0

ACADEMIE DE PARIS

Université Paris VI

Année 2011

MEMOIRE pour l’obtention du DES d’Anesthésie-Réanimation

Coordonnateur : M. le Professeur Didier Journois

par

MARC GARNIER

Présenté et soutenu le 19 octobre 2011

EVALUATION DU MONITORAGE DU VOLUME PULMONAIRE TELE-EXPIRATOIRE

PAR CRF INVIEW® ET DU SCORE ECHOGRAPHIQUE DE RE-AERATION

PULMONAIRE COMME METHODES D’ESTIMATION DU RECRUTEMENT

ALVEOLAIRE APRES MODIFICATION DE LA PRESSION EXPIRATOIRE POSITIVE AU

COURS DE L’AGRESSION ALVEOLAIRE AIGUË

Travail effectué sous la direction du Dr. Christophe Quesnel et du Pr. Francis Bonnet

1

TABLE DES MATIERES

REMERCIEMENTS ............................................................................................................................. 2

ABREVIATIONS ................................................................................................................................ 3

INTRODUCTION ............................................................................................................................... 4

BUT DE L’ETUDE ............................................................................................................................ 11

MATERIEL ET METHODES ................................................................................................................ 12

Population de l'étude ........................................................................................................... 12

Définition des critères d’évaluation ..................................................................................... 13

Calcul d’effectif ..................................................................................................................... 13

Standardisation de la prise en charge des patients en ALI/SDRA ........................................ 13

Données recueillies et calculées .......................................................................................... 14

Techniques d'évaluation du recrutement alvéolaire ........................................................... 14

- Courbes Pressions-Volumes ........................................................................................... 15

- Echographie pulmonaire ................................................................................................ 15

- Mesure de la variation d’EELV (EELV) .......................................................................... 16

Données hémodynamiques et d’hématose ......................................................................... 18

Analyses statistiques ............................................................................................................ 19

PLAN EXPERIMENTAL ...................................................................................................................... 19

RESULTATS ATTENDUS – BENEFICES POUR LES PATIENTS ........................................................................ 19

RESULTATS ................................................................................................................................... 21

Données cliniques à l’inclusion ............................................................................................ 21

Evaluation du recrutement alvéolaire après modification de la PEP................................... 23

Comparaison du volume recruté après modification de la PEP mesuré sur les courbes PV et estimé par CRF INview® et échographie pulmonaire ...................................................... 24

Comparaison du volume recruté donné par les 3 techniques avec l’évolution de la PaO2 . 25

Evolution des paramètres ventilatoires et gazométriques .................................................. 28

Evolution des paramètres de tolérance hémodynamique .................................................. 29

DISCUSSION .................................................................................................................................. 30

Evaluation de la fonction CRF INview®................................................................................. 30

Evaluation de l’échographie pulmonaire ............................................................................. 36

Evaluation de la PaO2 ........................................................................................................... 39

Dualité d’effets de la PEP et intégration du recrutement alvéolaire dans la prise en charge globale du patient en ALI/SDRA ........................................................................................... 40

PERSPECTIVES ET CONCLUSION ......................................................................................................... 43

ANNEXES ..................................................................................................................................... 44

REFERENCES ................................................................................................................................. 49

2

REMERCIEMENTS

Je tiens à remercier en premier lieu le Dr Christophe Quesnel pour son aide précieuse dans la

conception de l’étude CECILIA, et pour ses relectures attentives de ce mémoire. C’est un

plaisir sans cesse renouvelé depuis maintenant un certain nombre d’années d’échanger avec

Christophe. Je tiens également à le remercier pour tous ses conseils avisés concernant tant

la recherche fondamentale que la recherche clinique. Au-delà du collègue et du chef que je

respecte, j’ai trouvé en Christophe une personne qui a toujours été disponible malgré ses

nombreuses sollicitations, et un véritable ami.

Je tiens également à remercier l’ensemble des médecins anesthésistes-réanimateurs de la

réanimation de l’hôpital Tenon, et au premier rang desquels le Dr Jean-Pierre Fulgencio, sans

qui je n’aurais peut être pas choisi notre magnifique spécialité. Je tiens à remercier aussi le

Pr Francis Bonnet qui m’a toujours fait confiance, au point d’avoir présidé mon jury de thèse

de médecine et de m’avoir donné la chance d’être chef de clinique dans son service.

Je voudrais également remercier tous les médecins anesthésiste-réanimateurs ou

réanimateurs médicaux qui ont marqué mon internat et m’ont appris tout ce que je sais.

Parmi eux une pensée toute particulière pour les Drs Lambert, Lasocki, Bruel, Coquet,

Benayoun, Trouiller, Pease, Paugam, Fartoukh, Parrot, ainsi que pour les Prs Mantz, Coriat et

Riou. Merci également à tous mes co-internes, compagnons d’infortune parfois, amis pour le

meilleur souvent, avec qui j’ai partagé ces années d’apprentissage de notre spécialité.

Merci à tous les miens, mes parents, ma famille, ma belle-famille et mes amis qui ont

toujours accepté mes choix et dont la présence est l’aide la plus précieuse qu’on puisse

imaginer. Merci enfin à Clémence, pour sa présence au quotidien, et à Gavroche, la plus

belle chose de ma vie, qui a déjà « deux z’ans » !

La fin de l’internat… « Ce n’est pas la fin. Ce n’est même pas le commencement de la fin.

Mais c’est peut être la fin du commencement… » Winston Churchill

3

ABREVIATIONS

ALI Acute Lung Injury

Courbe PV Courbe pressions-volumes

CRF Capacité résiduelle fonctionnelle

DC Débit cardiaque

EELV Volume pulmonaire de fin d’expiration (End Expiratory Lung Volume)

EPEi Eau pulmonaire extravasculaire indexée

FC Fréquence cardiaque

IC Index cardiaque

PaCO2 Pression artérielle en dioxyde de carbone

PAD Pression artérielle diastolique

PAM Pression artérielle moyenne

PaO2 Pression artérielle en oxygène

PAS Pression artérielle systolique

PEP Pression expiratoire positive

PetCO2 Pression de fin d’expiration en CO2 (Pend tidal CO2)

SaO2 Saturation artérielle en oxygène

SDRA Syndrome de Détresse Respiratoire Aiguë

STDVD Surface télédiastolique du ventricule droit

STDVG Surface télédiastolique du ventricule gauche

Vd Volume de l’espace mort

VILI Lésions pulmonaires induites par la ventilation (Ventilator Induced Lung Injury)

VPP Variation de pression pulsée

VR Volume résiduel

VRE Volume de réserve expiratoire

Vt Volume courant

VTDi Volume télédiastolique indexé

4

INTRODUCTION

L’agression alvéolaire aiguë (Acute Lung Injury *ALI+ ou Syndrome de Détresse Respiratoire

Aiguë [SDRA]) est une situation fréquente chez les patients ventilés hospitalisés en

réanimation. Les ALI/SDRA sont caractérisés par une hypoxémie grave [1] liée à la

destruction étendue de la structure pulmonaire normale survenant lors de diverses

pathologies primitivement pulmonaires (pneumopathie, inhalation…) ou extra-pulmonaires

(sepsis, pancréatite…). Le mécanisme essentiel de cette hypoxémie est l’inadéquation du

rapport ventilation/perfusion (effet shunt), liée au comblement des zones pathologiques du

poumon par du matériel cellulaire et de l'œdème contenant cellules inflammatoires, matrice

extracellulaire et coagulum.

La réouverture de ces zones est possible par une majoration transitoire de la pression

alvéolaire (pression de plateau) suivie de l’application d’une Pression Expiratoire Positive

(PEP) adaptée évitant leur fermeture secondaire [2]. Cette stratégie de majoration de la

surface fonctionnelle d’échange pulmonaire qui définit le recrutement alvéolaire, se traduit

par une amélioration de l’hématose. Le réglage optimal de la PEP au lit du patient reste

toutefois difficile, car les lésions pulmonaires sont hétérogènes. Ainsi, un niveau donné de

PEP appliquée à l'ensemble du poumon peut à la fois limiter le dérecrutement de certaines

zones pathologiques, mais aussi favoriser la distension de zones saines. Le clinicien doit donc

adapter individuellement le niveau de PEP afin de trouver le meilleur compromis entre effets

bénéfiques et adverses de cette élévation de PEP. Un des éléments d’information important

pour guider ce choix est de pouvoir évaluer objectivement l’impact du niveau de PEP testé

en termes de maintien du recrutement alvéolaire.

Pour cela, différentes méthodes d’évaluation du recrutement sont réalisables chez les

patients et ont été diversement évaluées en situation clinique. L’utilisation d’une de ces

techniques ne s’est pas encore imposée en pratique clinique, car chacune présente des

avantages et des inconvénients limitant son usage au lit du malade pour le clinicien.

La tomodensitométrie thoracique apparaît comme la technique de référence pour évaluer le

recrutement alvéolaire [3]. Néanmoins, elle nécessite plusieurs séquences d'acquisition pour

évaluer les effets de l’augmentation de la PEP en termes de prévention du dérecrutement ou

de surdistension. En plus d’être irradiante, cette technique a le grand inconvénient de

nécessiter un transport parfois délétère pour le patient dans le service de radiologie. De

5

plus, l’analyse des images obtenues est longue et nécessite une expertise particulière qui

rend cette méthode inutilisable en pratique courante [4]. L’apport d’acquisitions plus

courtes et moins irradiantes, par exemple l’acquisition de 10 coupes parenchymateuses au

lieu de l’acquisition millimétrique complète des poumons proposée par Reske et al. [5], est

sans doute une avancée intéressante. Mais cette stratégie n’évitera pas la répétition des

acquisitions à différents niveaux de PEP avec ses corollaires en termes d’attente au scanner,

ni le déplacement du patient dans le service de radiologie. Enfin, le recrutement et le

dérecrutement pulmonaire sont des phénomènes dynamiques influencés par les soins

procurés au patient (aspirations trachéales, posturage…) et par l’évolution de la maladie.

Ainsi, l’utilisation de méthodes réalisables au lit du patient semble à privilégier dans une

optique d’optimisation des soins, car elles sont réalisables plusieurs fois par jour et

permettent d’apporter un bénéfice immédiat au patient, à la différence de la

tomodensitométrie thoracique.

Différentes techniques d’évaluation du recrutement alvéolaire sont utilisables au lit du

patient et seront brièvement présentées.

L’évaluation de l’effet de la PEP sur l’oxygénation (i.e. la PaO2) est une méthode simple

d’évaluation du recrutement alvéolaire. Cependant, elle est sujette à caution compte-

tenu des multiples paramètres extra-pulmonaires qui peuvent la modifier [6, 7]. Ainsi,

cette méthode régulièrement utilisée en situation clinique ne reflète qu’indirectement et

que très grossièrement le recrutement pulmonaire, sans le quantifier précisément et sans

évaluer le risque de lésions pulmonaires induites par la ventilation.

D’autres techniques plus précises évaluant et quantifiant le recrutement alvéolaire ont

été développées. L’étude de la courbe Pressions-Volumes (PV) thoraco-pulmonaires

obtenue à l’aide du respirateur, a été proposée pour évaluer le recrutement et permettre

le réglage de la PEP [8]. Plusieurs paramètres de cette courbe PV ont été validés par

différents travaux pour régler la PEP optimale, comme le point d’inflexion inférieur [9,

10], ou la forme [11] et la pente de la courbe (représentant la compliance thoraco-

pulmonaire) [12-14]. L’étude de la courbe PV a également permis de mesurer le volume

recruté par la PEP en superposant sur un même graphique les courbes obtenues à

différents niveaux de PEP [15-18]. Cette technique a été comparée avec la

tomodensitométrie thoracique, considérée comme examen de référence [19]. Dans cette

6

étude, le volume recruté par l’application d’une PEP 15 cmH2O mesuré sur les courbes PV

était étroitement corrélé au volume obtenu par tomodensitométrie (r=0,82 ; p<0,0001).

