cycle cardiaque entrainent des variations de l’impédance thoracique qui
peuvent être mesurées par l’application d’un courant alternatif de faible amplitude et de haute
fréquence, selon l’équation Z = ΔV / Io, où Z correspond à l’impédance du système (en Ohm), ΔV
aux différences de potentiels (en Volt) et Io à l’intensité du courant (en Ampères) (Figure 1). Ce
courant est appliqué à travers le thorax par l’intermédiaire de quatre électrodes placées à la base du
cou et de la cage thoracique. Quatre autres électrodes sont placées en regard des électrodes
émettrices et permettent d’enregistrer les variations d’impédance thoracique. Le VES est alors relié
aux variations d’impédance thoracique suivant une formule qui tient compte de l’impédance
thoracique initiale (Z0), de la variation maximale d’impédance (ΔZ) au cours de la systole et du
temps d’éjection du ventricule gauche (Δtmax) :
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
6/37
2
0max Z
k
t
ZVES
où k correspond au facteur correctif prenant en compte le sexe et la corpulence du patient.
Figure 1 : Schéma considérant le thorax comme un circuit électrique. Selon la loi d’Ohm, si Z1 et Z3 >>
Z2, alors les variations de ΔV sont représentatives de Z2.
A côté des variations d’amplitude du signal électrique reçu, les changements de volume sanguin
thoracique induisent également des changements proportionnels des propriétés capacitives
(résistances) et inductive (réactance) du thorax (9). La bioréactance est une composante de la
bioimpédance et repose sur les mêmes principes. L’impédance Z est composée de la résistance R, sa
partie réelle et de la réactance X, sa partie imaginaire selon l’équation :
jXRZ avec 2j
ej .
Le modèle nécessite une dizaine d’hypothèses mathématiques et anatomiques (Tableau 1).
L’évaluation de la variation du volume intrathoracique repose sur la modulation de la fréquence
électrique et le décalage de phase entre signal émis et signal reçu, et non plus sur la variation de leur
amplitude. Cette technique présente l’avantage d’obtenir une qualité de signal bien supérieure aux
techniques de bioimpédance en réduisant le bruit de fond lié à l’environnement magnétique
(~ 100 fois). Le modèle mathématique permet d’estimer le VES et le DC par l’équation suivante :
2
0max
'
Z
k
t
XVES
et
2
0max
'
Z
k
t
XFCDC
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
7/37
où ΔX correspond à la variation de réactance du système et k’ un facteur correctif dépendant des
données anthropométriques du patient. Le dispositif Nicom® mesure également le VES indexé
(VESi) et l’index cardiaque (IC) en divisant le VES et le DC par la surface corporelle. Le VVS
(pour Variation du Volume d’éjection Systolique) correspond à la variation du VES calculé pendant
le cycle respiratoire (Figure 2).
Les limites d’utilisation de ces techniques dépendent de facteurs faisant varier l’impédancemétrie
thoracique, en particulier l’obésité, l’augmentation du volume des liquides intra-thoraciques
(œdème pulmonaire et épanchement pleural), les arythmies et les facteurs ne permettant pas les
simplifications anatomiques et mathématiques, comme chez les patients atteints de pathologies de
l’aorte, d’hypertension artérielle pulmonaire ou présentant un taux d’hématocrite bas. En effet,
l’hémodilution modifie la résistivité sanguine et donc les propriétés électriques du système. Des
coefficients de correction ont été proposés mais les dispositifs actuels ne permettent pas encore de
les intégrer.
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
8/37
Tableau 1 : Hypothèses mathématiques et anatomiques nécessaires à la validité du modèle de
bioréactance.
