Réduction des volumes pulmonaires après chirurgie abdominale et thoracique

Réduction des volumes pulmonaires après chirurgie abdominale et thoracique Christian Jayr jayr@crh1.org Centre René Huguenin Saint-Cloud

Un cycle respiratoire A. Inspiration: contraction du diaphragme : le diaphragme descend, déplaçant la paroi abdominale en avant. La pression pleurale diminue et la cage thoracique se rétracte légèrement. B. Inspiration: Contraction des muscles intercostaux externes : la cage thoracique se distend légèrement et la pression pleurale diminue. Le diaphragme ne génère plus de pression et donc la pression abdominale diminue comme la pression pleurale (+/- sterno cleido mastoïdien). Nouveau cycle: Le relâchement de la paroi abdominale permet un nouveau cycle C. Expiration: Passive Active: Contraction abdominale : la paroi abdominale se rétracte, la pression intra abdominale augmente et repousse le diaphragme et le contenu intra abdominale vers le thorax. La pression pleurale augmente et les volumes pulmonaires diminuent (+ intercostaux internes).

Des volumes sont générés Capacité = somme de volumes

Modification postopératoire de la mécanique respiratoire Effets résiduels de l anesthésie Obstruction des voies aériennes supérieures La section des muscles abdominaux et thoraciques inhibe leur fonction La douleur limite les mouvements respiratoires Dysfonction diaphragmatique Stimulation de l activité des muscles respiratoires Mécanismes non encore élucidés Warner DO Anesthesiology 2000;92 (5): 1467

Modification postopératoire de la mécanique respiratoire Warner DO Anesthesiology 2000;92 (5): 1467

Dysfonction diaphragmatique

Dysfonction diaphragmatique postopératoire Diminution de la capacité des muscles respiratoires (principalement le diaphragme) à générer une force, dans les suites d une intervention chirurgicale (thoracique et/ou abdominale) +/- Altération de la «fonction contractile» d origine multifactorielle

La dysfonction diaphragmatique postopératoire Origine multifactorielle Atteinte pariétale due à la chirurgie Douleur Réflexe péritonéal Réflexe viscérale Modifications du régime ventilatoire diminution des volumes

Variation des diamètres abdominaux et thoraciques durant la respiration après chirurgie sus-mésocolique Ford ARRD 1983 Variations diamètre thoracique (mm) 3 2 1 H6 - H8 Préop 2 4 6 8 Variations diamètre abdominale (mm)

Dysfonction diaphragmatique après chirurgie abdominale 24 1 20 90 FR (cycle/minute) 20 16 12 8 4 0 Preop. Postop. J3 J7 FR VT J15 0,8 0,6 0,4 0,2 0 VT (L) Pdi (cmh2o) 16 12 8 4 Pdi 0 Preop. Postop. J3 J7 Pdi max J15 Période à risque 60 30 0 Pdimax (cmh2o) Simonneau ARRD 1983

BPCO: 4 à 6 % des hommes, 1 à 3 % des femmes Tabagisme, pollution, facteurs individuels BPCO: 20% IRC, 5 ème cause de décès en France

1. La longueur des fibres est réduite, le diaphragme se contracte plus difficilement ; 2. L'aplatissement de la coupole réduit la partie du muscle parallèle à la cage thoracique et rend la contraction moins efficace pour un mouvement de piston 3. Le rayon de courbure augmente, ce qui selon la loi de Laplace, diminue la transformation de la tension intrapariétale en pression. 4. Son action inspiratoire est réduite. Il est relayé par les muscles inspirateurs accessoires. 5. Cependant, le diaphragme s adapte à l'hyperinflation.

Hypophosphorémie et dysfonction diaphragmatique Déficit en ATP et 2,3 DPG 8 patients ventilés pour DRA Etude de la pression transdiaphragmatique avant et après correction d une hypophosphorémie significative de la Pdi après correction de l hypophosphorémie Pdi= 9,75 vs 17,25 cmh2o (p< 0,001) HYPOPHOSPHOREMIE= RISQUE DYSFONCTION DIAPHRAGMATIQUE Aubier NEJM 1985

Identifier les patients à risque 50 40 Incidence (%) des complications respiratoires postopératoires 30 20 Complications ++ Complications: 0 10 0 Tabac ASA>II Age > 70 Obésité BPCO Smetana NEJM 1999

Les volumes sont modifiés

La CRF est diminuée 100 % valeur contrôle 80 60 Diminution: CRF, CV, VT Précoce Transitoire Réversible 40 0 2 4 6 8 10 12 Jours postopératoires Ford ARRD 1983

Relation CRF-volume de fermeture

Relation CRF-volume de fermeture Craig DB JAP, 31:717

Volumes pulmonaires selon la position Macklem PT: Handbook of physiology, vol 3, 1986

Volumes selon position et anesthésie Coonan TJ, Can Anaesth Soc J, 1983; 30:424

Les atélectasies

DYSFONCTION RESPIRATOIRE POST-OPERATOIRE 1. Dysfonction «airways» = voies aériennes 2. Dysfonction «pompe» muscle = diaphragme 3. Dysfonction «échangeur» = poumons

Modification ventilation/perfusion

Atélectasies per-opératoires Cage thoracique Diaphragme Patient éveillé Patient anesthésié Rachis Diaphragme Atélectasies Volume cage thoracique Forces d expansion de la cage thoracique Forces de rétraction du parenchyme pulmonaire

Atélectasies per-opératoires Hedenstierna G.

