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Bases et principes du
monitorage cardiovasculaire
Matthieu Biais
Pôle des Urgences Adultes-SAMU/SMUR
Hôpital Pellegrin, Bordeaux
Cours DESAR
Vendredi 4 avril 2013
PLAN
• ECG
• Pression artérielle– Non invasive
– Invasive
– DPP, DeltaPOP et PVI
• Mesure du Débit cardiaque– Principes
– Avantages et Inconvénients
• Mesure des pressions droites
• Mesure de la SvO2
• Principe d’optimisation hémodynamique peropératoire
ECG
• 3 brins
– 2 électrodes : type de dérivation monitorée
– 1 électrode neutre
• 5 brins
– Même principe
ECG
CM5
3 électrodes
CS5
3 électrodes
CB5
3 électrodes
5 électrodes
+ V4 = 98%
La Pression Artérielle
Pression Artérielle
Non Invasive
La Pression Artérielle
Invasive
La Pression Artérielle
PAD dépend
Tonus Vasculaire
Compliance artères
Durée de la diastole
PAD
La Pression Artérielle
La pression motrice
de la circulation
systémique est la
PAM (-Psm)
PAM
La Pression Artérielle
Débit
Pression
Pression Artérielle
Pression Pulsée
Pression pulsée = k.VES
Compliance artérielle
Interactions Cardio-Respiratoires
↓ de l’éjection du VD- ↓ du retour veineux
- ↑ de la postcharge du VD
↑ de l’éjection du VG
Inspiration Expiration
↓ de l’éjection du VG
↓ de la précharge VG
EFFETS DE LA VENTILATION MECANIQUE
La ventilation mécanique entraîne des
variations cycliques de VES en fonction
de la réserve de préchage
Indices Dynamiques
Réserve de
précharge :
variations
importantes
Absence de réserve de
précharge :
variations faibles ou
nulles
L’amplitude des variations respiratoire du VES
et de ses dérivés (PA, vélocité aortique …)
pourrait prédire l’efficacité d’un RV
∆down
∆up
Ligne de
référence
Pause
téléexpiratoire
∆PS
Analyse de la courbe de PA
• Etudes animales
• Analyse de la forme de la courbe de pression artérielle
• Composantes ∆up et ∆down
• Effets du remplissage
• Effets de la ventilation
SPV
∆down
∆up
Tavernier et al. Anesthesiology 1998
35 RV
15 patients
septiques
∆down
∆down≥5 mmHg
Pression pulsée
Pourquoi mesurer la pression
pulsée ?
Compliance constante au cours d’un cycle respiratoire
Variations de pression pulsée
=
Variations de VES
Compliance artérielle= k.
VES
∆PP
PP max
PP min
PPmax - PPmin
(PPmax + PPmin) / 2∆PP = X 100
Variations respiratoires de la
pression pulsée
40 patients septiques
intubés/ventilés en
insuffisance
circulatoire
∆PP
Am J Respir Crit Care Med 2000; 162:134-138
∆PP= PPmax-PPmin / PPmoy
∆POP= PPmax-PPmin / PPmoy
PPmin PPmax
POPmin POPmax
Oxymétrie de pouls
∆POP
POPmax - POPmin
(POPmax + POPmin) / 2
∆POP = X 100
∆POP
∆POP ≥ 13 %
Sensibilité = 80%
Spécificité = 90%
Oxymétrie de pouls
Mesure du Débit Cardiaque
CAP
• Méthode la plus ancienne
• Considérée comme la référence
• Basée sur le principe de Stewart Hamilton
• Injection d’un bolus froid dans l’OD
• Thermistance dans l’AP détecte les effets sur la température => courbe de dilution
• Mesure de l’aire sous la courbe
= débit cardiaque
CAP
• Principe de Stewart Hamilton
lumièredistale (AP)
lumière
du ballonnet
thermistance lumièreproximale (OD)
veine cave(voie proximale)
voie ventriculaire droite(pressions)
Le cathéter artériel pulmonaire standard
• Mesure intermittente
– Solution saline (10 mL)
– Réfrigérée (0°C)
– Trois injections moyennées
• Mesure continue
– Réactivité longue
• Attention
– Shunt intracardiaque
– IT significative
CAP
• Autres mesures
– Pressions droites
• PVC et PAPO
– SvO2
CAP
1809 patients
ASA III et IV
Chirurgie majeure
Mortalité
• Au total
– Technique invasive