N° Hypothèses
1 La variation de l’impédance est consécutive au flux sanguin pulsatile et à la ventilation
2 L’effet de la ventilation sur le flux sanguin peut être moyenné
3 Le volume de sang dans les veines thoraciques et les oreillettes est relativement constant entre
systole et diastole
4 L’aorte est un cylindre dont la longueur ne varie pas
5 La résistivité du sang est constante
6 La résistivité du sang et des tissus est comparable
7 On peut considérer le thorax comme un cylindre
8 On peut considérer le thorax comme un compartiment unique, parallèle à l’aorte et dont
l’impédance est constante
9 L’impédance aortique est faible par rapport à celle des tissus voisins
10 La variation du volume aortique est nulle en diastole
Figure 2 : Ecran du dispositif Nicom® affichant le débit cardiaque (DC), l’index cardiaque (DCI), la
fréquence cardiaque (FC), le volume d’éjection systolique (VS), le volume d’éjection systolique indexé
(VSI) et la variation du volume d’éjection systolique (VVS).
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
9/37
III.1.2 Validations expérimentales et cliniques
Les systèmes utilisant la bioimpédance et la bioréactance sont des techniques non invasives, faciles
d’utilisation, qui permettent le monitorage du DC en continu. Les études cliniques validant leur
utilisation sont nombreuses mais présentent des résultats contradictoires dans la littérature. Ainsi
une étude rétrospective, portant sur un collectif de 680 patients médicaux et chirurgicaux, avait
retrouvé une bonne corrélation entre les mesures du DC par bioimpédance et celles obtenues par
cathétérisme artériel pulmonaire (10). Cependant des études plus récentes, incluant principalement
des patients de chirurgie cardiaque, ont abouti à des conclusions contradictoires (11,12).
L’évaluation des systèmes utilisant la bioréactance met en évidence une bonne concordance des
mesures entre le système Nicom® et la thermodilution, notamment lors de variations
hémodynamiques importantes (13,14).
En pédiatrie, les études restent divergentes sur les performances de ces systèmes. Chez les
nouveaux nés, les différents travaux ne permettent pas de conclure à une équivalence entre
l’échocardiographie et la bioréactance mais l’une d’elle conclut néanmoins à une bonne
performance de ces systèmes de mesure par rapport à la thermodilution (15, 16). Chez l’enfant de
moins de 20 kg, les études mettent en évidence une sous estimation du DC par les méthodes de
bioimpédance et de bioréactance (17, 18). Des conclusions similaires sont retrouvés sur un modèle
animal pédiatrique de choc hémorragique (19). A ce jour, aucune étude pédiatrique ou adulte n’a
étudié la capacité des paramètres mesurés par le système Nicom® à prédire la réponse au
remplissage vasculaire (RV).
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
10/37
III.2 Echographie cardiaque
III.2.1 Mesures du VES par la méthode Doppler
L’échographie et le Doppler cardiaque sont les méthodes de référence pour l’évaluation
hémodynamique non invasive chez l’adulte et chez l’enfant (6, 20, 21). En plus de permettre une
évaluation du VES et du DC, elles permettent également une approche morphologique et
fonctionnelle en apportant des informations supplémentaires, telles que la présence de fuites ou de
sténoses valvulaires, l’étude de la cinétique segmentaire ou encore l’appréciation de la taille des
cavités droites. L’évaluation du VES s’effectue à partir de 2 mesures : l’intégral temps vitesse (ITV)
du flux sanguin aortique, mesurée au niveau de la chambre de chasse du ventricule gauche et la
surface de l’orifice aortique (S). Le Doppler enregistre un flux systolique dont l’enveloppe décrit à
chaque instant la vitesse moyenne des globules rouges au niveau de la chambre de chasse du
ventricule gauche. L’ITV sous aortique est calculée à partir du contour du signal, tracé
manuellement ou automatiquement grâce à une analyse automatique des contours (Figure 3).
Figure 3 : Mesure de l’ITV à partir du tracé manuel du flux aortique obtenu en Doppler pulsé et mesuré
au niveau de la chambre de chasse du ventricule gauche.
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
11/37
La surface (S) de l’orifice valvulaire est calculée à partir du diamètre (D) de cet orifice, mesuré en
mode bidimensionnel en coupe para sternale grand axe.
