Académie de Paris Année 2012-2013 MEMOIRE Pour l...

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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


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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

III.2 Echographie cardiaque ....................................................................................................................................... 10

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

données échocardiographiques. .................................................................................................................................... 18

V.2 Critères prédictifs d’une réponse positive au remplissage vasculaire par le dispositif Nicom®

et

l’échocardiographie ...................................................................................................................................................... 23

VI. DISCUSSION ......................................................................................................................................................... 30

VII. CONCLUSION .................................................................................................................................................. 34

VIII. CONFLITS D’INTERET ...................................................................................................................................... 34

IX. REFERENCES ....................................................................................................................................................... 35


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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


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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

volume d’éjection systolique (VVS). ......................................................................................................................................... 8

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®

..................................................................... 15

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®

.................................................................................. 26

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


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Tableau 5: Analyse de Bland et Altman sur les variations des paramètres étudiés par le système Nicom® comparés à

l’échocardiographie ............................................................................................................................................................... 22

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

négatives (VPN). ..................................................................................................................................................................... 26

Tableau 12 : Médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par ETT chez les patients NR et R avant et après le

remplissage vasculaire. .......................................................................................................................................................... 27

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


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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.


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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


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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.


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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.


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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) :


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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


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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.


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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).


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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).


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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.


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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.


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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).


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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


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(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 .


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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®


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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).


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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

http://www.info.univ-angers.fr/~gh/wstat/calcstat.htm.

http://marne.u707.jussieu.fr/biostatgv

http://www.info.univ-angers.fr/~gh/wstat/calcstat.htm


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V. RESULTATS

V.1 Comparaison des valeurs de VES et de DC obtenues par

bioréactance thoracique avec les données échocardiographiques.

V.1.1 Etude de la concordance des mesures entre bioréactance et échocardiographie

Entre Aout 2012 et Juillet 2013, environ 250 patients étaient incluables mais seuls 31 patients ont

pu être inclus du fait du manque de disponibilité des outils de mesure (appareil d’échographie en

cours d’utilisation ou défaut d’électrode du dispositif Nicom®). Soixante-treize paires de mesures

ont pu être effectuées. Un seul patient a été exclu du fait de l’absence de calibration possible par le

système Nicom®. Les caractéristiques morphologiques et les paramètres ventilatoires sont décrits

dans le tableau 2. L’ensemble des données morphologiques et ventilatoires ainsi que les paramètres

mesurés par les 2 méthodes (Nicom® et ETT) suivaient une distribution normale.

Il n’y avait pas de différence significative entre les mesures de VES et de DC obtenues par les 2

méthodes. On observait une bonne corrélation entre les valeurs de VES mesurées par les 2

méthodes (r = 0,90 ; p<0,001) ainsi que pour les valeurs de DC (r = 0,89 ; p<0,001). Le biais moyen

était de -1,14 (± 6,40) ml pour le VES et -0,11 (± 0,66) l/min pour le DC. Les graphiques de Bland

et Altman et la corrélation sont représentés sur les figures 5 à 8. Le pourcentage d’erreur mesuré

(PEmes) entre les 2 techniques était de 57 % pour le VES et 55 % pour le DC. Le pourcentage

d’erreur corrigé (PEcorr) par rapport à la thermodilution était évalué respectivement à 48% et 46%.


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Tableau 2 : Caractéristiques morphologiques et paramètres ventilatoires des 30 patients inclus.

Paramètre Moyenne Ecart type

Age (mois) 50 43

Poids (Kg) 17,6 10,7

SC (m²) 0,69 0,31

Ø Aortique (cm) 12,5 2,6

Remplissage (ml/kg) 18,8 2,5

PEEP (cm H2O) 3,5 0,9

Pression Moyenne (cm H2O) 8,4 1,8

Compliance (unité ?ml/cmH2O ?) 11,5 7,8

Volume Courant (ml/kg) 8,7 2,8

Tableau 3 : Comparaison des paramètres mesurés par ETTe et bioréactance

Paramètres

ETT Bioréactance

P

Moyenne Ecart-type Moyenne Ecart-type

VES (ml) 21,93 11,34 23,07 14,23 0,59

VESi (ml/m2) 31,39 5,97 31,50 11,39 0,94

DC (l/min) 2,34 1,05 2,45 1,39 0,59

IC (l/min/m2) 3,52 0,81 3,43 1,12 0,58

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.