– Seul le débit intermittent validé
– Pas de surmortalité démontrée mais pas de
bénéfice démontré non plus
– Indications
• Mesure DC +
• Pressions droites
• SvO2
CAP
• Thermodilution transpulmonaire
– Abord veineux central (Thermistance)
– Cathéter artériel spécifique (Thermistance)
– Principe de Stewart Hamilton
– Injection d’un bolus froid (15 mL)
– Mesure du DC (analyse de la courbe de
thermodilution)
– Site de détection proche de l’aorte
• Cathéter fémoral ou axillaire
PiCCOTM
PiCCOTM
40 patients
Sepsis
Bonne concordance entre TD transpulmonaire et TD artérielle pulmonaire
• Analyse de l’onde de pouls
– Mesure continue du DC à partir du calcul de
l’aire sous la courbe de pression artérielle
jusqu’à l’incisure dicrotique
PiCCOTM
24 patients
Post-opératoire, Chirurgie majeure
Instabilité hémodynamique
Bonne concordance entre le contour de l’onde de pouls et la TD artérielle pulmonaire
59 patients
Réanimation
Débit continu fiable si
- Recalibration toutes les heures
- Recalibration après modification
thérapeutique (amines)
• Au total:
– Moins invasif que le CAP mais VVC + KT artériel fémoral ou axillaire
– Fiable
– Nécessité de recalibrations fréquentes
– Indices de précharge-dépendance validés• DPP et VVE
– Autres paramètres• Précharge, contractilité, Eau Pulmonaire
ExtraVasculaire
PiCCOTM
• Récemment commercialisé
• Simplicité de mise en place
• Abord radial (ou fémoral)
• Pas de calibration nécessaire
• Principe:– La pression pulsée est proportionnelle au VES et
inversement proportionnelle à la compliance du système artériel
– Algorithme mathématique complexe
– Problématique : estimation de la compliance artérielle
VigileoTM
20 patients
Transplantation hépatique
Per et postopératoire
Stabilité HDMauvaise estimation du DC en cas de RVS basses
58 patients choc
septique
PE = 29,2%
Amélioration ++++
Absence de relation entre biais et RVS pour la
dernière génération
• Au total
– Mini-invasif
– Facilité de mise en place
– Bonne fiabilité même si RVS basses avec la
nouvelle version 3G
– Indice de précharge
• VVE : validé
VigileoTM
• Nécessité VVC + KT artériel
• Calibration nécessaire
– Dilution de sels de lithium
• Mesure continue
– Analyse de la pression pulsée
• Validé si au moins trois mesures
• Contre-indiqué : femme enceinte
• Attention aux curares
• Non disponible en France
LiDCOTM
• Insertion d’une sonde doppler dans
l’œsophage
• Mesure de la vélocité du flux aortique
descendant
• Estimation ou mesure du diamètre de
l’aorte descendante
• Mesure du VES
Doppler Oespohagien
• Difficultés
– Obtention d’un signal correct
– Entrainement nécessaire
• Technique fiable pour estimer des
variations de DC
Doppler Œsophagien
Méta-analyse
11 études
314 patients
Comparaison au CAP
Bio-impédance
• Mesure de la conductivité électrique
transthoracique
• Peu d’études de validation
• Ouverture thorax et abdomen modifie les
mesures
NiCOTM
• Equation de Fick appliquée au CO2
• DC = VCO2/(CvCO2-CaCO2)
• Interposition en parallèle sur le circuit
patient d’un circuit comportant un
débimètre et d’une valve permettant la ré-
inhalation partielle de CO2
• Bonne concordance avec le CAP
• Limite :
– Nécessité d’une hémodynamique stable
NiCOTM
Echocardiographie
transoesophagienne
• Opérateurs expérimentés
• Fiable
• Apporte beaucoup d’autres d’informations
que la mesure du DC
• Technique DIAGNOSTIC +++
• Pas de monitorage
Mesure des Pressions
lumièredistale (AP)
lumière
du ballonnet
thermistance lumièreproximale (OD)
veine cave(voie proximale)