La validation de la technique des courbes PV a permis de la considérer comme un gold

standard au lit du patient, et a depuis servie de référence dans plusieurs études cliniques

comparant d’autres techniques d’évaluation du recrutement [20, 21]. Enfin, la technique

des courbes PV a été aussi utilisée pour évaluer le recrutement induit par une

modification de position du patient [22] ; ou encore pour comparer le potentiel de

recrutement induit par la PEP en fonction de l’étiologie pulmonaire ou extra-pulmonaire

de l’agression alvéolaire aiguë [23].

Les différentes données de la courbe PV permettent d’évaluer le recrutement quelle que

soit la forme du SDRA. Dans les SDRA diffus (environ 25% des SDRA) la perte d’aération

pulmonaire est répandue de façon homogène entre les lobes supérieurs et inférieurs des

poumons droit et gauche [24]. Ainsi, le potentiel de recrutement par l’application d’une

pression positive est important [2]. En revanche dans les SDRA plus localisés (forme focale

représentant environ 35% des SDRA ou patchy représentant environ 40% des SDRA), les

atteintes parenchymateuses sont le plus souvent majoritairement localisées aux zones

dépendantes inféro-postérieures. La perte d’aération est hétérogène avec une perte

d’aération des lobes supérieurs modeste voire nulle [24]. Le recrutement induit par

l’application de la même pression positive à tout le poumon est cette fois-ci moins

prévisible et s’accompagne d’une hyperinflation des zones supérieures plus saines. Une

étude récente suggère que le recrutement induit par la seule PEP (et non pas l’association

de la PEP et du volume courant insufflé) peut être mesuré par le décalage des courbes PV

enregistrées à différents niveaux de PEP, à la pression statique correspondant à la PEP la

plus élevée. Ainsi pour cette pression donnée, le décalage entre la partie linéaire de la

courbe PV à PEP inférieure et l’origine de la courbe PV à PEP supérieure correspond au

recrutement induit par la différence entre la PEP supérieure et la PEP inférieure [21]

(Cf. figure 1).

Un patient non recruteur aurait ainsi un même volume pulmonaire pour une pression

pulmonaire donnée quelle que soit la courbe PV et le niveau de PEP considéré. A

l’inverse, chez un patient recruteur, il existera un décalage entre les volumes pulmonaires

correspondant à la même pression statique sur deux courbes PV obtenues à niveaux de

PEP différents (Cf. figure 2).

7

Figure 2 : Exemple de mesure du recrutement induit par l’application d’une PEP. On constate l’absence de recrutement notable induit par l’application d’une PEP de 5 ou 10 cmH2O (ellipses noires), alors que l’application d’une PEP de 15 cmH2O entraine un recrutement, matérialisé par la double flèche (RECmes pour « Recrutement Mesuré »), d’environ 170 mL. Données personnelles.

Figure 1 : Mesure du recrutement induit par l’application d’une PEP sur les courbes PV. Le recrutement est la différence de volume mesuré entre la courbe en PEP inférieure et la courbe en PEP supérieure, à la pression statique correspondant à la PEP supérieure. Dans cet exemple, recrutement (RECmes) d’approximativement 300 mL entre PEP1 de 6 cmH20 et PEP2 de 14 cmH20. D’après Dellamonica [21].

8

Depuis quelques années, l’utilisation de l’échographie thoracique s’est répandue dans les

services de réanimation. La sémiologie de l’échographie pulmonaire s’est ainsi

développée en réanimation et l’usage de cet outil d’imagerie non irradiant au lit du

patient est devenue une pratique de soin courante [25]. Les principaux syndromes

pulmonaires ont été ainsi décrits sur le plan échographique (syndrome interstitiel,

syndrome de condensation pulmonaire, syndrome d’épanchement gazeux ou liquidien de

la plèvre). L’échographie a ainsi supplanté l’auscultation et la classique radiographie de

thorax en terme de capacité diagnostique [26, 27]. Récemment, l’échographie a été

utilisée pour mettre en évidence la ré-aération pulmonaire au cours du traitement

antibiotique des pneumopathies en réanimation, avec une excellente corrélation avec la

tomodensitométrie, tandis que la radiographie de thorax était peu performante [28].

D'autres travaux ont montré que lors de l’agression alvéolaire aiguë, l’échographie

pulmonaire peut être utilisée afin de détecter l'œdème pulmonaire interstitiel ou

alvéolaire, une consolidation pulmonaire, des foyers de pneumopathie, ou un éventuel

épanchement pleural liquidien ou gazeux [29]. Une étude a utilisé l’échographie

pulmonaire pour distinguer œdème pulmonaire cardiogénique (OAPc) et œdème

pulmonaire lésionnel du à un ALI/SDRA en se basant sur la présence de certains signes

échographiques tels que la présence d’anomalies de la ligne pleurale, l’abolition du

glissement pleural ou la présence de parenchyme pulmonaire condensé chez les patients

ALI/SDRA par rapport aux patients en OAPc [30]. Enfin, l’échographie pulmonaire a été

utilisée chez des patients en postopératoire de chirurgie cardiaque pour évaluer la gravité

d’un œdème pulmonaire, en montrant une bonne corrélation avec les mesures non

invasives fournies par méthode PiCCO® (corrélation nombre de queues de comètes – eau

pulmonaire extravasculaire, r=0,42 – p=0,001) ou avec les mesures invasives fournies par

le cathétérisme de Swan Ganz (corrélation nombre de queues de comètes – pression

pulmonaire d’occlusion, r=0,48 – p<0,0001) [31].

Peu d’études ont comparé l’échographie pulmonaire à une autre technique en termes de

ré-aération ou de recrutement au cours de l’agression alvéolaire aiguë. En 2001, une

équipe japonaise rapporte une assez bonne corrélation entre la surface de lobe inférieur

gauche condensée mesurée sur une coupe moyenne d’échographie trans-œsophagienne

(ETO) et la surface de parenchyme condensé mesurée au scanner (r=0,72 ; p<0,01) [32].

La surface condensée mesurée en ETO pendant 5 jours consécutifs diminuait avec la

9

résolution de l’ALI/SDRA. Plus récemment, une description de cas a rapporté la

sémiologie échographique d’une ré-aération pulmonaire chez une jeune patiente en

SDRA après application d’une manœuvre de recrutement (pression de 40 cmH2O pendant

30s), suggérant que l’échographie pourrait être utile pour suivre le recrutement

pulmonaire [33]. L’évaluation de l'effet de la PEP sur le recrutement alvéolaire a été

démontré et codifié dans une étude récente montrant qu’il existe une forte corrélation

entre la modification de l’aspect échographique lors de l’application d’une PEP et le

volume recruté évalué par la technique de la courbe PV (r=0,88 ; p<0,001) [20].

Malgré le développement de ces techniques d'évaluation du recrutement alvéolaire, leur

utilisation en clinique nécessite une certaine expertise et nécessite un opérateur dédié.

L'utilisation d'une technique d'évaluation du recrutement alvéolaire, automatisée et

directement intégrée dans l'interface des respirateurs pourrait simplifier cette démarche

et permettre sa généralisation. Ainsi, une autre stratégie a été développée plus

récemment, basée sur l'évaluation automatisée de la Capacité Résiduelle Fonctionnelle

(CRF), volume restant dans les poumons à la fin de l’expiration. La CRF s’obtient en

additionnant le Volume de Réserve Expiratoire (VRE), volume mobilisé lors d’une

expiration forcée, et le Volume Résiduel (VR), volume restant dans les poumons à l’issue

de cette expiration forcée (CRF = VRE + VR). Chez le malade ventilé à qui on applique une

PEP, le volume restant dans les poumons en fin d’expiration (ou EELV pour End Expiratoy

Lung Volume) est en réalité la somme de la CRF et du volume lié à la PEP. L’EELV n’est

ainsi égal à la CRF qu’en PEP nulle.

La CRF (en PEP nulle) et l’EELV (en PEP positive) sont dépendants du nombre d’alvéoles

restant ouvertes à la fin de l’expiration et reflètent en partie le volume pulmonaire

fonctionnel au cours de l’agression alvéolaire aiguë. Leur baisse reflète donc le volume

pulmonaire dérecruté au cours de l’ALI/SDRA [34]. Chez le patient ventilé, la mesure de la

CRF (ou de l’EELV chez le patient ventilé avec une PEP) peut s'effectuer en utilisant des

gaz traceurs tels que d’hélium [35-38], l’hexafluoride sulfuré [39, 40], l’azote [41-45] et

l’oxygène [46-48]. Ces différentes techniques présentent des performances tout à fait

satisfaisantes, mais sont difficilement utilisables en routine au lit du patient en

réanimation : les techniques de ré-inhalation de l’hélium [35, 38] nécessitent des

modifications du circuit de ventilation augmentant l’espace mort instrumental et/ou une

10

interruption de la ventilation mécanique du patient [37] ; l’utilisation d’hexafluoride

sulfuré nécessite l’apport d’un gaz difficilement disponible, depuis interdit par les

autorités sanitaires [39, 40] ; les techniques sans ré-inhalation de gaz traceur nécessitent

des analyseurs de gaz très performants, rapides et pouvant être synchronisés

parfaitement avec les enregistrements des volumes gazeux. De tels capteurs sont

facilement disponibles pour l’oxygène, mais les techniques utilisant les lavages d’O2

doivent intégrer dans leurs calculs la consommation d’O2 de l’organisme, ce qui peut être

une limite lors de l’emploi de FiO2 élevées (>90%). L’azote en revanche, présente la

propriété intéressante d’être un gaz inerte ne participant pas à l’hématose.

Une technique basée sur le rinçage de l’azote, ne nécessitant pas l’enrichissement gazeux

en azote, a été développée par C. Olegard et a été évaluée sur un modèle pulmonaire

unicompartimental puis chez des patients en détresse respiratoire aiguë [43]. Cette

technique ne nécessite qu’une modification de FiO2 d’environ 0,1 pour évaluer le volume

de distribution de l’azote. La mesure de la CRF sur le modèle pulmonaire a ainsi montré

que la technique de lavage de l’azote estimait le volume réel avec une précision de 103

+/- 5%. La mesure de la CRF sur les patients en agression alvéolaire aiguë a montré une

excellente reproductibilité des mesures (biais moyen de -5 [-38 ; 29] mL entre 2 mesures

en duplicate).

Cette technologie a été développée et intégrée par GE-Healthcare® au respirateur

Engström (technologie CRF INview®) [49]. L’avantage de cette technique est de ne

nécessiter aucun apport de gaz extérieur et d’être parfaitement synchronisée avec les

mesures de volumes gazeux, l’ensemble étant intégré au respirateur. La modification du

circuit de ventilation est minime consistant en l’ajout d’une pièce en T rigide d’espace

mort négligeable.

Cette technique a été testée chez l’animal dans un modèle d’agression alvéolaire aiguë

induit par l’acide oléique [50]. La CRF, la compliance pulmonaire et le rapport PaO2/FiO2

diminuaient après induction du SDRA, et la CRF s’améliorait comme les autres paramètres

lors de l’application d’une PEP. Il existait une corrélation entre variation de CRF mesurée

par la technique de rinçage de l’azote et variation de compliance ou variation du rapport

Pa02/FiO2 (respectivement r²=0,26 et r²=0,53).