SITVmlVES )( avec
2
2
DS
Enfin, le DC est calculé en multipliant le VES par la fréquence cardiaque (FC), obtenue en
mesurant le temps qui sépare 2 éjections ventriculaires. Ces méthodes de calcul reposent sur
plusieurs hypothèses. La première est que la vitesse de tous les globules rouges est identique à
l’endroit où elle est mesurée. La deuxième est que la surface de la chambre de chasse est circulaire
et peut être calculée à partir du diamètre aortique. La troisième est que le diamètre de la chambre de
chasse est constant lors de l’éjection ventriculaire.
Les limites de l’échocardiographie sont l’absence de possibilité de monitorage en continu et la
possible variabilité inter opérateur en fonction de l’expérience. Parmi les différentes sources
d’erreur, l’erreur de mesure de la surface en est ainsi la principale cause. En effet, la surface
aortique est estimée à partir du diamètre de la chambre de chasse. Une faible erreur peut alors avoir
un retentissement important, puisque la valeur du diamètre est portée au carré. Néanmoins, si cette
source d’erreur peut avoir un impact sur la mesure du DC, elle a peu d’importance sur l’évaluation
de la variation du DC si on considère que cette surface reste stable au cours du temps. La mesure de
l’ITV peut également être une source d’erreur. Un mauvais alignement du faisceau Doppler avec le
flux d’éjection ventriculaire conduit à une sous-estimation de l’ITV. De même, si le curseur du
Doppler est placé trop profondément, l’accélération du flux sanguin entre les valves aortiques
entraine une surestimation de l’ITV. C’est pourquoi, même si la mesure de l’ITV paraît simple à
réaliser, elle requiert un opérateur expérimenté.
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
12/37
III.2.2 Données expérimentales
De nombreux travaux, chez l’adulte, ont mis en évidence une bonne corrélation entre le Doppler
pulsé en échocardiographie et la thermodilution pour la détermination du DC (20, 21, 22). Chez
l’enfant une revue sur l’exactitude et la reproductibilité des mesures du DC par méthode Doppler a
conclu à la fiabilité de la méthode malgré des erreurs de mesure autour de 30 % par rapport à la
thermodilution et une reproductibilité intra et inter-observateur variant de 1 à 20 % (8). La variation
respiratoire de la vélocité maximale du flux aortique en ETO est un bon critère prédictif de la
réponse au remplissage avec une valeur prédictive positive de 93 % pour un seuil de 13 % (6).
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
13/37
IV. MATERIEL ET METHODES
Il s’agit d’une étude prospective qui s’est déroulée entre Aout 2012 et Juillet 2013 en post
opératoire de neurochirurgie pédiatrique à l’hôpital universitaire Necker Enfants Malades. Cette
étude a été approuvée par le CPP Ile de France VI. La prise en charge des patients que ce soit pré,
per ou post opératoire n’a pas été modifiée par l’inclusion dans le protocole.
IV.1 Critères d’inclusion et de non inclusion
Tous les patients âgés de 0 à 16 ans nécessitant une sédation ainsi qu’une ventilation mécanique
post opératoire et devant bénéficier d’un remplissage vasculaire pouvaient être inclus. Les critères
d’exclusion étaient : le refus du patient ou du tuteur légal, la présence d’un trouble du rythme
cardiaque, une cardiopathie avec dysfonction systolique sévère, une valvulopathie significative et la
présence d’un shunt cardiaque gauche ou droit.