voie ventriculaire droite(pressions, pacing)
Le cathéter artériel pulmonaire standard
Cheminement du cathéter
POD
temps
a
z
c
x
v
y
PVD
ECG :
a : systole auriculaire
z : relâchement auriculaire (fermeture tricuspide)
c : bombement des valves dans l’OD lors de la contraction ventriculaire isovolumétrique
x : attraction des valvules tricuspides vers la pointe
v : correspondant à l’afflux de sang veineux dans l’oreillette
Pression de l’Oreillette Droite (POD)
temps
pression(mmHg)
gonflage duballonnet
"transitoire"
de pression
PAP
PAPO
gonflage duballonnet
dégonflagedu ballonnet
PAP
PAPO
variations respiratoiresde la PAPO
Pression Artérielle Pulmonaire d’Occlusion
flux sanguin
flux sanguin
gonflage du ballonnet
interruption du flux dans un secteur dépendant d’une artère pulmonaire de gros calibre
OG
CAP
PAPO
veine pulmonairede gros calibre
Pression Artérielle Pulmonaire d’Occlusion
Mesure de la PAPO : Conditions de validité
Technique rigoureuse
Mesures réalisées sur enregistrement papier
Limitation des phénomènes de suramortissement
Compliance basse (tubulures courtes et rigides)
Absence de bulle d’air
Pas d’obstruction, même partielle (rinçage régulier)
Absence de plicature ou de compression
Colonne de sang ininterrompue
Attention si HTAP sévère: risque de surestimer la
PAPO
Les indices statiques de précharge
Les pressions de remplissage : PVC et PAPO
- mesure en téléexpiratoire
- en cas de PEP ou auto-PEP, approcher une valeur transmurale
- si insuffisance mitrale mesurée la valeur au pied de l’onde « V »
PAPO
V = 20 mmHg
Teboul et al. Indicateurs du remplissage vasculaire au cours de l’insuffisance circulatoire Réanimation 2004; 13: 255-63
A quoi sert la PAPO ?
1- Estimation de la précharge VG(et seulement du VG)
2- Estimation de la pression microvasculaire pulmonaire(et donc du risque d’oedème pulmonaire)
Estimation de la précharge du VG par la PAPO
PAPO
PTDVG
POG
VTDVG précharge VG
Problème de la PEP
Valvulopathies (IM, RM, IAo)
Problème de compliance et pressions extra-murales
Mean 211 / 195 52 %
Michard & Teboul. Chest 2002, 121:2000-8
R / NR R (%)
Calvin (Surgery 81) 20 / 8 71 %
Schneider (Am Heart J 88) 13 / 5 72 %
Reuse (Chest 90) 26 / 15 63 %
Magder (J Crit Care 92) 17 / 16 52 %
Diebel (Arch Surgery 92) 13 / 9 59 %
Diebel (J Trauma 94) 26 / 39 40 %
Wagner (Chest 98) 20 / 16 56 %
Tavernier (Anesthesio 98) 21 / 14 60 %
Magder (J Crit Care 99) 13 / 16 45 %
Tousignant (A Analg 00) 16 / 24 40 %
Michard (AJRCCM 00) 16 / 24 40 %
Feissel (Chest 01) 10 / 9 53 %
Predicting fluid responsiveness in ICU patients: a critical
analysis of the evidence
Les indices statiques de précharge
- même si correctement mesurées, PVC et PAPO médiocres indices prédictifs
de la réponse au RV
- en présence de valeurs (très) basses, une
efficacité du RV peut être raisonnablement
attendue
PVC < 5 mmHg
PAPO < 5 mmHg
PAPO < 7 mmHg
(accord fort)
(accord fort)
(accord faible)
Les pressions de remplissage : PVC et PAPO
- a contrario, pas de consensus pour définir une valeur sup de PVC et PAPO
au-dessus desquelles l’inefficacité du RV est hautement prévisible
Teboul et al. Indicateurs du remplissage vasculaire au cours de l’insuffisance circulatoire Réanimation 2004; 13: 255-63
PAPO et remplissage vasculaire
• Hors valeurs extrêmes (< 5 ou > 16 mmHg), la valeur
de la PAPO ne prédit pas la réponse au RV
• Chez un sujet donné, son élévation (> 18 mmHg) au
cours de l’EV peut faire envisager l’arrêt du remplissage
afin de réduire les risques d’œdème pulmonaire