Une équipe italienne a comparé l’évaluation de la CRF/EELV par la technique de rinçage

de l’azote à la technique de dilution de l’hélium et au scanner considéré comme

11

technique de référence à niveau de PEP constante (5 cmH2O) chez des patients de

réanimation dont 66% étaient en SDRA et 23% en ALI [51]. La technique de rinçage de

l’azote était fortement corrélée aux volumes obtenus par le scanner (r²=0,89) et était

reproductible (différence entre les mesures en duplicate 48 +/- 165 mL). La corrélation

était similaire à celle obtenue entre la méthode de dilution de l’hélium et le scanner

(r²=0,91). Enfin, la méthode par rinçage de l’azote était également fortement corrélée à la

méthode par dilution de l’hélium (r²=0,82).

A notre connaissance, il n’existe qu’une étude publiée très récemment (publication en

ligne le 25 août 2011 en attente d’impression) comparant la technique automatisée

d'évaluation de la CRF/EELV par rinçage de l’azote aux données de la courbe PV, dans

l’évaluation du recrutement induit par la variation de PEP [21]. Dans cette étude les

auteurs trouvent une assez bonne corrélation entre le recrutement estimé par la

technologie CRF INview® et le recrutement mesuré entre les courbes PV réalisées à deux

niveaux de PEP (r=0,68 ; p=0,0002).

Les différentes techniques récemment décrites pour apprécier le recrutement alvéolaire

(CRF INview®, score de ré-aération pulmonaire échographique) restent peu évaluées en

situation clinique et leur corrélation non étudiée.

BUT DE L’ETUDE

Le but de notre travail est d’évaluer en situation clinique chez des patients en ALI/SDRA, la

corrélation entre les nouvelles méthodes d’estimation du recrutement alvéolaire induit par

la modification de PEP (CRF INview® et score de ré-aération pulmonaire échographique) et la

technique de référence de mesure du recrutement alvéolaire par superposition des courbes

PV.

Pour ce faire nous avons conçu une étude prospective observationnelle prévue pour inclure

40 patients, intitulée « étude CECILIA » (Comparison between Echography and CRF Inview®

for Lung recruitment Induced by PEEP in ALI/ARDS patients). Les résultats préliminaires de

cette étude débutée en mars 2011 sont présentés dans ce mémoire.

12

MATERIEL ET METHODES

Population de l'étude

Cette étude bicentrique est conduite au sein des services de réanimation chirurgicale de

l’hôpital Tenon et de l’hôpital de la Pitié Salpêtrière (AP-HP, GHU Est, Paris, France).

Après obtention d’un avis positif du Comité de Protection des Personnes IDF VI (avis du CPP

n°107-10 du 19 janvier 2011 ; enregistrement Recherche et Collections Biologique AFSSAPS

n°2010-A01116-33 ; Cf. annexes 1 et 2), nous avons débuté l’inclusion prospective des

patients en mars 2011. Il est prévu d’inclure 40 patients, sur une durée approximative de 24

mois.

Ce protocole étant considéré comme une évaluation des pratiques de soin courant, une

information écrite et orale est délivrée pour chaque patient inclus à la personne de

confiance désignée par le patient ou à sa famille au moment de l’inclusion, puis au patient lui

même au moment de sa sortie de réanimation.

Les critères d’inclusion sont la présence d’une agression alvéolaire aiguë, ALI ou SDRA tels

que définis par la conférence de consensus américano-européenne de 1994 [52]. Nous

incluons les patients intubés et ventilés, dans les 48 heures suivant le diagnostic de leur

atteinte alvéolaire bilatérale, non liée à une origine cardiaque, présentant une hypoxémie

sévère avec rapport PaO2/FiO2 <300 mmHg (patients ALI) ou <200 mmHg (patients SDRA). La

non imputabilité d’une cause cardiaque est affirmée sur les données de l’échographie

cardiaque et sur les données hémodynamiques du monitoring par cathéter PiCCO®. La

morphologie pulmonaire de l’agression alvéolaire aiguë (i.e. le caractère focalisé ou diffus de

l’atteinte) est déterminée sur la radiographie de thorax initiale ou sur le scanner thoracique

initial lorsque celui-ci est réalisé, selon les critères publiés dans la littérature [24].

Les critères de non-inclusion sont l’âge <18 ans, la grossesse, la limitation ou l’arrêt des

thérapeutiques actives de soins, les antécédents de pneumothorax à répétition, la présence

d’une fistule broncho-pleurale ou d’une chirurgie thoracique avec sutures bronchiques

récentes, la présence d’une hypertension intracrânienne, une hypoxémie sévère avec

rapport PaO2/FiO2 <100 mmHg sans PEP ou plus généralement toute situation d’instabilité

ne permettant pas l’application d’une PEP nulle, une défaillance ventriculaire droite sévère

définie par une STDVD/STDVG >1 ou plus généralement toute situation d’instabilité

13

hémodynamique définie par une variabilité tensionnelle liée à la ventilation significative

(PP>13%) ne permettant pas l’application d’une PEP de 15 cmH2O, l’allergie aux curares et

l’impossibilité technique d’assurer le monitorage hémodynamique ou respiratoire.

Définition des critères d’évaluation

Le critère principal de jugement est l’évaluation de la corrélation entre volume pulmonaire

recruté estimé par les nouvelles techniques (CRF INview® et score de ré-aération pulmonaire

échographique) et celui mesuré sur les courbes PV, après application d’une PEP.

Les critères secondaires de jugement sont :

- L’évaluation de la corrélation entre volume pulmonaire estimé par la technique de

CRF INview® et le score échographique de ré-aération pulmonaire après application

d’une PEP.

- L’évaluation de la corrélation entre recrutement alvéolaire estimé par les 3

techniques (courbes PV, CRF INview®, score échographique) et l’évolution de la PaO2.

- Les autres critères secondaires portent sur la tolérance respiratoire de l’application

de la PEP : évolution de l’eau libre extra-pulmonaire mesurée par la technique

PiCCO® et évolution de l’espace mort alvéolaire estimé par l’équation de Bohr, et sur

la tolérance hémodynamique et cardiaque lors de l’application de la PEP croissante.

Calcul d’effectif

L’effectif à inclure a été calculé pour satisfaire au critère principal de jugement, en se basant

sur l’hypothèse d’une corrélation positive cliniquement significative entre le volume recruté

donné par la courbe PV et par la nouvelle technique testée (CRF INview® ou score de ré-

aération pulmonaire échographique). Le risque de première espèce alpha a été fixé à 5%.

L’inclusion de 40 patients nous permettrait alors de mettre en évidence avec une puissance

de 90% une corrélation entre technique de référence et technique étudiée, avec un

coefficient de corrélation d’au minimum 0,45 [53].

Standardisation de la prise en charge des patients en ALI/SDRA

Les patients bénéficient d’un monitorage hémodynamique par dispositif PiCCO® (Pulsion

Medical Systems®, Rungis, France) par l’intermédiaire d’un cathéter artériel fémoral

spécifique fourni par le constructeur et d’un cathéter veineux central posé en territoire cave

14

supérieur équipé d’une thermistance pour mesure du débit cardiaque par thermodilution

transpulmonaire. Ce monitoring est justifié par la fréquence de l’atteinte ventriculaire droite

(dans environ 30% des SDRA [54]), par la fréquence du sepsis associé (dans environ 50% des

SDRA à l’admission et dans 75% des SDRA sur la durée d’hospitalisation en réanimation [55])

avec la possibilité d’une atteinte ventriculaire gauche liée au sepsis ou d’une atteinte

vasculaire dans le cadre d’un sepsis sévère ou d’un choc septique (40% des SDRA au cours de

l’évolution), et par la possibilité de monitorer l’eau libre extravasculaire pulmonaire [31, 56,

57].

En dehors du niveau de PEP, les autres paramètres du ventilateur ne sont pas modifiés

pendant les enregistrements. Le volume courant est fixé à 6 ± 1 ml/kg de poids théorique,

selon les recommandations internationales [58], et la fréquence respiratoire est laissée à la

discrétion du clinicien pour limiter l’hypercapnie sans générer d’hyperinflation dynamique

[59].

L’ensemble des procédures de soins reste conforme aux pratiques déjà en vigueur au sein de

nos unités.

Données recueillies et calculées

Les données démographiques usuelles et les caractéristiques cliniques sont recueillies

prospectivement après anonymisation des patients, afin de calculer les scores de gravités

suivant : Indice de Gravité Simplifié (IGSII), Sequential Organ Failure Assessment (SOFA)

score [60] et Lung Injury Score (LIS) [61]. Sont également recueillis le motif d’admission en

réanimation, l’étiologie de l’agression alvéolaire aiguë, et les paramètres de ventilation

(Cf. feuille de recueil présentée en annexe 3).

La CRF théorique est calculée pour chaque patient en utilisant la formule de la société

européenne de pneumologie pour les patients assis [62], modifiée par Bikker et al. pour les

patients de réanimation intubé-ventilé en décubitus dorsal [63]. La CRF donnée par la CRF

INview® en PEP 0 cmH2O, est rapportée à la CRF théorique.

Techniques d'évaluation du recrutement alvéolaire

Le recrutement alvéolaire, apprécié après une manœuvre de recrutement standardisée

(application d’une pression positive de 40 cmH2O pendant 2x20s séparée par une expiration

15

d’une seconde [64, 65]), est évaluée à PEP 5, 10 et 15 cmH2O par comparaison à la valeur

donnée à PEP nulle. La séquence de PEP croissante (0>5>10>15 cmH2O) ou décroissante

(15>10>5>0 cmH2O) est randomisée, à l’aide d’une table de randomisation centralisée pour

les deux sites d’investigation.

- Courbes Pressions-Volumes

Les courbes PV sont enregistrées à l’aide d’un ventilateur équipé d’un logiciel spécifique

(respirateur Engström – GE Healthcare®). Chez les patients sédatés et curarisés, une pause

expiratoire de 6s est effectuée avant chaque mesure à chaque niveau de PEP. Les pressions,

les volumes et les débits sont simultanément enregistrés par l’intermédiaire d’un fin

cathéter intra-trachéal placé 1 cm en aval de l’extrémité distale de la sonde d’intubation, et

glissé via un raccord en T dédié à l’espace mort négligeable. Cette technique, intégrée au

respirateur Engström sous le nom SpiroDynamics®, présente l’avantage de s’affranchir des

problèmes de résistance liés au raccord annelé et à la sonde d’intubation dans

l’enregistrement de la courbe PV, l’enregistrement étant effectué en sus-carénaire. Cette

technique permet de générer des courbes PV dynostatiques sans modification des

paramètres de ventilation [66].

Pour mesurer le recrutement, les différentes courbes PV sont placées sur un même

graphique Volumes = f(Pressions), selon la technique publiée dans la littérature [10, 16]. La

variation du volume pulmonaire lié à la PEP (ReleasePEPn>PEP0) est mesurée au cours d’une

pause expiratoire de 6s suivant la diminution de la PEP du niveau étudié à une PEP nulle. Ce

ReleasePEPn>PEP0 permet de placer sur l’axe des ordonnées le début de la courbe PV

enregistrée au niveau de PEP considéré. La pause expiratoire de 6s avant l’enregistrement

de la courbe PV à un niveau de PEP donné permet de s’affranchir d’une éventuelle autoPEP,

et permet ainsi de placer la courbe PV sur l’axe des abscisses au niveau de PEP considéré.

Le volume recruté (RECmes) après modification de la PEP est mesuré entre l’origine de la

courbe PV enregistrée au niveau de PEP étudié et la courbe PV sous-jacente enregistrée au

niveau de PEP inférieur, comme publié par Dellamonica et al. (Cf. figure 1) [21].