IV.2 Protocole de l’étude
Les sujets incluables étaient des patients qui devaient bénéficier d’une expansion volémique en post
opératoire d’une intervention neurochirurgicale à risque hémorragique (exérèse de tumeur cérébrale
et correction de craniosténose) et qui, de ce fait, nécessitaient en per et post opératoire un
monitorage invasif de la pression veineuse centrale et de la pression artérielle. L’inclusion dans le
protocole ne modifiait pas la prise en charge péri opératoire. La gestion de l’anesthésie et du RV
était laissée à l’appréciation de l’anesthésiste-réanimateur en charge du patient. En post opératoire,
les patients étaient maintenus sédatés, avec du midazolam en perfusion intraveineuse continue
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
14/37
(0,3 à 0,6 mg/kg/h), et bénéficiaient d’un protocole d’analgésie standard associant morphinique et
paracétamol, avec un objectif de sédation entre -3 (patient somnolent avec une diminution modérée
de la vigilance) et -1 (patient somnolent facilement réveillable ) selon le score RASS (Richmond
Agitation-Sedation scale). Le monitorage standard des patients comprenait notamment un
électrocardioscope, une oxymétrie de pouls, une mesure de la pression artérielle invasive, avec
calcul automatique de la variation de la pression pulsée (ΔPP) donnée par le scope IntelliVue
MP70, Philips. La ventilation mécanique était réglée avec un volume courant de 7 à 8 ml/kg, une
fréquence respiratoire adaptée pour obtenir une capnie comprise entre 35 et 40 mmHg, une PEEP
comprise entre 3 et 5 cm H20 et un rapport I/E entre 1,5 et 1.7. Les patients inclus bénéficiaient d’un
RV de 20 ml/kg (sans dépasser un volume maximum perfusé de 500 ml), en 30 min par du
Plasmion® (Fresenius Kabi France). Le patient était considéré comme répondeur au RV si
l’augmentation du VES mesuré à l’ETT était supérieure ou égal à 15 %.
IV.3 Matériel et recueil de données
A. Les données morphologiques et les réglages ventilatoires du patient.
Ces données incluaient l’âge (mois), le poids (kg) et la taille (cm), permettant le calcul de la surface
corporelle (m2), le diamètre de la chambre de chasse du ventricule gauche (D, en mm) mesuré en
échographie bidimensionnelle et en coupe parasternale grand axe, le volume courant (Vt en ml/kg),
la compliance thoracique (en ml/cm H20), la pression respiratoire moyenne et la PEEP (en cm
H2O).
B. Les données hémodynamiques générales.
Ces données étaient recueillies avant et après RV par Plasmion®. Il s’agissait de la fréquence
cardiaque (FC), des pressions artérielles systoliques, diastoliques et moyennes (PAS, PAD et
PAM), de la pression veineuse centrale (PVC) si elle était mesurable par un cathéter veineux
central, et de la ΔPP calculée de façon automatique par le scope IntelliVue MP70, Philips .
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
15/37
C. Les paramètres mesurés en échocardiographie par voie transthoracique.
L’ITV sous aortique (ITV) et le pic de vélocité Vpic étaient mesurés en Doppler pulsé au niveau de
la chambre de chasse du ventricule gauche en coupe apical 5 cavités. Les mesures étaient répétées
afin d’obtenir le meilleur spectre possible. L’ITVmax et l’ITVmin ainsi que la Vpicmax et Vpicmin
étaient mesurés sur un même cycle respiratoire afin de calculer la variation respiratoire de l’ITV
(ΔITV) et la variation respiratoire de la Vpic (ΔVpic) selon les formules suivantes :
2
)(
minmax
minmax
ITVITV
ITVITVITV
2
)(
minmax
minmax
VpicVpic
VpicVpicVpic
Le VES était calculé à partir de l’ITV moyenne, résultant de la moyenne des ITVmax et ITVmin
recueillies sur les 2 meilleurs spectres soit la moyenne de 4 mesures. A partir de la surface
corporelle et de la fréquence cardiaque étaient calculés le VESi, le DC et l’IC.
D. Les paramètres mesurés par le dispositif Nicom®
(Cheetah MedicalWilmington, USA).
Quatre paires d’électrodes étaient disposées sur le thorax du patient selon les recommandations du
constructeur (Figure 4) : 2 paires sur la partie supérieure du thorax au niveau des épaules gauches et
droites, et 2 paires sur la partie inférieure, de part et d’autre du thorax. Après une calibration
automatique du système, les paramètres recueillis et affichés par le dispositif étaient le VES, le
VESi, le DC et l’IC, et le VVS.