Paramètres mesurés Biais LIA/LSA Indice de Pearson p PEmes (%) PEcorr (%)

VES (ml) -1,14 -14/+11,5 0,90 <0,001 57 48

VESi (ml/m2) -0,11 -19,7/+19,5 0,51 <0,001 62 55

DC (l/min) -0,11 -1,4/+1,2 0,89 <0,001 55 46

IC (l/min/m2) 0,09 -1,9/+2 0,57 <0,001 54 45


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Figure 5 : Représentations de Bland et Altman de mesures de VES par ETT et bioréactance (A) et de la

corrélation entre les 2 méthodes (B).

Figure 6 : Représentations de Bland et Altman des mesures de VESi par ETT et bioréactance (A) et de la

corrélation entre les 2 méthodes (B)

A B

B A


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Figure 7 : Représentations de Bland et Altman des mesures de DCe par ETT et bioréactanc (A)e et de la


Figure 8 : Représentations de Bland et Altmandes mesures d’IC par ETT et bioréactance (A) et de la


B A

B A


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V.1.2 Etude de la concordance des variations des mesures entre bioréactance et

échocardiographie

La concordance entre les variations des mesures des différents paramètres (ΔVES, ΔVESi, ΔDc et

ΔIC) par les 2 méthodes sont représentés dans le tableau 5. Le pourcentage de concordance entre

l’ETT et la bioréactance était de 80% pour le VES et de 87% pour le DC.

Tableau 5: Analyse de Bland et Altman sur les variations des paramètres étudiés par le système Nicom®

comparés à l’ETT

Paramètres ETT NICOM Biais LIA/LSA PC (%)

ΔVES (ml) 2,66 4,23 -1,57 -11,60 / 8,47 80

ΔVESi (ml/m²) 4,00 6,95 -2,94 -17,27 – 11,38 80

ΔDC (L/min) 0,34 0,55 -0,21 -1,28 – 0,87 87

ΔIC (L/min/m²) 0,55 0,87 -0,32 -2,12 – 1,48 87

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 ETT.


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V.2 Critères prédictifs d’une réponse positive au RV par le dispositif

Nicom® et l’ETT

V.2.1 Données générales

Les 30 patients inclus ont bénéficié d’un RV en post opératoire de neurochirurgie. Quinze étaient

répondeurs et quinze non répondeurs. Les données morphologiques et les paramètres ventilatoires

sont représentés dans le tableau 6. Les paramètres hémodynamiques mesurés par les 2 méthodes ne

suivaient pas une distribution normale et sont présentées dans les tableaux 7 et 8.

Tableau 6 : Données morphologiques et paramètres ventilatoires des patients non répondeurs (NR) et

répondeurs (R).

Non Répondeur Répondeur Test de Mann-Winley

p Médiane (1er Quartile - 3ème Quartile)

Médiane (1er Quartile - 3ème Quartile)

Age (mois) 60,0

(33,5 - 94,0)

27,0

(12,0 – 32,5) 0,081

Poids (Kg) 18,0

(12,0 – 24,5)

13,0

(9,3 – 15,0) 0,191

SC (m²) 0,72

(0,54 – 0,94)

0,57

(0,42 – 0,64) 0,158

Ø Aortique (cm) 13,3

(10,6 – 14,7)

11,6

(9,6 – 13,9) 0,329

Remplissage (ml/kg) 20,0

(20,0 – 20,0)

20,0

(19,7 – 20,0) 0,838

PEEP (cm H2O) 3

(3 - 3)

3

(3 – 3) 0,287

Pression Moyenne (cm H2O) 8,0

(8,0 – 9,0)

8,0

(7,5 – 8,0) 0,133

Compliance (ml/cm H2O) 10,8

(7,1 – 19,8)

8,0

(5,9 – 9,6) 0,418

Volume Courant (ml/kg) 8,42

(7,33 – 9,20)

8,00

(9,68 – 9,52) 0,664

Les patients NR ne présentaient pas de modification significative de leur paramètres

hémodynamiques après RV alors que les patients R augmentaient de façon significative leur PAM


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(+13 mmHg, p=0,05), leur PVC (+8,5 mmHg, p=0,05) et diminuaient leur ΔPP (-4%, p=0.004).