La chirurgie

Volumes pulmonaires après chirurgie abdominale % valeur contrôle 100 100 sous-mésocolique 80 80 60 60 sus-mésocolique 40 0 2 4 6 8 10 12 40 0 2 4 6 8 10 12 CRF jours CV jours Ford ARRD 1983

Volumes et oxygénation postopératoires Chirurgie sus-mésocolique Chirurgie sous-mésocolique

Fonction pulmonaire après chirurgie cœlioscopique abdominale sus ou sous mésocolique Joris JL, BJA 1997; 79:422

Volumes: laparoscopie vs laparotomie pour cholécystectomie Putensen-Himmerssen G, Anesthesiology 1992;77:675

Coelioscopie versus laparoscopie 35 30 25 20 15 10 5 0 % de diminution CRF VEMS CV Peak flow Coelioscopie / Laparotomie Karyiannakis Br J Anaesth 1996

COELIOSCOPIE >> LAPAROTOMIE

Obèse

Obésité Capacité résiduelle fonctionnelle Volume de réserve expiratoire Volume résiduel Volume courant Volume de fermeture

Modification de la CV au cours de la chirurgie Von Ungern BS BJA 2004; 92:202-7

Gestion ventilatoire periopératoire Les patients obèses ont plus de chance que les patients minces de développer des complications respiratoires La genèse des complications respiratoires est souvent un trouble ventilatoire qui s installe dés le début de l anesthésie Les atélectasies postopératoires persistent plus longtemps chez l obèse

Obesité & atélectasies: un problème sous éstimé Eichenberger A; Anesth Analg. 2002

Rachianesthésie, obèse, BPCO, lithotomie puis VNI Evaluation Sitting Lithotomy M15 M30 M45 PACU Position Sitting Lithotomy Litho Litho Litho 45 head-up Anesthesia No No SA 10th dermat SA 10th dermat SA 10th dermat No residual block Ventilation SV SV NiPPV NiPPV NiPPV SV FVC (L) 2.6 1.7 0.9 2.7 2.8 1.9 PaO 2 (mmhg) 47 43 40 57 68 55 PaCO 2 (mmhg) 55 59 62 55 50 50 Ferrandière M. Can J Anaesth 2006; 53:404-8

Accidents respiratoires en salle de réveil Rose, Anesthesiology 1994

La prise en charge

Manœuvres de recrutement Circuit en mode manuel Valve APL 30 à 40 cm H 2 O Pression sur le ballon Surveillance sur le moniteur Paw 15 à 20 secondes Whalen, Anesth Analg, 102(1). 2006.298-305

L effet bénéfique de la PEP ou des manœuvres de recrutement se juge sur la compliance pulmonaire Vol Vol ZEEP PEEP PEEP Paw Paw Après ré-expansion Avant ré-expansion

The Effects of the Alveolar Recruitment Maneuver and Positive End- Expiratory Pressure on Arterial Oxygenation During Laparoscopic Bariatric Surgery Efficacité perop Pas d effet en postop Whalen: Anesth Analg, Volume 102(1). 2006.298-305

Prévention de ces atélectasies 23 patients ( IMC > 35kg/m2) Un groupe PEP Un groupe contrôle Coussa M; Anesth Analg 2004

Prévention de ces atélectasies Coussa M; Anesth Analg 2004

La PEP améliore la mécanique respiratoire des patients obèses durant l anesthésie Pelosi P, Anesthesiology 1999

La PEP améliore l des patients obèses durant l anesthésie Pelosi P, Anesthesiology 1999

VNI Bacou (Drager) Helmet (StarMed( StarMed) Intersurgical Respironics - Cross-over study (random order) - Four 30-min runs of NIV in PSV - Comfort - Tolerance - Communication. Pas d interface «universelle» = titration du masque pour chaque patient ++

VNI prophylactique au cours de la résection pulmonaire. VNI prophylactique à domicile pendant 7j avant la chirurgie et 3j après (n= 18) vs contrôle (n= 14) Amélioration des échanges gazeux et volumes pulmonaires dans le groupe VNI 50% 40% Atélectasies à J3 39% 25 20 Durée d hospitalisation 19 p = 0.15 p = 0.04 30% 20% 14% Jours (j) 15 10 12 10% 5 0% 0 Control (n= 18) NIV (n= 14) Control (n= 18) NIV (n= 14) Perrin Respir Med 2007