- Echographie pulmonaire

L’échographie pulmonaire est réalisée en utilisant une sonde de 4-6 MHz. L’examen

intéresse tous les espaces intercostaux des 6 quadrants de chaque hémithorax, définis

16

comme suit [25, 28, 29] : antéro-supérieur et antéro-inférieur sur la ligne médio-claviculaire,

latéro-supérieur et latéro-inférieur sur la ligne axillaire moyenne, et postéro-supérieur et

postéro-inférieur sur la ligne axillaire postérieure. La cotation de chaque quadrant est

effectuée en considérant le plus mauvais critère d’aération présent dans ce quadrant. Les

enregistrements vidéos sont stockés afin d’effectuer une relecture par un autre

investigateur, aveugle de la première cotation et du niveau de PEP auquel les images ont été

enregistrées.

Les quatre profils d’aération décrit dans la littérature sont utilisés [20] : 1) Aération normale

(N) définie par un glissement pleural avec la présence de lignes A ou la présence de moins de

2 lignes B isolées [26, 67] ; 2) Perte modérée d’aération définie par la présence de multiples

lignes B bien définies et individualisable (lignes B1) ; 3) Perte d’aération sévère définie par la

présence de lignes B multiples et confluentes (lignes B2) ; et 4) Consolidation pulmonaire (C)

définie par la présence d’une image tissulaire avec bronchogramme aérique [68]

(Cf. figure 3). Le score de ré-aération pulmonaire utilisé et publié par Bouhemad et al. est

calculé à partir des profils d’aération obtenus dans chaque région (Cf. tableau 1 et figure 3)

[20, 28].

Tableau 1 : Score échographique de ré-aération pulmonaire. D’après Bouhemad [20].

Quantification de la ré-aération Quantification de la perte d’aération

1 point 3 points 5 points -1 point -3 points -5 points

B1 > N B2 > N C > N N > B1 N > B2 N > C

B2 > B1 C > B1 B1 > B2 B1 > C

C > B2 B2 > C

- Mesure de la variation d’EELV (EELV)

La mesure d’EELV est effectuée de façon automatisée par l’application CRF INview® intégrée

au respirateur Engström de GE Healthcare® (Vélizy, France). La procédure de mesure de

l’EELV inclut deux mesures d’environ 20 cycles respiratoires chacune. L’EELV retenu est alors

la moyenne des deux mesures. Au cours des mesures, la FiO2 est automatiquement majorée

de 10% par le logiciel, puis ramenée à sa valeur d’origine en fin de mesure. La mesure

nécessite un capteur spécifique dédié et une ligne d’échantillonnage des gaz raccordée aux

17

Figure 3 : Exemples de résultats échographiques et de calculs du score de ré-aération pulmonaire. D’après Bouhemad [20].

Ligne du haut (Fig. 4A), image de gauche : consolidation du lobe inférieur, visible sous la forme d’une structure tissulaire (C) avec bronchogramme aérien dynamique (*). Image de droite : après application d’une PEP 15 cmH20, normalisation de l’aspect échographique avec ligne pleurale (flèche blanche) et lignes A horizontales multiples. Score de ré-aération : +5 points.

Ligne du milieu (Fig. 4B), image de gauche : consolidation du lobe inférieur, visible sous la forme d’une structure tissulaire (C). Image de droite : après application d’une PEP 15 cmH20, la même zone présente de multiples lignes B confluentes (lignes B2) traduisant la ré-aération partielle. Score de ré-aération : +1 point.

Ligne du bas (Fig. 4D), image de gauche : Multiples lignes B2 partant de la plèvre (*). Image de droite : après application d’une PEP 15 cmH20, la même zone présente des lignes B bien définies et irrégulièrement espacées (lignes B1). Score de ré-aération : +1 point.

18

voies aériennes du patient dont l’espace mort est négligeable. Les paramètres ventilatoires

(hormis la PEP) sont maintenus fixes au cours des mesures à chaque niveau de PEP étudié.

L’augmentation minimale théorique de volume induite par l’augmentation de 5 cmH2O de la

PEP (augmentation entre 2 niveaux) est le produit de la compliance thoraco-pulmonaire par

ces 5 cmH2O. Ce produit donne « l’augmentation minimale prédite du volume pulmonaire ».

Chez un patient non recruteur, il n’y aura pas de différence entre le EELV entre les 2

niveaux de PEP et l’augmentation minimale prédite du volume pulmonaire. A l’inverse chez

un patient recruteur, le EELV entre les 2 niveaux de PEP sera supérieur à l’augmentation

minimale prédite du volume pulmonaire. La différence entre ces deux volumes est une

estimation du recrutement (RECestim) [21]. Numériquement, le recrutement estimé par la

technique CRF INview® est :

RECestimn>n+5 = Variation d’EELVn>n+5 – Augmentation minimale prédite du volume pulmonaire

Soit : RECestimn>n+5 = EELVn>n+5 – (compliance x 5)

Soit : RECestimn>n+5 = (EELVn+5 – EELVn) – [Vt/(Pplat-PEPn) x 5]

Données hémodynamiques et d’hématose

Les données hémodynamiques suivantes sont colligées à chaque niveau de PEP : fréquence

cardiaque (FC), pression artérielle systolique (PAS), diastolique (PAD), et moyenne (PaM),

débit (DC) et index cardiaques (IC), précharge volémique approximée par le volume

télédiastolique global indexé (VTDI), eau pulmonaire extravasculaire indexée (EPEI),

surcharge diastolique ventriculaire droite approximée par le rapport surface télédiastolique

ventriculaire droite (STDVD)/surface télédiastolique ventriculaire gauche (STDVG) [54],

surcharge systolique ventriculaire droite approximée par l’indice d’excentricité (diamètre

antéro-postérieur VG/diamète septo-latéral VG) [69], existence d’un septum paradoxal.

Le DC, l’IC, le VTDI, et l’EPEI sont mesurés grâce au monitoring PiCCO®, calibré par 5 bolus de

sérum salé isotonique juste avant le début du protocole de recrutement.

Le rapport STDVD/STDVG, l’indice d’excentricité et l’existence d’un septum paradoxal sont

mesurés à l’aide d’une échocardiographie trans-thoracique en coupe 4 cavités pour le

rapport STDVD/STDVG et parasternal petit axe pour l’indice d’excentricité et le septum

19

paradoxal, ou à l’aide d’une échographie trans-œsophagienne en coupe 4 cavités pour le

rapport STDVD/STDVG et transgastrique pour l’indice d’excentricité et le septum paradoxal.

Le pH, la PaO2, la PaCO2, la SaO2, la réserve alcaline et le lactate sont mesurés pour chaque

niveau de PEP sur un prélèvement sanguin de 0,5 mL sur la ligne artérielle, comme cela est

déjà réalisé dans nos services lors de l’évaluation de la PEP optimale au cours de l’agression

alvéolaire aiguë.

Enfin, l’espace mort alvéolaire (Vd/Vt) est calculé à partir de la PaCO2 obtenue sur le gaz du

sang et la pression partielle en CO2 en fin d’expiration (PetCO2) mesuré par capnographie

selon l’équation de Bohr [70, 71] : Vd/Vt = (PaCO2 - PetCO2)/ PaCO2 .

Analyses statistiques

Les données qualitatives sont présentées sous forme d'effectif et de pourcentage et les

données quantitatives sous forme de médiane [25-75e percentiles], adaptés aux petits

effectifs. Les variables quantitatives sont comparées aux différents temps de l’étude (i.e. PEP

0, 5, 10 et 15 cmH2O) par tests non paramétriques d’analyse de variance de Friedman avec

correction de Dunn et les variables qualitatives par test Q de Cochran. Les corrélations entre

les valeurs de recrutement mesurées par les différentes techniques sont évaluées par test

des rangs de Spearman. p<0,05 est nécessaire pour rejeter l’hypothèse nulle.

PLAN EXPERIMENTAL

Le protocole expérimental est résumé figure 4 ci-après.

RESULTATS ATTENDUS – BENEFICES POUR LES PATIENTS

Nous espérons trouver une corrélation cliniquement significative (Rho>0,6) entre les

nouvelles techniques d’évaluation du recrutement alvéolaire induit par l’élévation de la PEP

(CRF INview® et score de ré-aération pulmonaire échographique) et la méthode de

référence. La corrélation des nouvelles techniques entre elles et l’éventuelle supériorité

d’une des deux techniques seront également appréciées. Ces résultats pourraient contribuer

à la validation future d’une stratégie simple de réglage de la PEP optimale, utilisable au lit du

patient, et facilement répétable pour un ajustement dynamique de la PEP à l’évolution

clinique parfois rapide des patients en ALI/SDRA.

20

Figu

re 4

: R

ésu

mé

du

pro

toco

le d

’étu

de

21

RESULTATS

Données cliniques à l’inclusion

L’étude CECILIA a débuté sur le premier centre (Tenon) le 20/03/2011. Entre le début de

l’étude et le 01/09/2011, 28 patients ont présenté des opacités alvéolaires bilatérales

associées à une hypoxémie avec rapport PaO2/FiO2 <300 mmHg. La figure 5 ci-dessous

montre le diagramme de flux ayant conduit à l’inclusion de 8 patients. Chez un de ces

patients, le EELV5>10 et le EELV10>15 étaient inférieurs de plus de 10% à l’augmentation

minimale prédite du volume pulmonaire entre ces niveaux de PEP. Ceci, traduit

vraisemblablement la présence de fuites faussant les mesures de CRF INview®. Ce patient

avait été opéré récemment d’une chirurgie de l’œsophage avec tubulisation gastrique par

thoracotomie avec la persistance d’un drainage thoracique. Ceci pouvant en partie expliquer

la présence de fuites et pouvant gêner l’interprétation de l’échographie pulmonaire, nous

avons donc exclu ce patient de l’analyse des résultats.

Figure 5 : Diagramme de flux de l’étude CECILIA au 01/09/2011.

22

Les caractéristiques de notre cohorte à l’inclusion sont présentées dans le tableau 2.

A l’inclusion, l’âge médian des patients était de 60,3 [53-62,7] ans. Nous avons inclus

3 hommes et 4 femmes. Leur poids médian était de 65 [64-83] kg, pour une taille médiane

de 1,62 [1,62-1,70] m, soit un IMC médian de 24,8 [24,3-30,6] kg/m².

Les patients ont été ventilés en médiane 2 [2-3,5] jours avant l’inclusion dans le protocole.

Deux patients présentaient les critères d’ALI au moment de l’inclusion (2/7 soit 29%), tandis

que 5 patients présentaient les critères de SDRA (71%). Les causes d’agression alvéolaire

aiguë étaient une pneumopathie bactérienne dans 3 cas (44%), une pneumopathie

d’inhalation dans un cas (14%), une pancréatite aiguë dans un cas (14%), une péritonite dans

un cas (14%), et un SDRA sans étiologie retrouvée dans un cas (14%). Le rapport PaO2/FiO2

médian à l’inclusion était de 178 [138-198] mmHg. L’atteinte alvéolaire était diffuse dans

3 cas (43%) et focale dans les 4 autres cas (57%). En médiane 3 [2,5-3,5] quadrants étaient

atteints sur la radiographie de thorax. La compliance des patients à l’inclusion était basse, en

médiane 30 [24-30,5] ml/cmH2O. Le score Lung Injury Statement (LIS) traduisait des

atteintes sévères avec un score médian à 2,5 [2,4-3]. Enfin, les autres scores de gravité

médians étaient 39 [37-49+ pour l’Indice de Gravité Simplifié II (IGSII), et 8 [6-12] pour le

Sequential Organ Failure Assessment (SOFA).

