INDICES DE PRÉCHARGE DÉPENDANCE

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1 INDICES DE PRÉCHARGE DÉPENDANCE Frédéric Michard Paris, France michard.frederic@free.fr INTRODUCTION Le concept de précharge dépendance est devenu très populaire au cours de ces dernières années, probablement parce qu il s agit d une approche très pragmatique du remplissage vasculaire [1]. En effet, on a une idée assez précise du volume sanguin total normal (70 à 80 ml.kg -1 ), du volume sanguin intrathoracique normal (800 à 1000 ml par m 2 ), et des volumes télé-diastoliques ventriculaires droit et gauche normaux (90 à 110 et 60 à 80 ml par m 2 respectivement) chez le sujet sain. En revanche, il est beaucoup plus difficile de déterminer quel niveau de précharge est optimal dans une situation «anormale» (par exemple vasodilatation induite par les agents anesthésiques ou le sepsis). En conséquence, pour décider ou non d un remplissage vasculaire, une approche très pragmatique consiste à détecter les patients qui seront capables d augmenter leur volume d éjection et leur débit cardiaque en réponse à une expansion volémique. Les objectifs cliniques du remplissage vasculaire sont en général différents (par exemple augmentation de la pression artérielle ou de la diurèse) mais ne pourront être accomplis que si les objectifs physiologiques du remplissage (augmentation du volume d éjection et du débit cardiaque) sont atteints. Si tel n est pas le cas, le remplissage vasculaire est inutile, voire dangereux (risque d aggravation d un œdème pulmonaire, majoration d une hypoxémie artérielle, prolongation de la durée de ventilation mécanique). En réanimation, une expansion volémique basée sur des critères cliniques et/ou la mesure des «pressions de remplissage» (PVC et PAPO) ne s accompagne d une augmentation significative du débit cardiaque que dans environ 50 % des cas [1]. De nombreuses études ont montré que les indices classiques ou statiques de précharge comme la surface télédiastolique ventriculaire gauche mesurée par échocardiographie ou le volume télédiastolique ventriculaire droit mesuré par thermodilution sont de mauvais indices prédictifs de la réponse hémodynamique à une expansion volémique [1]. Ces constatations cliniques sont en fait tout à fait cohérentes avec la physiologie cardiaque : une augmentation du volume d éjection en réponse à une augmentation de précharge dépend

2 262 MAPAR 2006 plus de la pente de la relation de Frank-Starling que du niveau de précharge lui-même [2]. 1. INTÉRÊT DES INDICES DYNAMIQUES 1.1. INDICES DYNAMIQUES De nombreux indices dynamiques ont été proposés et validés ces dernières années pour identifier les patients qui peuvent augmenter leur débit cardiaque en réponse à une expansion volémique, ils sont présentés dans le tableau I. Au premier rang de ces indices (en termes chronologique mais également en termes de pertinence clinique) on trouve la variabilité respiratoire de la pression artérielle sous ventilation mécanique. Tableau I Indices statiques de précharge et indices dynamiques de précharge dépendance Technique/équipement Indice Indice statique dynamique Cathéter artériel pulmonaire RAP, PAOP, RVEDV - Cathéter artériel - SPV, down, PP Cathéter artériel + ECG - PEP Echocardiographie-Doppler STDVG Vpeak, Divc PiCCO GEDV, ITBV SVV, PPV LiDCO - SVV, PPV, SPV Doppler esophagien FTc ABF Oxymètre de pouls + ECG - PEP Abbréviations : SPV = variabilité respiratoire de la pression artérielle systolique, down = diminution expiratoire de la pression artérielle systolique, PP = variabilité respiratoire de la pression artérielle pulsée, PEP = variabilité de la période de pré-éjection, STDVG = surface télédiastolique ventriculaire gauche, Vpeak = variabilité du pic de vélocité aortique, Divc = variabilité respiratoire du diamètre de la veine cave inférieure, GEDV = volume télé-diastolique global, ITBV = volume sanguin intrathoracique, SVV = variabilité du volume d éjection mesuré par la technique du contour de l onde de pouls sur une période de quelques secondes, PPV = variabilité de la pression artérielle pulsée sur une période de quelques secondes, Ftc = temps d éjection corrigé, ABF = variabilité respiratoire du débit dans l aorte descendante L INSUFFLATION MÉCANIQUE Elle entraîne des modifications des conditions de charge ventriculaires auxquelles les ventricules sont plus ou moins sensibles en fonction de leur position sur la relation de Frank-Starling [3]. Un ventricule qui travaille sur la portion ascendante de la courbe sera très sensible aux variations de précharge induites par l insufflation mécanique (il est précharge dépendant) ; un ventricule qui a atteint le plateau de cette courbe deviendra insensible aux variations de précharge (il est ou devient précharge indépendant). Si un patient est sensible aux variations de précharge induites par la ventilation mécanique, il sera sensible aux variations de précharge induites par le remplissage vasculaire. La variabilité respiratoire du