Figure 4 : Appareillage de mesure du débit cardiaque par le système Nicom®
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
16/37
IV.4 Analyse statistique des résultats
Le premier objectif de ce travail était de comparer la concordance des mesures du VES et du DC
obtenues par le dispositif Nicom® à une méthode de référence, l’échocardiographie. La normalité de
la distribution des données a été évaluée par les tests de Shapiro-Wilk et Kolmogorov-Smirnov. Les
données sont présentées sous la forme de moyenne ± écart type en cas de distribution gaussienne ou
de médiane et quartile à 25% et 75% en cas de distribution non gaussienne. L’analyse de la
concordance des mesures a été réalisée par la méthode de Bland et Altman permettant d’estimer le
biais (moyenne des différences) et les limites d’agrément définies comme ± 1,96 écart type (LSA
pour limite supérieur d’agrément et LSI pour limite inférieure d’agrément). La corrélation entre les
deux méthodes était estimée par l’indice de Pearson (r). Le pourcentage d’erreur entre les 2
méthodes était évalué selon la méthode de Critchley et Critchley (pourcentage d’erreur mesuré
EPmes = 2 x Dérivation standard / moyenne des mesures). Un pourcentage d’erreur inférieur ou égal
à 30 % permet d’affirmer la comparabilité des 2 techniques (23). Un pourcentage d’erreur corrigé
(PEcorr) a également été évalué pour comparer le système Nicom® à la thermodilution en tenant
compte du pourcentage d’erreur des dispositifs utilisant le doppler pulsé en échocardiographie
estimé à 30% selon la formule (8, 22).
22
EchomesCorr PEPEPE
Par ailleurs, pour chaque individu, la capacité du système Nicom® à mesurer les variations du DC
suite au RV a été étudiée. Ainsi, une étude de concordance portant sur les variations du VES a été
conduite utilisant la même approche que celle décrite précédemment, à laquelle nous avons ajouté
une représentation en 4 quadrants (24). Cette représentation graphique permet d’étudier la capacité
qu’ont deux méthodes à détecter des variations en tenant compte du sens de cette variation. A partir
de cette représentation, un pourcentage de concordance est calculé, correspondant à la proportion de
couple de variation allant dans le même sens (sans tenir compte de la différence de valeurs entre les
2 méthodes).
[ins%tut-‐anesthesie-‐reanima%
on.org]. Do
cumen
t sou
s Licen
se Crea%
ve Com
mon
s (by-‐nc-‐sa).
17/37
Le second objectif de ce travail était d’évaluer si les paramètres mesurés par le Nicom®
(DC, IC,
VES, VESi et SVV) permettaient de prédire la réponse au RV chez l’enfant. Pour être considéré
comme prédictif de la réponse au RV, un paramètre devait être statistiquement différent entre les
répondeurs et les non répondeurs, avec une aire sous la courbe ROC supérieure ou égale à 0,8. Une
réponse positive au RV était définie par une élévation du VES (mesuré en ETT) supérieure à 15 %.
Les paramètres hémodynamiques étaient comparés, entre répondeurs et non répondeurs, par un test
de Student en cas de distribution gaussienne et par un test de Mann Withney dans le cas contraire.
La surface sous la courbe ROC était déterminée pour chaque paramètre retenu. L’indice de Youden
(Se + Spe -1) était calculé pour chaque valeur seuil potentielle et permettait de retenir la valeur seuil
pour laquelle l’indice de Youden était maximum. La sensibilité et la spécificité, ainsi que les
valeurs prédictives positives (VPP) et négatives (VPN) étaient calculées pour le seuil retenu.
L’analyse statistique a été réalisée avec le logiciel BiostaTGV mis à disposition par l’Inserm et
l’université Pierre Marie Curie sur le site internet http://marne.u707.jussieu.fr/biostatgv et par le site