Les patients étaient tous ventilés en Ventilation Assistée Contrôlée (VAC) en volume. Le

volume courant médian insufflé par le respirateur était 400 [318-413] mL, soit un volume

courant de 6 [5,7-6,6] mL/kg de poids théorique. La fréquence respiratoire médiane était de

22 [21-24] cycles/min. La FiO2 médiane était 0,6 [0,5-0,6], tandis que la PEP médiane était de

10 [7-12] cmH2O. La pression de plateau à l’inclusion était en médiane de 24 *20,5-

26] cmH2O.

Les données gazométriques à l’inclusion étaient les suivantes : pH médian 7,42 [7,38-7,44] ;

PaO2 107 [87-108] mmHg ; PaCO2 42 [40-44] mmHg ; SaO2 98 [96-98] % ; TCO2 26 [25-

28] mmol/L ; et lactatémie 1,6 [1,1-1,8] mmol/L.

23

Tableau 2 : Caractéristiques des patients à l’inclusion

Evaluation du recrutement alvéolaire induit par la PEP

La manœuvre de recrutement suivie de l’application d’une PEP a entrainé un recrutement

médian mesuré sur les courbes PV de 81 [51-91] mL à PEP 5 cmH2O, de 113 [83-164] mL à

PEP 10 cmH2O et de 99 [51-106] mL à PEP 15 cmH2O, sans différence significative entre les

niveaux de PEP appliqués (p=0,43) (Cf. figure 6).

Le recrutement estimé à partir des valeurs de CRF INview® était quant à lui de 77 [31-

225] mL à PEP 5 cmH2O, de 268 [128-434] mL à PEP 10 cmH2O, et de 339 [201-418] mL à PEP

24

15 cmH2O. Il n’existait pas de différence significative entre les volumes recrutés aux 3

niveaux de PEP (p=0,11) (Cf. figure 6).

Enfin, le score de ré-aération pulmonaire estimant le recrutement aux 3 niveaux de PEP était

de 0 [0-1] à PEP 5 cmH2O, de 2 [0-4] à PEP 10 cmH2O, et de 5 [2-7] à PEP 15 cmH2O. Il

n’existait pas de différence significative de ré-aération échographique aux 3 niveaux de PEP

considérés (p=0,24) (Cf. Figure 6).

Figure 6 : Evolution du recrutement pulmonaire induit par la PEP en fonction des 3 techniques étudiées. Figure de droite : courbes PV ; figure du milieu : CRF INview® ; figure de gauche : score échographique.

Comparaison du volume recruté par la PEP mesuré sur les courbes PV et estimé par CRF

INview® et échographie pulmonaire

Les premiers résultats concernant le critère principal de jugement montrent que le volume

de recrutement estimé par la technique CRF INview® est non corrélé au volume de

recrutement mesuré sur les courbes PV sur l’ensemble de la population (r=0,11 ; p=0,67).

Nous avons alors considéré cette population d’étude selon le caractère localisé ou diffus de

leurs lésions, compte tenu d’un potentiel de recrutement alvéolaire habituellement

différents. Chez les patients porteurs d’un SDRA diffus, le recrutement mesuré sur les

courbes PV et estimé par la CRF INview® semble mieux corrélé (r=0,71 ; p=0,09) ; alors que

chez les patients porteurs d’un SDRA focal, les deux techniques semblent non corrélées

(r=-0,36 ; p=0,26) (Cf. figure 7).

Les premiers résultats concernant le recrutement alvéolaire estimé par le score de ré-

aération pulmonaire, montrent également une absence de corrélation significative avec le

recrutement mesuré sur les courbes PV sur l’ensemble de la population (r=0,18 ; p=0,47).

Toutefois, comme pour le recrutement estimé par la technique CRF INview®, il semble

25

exister une différence de corrélation entre les patients porteurs d’un SDRA diffus (r=0,5 ;

p=0,25) et les patients porteurs d’un SDRA focal (r=-0,03 ; p=0,94), même si le faible effectif

inclus pour le moment dans cette analyse ne permet pas de retrouver de différence

significative entre ces sous-groupes (Cf. figure 7).

Il existe des résultats similaires entre le volume recruté estimé par la technique CRF INview®

et le score de ré-aération échographique avec une absence de corrélation significative sur

l’ensemble de la cohorte (r=0,37 ; p=0,10), et une tendance à une différence entre les

patients porteurs d’un SDRA diffus (r=0,62 ; p=0,08) et les patients porteurs d’un SDRA focal

(r=0,19 ; p=0,55) (Cf. figure 7).

Comparaison du volume recruté donné par les 3 techniques avec l’évolution de la PaO2

Nous avons évalué la corrélation entre le volume pulmonaire recruté estimé par les 3

techniques et la PaO2.

Il n’existe pas de corrélation significative entre le volume recruté mesuré sur les courbes PV

et la PaO2, tant sur l’ensemble de la cohorte (r=0,11 ; p=0,66), que chez les patients porteurs

d’un SDRA diffus (r=0,32 ; p=0,48), ou que chez les patients porteurs d’un SDRA focal

(r=-0,02 ; p=0,96) (Cf. figure 8).

Il n’existe également pas de corrélation significative entre le volume recruté estimé par CRF

INview® et la PaO2, tant sur l’ensemble de la cohorte (r=0,18 ; p=0,45), que chez les patients

porteurs d’un SDRA diffus (r=0,46 ; p=0,29), ou que chez les patients porteurs d’un SDRA

focal (r=0,08 ; p=0,81) (Cf. figure 8).

Enfin, il n’existe pas de corrélation significative entre le volume recruté estimé par le score

de ré-aération pulmonaire échographique et la PaO2, tant sur l’ensemble de la cohorte

(r=-0,05 ; p=0,82), que chez les patients porteurs d’un SDRA diffus (r=0,06 ; p=0,88), ou que

chez les patients porteurs d’un SDRA focal (r=-0,19 ; p=0,55) (Cf. figure 8).

26

Figu

re 7

: C

orr

élat

ion

s d

u v

olu

me

recr

uté

mes

uré

su

r le

s co

urb

es P

V e

t es

tim

é p

ar C

RF

INvi

ew®

(lig

ne

du

hau

t),

mes

uré

su

r le

s co

urb

es P

V e

t

esti

mé

par

le

sco

re é

cho

grap

hiq

ue

de

ré-a

éra

tio

n p

ulm

on

aire

(lig

ne

du

mili

eu),

et

esti

mé

par

CR

F IN

view

® e

t es

tim

é p

ar l

e sc

ore

éch

ogr

aph

iqu

e d

e ré

-aér

atio

n p

ulm

on

aire

(lig

ne

du

bas

), s

ur

l’en

sem

ble

de

la c

oh

ort

e (

figu

res

de

gau

che

, ro

nd

s n

oir

s), c

hez

les

pat

ien

ts p

ort

eurs

d’u

n S

DR

A d

iffu

s

(fig

ure

s d

u m

ilieu

, ro

nd

s b

lan

cs)

et c

hez

les

pat

ien

ts p

ort

eurs

d’u

n S

DR

A f

oca

l (fi

gure

s d

e d

roit

e, r

on

ds

gris

).

27

Figu

re 8

: C

orr

élat

ion

s d

u v

olu

me

recr

uté

est

imé

par

les

3 t

ech

niq

ues

ave

c la

var

iati

on

de

PaO

2 :

cou

rbes

PV

(lig

ne

du

hau

t), C

RF

INvi

ew®

(lig

ne

du

mili

eu),

et

sco

re é

cho

grap

hiq

ue

de

ré-a

érat

ion

pu

lmo

nai

re (

lign

e d

u b

as),

su

r l’e

nse

mb

le d

e la

co

ho

rte

(fig

ure

s d

e ga

uch

e,

ron

ds

no

irs)

, ch

ez l

es

pat

ien

ts p

ort

eurs

d’u

n S

DR

A d

iffu

s (f

igu

res

du

mili

eu, r

on

ds

bla

ncs

) et

ch

ez le

s p

atie

nts

po

rteu

rs d

’un

SD

RA

fo

cal (

figu

res

de

dro

ite,

ro

nd

s gr

is).

28

Evolution des paramètres ventilatoires et gazométriques

L’évolution des paramètres gazométriques et ventilatoires est présentée figure 9.

La pression de plateau augmente significativement entre les 4 niveaux de PEP (p=0,0001). Le

niveau de pression de plateau est significativement augmenté entre PEP 15 cmH2O et PEP 5

cmH2O (28 [26,5-29] cmH2O vs 18 [15-20,5] cmH2O ; p=0,002), et entre PEP 15 cmH2O et PEP

0 cmH2O (28 [26,5-29] cmH2O vs 17 [13,5-19] cmH2O ; p=0,002) ; ainsi qu’entre PEP

10 cmH2O et PEP 0 cmH2O (24 [19,5-25] cmH2O vs 17 [13,5-19] cmH2O ; p=0,02).

Il n’existe en revanche pas de différence significative de compliance entre les niveaux de PEP

(p=0,17). L’espace mort médian est également non différent entre les 4 niveaux de PEP

(p=0,77).

Les valeurs médianes de PaO2 augmentent significativement avec les niveaux de PEP

(p=0,001), avec une différence significative entre les valeurs en PEP 15 cmH2O et en

PEP 0 cmH2O (134 [116-159] mmHg vs 68 [61-78] mmHg ; p=0,002), et entre les valeurs en

PEP 10 cmH2O et en PEP 0 cmH2O (110 [102-131] mmHg vs 68 [61-78] mmHg ; p=0,02). De

même, la SaO2 augmente significativement avec les niveaux de PEP (p=0,001), avec une

différence significative entre les valeurs en PEP 15 cmH2O et en PEP 0 cmH2O (98,9 [98,2-

99,2]% vs 94 [90,8-94,3]% ; p=0,004), et entre les valeurs en PEP 10 cmH2O et en PEP

0 cmH2O (98 [97,4-98,6]% vs 94 [90,8-94,3]% ; p=0,02). En revanche, il n’existe pas de

différence significative d’évolution des valeurs de pH (p=0,97), de PaCO2 (p=0,92), de TCO2

(p=0,47) ou de lactate (p=0,55) entre les différents niveaux de PEP (Cf. figure 9).

Figure 9 : Evolution des paramètres gazométriques et ventilatoires en fonction des niveaux de PEP. &

: p<0,05 pour l’évolution globale de la variable. * : p<0,05 en comparaison à PEP0. ** : p<0,05 en comparaison à PEP0 et PEP5.

29

Evolution des paramètres de tolérance hémodynamique

L’évolution des paramètres hémodynamiques est présentée figure 10.

Il n’y a pas de différence de FC (p=0,51), de VTDi (p=0,61) ou d’EPEi (p=0,62) entre les 4

niveaux de PEP. Il existe une diminution significative de l’IC avec l’augmentation de la PEP

(p=0,05), avec une différence significative entre les valeurs en PEP 15 cmH2O et en PEP

0 cmH2O (3,62 [2,52-4,25] L/min/m² vs 3,83 [3-4,88] L/min/m² ; p=0,03). Il existe une

augmentation de VPP avec l’augmentation de la PEP (p=0,01), avec une différence

significative entre les valeurs en PEP 15 cmH2O et en PEP 5 cmH2O (9 [5-9,5]% vs 6 [2-6]% ;

p=0,02). Il existe enfin une diminution significative de PAM avec l’augmentation de la PEP

(p=0,05), avec une différence significative entre les valeurs en PEP 10 cmH2O et en PEP

0 cmH2O (79 [72-95] mmHg vs 83 [81-103] mmHg ; p=0,02).