Avant le RV, les patients R étaient plus tachycardes que les NR (p=0,016) et la ΔPP était plus

importante (p=0,018).

Tableau 7 : Données hémodynamiques générales avant et après RV chez les NR et R.

Non Répondeurs Répondeur

Avant Après p Avant Après p

Fréquence Cardiaque (bpm) 106 (87 - 116)

108 (90 - 119)

0,803 130 (110 - 143)

135 (105 - 145)

0,88

PAS (mmHg) 120 (95 - 129)

122 (106 - 129)

0,572 99 (90 - 120)

123,5 (102 - 142)

0,12

PAD (mmHg) 59 (43 - 73)

63 (50 - 73)

0,626 51 (47 - 61)

60, (56 - 70)

0,08

PAM (mmHg) 73 (62 - 90)

80

(67 - 90) 0,538 67

(63 - 81) 81

(74 - 92) 0,01

PVC (mmHg) 5,5 (4,3 – 8,0)

10,0 (8,0 – 13,0)

0,084 8,0 (5,3 – 9,0)

13,5 (7,8 – 15,8)

0,05

Δ PP (%) 6,5 (5,3 – 7,0)

4,5 (4,0 – 5,8)

0,093 10,0 (8,5 – 13,3)

6,0 (4,3 – 7,0)

0,004

Tableau 8 : Comparaison des médianes des données hémodynamiques générales avant le RV entre NR et

R.

Non Répondeur Répondeur Test de Mann-Winley

P

Fréquence Cardiaque (bpm) 106

(87 – 116)

130

(110 – 143) 0,016

PAS 120

(95 – 129)

99

(90 – 120) 0,611

PAD 59

(43 – 73)

51

(47 – 61) 0,531

PAM 73

(62 – 90)

67

(63 – 81) 0,703

PVC 5,5

(4,3 – 8,0)

8,0

(5,3 – 9,0) 0,493

Δ PP 7

(5 – 7)

10

(9 – 13) 0,018


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V.2.2 Paramètres mesurés par le Nicom®

Les paramètres hémodynamiques mesurés par bioréactance sont présentés et comparés dans les

tableaux 9 et 10. Les patients R présentaient après RV une augmentation significative de leur VES,

VESi, DC et IC. Le volume d’éjection systolique non indexé (VES) et indexé à la surface corporelle

(VESi) ainsi que la variation du volume éjecté VVS étaient significativement différents entre les

patients NR et R.

Tableau 9 : Médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par bioréactance chez les patients NR et

R avant et après le RV.

NICOM Non Répondeur Répondeur


VES (ml) 30,0 (16,9 – 36,6)

32,2 (17,3 – 40,0)

0,507 8,3 (7,5 – 18,8)

14,0 (12,6 – 22,7)

0,046

VESi (ml/m2) 34,0

(27,5 – 38,5) 36,0

(28,0 – 45,0) 0,371 20,0

(17,0 – 27,0) 30,0

(25,0 – 35,0) 0,004

VVS (%) 8,0 (4,5 – 10,5)

7,0 (4,0 – 11,0)

0,877 13,0 (11,0 – 14,8)

10,5 (8,0 – 13,3)

0,100

DC (L/min) 2,8 (1,8 – 3,5)

2,8 (2,0 – 3,89)

0,547 1,1 (0,9 – 1,7)

1,90 (1,60 – 2,38)

0,013

IC (l/min/m2) 3,6

(2,3 – 3,9) 3,6

(2,8 – 4,1) 0,467 2,6

(1,7 – 3,1) 3,8

(3,3 – 4,4) 0,002

Tableau 10 : Comparaison des médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par le Nicom® avant

le RVe entre NR et R.

NICOM Non Répondeur Répondeur p

VES (ml) 30,0 (16,9 – 36,6)

8,3 (7,5 – 18,8)

0,046

VESi (ml/m2) 34,0

(27,5 – 38,5) 20,0

(17,0 – 27,0) 0,006

VVS (%) 8,0 (4,5 – 10,5)

13,0 (11,0 – 14,8)

0,004

DC (L/min) 2,8 (1,8 – 3,5)

1,1 (0,9 – 1,7)

0,089

IC (l/min/m2) 3,6

(2,3 – 3,9) 2,6

(1,7 – 3,1) 0,130


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L’aire sous les courbes ROC étaient respectivement pour le VES, le VESi et le VVS de 0,72 ; 0,80

et 0,81 (Figure 10 et 11). La sensibilité, la spécificité, les valeurs prédictives positives et négatives

de chaque paramètre sont représentées dans le tableau 11. Le VVS semble être le meilleur

paramètre prédictif de la réponse au remplissage avec une sensibilité de 86 %, une spécificité de

67 %, une VPP de 70 % et une VPN de 83 % pour un seuil à 10%.

