Physiologie et physiopathologie circulatoire et respiratoire dans la période néo-natale

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1 Physiologie et physiopathologie circulatoire et respiratoire dans la période néo-natale Damien Bonnet M3C Necker, Paris DU ECMO

2 Circulation fœtale et adaptation post natale Propriétés particulières du myocarde fœtal Anatomie particulière du cœur fœtal Forces et fragilités de la circulation fœtale Hémodynamique et morphogenèse Adaptations post-natales

3 Propriétés particulières du myocarde fœtal

4 Anatomie particulière du cœur fœtal

5 Anatomie du cœur fœtal Conséquences hémodynamiques s Les shunts et la circulation en parallèle Le placenta et le ductus venosus ou canal d Arantius Le court-circuit de la circulation pulmonaire par le Canal Artériel Le Foramen Ovale (CIA) qui permet d alimenter le Cœur Gauche s Pour l oxygénation la circulation est presque en série s Pl->VO->PFO->OG->VG->AoA->VCS->OD->VD->AP->AoD->AO->Pl s Le sang oxygéné va en priorité au cœur gauche (cœur et cerveau)

6 Conséquence sur les volumes des Ventricules s Les volumes des ventricules sont définis par Les conditions de charge du cœur Les propriétés du cœur s Courbe pression/volume Le Volume télé-systolique = contractilité/postcharge Le Volume télé-diastolique= compliance/précharge

7 P Ao 100 L LA 8 ESV EDV V

8 P L Adults without ASD QP = QS closed ductus V

9 P L Adults without ASD QP = QS closed ductus V

10 P Ao 100 L Adults without ASD QP = QS closed ductus LA 8 ESV EDV V

11 P Ao 100 L QS R Adults without ASD QP = QS closed ductus LA 8 V

12 P Ao 100 L QS R Adults without ASD QP = QS closed ductus PA 20 QP LA 8 RA 3 ESV EDV V

13 Circulation Fœtale Conséquence sur les volumes des Ventricules Les 2 ventricules se remplissent à la même pression (précharge) Les volumes télé-diastoliques des Ventricules & les compliances respectives Les 2 Ventricules se vident à la même pression (postcharge) Les volumes télé-systoliques des Ventricules & les contractilités respectives Les volumes éjectés sont fonction des propriétés myocardiques Conséquences sur la croissance de ventricules et des vaisseaux

14 P V

15 P LV V

16 P LV Ao 40 LA 4 ESV EDV V Fœtus ASD + PDA

17 P LV RV Ao 40 LA 4 L L V ESV EDV Fœtus ASD + PDA

18 P LV RV PA = Ao40 LA = RA4 ESV EDV V Fœtus ASD + PDA

19 P V Newborn without ASD QP = QS closed ductus

20 P V Newborn without ASD QP = QS closed ductus

21 P Ao 60 QS LA 8 ESV EDV V Newborn without ASD QP = QS closed ductus

22 P Ao 60 QS PA 30 QP LA 8 RA 3 ESV EDV V Newborn without ASD QP = QS closed ductus

23 P LV RV P Ao 60 QS PA = Ao40 PA 30 QP LA 8 LA = RA4 RA 3 L R L R ESV EDV Fœtus ASD + PDA V ESV EDV Newborn without ASD QP = QS closed ductus V

24 Circulation Fœtale Force et Fragilité s Force pour la perfusion du fœtus Possible court-circuit d un ventricule Les discordances A-V ou V-A sont bien tolérées s Fragilité pour la circulation post natale L harmonie du cœur est menacée par des lésions mineures Les cercles vicieux s installent rapidement

25 Fetal blood distribution R R L L

26 Adaptation Post-natale s Disparition du placenta et Vasodilatation des artérioles pulmonaire Le rapport RVP/RVS passe de 10 à 1/3 en quelques minutes s Fermeture du canal artériel et de la CIA Cœur en série avec Pressions Gauche > Droite en systole et diastole Il n y a pas d HTAP physiologique du N-né s Augmentation de la VO2 et du Débit Systémique (Qs) Le VG au turbin, s hypertrophie et se spécialise dans la contractilité Le VD sur une chaise longue, s affine et se spécialise dans la compliance