Il existe également une augmentation significative des marqueurs de surcharge systolo-

diastolique du ventricule droit : indice d’excentricité (p<0,001) (PEP 15 cmH2O : 1,19 [1,12-

1,34] vs PEP 0 cmH2O : 1 [0,98-1,02] ; p=0,004 – et PEP 15 cmH2O vs PEP 5 cmH2O : 1,02

[0,99-1,05] ; p=0,03), et rapport STDVD/STDVG (p=0,002), avec des valeurs médianes à PEP

15 cmH2O supérieures à celles à PEP 0 cmH2O (0,71 [0,68-0,75] vs 0,55 [0,52-0,6] ; p=0,006).

Aucun patient n’a présenté de septum paradoxal lors de l’augmentation de la PEP.

Figure 10 : Evolution des paramètres hémodynamiques en fonction des niveaux de PEP. &

: p<0,05 pour l’évolution globale de la variable. * : p<0,05 en comparaison à PEP0 ; ** : en comparaison à PEP5 ; *** : en comparaison à PEP0 et à PEP5.

30

DISCUSSION

Dans ce mémoire, nous exposons les résultats préliminaires de l’étude CECILIA suivants :

1) Le volume pulmonaire recruté estimé par la technique CRF INview® semble mal

corrélée au volume mesuré par la technique de référence d’analyse des courbes PV

sur une population mixte incluant à la fois des patients atteints de SDRA diffus et de

SDRA focaux (r=0,11 ; p=0,67).

2) Le volume recruté estimé par la technique CRF INview® tend à être corrélé à la

technique de référence d’analyse des courbes PV dans la population de SDRA diffus

(r=0,71 ; p=0,09), tandis qu’il ne semble pas corrélé dans la population de SDRA

focaux (r=-0,36 ; p=0,26).

3) Des résultats similaires sont observés avec le score de ré-aération pulmonaire

échographique et l’analyse des courbes PV : r=0,18 (p=0,47) pour l’ensemble de la

cohorte, r=0,5 (p=0,25) pour les SDRA diffus et r=-0,03 (p=0,94) pour les SDRA focaux.

4) Des résultats similaires sont également observés avec le score de ré-aération

pulmonaire échographique et la technique CRF INview® : r=0,37 (p=0,10) pour

l’ensemble de la cohorte, r=0,62 (p=0,08) pour les SDRA diffus et r=0,19 (p=0,55)

pour les SDRA focaux.

5) L’évolution de la PaO2 n’est pas corrélée au volume pulmonaire recruté, tant mesuré

par l’analyse des courbes PV, qu’estimé par CRF INview® ou par le score de ré-

aération pulmonaire échographique.

6) L’espace mort estimé par l’équation de Bohr n’augmente pas, et la compliance

thoraco-pulmonaire ne diminue pas, avec l’application de PEP croissantes, suggérant

l’absence de distension pulmonaire détectable par ces méthodes de mesure.

7) L’application d’une PEP croissante entraine en revanche une augmentation

significative de la surcharge systolo-diastolique du ventricule droit, avec un

retentissement sur l’hémodynamique systémique (chute de l’IC et chute de la PAM).

Evaluation de la fonction CRF INview®

L’évaluation du volume pulmonaire de fin d’expiration revêt un intérêt croissant chez les

réanimateurs, du fait de la théorie du « poumon de bébé » développé dans les années 1980

[72]. Ce concept avance qu’au cours du SDRA, le volume pulmonaire restant fonctionnel est

31

diminué et que la ventilation utilisant un volume courant standard pourrait provoquer des

lésions due à une hyperinflation de ce volume réduit par un volume courant « normal ». Ces

lésions, nommées Ventilator Induced Lung Injury (VILI), peuvent entrainer une pérennisation

du SDRA et aggravent le pronostic. L’étude de l’ARDSnetwork américain démontrant une

réduction de mortalité en utilisant un volume courant de 6 mL/kg de poids théorique au lieu

de 12 mL/kg, confirme cette constatation physiologique [73]. Cependant, la grande

hétérogénéité des lésions présentées par les patients impliquent que 6 mL/kg de poids

théorique peuvent être encore excessifs chez certains patients avec des atteintes très

sévères, tandis que 8 ou 10 mL/kg pourraient être insufflés chez les patients ayant

davantage de parenchyme pulmonaire fonctionnel. Le volume pulmonaire ventilable et le

volume pulmonaire potentiellement recrutable deviennent donc des éléments importants à

connaitre dans la stratégie ventilatoire de ces patients.

De fait, une technique évaluant de façon fiable le volume pulmonaire de fin d’expiration et le

volume pulmonaire recruté par l’application d’une PEP présenterait une avancée pour la

prise en charge des patients atteints d’agression alvéolaire aiguë. Si un certain nombre

d’études ont évalué la technologie CRF INview® dans l’indication de la mesure de CRF et de

la mesure du volume recruté par la PEP [43, 50, 51, 63], une seule étude à notre

connaissance a comparé le recrutement induit par la PEP évalué par la technique CRF

INview® à une technique de référence [21]. Dans cette étude très récente, Dellamonica et al.

rapportent une corrélation significative entre le volume recruté estimé par la technique de

rinçage de l’azote CRF INview® et le volume recruté mesuré sur les courbes PV, avec un

coefficient de corrélation r=0,68 (p=0,0002).

Nous ne retrouvons pas une telle corrélation dans notre cohorte. Une des limites manifeste

dans l’interprétation des résultats préliminaires présentés dans ce mémoire, est la taille de

l’effectif ne permettant pas d’avoir pour le moment une puissance nécessaire pour mettre

en évidence une telle corrélation.

Toutefois, une autre explication peut être avancée. Il existe plusieurs présentations

morphologiques au cours du SDRA. Les SDRA diffus, représentant environ 25% des SDRA,

sont caractérisés par des lésions pulmonaires relativement homogènes. Chez ces patients,

l’augmentation de la PEP est transmise à l’ensemble du poumon, exerçant un recrutement

maximum. A l’inverse, dans les SDRA focaux ou avec des lésions en plages (patchy), les

condensations postéro-inférieures sont très difficilement recrutables, tandis que

32

l’augmentation de PEP se distribue préférentiellement dans les zones les plus compliantes et

ayant les constantes de temps respiratoire les plus faibles, soit dans les zones antéro-

supérieures plus saines [24]. Dès lors, nous avons voulu vérifier si la corrélation entre

volume recruté estimé par CRF INview® et mesuré par les courbes PV était identique chez les

patients atteints de SDRA diffus et chez les patients atteints de SDRA focaux.

Dans notre cohorte, nous retrouvons une corrélation bien meilleure entre les deux

techniques chez les patients atteints de SDRA diffus, très proche des résultats de

Dellamonica, avec un r=0,71, tendant vers la significativité malgré le faible échantillon

(p=0,09). En revanche, dans le sous-groupe de patients atteints de SDRA focal, le volume

estimé par CRF INview® apparait mal corrélé à celui mesuré par les courbes PV (r=-0,36 ;

p=0,26). On peut noter que la cohorte de Dellamonica et al. est constituée à 90% de patients

porteurs d’un SDRA diffus (27 patients sur 30), ce qui pourrait expliquer la différence de

résultats entre les deux cohortes entières, et les résultats approchants entre notre sous-

groupe de patients diffus et la cohorte entière de Dellamonica.

Cette différence de performance de la technique CRF INview® en fonction du type de SDRA

peut potentiellement s’expliquer par la différence de recrutabilité des SDRA diffus et focaux.

L’augmentation d’EELV lors de l’augmentation de la PEP peut correspondre à du

recrutement, à de la surdistension ou à une association des deux [50]. La courbe PV en

superposant les courbes effectuées à différents niveaux de PEP puis en considérant le

recrutement comme une différence de volume pour un même niveau de pression,

s’affranchit davantage de la confusion possible entre volume recruté et volume de

surdistension. Les études scannographiques de l’équipe de Rouby ont montré que

l’application d’une PEP provoquait à la fois recrutement et surdistension, avec une

répartition entre ces deux effets différente en fonction du type d’atteinte. Dans une de ces

études [3], l’application d’une PEP 15 cmH2O provoquait une augmentation d’EELV égale à

119% de la CRF mesurée au scanner en PEP 0 cmH2O, partagée quasiment pour moitié entre

recrutement et surdistension en considérant l’ensemble de la cohorte. Toutefois, le ratio

recrutement/augmentation d’EELV, encore appelé « efficacité du recrutement induit par la

PEP », était fortement corrélé au pourcentage de zones peu ou non aérées en PEP nulle

(r=0,92 ; p<0,001), par définition supérieur en cas d’atteinte diffuse pulmonaire. Ainsi, le

volume RECestim chez les patients focaux doit surestimer le volume recruté en

comptabilisant de la surdistension, tandis que chez les patients diffus la meilleure corrélation

33

entre RECestim et RECmes pourrait s’expliquer par un effet de la PEP, majoritairement de

recrutement et moins de surdistension.

Pour confirmer cette hypothèse, nous avons calculé, à partir l’équation de Bohr, l’espace

mort alvéolaire (Vd/Vt). Chez un patient bénéficiant de la PEP et recrutant des zones

pulmonaires préalablement non fonctionnelles, ce ratio diminue, tandis que chez un patient

augmentant la distension de zones déjà aérées ce ratio augmente. Nous ne retrouvons pas

de différence significative de l’évolution du ratio Vd/Vt, tant dans l’ensemble de notre

cohorte que dans les sous-groupes diffus ou focaux. Toutefois, le faible effectif analysé dans

ce mémoire est la source d’un manque de puissance important. En effet, chaque patient

bénéficie d’un niveau de PEP optimal qui lui est propre, en moyenne plus élevé chez les

patients atteints de SDRA diffus que chez les patients atteints de SDRA focaux. L’évolution de

ce rapport présente alors un aspect biphasique : une diminution tant que l’effet de la PEP est

majoritairement du recrutement, puis une augmentation quand la surdistension devient

majoritaire. Le nadir de cette évolution est variable en fonction du type de SDRA : les SDRA

diffus, ayant un potentiel de recrutabilité supérieur aux SDRA focaux, auront un rapport

Vd/Vt en moyenne plus bas pour un niveau de PEP considéré que les SDRA focaux.

Cependant, même au sein d’un sous groupe, chaque patient aura un niveau de PEP différent

pour lequel le rapport Vd/Vt sera le plus bas. Cette double évolution (différente entre les

sous-groupes et différente entre les patients d’un même sous-groupe) nécessite un effectif

important pour pouvoir mettre en évidence une différence significative. Nous pouvons pour

le moment uniquement constater que chez nos 3 patients atteints de SDRA diffus, le rapport

Vd/Vt diminue de PEP 0 à PEP 10 cmH2O, avant de remonter chez 2 patients sur les 3 de PEP

10 à PEP 15 cmH2O ; alors que chez 3 des 4 patients focaux, le rapport Vd/Vt augmente dès

le passage de PEP 0 à PEP 5 cmH2O (Cf. figure 11).

Enfin, il convient de garder à l’esprit que le calcul de ce rapport est basé sur la PaC02 et la

PetCO2. Or, l’augmentation de PEP fait à la fois varier les volumes pulmonaires recrutés ou

surdistendus, et donc potentiellement la PetCO2, mais ce paramètre est également

dépendant de l’index cardiaque, qui, nous l’avons vu, est diminué lors de l’augmentation de

la PEP. Ainsi, il existe potentiellement un facteur de confusion dans l’interprétation du

rapport Vd/Vt, car l’IC n’est pas constant entre les mesures aux 4 niveaux de PEP. De fait, la

34

confirmation de ces premiers résultats concernant le Vd/Vt nécessite une puissance

supérieure et la poursuite des inclusions.