Tableau 11 : Présentation des différents paramètres prédictifs de l’efficacité du RV mesurés par le

Nicom® avec leur aire sous la courbe ROC (AUC), l’indice de Youden maximum obtenu, le seuil

correspondant, la sensibilité, la spécificité, les valeurs prédictives positives (VPP) et négatives (VPN).

Test AUC Indice de

Youden Seuil Se (%) Spe (%) VPP (%) VPN (%)

VES 0,72 0,47 20 ml 80 66 71 77

VESi 0,80 0,47 29 ml/m2 87 60 68 81

VVS 0,81 0,60 10% 86 67 70 83

Figure 10 : Courbes ROC du VES et du VESi mesurés par le Nicom®

Figure 11 : Courbe ROC de la VVS mesuré par le Nicom®

VES

AUC 0,72

VESi

AUC 0,80

VVS

AUC 0,81


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V.2.3 Paramètres mesurés par l’ETT

Les paramètres hémodynamiques mesurés parETT sont présentés et comparés dans les tableaux 12

et 13. Les patients R présentaient, après RV, une augmentation significative de leur ITV moyen, du

VES, du VESi, du DC et de l’IC ainsi qu’une diminution du ΔVpic. Aucun de ces paramètres

n’était modifié chez les NR. L’ITV moyen, la ΔITV, le VES, le VESi et la ΔVpic étaient

significativement différents entre les patients NR et R.

Les surfaces sous les courbes ROC des différents paramètres sont présentées dans le tableau 14. Le

VESi semble le paramètre le plus performant pour prédire la réponse au RV avec une sensibilité à

93 %, une spécificité à 83 %, une VPP à 82% et une VPN à 92%.

Tableau 12 : Médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par ETT chez les patients NR et R avant

et après le RV.

ETT Non Répondeur Répondeur


ITV moyen (cm) 17,2 (15,6 – 19,4)

19,0 (15,9 – 19,3)

0,369 13,1

(11,8 – 15,3) 16,5

(14,7 – 19,5) 0,002

Δ ITV (%) 6,7 (2,1 – 10,5)

7,1

(4,9 – 10,1) 0,695

11,9 (9,0 – 17,9)

6,7 (4,5 – 13,9)

0,113

VES (ml) 25,0 (17,1 – 31,6)

25,0 (16,9 – 33,8)

0,917 13,2

(10,8 – 14,6) 16,3

(13,5 – 20,3) 0,05

VESi (ml/m2) 33,3 (30,6 – 36,1)

34,3 (31,3 – 36,8)

0,663 24,5

(21,3 – 27,6) 34,5

(26,3 – 36,2) 0,001

Delta Vpic (%) 6,3 (4,2 – 11,1)

6,9 (4,7 – 8,9)

0,826 15,1

(12,8 – 19,5) 6,9

(4,5 – 12,2) 0,048

DC (l/min) 2,4 (1,8 – 3,1)

2,4 (1,9 – 3,2)

0,756 1,7

(1,3 – 1,9) 2,1

(1,8 – 2,4) 0,025

IC (l/min/m2) 3,3 (2,9 – 3,7)

3,3 (3,1 – 4,1)

0,633 3,1

(2,5 – 3,6) 3,9

(3,4 – 5,0) 0,011


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Tableau 13 : Comparaison des médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par l’ETT avant le RV

entre NR et R.