3 Nouveaux paramètres de monitorage en réanimation 263 volume d éjection au cours d un cycle respiratoire mécanique renseigne donc sur l état de précharge dépendance ou indépendance des patients VARIATIONS DE LA PRESSION ARTÉRIELLE PULSÉE (SYSTOLIQUE - DIASTOLIQUE) Etant directement proportionnelle au volume d éjection, ses variations au cours d un cycle respiratoire mécanique reflètent assez fidèlement celles du volume d éjection et renseignent donc sur l état de précharge dépendance. A ce jour au moins 9 études cliniques [4-13] ont montré la pertinence de ce paramètre ( PP) à prédire les effets hémodynamiques du remplissage vasculaire. Six études [5, 7-9, 12, 13] ont rapporté des sensibilités et spécificités de PP à différencier répondeurs et non-répondeurs au remplissage, en moyenne supérieures a 90 % (Figure 1)! 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Michard Kramer Vieillard 1.4. VARIATIONS DE LA PRESSION ARTÉRIELLE SYSTOLIQUE La pression artérielle systolique n étant pas directement proportionnelle au volume d éjection, ses variations reflètent moins fidèlement celles du volume d éjection et constituent donc un moins bon indice prédictif que PP [5, 6, 12] AUTRES TECHNIQUES De Backer Preisman Feissel MOYENNE Sensibilité Spécificité Figure 1 : six études cliniques ont évalué la sensibilité et spécificité de la variabilité respiratoire de la pression artérielle pulsée ( PP) pour différencier répondeurs et non-répondeurs au remplissage vasculaire. Sensibilité et spécificité sont en moyenne > 90%. De nombreuses autres techniques sont également pertinentes, mais leur utilisation est souvent plus difficile ou plus contraignante que l analyse de la courbe de pression artérielle, de toute façon présente sur nos moniteurs de

4 264 MAPAR 2006 surveillance continue. C est, par exemple, le cas de l échocardiographie, du doppler œsophagien, ou de l analyse du contour de l onde de pouls par la technique PiCCO qui permettent d évaluer «directement» le volume d éjection et donc de quantifier ses variations au cours d un cycle respiratoire ou d une période de quelques secondes. Les paramètres dérivés de ces techniques sont tributaires de la technique elle même, c est-à-dire de la disponibilité de l appareil, et/ou de l expérience de l opérateur [14]. Si tous les indices dérivés de ces techniques spécifiques «marchent», ils ne marchent pourtant pas mieux, voire moins bien que PP [10-12]. Les raisons à cela ne pouvant être d ordre physiologique (la pression pulsée n est qu un reflet indirect du volume d éjection), elles sont à l évidence d ordre technologique. L évaluation «directe» du volume d éjection est nécessairement entachée - quelle que soit la technique considérée - par une erreur de mesure qui même minime affecte obligatoirement la quantification des variations du volume d éjection sur une période de quelques secondes, comme illustré sur la Figure 2. Si une erreur de mesure de 5 a 10 % est clairement acceptable d un point de vue clinique pour une évaluation du volume d éjection moyen ou du débit cardiaque moyen, elle ne l est pas lorsque des variations battement à battement de l ordre de 10 % sont recherchées (Figure 2). VES réel (ml) Petite sous-estimation 50 VES moyen = 50 ml VVE réelle = 0 % Petite sur-estimation 50 47, ,5 VES mesuré (ml) - précision 5 % VES moyen = 50 ml VVE calculée = 10 % VES mesuré (ml) - précision 10 % VES moyen = 50 ml VVE calculée = 20 % Figure 2 : une technique de mesure du volume d éjection systolique (VES) dont la précision est de 5 ou 10% est tout à fait satisfaisante pour mesurer le VES moyen mais beaucoup plus contestable pour quantifier la variabilité du VES sur une période de quelques secondes (VVE). La mesure de la pression artérielle pulsée est beaucoup plus simple que la mesure du volume d éjection et donc beaucoup plus précise. Les erreurs de mesure de pression sont de l ordre de 1 mmhg avec les cathéters que nous utilisons en pratique clinique, ce qui représente au maximum une erreur de 2 % sur une pression pulsée de 50 mmhg. Aucune technique de mesure du volume d éjection n est à ce jour aussi précise.