27 P Ao 60 QS P Ao 100 L QS R PA 30 QP LA 8 RA 3 PA 20 LA 8 RA 3 QP ESV EDV V ESV EDV V Newborn without ASD QP = QS closed ductus Adults without ASD QP = QS closed ductus

28 HYPOXIE REFRACTAIRE Absence de Pathologie parenchymateuse Pathologie parenchymateuse Recrutement alvéolaire HFO, surfactant Eliminer une cardiopathie Echo- Doppler Echo- Doppler Eliminer une cardiopathie SHUNT EXTRAPULMONAIRE PAS DE SHUNT EXTRAPULMONAIRE FO FO FO Renforcer Recrutement alvéolaire DA DA NO i Inotrope+ NO i PgE1 NO i NO + i + milrinone NO i

29 Schéma hémodynamique du Cœur en Série On descend de l Ao aux Veines caves en passant par le cœur gauche, les RVP et le cœur droit VG transforme la Pr Ao en Pr Cap Pulmonaire La traversée du poumon transforme la Pr Cap en PAP VD transforme la PAP en Pr Caves A partir du VG, c est le Débit qui est imposé (VES = Qs : FC) Ce sont les Pressions qui varient en fonction des propriétés intrinsèques du cœur et des RVP

30 100/60 80" Ao" 100/0 12" VG" P" 80" 8" OG" 12" VP" 8" RVP/RVS = 1/10" ΔP = 8" 16" AP" V" 20/0 4" VD" P" 20" VCS" VCI" 2" OD" V" 4"

31 Insuffisance cardiaque et circulatoire La perfusion : Pression Aortique et Q sont maintenus au prix de la congestion Puis la pression est maintenue au dépends du Q par augmentation des RVS et la DAV augmente Puis si le Q baisse encore, la pression baisse et on ne peut plus augmenter la DAV

32 P" P" Contractilité" V" Compliance" V" P" P" Post charge" V" Pré charge" V"

33 100/60 80" Ao" 100/0 30" VG" P" 80" 30" 20" OG" VP" 20" V" RVP/RVS = 1/5" ΔP = 25" 65/30 45" AP" 65/0 12" VD" P" 45" 7" OD" VCS" VCI" Insuffisance ventriculaire gauche" Post charge VD" V" 12"

34 90/5 70" Ao" 90/0 8" VG" P" 70" HTAP néonatale" 6" OG" VP" 6" 8" V" RVP/RVS = 2" ΔP = 100" 150/80 106" AP" 106" 150/0 30" VD" P" 30" 20" OD" VCS" VCI" Insuffisance ventriculaire droite" Pré charge VG" V"

35 100/60 80" Ao" 100/0 30" VG" 90/50 70" Ao" 90/0 8" VG" 20" OG" VP" 6" OG" VP" 20" 6" ΔP = 25" RVP/RVS = 1/5" 65/30 45" AP" ΔP = 100" RVP/RVS = 2" 150/80 106" AP" 65/0 12" VD" 150/0 30" VD" Insuffisance ventriculaire gauche" Post charge VD" 7" OD" 20" OD" Insuffisance ventriculaire droite" Pré charge VG" VCS" VCS" VCI" VCI"

36 P P Contractilité V Compliance V Vasodilatateur Diurétique

37 Systole" AP" Ao" AP" Ao" 70%! 20" 100" 100%! 85%! 25" 100" 100%! 20" 100" 40" 100" 2" 8" 8" 8" VCS" VCS" 70%! VCI" VP" 100%! 70%! VCI" VP" Normal" CIA Qp/Qs = 2"

38 Elastance VG" Pr" 100" Ao" Elastance VD" PAP" PTD VG" 20" 12" AP" Compliance VG" shunt! Compliance VD" PTD VD" 4" 0" V"