ETT Non Répondeur Répondeur p

ITV moyen (cm) 17,2 (15,6 – 19,4)

13,1 (11,8 – 15,3)

0,004

Δ ITV (%) 6,7 (2,1 – 10,5)

11,9 (9,0 – 17,9)

0,023

VES (ml) 25,0

(17,1 – 31,6) 13,2

(10,8 – 14,6) 0,018

VESi (ml/m2) 33,3 (30,6 – 36,1)

24,5 (21,3 – 27,6)

0,0003

Delta V peak (%) 6,3 (4,2 – 11,1)

15,1 (12,8 – 19,5)

0,013

DC (l/min) 2,4 (1,8 – 3,1)

1,7 (1,3 – 1,9)

0,065

IC (l/min/m2) 3,3

(2,9 – 3,7) 3,1

(2,5 – 3,6) 0,281

Tableau 14 : Présentation des différents paramètres prédictifs mesurés par l’ETT à la réponse au RV avec

leur aire sous la courbe ROC (AUC), l’indice de Youden maximum obtenu, le seuil correspondant, la

sensibilité, la spécificité, les valeurs prédictives positives (VPP) et négatives (VPN).

Test AUC Indice de

Youden Seuil Se (%) Spe (%) VPP (%) VPN (%)

ITV moyen 0,81 0,6 15 cm 73 86 84 76

ΔITV 0,75 0,4 8% 80 60 67 75

VES 0,76 0,6 16 ml 80 80 80 80

VESi 0,89 0,76 30 ml/m2 93 83 82 92

ΔVpic 0,77 0,60 12% 80 80 80 80


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Figure 12 : Courbes ROC de l’ITV et de la ΔITV mesurés en ETT

Figure 13 : Courbes ROC du VES et du VESi mesurés en ETT

Figure 14 : Courbe ROC du pic de vélocité aortique (ΔVpic) mesuré en ETT.

VES

AUC 0,76

ΔVpic

AUC 0,77

VESi

AUC 0,89

ΔITV

AUC 0,75

ITV

AUC 0,81


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VI. DISCUSSION

L’impédance thoracique puis secondairement la réactance ont été décrites il y a plusieurs

dizaines d’années et les algorithmes de calcul se sont succédés afin d’améliorer la performance de

ces dispositifs. Ces méthodes de mesure du VES et du DC sont séduisantes du fait de leur simplicité

d’utilisation, de leur faible innocuité et de la possibilité d’utilisation en continu. Les données de

cette étude mettent en évidence un faible biais entre les mesures du VES et du DC enregistrées par

le système Nicom®

et celles recueillies par l’ETT (-1 ml pour le VES et - 0,11 l/min pour le débit

cardiaque) ainsi qu’une bonne corrélation entre les 2 méthodes (indice de Pearson respectivement à

0,90 et 0,89 ; p<0,001). Néanmoins, les pourcentages d’erreur restent trop importants pour pouvoir

conclure à l’équivalence de ces 2 techniques. En effet, les limites d’agréments restent larges (entre -

14 ml et +11,7 ml pour le VES et -1,4 et +1,2 l/min pour le DC), possiblement à cause d’un nombre

de mesures insuffisant. L’inclusion d’un plus grand nombre de patients ainsi qu’une répétition plus

fréquente des mesures pourraient permettre de confirmer ou infirmer ces résultats. L’échographie

cardiaque n’est pas la méthode de référence de mesure du DC qui reste le cathétérisme artériel

pulmonaire. Cependant, l’utilisation de la sonde de Swan Ganz chez l’enfant est une méthode

d’investigation invasive et dont le bénéfice attendu est faible par rapport aux autres nouvelles

techniques d’évaluation moins invasives. Nous avons évalué un pourcentage d’erreur calculé par

rapport à cette méthode de référence en tenant compte du pourcentage d’erreur des méthodes

échocardiographiques estimés à 30%. Les pourcentages d’erreur calculés sont de 48% pour le VES

et de 46% pour le DC, ne permettant pas d’affirmer la fiabilité de cet outil dans la mesure de ces

paramètres. Si les mesures du VES et du DC semblent importantes dans l’évaluation de l’état

hémodynamique, l’appréciation de leur variation l’est davantage. Dans notre travail, le système

Nicom® montre une bonne performance dans la détection de variations du VES et du Dc secondaire

au RV. En effet ,les pourcentages de concordance sont de 80% pour la variation du VES et de 87%


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pour la variation du DC. Ces résultats nécessitent des explorations ultérieures puisque seules les

variations secondaires à une expansion volémique ont été étudiées et les travaux futurs devront