Mesure de la SvO2
Mesure de la SvO2
• Discontinue:
– Impératifs techniques :
• Ballonnet du CAP dégonflé
• CAP régulièrement purgé
• Aspiration lente dans une seringue de petit calibre
– Limites :
• Risque infectieux, spoliation (enfant)
• Absence de monitorage réel
• Continue +++
– Fibres optiques
Mesure de la SvO2Deux sites de mesure:
• La SvO2 du sang veineux mêlé : CAP + fibres
optiques
• La SvO2 centrale ou ScvO2 :
– cathéter (en territoire cave supérieur) + fibres
optiques
Mesure de la SvO2Comparaison SvO2 et ScvO2
Reinhart et al. Chest 1989; 95: 1216-1221
Pas d’équivalence numérique stricte :
• Évolution parallèle
• Surestimation de la SvO2 par la ScvO2
• Significativité pathologique équivalente
Reinhart et al. Intensive Care Med 2004
Mesure de la SvO2
• Les variations de SvO2 détectent
clairement les modifications de PvO2
• SvO2 = reflet global de l’oxygénation
tissulaire
Mesure de la SvO2
TaO2 = DC . CaO2
VO2 = CO . Hb . (SaO2 – SvO2)
CaO2 = (Hb . 1,38 . SaO2) + (0,0031 . PaO2)
O2 lié O2 dissous
SvO2 = SaO2 -
VO2
IC x Hb x 1.34
A savoir ….
Mesure de la SvO2
A l’équilibre
TaO2 = CO . CaO2 . 10 VO2 = CO . Hb . (SaO2 – SvO2)
TaO2 1005 mL O2.min-1 VO2 230 mL O2.min-1
TvO2 = CO . CvO2 . 10
TvO2 775 mL O2.min-1
EO2 25%
SaO2 100%
SvO2 75%
• SvO2 = proportion d'hémoglobine transportant de l’O2
mesurée sur le sang veineux mêlé
• Reflet de la quantité d'O2 non extraite par les tissus après satisfaction des besoins métaboliques de l'organisme
• Deux mécanismes adaptatifs pour assurer l'adéquation entre TaO2 et VO2
l'augmentation de TaO2 (qui repose essentiellement sur l'élévation
du Qc) l'accroissement de EO2 (mécanisme tissulaire)
« Fondamentaux »
Une variation de SvO2 provient nécessairement de la variation d’un ou de plusieurs de ces déterminants …
SvO2 = SaO2 -VO2
IC x Hb x 1.34
Variations de la SvO2
Facteurs susceptibles d’influencer la
valeur de la SvO2
La valeur de la SvO2
Rend compte de l'importance de la mise
en jeu des phénomènes compensateurs
Témoigne de leur capacité à assurer
l'équilibre entre les besoins et les apports en
O2, garant du maintien d'un métabolisme
aérobie
La SvO2 reste globalement stable grâce à
la mise en jeu de mécanismes
compensateurs
Imputabilité à un facteur isolé
Quelques précautions préalables…
SvO2 = SaO2 -VO2
CI x Hb x 1.34
Inégalité de variabilité des 4
déterminants de la SvO2
• L'étendue numérique des variations de
chaque déterminants détermine la variation
numérique de la SvO2
• Dans un ordre décroissant, VO2 ou IC
(déterminants majeurs), puis Hb puis SaO2
(déterminants mineurs)
La mesure continue de la SvO2 reflétera mieux les variations des déterminants « majeurs » : IC et VO2
Covariations physiologiques
• Postulat = indépendance des déterminants de la SvO2 entre eux
• Réalités physiologiques
– un remplissage vasculaire dépourvu d'érythrocytes peut accroître IC, mais fait diminuer Hb
– il existe une liaison entre IC et SaO2
– l'hypothermie diminue VO2 et la P50…
Les variations isolées d'un seul des déterminants de SvO2
sont exceptionnelles voire inexistantes en clinique
Finalement, la SvO2 …
• N'est pas physiologiquement régulée
• Permet d’apprécier l'existence d'un
déséquilibre entre les besoins et les apports en
oxygène
• Est la seule méthode permettant d'évaluer de
façon continue la finalité principale du DC la
délivrance d'O2 aux tissus
• N’a pas de valeur « normale » surveillance
continue préférable
Existe-t-il un bénéfice à
monitorer le débit cardiaque
des patients au bloc
opératoire ?