L’originalité de notre étude par rapport à celle de Dellamonica, est d’évaluer, sur la même

population, le recrutement alvéolaire par le score de ré-aération pulmonaire échographique

en complément de l’estimation par CRF INview®. La technique échographique d’évaluation

du recrutement induit par la PEP est une technique récente validée dans une étude

prospective en 2010 par Bouhemad et al. en comparaison à la courbe PV [20]. Un de ses

avantages est de procurer une étude morphologique du poumon, se rapprochant en cela de

la référence qu’est le scanner thoracique, même si à notre connaissance aucune étude n’a

directement comparé échographie pulmonaire et scanner thoracique en termes de

recrutement alvéolaire. Elle n’en a cependant pas les principaux inconvénients que sont le

déplacement du patient hors du service de réanimation, l’irradiation du patient et la

longueur d’interprétation des images obtenues. Cette technique est toutefois moins précise

morphologiquement que le scanner, mais présente l’avantage par rapport aux techniques de

mesures de volume que sont la CRF INview® et les courbes PV, d’apporter des

renseignements supplémentaires comme la mise en évidence et la quantification d’un

épanchement pleural, d’un pneumothorax, ou d’un foyer de pneumopathie [25, 26, 28, 29,

68].

Dans notre étude nous ne trouvons pas de corrélation entre le score échographique de ré-

aération pulmonaire et les valeurs de RECestim par CRF INview® (r=0,37 ; p=0,10).

Cependant, cette corrélation tend vers la significativité chez les patients atteints de SDRA

Figure 11 : Evolution du rapport Vd/Vt chez les patients atteints de SDRA diffus et chez les patients atteints de SDRA focaux.

35

diffus (r=0,62 ; p=0,08), mais pas chez les patients atteints de SDRA focal (r=0,19 ; p=0,55).

Cette différence peut potentiellement s’expliquer par les mêmes raisons que celles avancées

pour la comparaison avec les courbes PV. En effet, l’échographie pulmonaire, à la différence

de la CRF INview®, ne peut surévaluer le recrutement alvéolaire en quantifiant par excès de

la surdistension, car l’amélioration des images échographiques liée au recrutement et à la

ré-aération pulmonaire n’évolue plus lors du passage d’une normo-aération à de la

surdistension. Ainsi, dans les SDRA diffus, l’amélioration des images est donc relativement

bien corrélée à l’EELV donné par CRF INview®, car nous avons vu que le ratio

recrutement/EELV décrit sur les données scannographique par Malbouisson est élevé [3]. En

revanche dans les SDRA focaux où ce rapport est plus faible et où une partie plus importante

de l’EELV semble liée à de la surdistension, le score échographique est moins corrélé à la CRF

INview® car l’analyse des images échographiques ne permet pas de faire la différence entre

zones normo-aérées et zones distendues.

Par ailleurs, quelques limites peuvent être portées concernant l’utilisation et les

performances de la technologie CRF INview®. Chiumello et al. ont rapporté une

reproductibilité acceptable entre des mesures d’EELV effectuées en duplicate à PEP 5 cmH2O

chez des patients en ALI/SDRA (delta moyen de 48 ± 165 mL entre les deux mesures) [51].

On constate toutefois que l’écart type dans cette étude était relativement important. Dans

une autre étude, Bikker et al. ont effectué des mesures d’EELV en quadriplicate chez 5

patients ventilés de réanimation en PEP 5, 10 et 15 cmH2O, et rapportent une

reproductibilité également correcte avec des deltas moyens entre les 4 mesures de 61 ± 41

mL à PEP 5, de 64 ± 42 mL à PEP 10 et 40 ± 26 mL à PEP 15 cmH2O [74].

Dans notre étude, nous avons effectuées 28 mesures d’EELV avec la technologie CRF

INview® chez les 7 patients analysés dans ce mémoire. La différence médiane entre les deux

valeurs d’EELV données par la fonction CRF INview® en FiO2 croissante (FiO2 n>n+0,1) et en FiO2

décroissante (retour de FiO2 n+0,1>n) est de 149 [74-235] mL. Sur ces 28 mesures, 13

présentaient une différence de plus de 10% entre l’EELV donné en FiO2 croissante et FiO2

décroissante. Pour ces 13 mesures nous avons effectué une seconde mesure dans les

mêmes conditions que la première, une minute après la fin de la première mesure. La

différence médiane entre ces mesures en duplicate est de 138 [53-288] mL, avec 5 mesures

sur les 13 présentant une différence supérieure à 10% de l’EELV estimé. Nous retrouvons

36

donc une moins bonne reproductibilité des mesures que dans le travail de Chiumello et de

Bikker et un certain nombre de valeurs au-delà des limites d’agrément données par le

constructeur (reproductibilité dans la limite de 10% pour des mesures en duplicate) [49].

De plus, l’utilisation de la fonction CRF INview® pose quelques problèmes pratiques. En effet,

dans approximativement 20% des cas, la première mesure d’EELV a échoué. Les raisons en

ont été multiples : condensation de buée dans la ligne de capnographie, coudure dans la

ligne de prélèvement de gaz s’étant assouplie après plusieurs heures de branchement au

circuit de ventilation sous l’effet de la chaleur des gaz expirés, mobilisation involontaire du

patient pendant la mesure… Ces échecs semblent être survenus majoritairement chez les

patients ventilés avec les plus hautes FiO2, constatation en accord avec les données

rapportant de moins bonnes performances des techniques de calorimétrie indirecte

analysant les gaz inspirés et expirés lors de l’augmentation de la FiO2 [75-77]. Dans tous les

cas, après intervention de l’investigateur, la mesure d’EELV a pu être effectuée, quitte

parfois à remplacer la ligne de capnographie ou à sécher tubulures et piège à eau de

l’analyseur de gaz. Néanmoins, la nécessité de telles interventions, rend difficile la

réalisation automatisée de mesures d’EELV, proposées comme un monitoring programmable

de l’EELV sur le respirateur Engström (fonction PEEP INview®) [49].

Evaluation de l’échographie pulmonaire

Nous avons précédemment évoqué la corrélation entre le volume recruté estimé par la CRF

INview® et par l’échographie pulmonaire. Nous avons aussi comparé les résultats du score

de ré-aération pulmonaire à la technique de référence de notre étude, les courbes PV. A

notre connaissance, seule une étude a préalablement validé cette technique à l’aide de la

même comparaison [20]. Celle-ci a retrouvé une bonne corrélation entre le score de ré-

aération pulmonaire échographique et le volume recruté mesuré sur les courbes PV (r=0,88 ;

p<0,0001). Nous ne retrouvons pas de tels résultats sur l’ensemble de notre cohorte

(r=0,18 ; p=0,47). Toutefois, comme pour l’estimation du volume recruté par la technique

CRF INview®, les patients atteints d’un SDRA diffus, semblent présenter une meilleure

corrélation entre le score de ré-aération pulmonaire et le volume recruté mesuré sur les

courbes PV que les patients atteints d’un SDRA focal (r=0,5 ; p=0,25 vs r=0,03 ; p=0,94), sans

que cette différence soit significative du fait du faible échantillon.

37

Dans l’étude de Bouhemad et al. portant sur 40 patients atteints d’ALI/SDRA, 27 avaient une

atteinte focale et 13 une atteinte diffuse [20]. Les auteurs n’ont pas présenté de différence

de résultats en fonction de la morphologie du SDRA. Il semble toutefois qu’il y ait une légère

différence de corrélation entre les SDRA diffus et les SDRA focaux, sans savoir si cette

différence atteint la significativité (Cf. figure 12).

La première raison pouvant expliquer la différence de résultats entre l’étude de Bouhemad

et la nôtre, est la taille encore trop modeste de notre échantillon entraînant un manque de

puissance. Toutefois, une autre explication peut aussi être avancée. Dans le travail de

Bouhemad, seul deux niveaux de PEP ont été étudiés : PEP 0 et PEP 15 cmH2O. Appliquer ces

deux PEP « extrêmes », revient à se placer dans les meilleures conditions pour objectiver une

différence échographique. Or, dans notre étude, le pas d’incrément de la PEP n’est pas de

15 cmH2O comme dans l’étude de Bouhemad, mais de 5 cmH2O. De fait, les modifications de

l’aspect échographique entre deux paliers de PEP sont probablement plus modestes et plus

difficile à quantifier dans notre étude. De plus, la cotation en 4 anomalies (N, B1, B2 et C),

Figure 12 : Corrélation entre le score de ré-aération pulmonaire échographique et le volume recruté par la PEP sur les courbes PV dans l’étude de Bouhemad (à gauche) [20] et extrapolation des corrélations dans les sous groupes diffus et focaux de la cohorte de Bouhemad (à droite). Cercles grisés : patients diffus ; cercles blancs : patients focaux.

38

nécessaire pour pouvoir calculer un score, peut manquer de sensibilité pour des

augmentations de PEP modérées. En effet, pour une même cotation à deux niveaux de PEP,

il peut pourtant exister une amélioration manifeste des images échographiques, toutefois

insuffisante pour gagner un palier, et à l’extrême inverse, une détérioration manifeste,

insuffisante pour perdre un palier. La figure 13 ci-après montre l’exemple de 2 patients ne

modifiant pas la cotation de l’atteinte du quadrant considéré, malgré une modification nette

des images échographiques.

Figure 13 : Exemples de modifications de l’aspect échographique pulmonaire sans modification de la cotation des anomalies constatées.

Ligne du haut, à gauche : profil d’aération B2, avec lignes B totalement confluentes occupant tout le parenchyme du quadrant étudié ; à droite : profil d’aération B2, avec lignes B confluentes en 4 lignes B larges entrecoupées de parenchyme sain.

Ligne du bas, à gauche : profil d’aération C, avec consolidation de la partie périphérique du lobe inférieur et présence d’un épanchement pleural ; à droite : profil d’aération C, avec petite consolidation hyperéchogène (étoile blanche) accompagnée de lignes B confluentes, au sein d’un parenchyme ré-aéré présentant des lignes A (petites flèches blanches), et disparition de l’épanchement pleural.

*

+ 5 cmH20

+ 5 cmH20

39

Dans ce contexte, une cotation comportant davantage de paliers, et un score de ré-aération

pulmonaire comportant un barème avec plus de points seraient peut être davantage

adaptés pour mettre en évidence une ré-aération pulmonaire en réponse à une

augmentation modérée de la PEP comme dans notre étude.

Evaluation de la PaO2

Plusieurs études ont démontré qu’évaluer le recrutement après l’application d’une PEP par

la mesure de la PaO2 est insuffisant. Certes, les alvéoles recrutées par la PEP participent à

l’hématose, pouvant ainsi améliorer la PaO2. Mais, d’autres mécanismes peuvent concourir à

l’augmentation de la PaO2 lors de l’augmentation de la PEP, au premier rang desquels

l’augmentation de la surcharge systolo-diastolique ventriculaire droite, la diminution du

débit cardiaque et ainsi la diminution du débit de shunt [6, 7]. Ainsi, la PaO2 est tout à fait

insuffisante pour distinguer le recrutement alvéolaire de la surdistension, puisque dans les

deux cas elle peut augmenter, par des mécanismes différents de pronostics totalement

opposés. La PaO2 seule ne permet donc pas le réglage optimal de la PEP au lit du patient, ne

permettant pas d’éviter la survenue de lésions induites par la ventilation mécanique

(Ventilator Induced Lung Injury ou « VILI ») [78].