évaluer la capacité du système Nicom® à détecter la baisse du VES et du DC, notamment lors de

pertes sanguines importantes. En effet, le modèle mathématique de la bioréactance repose sur un

certain nombre d’hypothèses anatomiques et physiologiques dont la constance de la résistivité

sanguine. Or celle-ci est directement proportionnelle au taux d’hématocrite et l’on peut penser

qu’une hémodilution importante pourrait ainsi biaiser les mesures réalisées par bioréctance. Les

études ayant validé l’utilisation du dispositif ont mis en évidence que ce biais était négligeable pour

un taux d’hématocrite entre 25% à 45% (14). Néanmoins,des travaux ont montré que sur un modèle

animal de choc hémorragique, le dispositif Nicom® ne permettait pas la détection des variation du

DC par rapport aux techniques de thermodilution. Ainsi,les résultats de notre étude nécessitent

d’être confirmés notamment dans les situations de choc hémorragique.

Nous avons également étudié si les paramètres mesurés par le dispositif Nicom® pouvaient

prédire la réponse au RV. Pour être prédictif, un paramètre doit être statistiquement différent entre

R et NR. : il doit être sensible aux variations de précharge induites, l’aire sous la courbe ROC doit

être supérieure à 0,8 et’augmentation du VES doit être d’autant plus grande que l’indice testé est

important avant le RV. Le VESi et le VVS mesurés par le dispositif Nicom ® répondent à ces

critères. Le VESi possède une aire sous la courbe à 0,80 avec une bonne sensibilité de 87% et une

spécificité de 60% pour un seuil à 29 ml/m2. Nos résultats sont comparables aux travaux ayant

utilisés d’autres méthodes de mesures. Ainsi, une étude récente chez le nourrisson met en évidence

le VESi évalué par doppler œsophagien comme seul paramètre prédictif au RV(25). L’aire sous la

courbe ROC était à 0,90 avec une sensibilité de 92% et une spécificité de 83% pour un seuil du

VESi à 25 ml/m2. Néanmoins, l’innocuité du doppler œsophagien n’est pas totale, avec des risques

de traumatisme de l’œsophage. De plus, l’utilisation de ce dispositif peut s’avérer délicate chez

l’enfant par la difficulté à maintenir un signal doppler stable. Ainsi,une baisse du VES mesuré par le

doppler œsophagien peut être secondaire à une baisse de la précharge mais également due au


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déplacement accidentel de la sonde. Dans notre travail, le VESi mesuré par ETT apparaissait

également être un très bon paramètre prédictif avec une aire sous la courbe ROC à 0,89 une

sensibilité de 93% et une spécificité de 83% pour un seuil à 30ml/m2 très proche des 29 ml/m

2

retrouvé par la bioréactance. Mais le VESi mesuré, quel que soit le dispositif, est un critère dit

« statique » qui présente des limites physiologiques. Ces limites se traduisent par le fait qu’un

critère statique peut mal apprécier la précharge ventriculaire gauche mais surtout la réserve de

précharge, qui dépend entre autre de la compliance des cavités ventriculaires (26). Or, aucun des

trente patients inclus dans l’étude ne présentait de dysfonction ventriculaire gauche ou droite et les

travaux ultérieurs devront déterminés la performance de cet indice pour ce type de population.

Néanmoins, en dehors de cas très particulier ou de la chirurgie cardiaque, la présence d’une

dysfonction cardiaque est rare chez l’enfant et ce paramètre devrait rester, dans ce contexte

pédiatrique, un bonne indice de précharge dépendance. La variation du volume d’éjection systolique

mesuré par bioréactance, la VVS, apparait également comme un indice intéressant. L’aire sous la

courbe ROC est de 0,81 avec une sensibilité de 86% et une spécificité de 67%. Les valeurs

prédictives positives sont de 70% et négatives de 83%. Ce paramètre est un indice dit

« dynamique » reposant sur l’intéraction cœur-poumon. De nombreux indices dynamiques ont été

développés ces dernières années afin de prédire la réponse au RV. Les variations respiratoires de la

pression pulsée (ΔPP), du pic de vélocité du flux aortique (ΔVpic) et du diamètres des veines caves

sont des indices performants chez l’adulte (27). Chez l’enfant, ces indices n’ont pas fait preuve des

mêmes performances probablement du fait des particularités physiologiques et anatomiques.