Effets de la VNI (30 min - AI+15; PEP+5) sur les volumes pulmonaires (recrutement-atélectasies) chez une patiente en IRA à J3 post-opératoire d une péritonite Avant Après

Diminution de la taille des atélectasies après VNI évaluée au scanner avec reconstruction automatisée en 3D Volume : 1203 ml Volume : 1416 ml Avant Après Jaber ESICM 2005

Mesure automatisée des volumes pulmonaires en 3 dimensions Avant VNI Après VNI -1000 / -900 : Hyperinflated -900/ -1000-600/ -900-200/-600 0/-200-900 / -500 : Normally aerated -500 / -100 : Poorly aerated -100 / +100: Non aerated

NIV recruitement evaluation 1200 Before NIV After NIV Hyper Normally Poorly Atelectasis 1000 Volume (ml) 800 600 400 200 Before NIV After NIV 0-1000 HU +100 Jaber et al. ESICM 2005 Jaber et coll. ESICM 2005

VNI et gaz du sang 400 60 PaO2/FiO2 (mmhg) 350 300 250 200 150 100 p < 0.01 PaCO2 (mmhg) 50 40 30 20 ns 50 10 0 0 Before NIV After NIV Before NIV After NIV Jaber ESICM 2005

Analgésie

Dysfonction diaphragmatique avant et après péridurale

Spirométrie: péridurale vs parentérale Jayr. Anesthesiology 1993;78:666-76 * p<0.05

Spirométrie à J1 post thoracotomie selon l analgésie (40 études) % de la valeur préop. 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Paravertébral Péridurale AL Blocs intercostaux Péridurale AL + M Stimulation nerveuse Péridurale M Cryothérapie Intrapleurale VEMS CVF Richardson J. Post-thoracotomy spirometric lung function: the effect of analgesia. A review. J Cardiovasc Surg (Torino) 1999;40:445-56 (Niveau II)

Analgésie et complications pulmonaires Chirurgie abdominale et thoracique (vs analgésie parentérale) Péridurale M atélectasies (n=769) = infection pulmonaire (n=562) = complications pulmonaires totales (n=148) Péridurale AL PaO 2 (n=612) infection pulmonaire (n=215) complications pulmonaires (n=247) Péridurale AL + M (Logas 1987, Jayr 1993) Pas de différence (n=206) Ballantyne Anesth Analg 1998

Anesthésie-analgésie péridurale et suites postop. après chirurgie majeure Étude prospective randomisée multicentrique (25 hôpitaux, 6 pays) 915 patients étudiés après chirurgie œsophagienne ou abdominale majeure Patients ayant au moins un facteur de risque (respiratoire, cardiaque, etc ) sur 9 définis La péridurale réduit l incidence des complications respiratoires: 30,2% vs 23,3%, p=0,02 Rigg JRA, Lancet 2002; 359: 1276-82

Epidural pain relief versus systemic opioid-based pain relief for abdominal aortic surgery (Review) 13 études 1224 patients; 597 APD, 627 morphine parentérale Nishimori M Cochrane 2006

Conclusions

Méthode de prévention des complications respiratoires Kinésithérapie respiration avec expansion pulmonaire (Spirométrie Incitative) Sonde gastrique non systématique Curares à court délai d action (pas de pancuronium) Laparoscopie > laparotomie Arrêt du tabac Bloc nerveux central (péridurale ou rachianesthésie) peropératoire Péridurale postopératoire Immuno nutrition Nutrition parentérale ou entérale systématique Cathétérisme droit (Swan Ganz) Niveau de Preuve A B B C I I I I I I Type de complication étudiée Atélectasies, pneumonie bronchite, hypoxémie sévère Atélectasies, pneumonie, inhalation Atélectasies, pneumonie Spirométrie, atélectasies, pneumonie, toutes les complications respiratoires Ventilation postopératoire Pneumonie, hypoxie postopératoire, détresse respiratoire Atélectasies, pneumonie, détresse respiratoire Pneumonie, détresse respiratoire, infections pulmonaires Atélectasies, pneumonie, détresse respiratoire Pneumonie A = forte preuve pour une réduction, D = preuve acceptable, I = preuve contestée VA Lawrence Ann Intern Med 2006; 144:596-608

Recommandations pour le patient BPCO Préopératoire Arrêt du tabac>8 semaines Equilibration du traitement: Corticoïdes, β+, bronchodilatateurs,antibio. Kinésithérapie Avis d un pneumologue Prophylaxie thromboembolique Préparation indispensable pour la chirurgie réglée Peropératoire Limiter la durée<3 heures ALR? Pas de pavulon Coelioscopie Postopératoire Continuer le traitement pulm. Spirometrie incitative, kiné Analgésie, réhabilitation Ventilation assistée Smetana GW NEJM 1999

Réhabilitation précoce Fearon KCH. Clinical Nutrition 2005: 24,466-77