Remplissage vasculaire
au bloc opératoire
Attitude libérale
vs restrictive
« Goal-directed therapy »
Apport constant de soluté
« Beaucoup » ou «peu »
Sans monitorage
Pas d’adaptation au patient
Apport variable de soluté
Monitorage des effets du RV
Adapté à chaque patient
« Optimisation HD peropératoire »
172 patients, résection colorectale
Groupe standard : 500 mL HEA puis 7, 5 et 3 ml/kg/h + compensation saignement
Groupe restrictif : compensation saignement
Attitude libérale : augmentation des complications majeures et mineures
152 patients
Chirurgie abdominale
Groupe libéral : 12 ml/kg/h
Groupe restrictif: 4 ml/kg/h
Attitude libérale :
augmentation des
complications post-
opératoires
Libéral ou Restrictif ?
• Un apport excessif de soluté au bloc
opératoire est pourvoyeur de complications
post-opératoires
• Mais une hypovolémie aussi !
Libéral ou Restrictif ?
Bungaard-Nielsen et al. Acta Anesthesiol Scand 2009
Objectif
Optimisation hémodynamique
Précharge
Volume
d’éjection systoliqueObjectif du RV = augmentation
du VES
RV : augmentation de la
précharge
Augmentation du VES ?
Titration du RV
- Augmentation du VES =
continuer
- Pas d’augmentation du VES
= STOP
« Goal-directed therapy »
• Optimisation des paramètres
hémodynamiques
• Précoce
• Adaptée à chaque patient
• Diminution de la mortalité dans le choc
septique
– Rivers et al. NEJM 2001
• Et au bloc opératoire ?
108 patients
Résection colique
Control : remplissage libre
Intervention : RV guidé par le
doppler œsophagien,
optimisation du VE
Diminution de la durée d’hospitalisation
90 patients
Fracture col fémur
3 groupes
RV guidé par PVC, doppler
oesophagien
Sortie de l’hôpital plus précoce
L’optimisation hémodynamique des patients à haut
risque réduit la mortalité
16 études
3410 patients
L’optimisation
hémodynamique des patients
diminue les complications
gastrointestinales
pourvoyeuses de morbidité et
de mortalité
33 patients
Chirurgie haut risque
2 groupes
- Standard
- Optimisation du PPV (<10%)
Jochen Mayer, M.D., Joachim Boldt, M.D., Ph.D., Andinet Mengistu, M.D., Kerstin D.
Röhm, M.D., Stefan Suttner, M.D. March 2010
60 patients
Antécédents cardiovasculaires
Chirurgie abdominale majeure
Groupe standard: PAM>60mmHg,
PVC=8-12mmHg, diurèse>0.5ml/kg/h
Groupe optimisation: SVV<12% et
CI>2.5l/min/m²
Diminution de la durée d’hospitalisation et des complications
Fin …