5 Nouveaux paramètres de monitorage en réanimation LIMITES À L UTILISATION DES INDICES DYNAMIQUES DE RÉSERVE DE PRÉCHARGE 2.1. MODIFICATION DU SIGNAL DE PRESSION ARTÉRIELLE Un certain nombre de facteurs (bulles d air, coudures, thrombus, tubulure trop compliante et/ou trop longue) sont susceptibles de modifier ou d altérer le signal de pression artérielle. L idéal serait d utiliser des cathéters haute-fidélité (tête de pression à l extrémité intravasculaire du cathéter), mais leur coût est actuellement prohibitif. Il convient donc de minimiser au maximum la distance entre le cathéter artériel et la tête de pression, d assurer un niveau de pression suffisant (> 300 mmhg) et constant au travers du cathéter afin de prévenir les dépôts et phénomènes de micro obstruction, de vérifier systématiquement la morphologie de la courbe, de purger tubulures et cathéters régulièrement, idéalement avant chaque mesure de PP PATIENTS ARYTHMIQUES Chez les patients arythmiques, PP n est plus un reflet des effets de la ventilation mécanique sur les conditions de charge ventriculaires (Figure 3). C est particulièrement le cas chez les patients en fibrillation auriculaire ou présentant des extrasystoles fréquentes. Au demeurant, il est discutable de vouloir utiliser les indices prédictifs de l efficacité du remplissage dans cette situation (c est-à-dire pour choisir entre remplissage et inotropes), car il est peu probable qu un agent arythmogène comme la dobutamine sera choisi pour tenter d augmenter le débit cardiaque. Chez les patients qui n ont que quelques extrasystoles, la mesure de PP est possible (et l utilisation de dobutamine sûrement plus acceptable!) si le rythme cardiaque est régulier au cours d au moins un cycle respiratoire. En revanche, toutes les techniques de calcul automatique et continu (PiCCO, LiDCO) peuvent bien évidemment être prises en défaut. Temps Figure 3 : représentation schématique des variations respiratoires de la pression artérielle. Chaque barre noire représente une pression pulsée. A = tracé idéal, la morphologie de la courbe est la même à chaque cycle respiratoire ; B = tracé avec arrhythmies (extrasystoles), les variations de la pression artérielle ne reflètent plus les effets de la ventilation mécanique sur les conditions de charge ventriculaires ; C = ventilation irrégulière, non reproductible cycle à cycle, la variabilité respiratoire de la pression artérielle est également variable d un cycle respiratoire à l autre et donc non-interprétable.