39 Diastole" AP" Ao" AP" Ao" 85%! 10" 100" 100%! 92%! 20" 60" 100%! 0-12" 0-12" 0-20" 0-20" 3" 1 Qs" 3 Qs" 8" 8" 12" 12" VCS" 70%! VCI" VP" VCS" 12" VCI" 70%! VP" 100%! CIA (Qp/QS = 2)" VG VD normaux" CIA avec défaillance VG"

40 Fœtus ayant une précharge VG diminuée Sténose mitrale P LV RV P LV RV L = R Normal foetus V R L Mitral stenosis V

41 Fœtus avec postcharge VG augmentée Sténose aortique P LV RV P LV RV L = R L = R Normal foetus V Increased LV afterload V

42 P LV RV P LV RV V V Fœtus = small LV Newborn = big RV With ASD

43 Diastole" AP" Ao" AP" Ao" 85%! 20" 100" 100%! 55%! 80" 60" 85%! 0-12" 0-12" 0-12" 0-12" 3" 1 Qs" 1/2 Qs" 8" 8" 55%! 8" 8" VCS" 70%! VCI" VP" VCS" 8! VCI" VP" 100%! CIA (Qp/QS = 2)" VG VD normaux" CIA avec défaillance VD HTAP néonatale"

44 Systole et Diastole" 120/60 80" 100/60 80" 150/80 106" 80/60 70" Ao" Ao" AP" AP" 55%! 60" 85%! 50%! 60" 100%! 120/0-12" 100/0-12" 150/0-30" 80/0-8" 1/2 Qs" 55%! 8" 8" 50%! 20" 6" VCS" VCS" 8! VCI" VP" 100%! 20! VCI" VP" 100%! Défaillance VD HTAP néonatale (RVP=2RVS) avec CIA" Défaillance VD HTAP néonatale (RVP= 2 RVS) sans CIA"

45 L estimation du volume des shunts Gauche-droite CIA : pas de shunt néonatal (sauf anomalie associée) CIV : pas de shunt néonatal sauf si Rp/Rs très bas Canal artériel : shunt néonatal si Rp<Rs Volume du shunt Fick : Qp/Qs= [SaAo-SaVC]/[SaVP-SaAP] Dilatation des cavités en aval du shunt

46 Si SaAP= 85% Qp/Qs= 30/(100-85)=2/1

47 Si SaAP= 85% Qp/Qs= 30/(100-85)=2/1

48 L estimation du volume des shunts Droite-Gauche Fick : Qp/Qs= [SaAo-SaVC]/[SaVP-SaAP] Si SaAo < 100% Qp<Qs

49 L estimation du volume des shunts Cardiopathies à sang mélangé Fick : Qp/Qs= [SaAo-SaVC]/[SaVP-SaAP] SaAo=SaAP

50 Si SaAo=SaAP= 85% Qp/Qs= 30/(100-85)=2/1

51 Les hypertensions pulmonaires Gros trou (CIV) ou gros tuyau (canal artériel) = égalité des pressions systoliques aorte-ap HTAP systolique Si çà coince à la sortie du poumon HTAP post-capillaire En l absence de cardiopathie, l HTAP est liée à une élévation des résistances vasculaires pulmonaires

52 HTAPs Test 1 Quelle est la vitesse de la fuite tricuspide physiologique?

53 HTAPs Test 2 Large canal artériel Quelle est la vitesse de la fuite tricuspide? Y-a-t-il un shunt systolique? Dans quel sens se fait le shunt diastolique? Pourquoi?

54 HTAP-Test 3 NN va mal; canal artériel shuntant droitegauche; IT à 4.5 m/s ; Sa Memb Sup= 85% et Sa Memb Inf = 65%. Pourquoi?

55 HTAP-Test 3 bis NN avec CIV large + canal artériel shuntant droite-gauche; IT à 4.5 m/s Sa Memb Sup= 100% et Sa Memb Inf = 70%. Pourquoi?