Ainsi,les données de la littérarture sont contradictoires concernant l’utilisation de la PP chez

l’enfant et seule la ΔVpic en échocardiographie semblerait prédire de façon efficace la réponse au

remplissage pour un seuil de 12% (6,7). Dans notre étude, l’aire sous la courbe ROC du VVS

obtenue par bioréactance est au moins équivalente à celle obtenue par la ΔVpic (0,81 vs 0,77) et des

études ultérieures devront confirmés la performance de cet indice obtenu de façon simple et non

invasive.


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Notre étude présente plusieurs limites. L’efficacité du RV reposait sur une augmentation du

VES de plus de 15%, et ce, de façon arbitraire. En effet, la définition de l’efficacité du remplissage

est variable dans la littérature, tant sur la proportion de la variation que sur le paramètre étudié.

Ainsi, de nombreuses études reposent sur l’analyse de la variation du DC et non sur celle du VES

car plus représentatif du transport en oxygène. Nous avons choisi d’étudier la variation du VES car

indépendant de la fréquence cardiaque. En effet, une augmentation de la fréquence cardiaque peut

entrainer une augmentation du débit sans qu’il n’y ait pour autant augmentation de la précharge. A

l’inverse, l’optimisation de la précharge par le RV peut entrainer la diminution d’une tachycardie

réflexe sans augmenter le DC. Nous avons choisi de définir la réponse positive au RV par une

augmentation de 15% du VES. Pour un seuil à 10%, 17 patients auraient alors été répondeurs et 13

non répondeurs avec une modification des aires sous la courbe ROC. Or, le pourcentage d’erreur

moyen d’erreur entre 2 mesures, quelque soit l’outil utilisé varie, de 10 à 12%, un seuil de 15%

nous paraissait plus adapter pour définir une réponse positive au RV. Enfin, nous n’avons pas

déterminé de « zone grise » pour les différents indices retenus. Cette nouvelle approche permet de

définir un intervalle de valeur, ou « zone grise », pour lequel la valeur de l’indice ne peut prédire

avec certitude la réponse attendue. Cette méthode d’évaluation des indices renseigne le clinicien sur

les limites de l’outil étudié(28).

La présence de critères en faveur d’une réponse favorable au RV n’est pas une indication en soi

à sa réalisation et la précharge dépendance n’est pas synonyme d’hypovolémie. Plusieurs travaux

ont tenté de conduire une stratégie des apports liquidiens uniquement basée sur ces indices sans

tenir compte du contexte clinique (29,30). Un RV excessif et inapproprié, même s’il est efficace

peut conduire à une surcharge hydrique responsable de complications sévères comme l’œdème

aigue du poumon ou l’aggravation de lésion neurologique chez le patient cérébrolésé (31). A ce

jour, peu d’outils permettent de prédire ou d’apprécier le bénéfice réel d’un RV sur l’oxygénation

tissulaire. L’utilisation du NIRS (near infrared spectroscopy) pourrait être une approche intéressante

car cet outil renseigne directement le clinicien sur l’oxygénation tissulaire (32).


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VII. CONCLUSION

Le dispositif NICOM® permet une mesure continue du VES et du DCe de façon simple et non

invasive en utilisant la bioréactance thoracique. En comparaison avec l’ETT, notre étude, menée sur

30 patients en post opératoire de neurochirurgie pédiatrique, ne permet pas de conclure à

l’équivalence de ces 2 méthodes. Malgré un faible biais et une bonne corrélation des mesures, les

pourcentages d’erreur demeurent trop importants. Néanmoins, cet outil de mesure montre de bonne

performance dans la détection de la variation du VES et du DC. De plus, le VESi et le VVS

mesurés par ce dispositif apparaissent comme de bons indices prédictifs de la réponse au RV avec

un seuil à 29 ml/m2 pour le VESi et à 10% pour le VVS. Des travaux complémentaires, menés sur

un plus grand nombre de patients sont nécessaires pour confirmer ou infirmer ces performances

notamment en situation de pertes sanguines importantes.

VIII. CONFLITS D’INTERET

Nous ne déclarons aucun conflit d’intérêt, en dehors du fait que le distributeur du matériel en

France a mis à disposition le moniteur et a fourni à titre gracieux le consommable nécessaire pour

réaliser l’étude.


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