6 266 MAPAR VENTILATION IRREGULIERE Les variations respiratoires de la pression artérielle sont également non utilisables lorsque la ventilation (fréquence ou volume courant) est irrégulière (Figure 3), ce qui est généralement le cas chez les patients non sédatés [15] VARIATIONS DE PRESSION PLEURALE DE FAIBLE AMPLITUDE Lorsque les variations de pression pleurale sont de faible amplitude, l insufflation mécanique n entraîne pas de modification significative du volume d éjection, même chez les patients précharge dépendants. De faibles variations de la pression pleurale peuvent être observées chez les patients en ventilation spontanée, les patients ventilés avec de faibles volume courant (6 ml.kg -1 ) ou chez les patients à compliance thoracique élevée (thorax ouvert). Dans ce contexte, il convient donc d être prudent avant de conclure qu un patient sera non-répondeur au remplissage en raison de faibles variations de la pression artérielle. 3. ATTENTION! 3.1. DANGER Lorsque les limites décrites plus haut ne sont pas comprises ou/et respectées, l utilisation des indices dynamiques de précharge-dépendance peut devenir plus dangereuse qu utile [16]. Le cathéter artériel pulmonaire est utilisé depuis plus de 30 ans et des études ont clairement montré que la connaissance de la technique est nettement insuffisante au sein des équipes soignantes (médecins et infirmières) [17]. Nous devrions utiliser les leçons du passé et ne pas gâcher l intérêt clinique de nouveaux paramètres (comme PP) par une mauvaise utilisation (erreur de mesure ou mauvaise interprétation) en intensifiant enseignement et formation. Dans le futur, les systèmes de monitoring (intelligents et/ou interactifs) devraient permettre de vérifier que toutes les conditions sont réunies pour une utilisation et interprétation correctes des paramètres hémodynamiques, avant même qu ils ne soient affichés à l écran FAUT-IL NÉCESSAIREMENT AUGMENTER LE DÉBIT CARDIAQUE? Enfin, un état de précharge dépendance ne signifie pas nécessairement qu il est nécessaire d effectuer une expansion volémique. Nous sommes tous - en tant que sujets sains - précharge dépendant [18]. Pourtant, nous n avons en aucun cas besoin d expansion volémique! Je me souviens d un patient qui avait le hoquet (et donc de grandes variations de pression pleurale) qui a reçu beaucoup (trop) de remplissage vasculaire pour la simple raison que PP était constamment supérieur a 15% Une valeur de PP élevée ne doit pas être synonyme de remplissage vasculaire. En effet, avant d utiliser les indices dynamiques de précharge dépendance, il est nécessaire de répondre à la question : «mon patient nécessite-il une augmentation de son débit cardiaque?». Les indices dynamiques ne répondront jamais à cette question. La réponse à cette première question peut se trouver dans l examen clinique (marbrures ou oligurie), dans les tests biologiques (insuffisance rénale ou hyperlactacidémie), ou/et dans d autres paramètres hémodynamiques (bas débit cardiaque ou SvO 2 basse). Lorsque la réponse à cette première question est «oui», et s il n y a pas de contre-indication manifeste au remplissage vasculaire (œdème pulmonaire et hypoxémie sévère), les indices dynamiques de précharge dépendance sont

7 Nouveaux paramètres de monitorage en réanimation 267 alors très utiles pour différencier les patients pouvant bénéficier d une expansion volémique et ceux chez qui l augmentation de l inotropisme (dobutamine) est une approche thérapeutique plus logique et efficace pour augmenter le débit cardiaque. L utilisation pratique de PP est résumée dans la Figure 4. Mon patient a-t-il besoin d'un débit cardiaque plus élevé? (examen clinique, mesure du débit cardiaque, de la SvO 2, des lactates) OUI La courbe de pression artérielle est-elle de bonne qualité? (vérification de la perméabilité du cathéter, purge du système) OUI Mon patient fait-il des efforts respiratoires? (examen clinique, courbe de pression des voies aériennes) NON Le volume courant est-il 8 ml.kg -1? OUI Le rythme cardiaque est-il régulier? OUI < 10 % Calcul de PP? > 15 % Pas de remplissage (inotropes, vasodilatateurs...) Remplissage (ou ventilation moins aggressive : réduction du V T ou de la PEP...) Figure 4 : comment évaluer la variabilité respiratoire de la pression artérielle pulsée ( PP) en pratique clinique. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] Michard F, Teboul JL. Predicting fluid responsiveness in ICU patients. A critical analysis of the evidence. Chest 2002;121: [2] Michard F, Reuter DA. Assessing cardiac preload or fluid responsiveness? It depends on the question we want to answer. Intensive Care Med 2003;29:1396 [3] Michard F. Changes in arterial pressure during mechanical ventilation. Anesthesiology 2005;103: [4] Michard F, Chemla D, Richard C, et al. Clinical use of respiratory changes in arteriela pulse pressure to monitor the hemodynamic effects of PEEP. Am J Respir Crit Care Med 1999;159:

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