Lambermont et al. dans une étude expérimentale chez le cochon utilisant la technologie CRF

INview® retrouve une corrélation significative entre CRF et PaO2 (r²=0,5 ; p<0,05) [50], mais

nous avons vu que la CRF INview® mesurait un EELV sans faire la part entre recrutement et

surdistension. Ainsi, dans les études utilisant des techniques évaluant davantage le

recrutement que la surdistension, les corrélations entre recrutement induit par la PEP et

évolution de la PaO2 sont plus faibles. Dans l’étude de Bouhemad et al. utilisant

l’échographie pulmonaire, la corrélation du score de ré-aération pulmonaire avec la PaO2 est

significative, mais de coefficient inférieur à la corrélation score de ré-aération/recrutement

mesuré sur les courbes PV (r=0,63 vs r=0,88). Cette corrélation entre PaO2 et score

échographique est encore moins bonne chez les patients atteints de SDRA focal, tandis que

chez les patients diffus présentant un potentiel de recrutabilité plus élevé, la corrélation

reste acceptable [20]. Dans l’étude de Malbouisson et al. utilisant le scanner thoracique [3],

la meilleure corrélation pour la PaO2 est obtenue entre la PaO2 et le volume de tissu

pulmonaire total. Cette corrélation négative (PaO2 = 271 – (0,1 x VTISSU) ; r=-0,8 ; p=0,02)

démontre que lorsque la PEP recrute des zones préalablement condensées, le volume total

+ 10 cmH20

40

de tissu pulmonaire diminue et la PaO2 augmente. Une nouvelle fois, la PEP diminuera

davantage le volume total de tissu pulmonaire chez les patients atteints de SDRA diffus que

chez les patients atteints de SDRA focaux, chez lesquels les blocs postéro-basaux resteront

condensés.

Dans notre étude, nous ne retrouvons pas de corrélation significative entre PaO2 et volume

recruté mesuré sur les courbes PV, ni entre PaO2 et volume recruté estimé par CRF INview®,

pas plus qu’entre PaO2 et score échographique de ré-aération pulmonaire. Comme suggéré

par les études physiologiques et les résultats mentionnés ci-dessus, il semble exister dans

notre étude une meilleure corrélation entre PaO2 et volume recruté mesuré sur les courbes

PV ou estimé par CRF INview® chez les patients atteints de SDRA diffus. Cette tendance

n’existe pour le moment pas avec le score échographique, le faible effectif ne nous

permettant pas de conclure avec certitude pour l’instant.

Dualité d’effets de la PEP et intégration du recrutement alvéolaire dans la prise en charge globale du patient en ALI/SDRA

Peu après la description des lésions de SDRA par Bachofen et Weibel à la fin des années

1970 [79], les études physiologiques se sont intéressées aux effets de la ventilation

mécanique et de l’application d’une pression expiratoire positive. Il a été montré que la PEP

exerce un effet bénéfique en recrutant les alvéoles collabées ou remplies d’exsudat et de

matériel cellulaire. Associée à une limitation du volume courant pour éviter les effets

négatifs des pressions transpulmonaires élevées [73], cette stratégie a montré un effet

bénéfique tant sur les lésions histologiques pulmonaire [80-83], que sur la production

pulmonaire de cytokines pro-inflammatoires [84, 85], et que sur la durée de ventilation

mécanique ou sur la persistance d’hypoxémie réfractaire [86]. Toutefois, les différentes

études cliniques randomisées de grands effectifs n’ont pas montré d’amélioration de la

mortalité chez les patients en ALI/SDRA randomisés dans les groupes hautes PEP [87-89].

Plusieurs explications peuvent être avancées pour expliquer cet échec clinique. Le premier

est le risque de surdistension préalablement développé dans cette discussion, avec son

corollaire en termes de lésions pulmonaires induites par la ventilation mécanique (VILI). La

seconde explication possible est l’existence d’effets secondaires néfastes sur le cœur droit.

Une PEP élevée entraîne une surcharge systolo-diastolique du cœur droit et une

hypertension artérielle pulmonaire [90, 91]. Ainsi, l’application d’une PEP élevée peut

41

conduire à une dilatation ventriculaire droite, à l’apparition d’un septum paradoxal et à la

diminution du débit cardiaque [92-94]. Dès lors, les effets hémodynamiques d’une PEP

élevée, en se surajoutant à ceux induits par l’hypoxémie et les lésions micro-vasculaires du

SDRA, peuvent induire une défaillance ventriculaire droite, une hypoperfusion périphérique

et l’apparition ou la pérennisation d’un état de choc [95].

Nous retrouvons un tel effet de l’augmentation de la PEP dans notre étude avec une

augmentation significative de la surcharge systolique du ventricule droit approximée par

l’indice d’excentricité, et avec une augmentation significative de la surcharge diastolique du

ventricule droit approximée par le rapport des surfaces télédiastoliques VD/VG. Nous avons

également mis en évidence dans notre étude des conséquences systémiques du

retentissement cardiaque droit, avec une diminution de l’index cardiaque et de la pression

artérielle moyenne parallèlement à l’augmentation de la PEP. La lactatémie n’augmentait

pas significativement avec l’augmentation de la PEP, probablement du fait d’un maintien des

niveaux de PEP pendant une durée trop courte pour impacter significativement la perfusion

tissulaire. On peut imaginer que la lactatémie augmenterait après quelques heures chez les

patients chez qui on aurait appliqué ces réglages de PEP élevées pour leur ventilation

conventionnelle.

Dès lors, il convient de considérer le recrutement alvéolaire comme un élément important

de la prise en charge globale du patient en ALI/SDRA, mais pas comme un objectif

thérapeutique isolé de son contexte. Chercher à obtenir un recrutement alvéolaire maximal

n’est pas la stratégie à appliquer si dans le même temps apparait une défaillance cardiaque

droite et une chute du débit cardiaque. Un compromis doit donc être trouvé pour chaque

patient entre recrutement alvéolaire et préservation des fonctions cardiaques droites. En

considérant que l’objectif du recrutement alvéolaire est d’améliorer la surface alvéolaire

fonctionnelle et d’améliorer l’hématose, et que la finalité de l’hémodynamique est d’assurer

une perfusion tissulaire satisfaisante, il est alors possible que la meilleure stratégie à adopter

pour régler la PEP, soit de considérer l’association d’un paramètre d’évaluation du

recrutement alvéolaire « vrai » (permettant de faire la part entre recrutement et

surdistension), à un paramètre de retentissement hémodynamique simple.

La poursuite de l’étude CECILIA pourra peut-être apporter quelques arguments renforçant

cette hypothèse. Il conviendrait alors ensuite d’explorer dans une démarche prospective

42

l’impact pronostique d’une stratégie visant au recrutement alvéolaire maximal évitant la

surdistension pulmonaire et assurant la meilleure tolérance hémodynamique.

43

CONCLUSION

Après l’application d’une PEP chez des patients atteints de SDRA diffus et focaux, le volume

pulmonaire recruté estimé par la technologie CRF INview® ou le score de ré-aération

pulmonaire échographique semble mal corrélé à celui mesuré par la technique de référence

des courbes PV. Cependant lorsque les SDRA diffus sont analysés séparément, la corrélation

entre le recrutement évalué par les nouvelles techniques et celui mesuré par les courbes PV

semble améliorée (r 0,5) alors qu’elle reste mauvaise pour les SDRA focaux. Le potentiel de

recrutabilité des SDRA focaux et diffus et la possible sensibilité différente des techniques de

mesure au phénomène de surdistension peuvent expliquer ces discordances de résultats

entre les techniques, notamment dans les formes focales. L’augmentation de la PEP est par

ailleurs significativement associée dans notre cohorte à une majoration de la surcharge

systolo-diastolique du ventricule droit, et à une chute de l’index cardiaque et de la PAM. Il

est dès lors probable que la stratégie de réglage optimal de la PEP au lit du patient doive

tenir compte de ses conséquences hémodynamiques en plus de l’effet sur le recrutement

alvéolaire quel que soit le type de SDRA.

Ces données préliminaires obtenues sur un effectif encore limité nécessitent d’être

confirmées et validées sur le reste de la population de l’étude CECILIA qui est en cours de

réalisation. Cependant, ces tendances suggèrent que l’étude du volume pulmonaire de fin

d’expiration mesurée par CRF INview® associé à une technique évaluant plus spécifiquement

le recrutement alvéolaire mais moins influencée par la surdistension, comme le score de ré-

aération pulmonaire échographique ou la superposition des courbes PV, pourrait permettre

d’évaluer objectivement et de façon répétable le recrutement alvéolaire au lit du patient.

44

ANNEXE 1

45

46

ANNEXE 2

47

ANNEXE 3

48

49

RÉFÉRENCES

1. Ware LB, Matthay MA. The acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med 2000 May 4;342(18):1334-49.

2. Gattinoni L, Caironi P, Cressoni M, et al. Lung recruitment in patients with the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med 2006 Apr 27;354(17):1775-86.

3. Malbouisson LM, Muller JC, Constantin JM, Lu Q, Puybasset L, Rouby JJ. Computed tomography assessment of positive end-expiratory pressure-induced alveolar recruitment in patients with acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2001 May;163(6):1444-50.

4. Rouby JJ, Puybasset L, Nieszkowska A, Lu Q. Acute respiratory distress syndrome: lessons from computed tomography of the whole lung. Crit Care Med 2003 Apr;31(4 Suppl):S285-95.

5. Reske AW, Reske AP, Gast HA, et al. Extrapolation from ten sections can make CT-based quantification of lung aeration more practicable. Intensive Care Med 2010 Nov;36(11):1836-44.

6. Dantzker DR, Lynch JP, Weg JG. Depression of cardiac output is a mechanism of shunt reduction in the therapy of acute respiratory failure. Chest 1980 May;77(5):636-42.

7. Cressoni M, Caironi P, Polli F, et al. Anatomical and functional intrapulmonary shunt in acute respiratory distress syndrome. Crit Care Med 2008 Mar;36(3):669-75.

8. Ranieri VM, Eissa NT, Corbeil C, et al. Effects of positive end-expiratory pressure on alveolar recruitment and gas exchange in patients with the adult respiratory distress syndrome. Am Rev Respir Dis 1991 Sep;144(3 Pt 1):544-51.

9. Lemaire F, Harf A, Simonneau G, Matamis D, Rivara D, Atlan G. Gas exchange, static pressure-volume curve and positive-pressure ventilation at the end of expiration. Study of 16 cases of acute respiratory insufficiency in adults. Ann Anesthesiol Fr 1981;22(5):435-41.

10. Jonson B, Richard JC, Straus C, Mancebo J, Lemaire F, Brochard L. Pressure-volume curves and compliance in acute lung injury: evidence of recruitment above the lower inflection point. Am J Respir Crit Care Med 1999 Apr;159(4 Pt 1):1172-8.

11. Grasso S, Terragni P, Mascia L, et al. Airway pressure-time curve profile (stress index) detects tidal recruitment/hyperinflation in experimental acute lung injury. Crit Care Med 2004 Apr;32(4):1018-27.

12. Suarez-Sipmann F, Bohm SH, Tusman G, et al. Use of dynamic compliance for open lung positive end-expiratory pressure titration in an experimental study. Crit Care Med 2007 Jan;35(1):214-21.

13. Hickling KG. The pressure-volume curve is greatly modified by recruitment. A mathematical model of ARDS lungs. Am J Respir Crit Care Med 1998 Jul;158(1):194-202.

14. Katz JA, Ozanne GM, Zinn SE, Fairley HB. Time course and mechanisms of lung-volume increase with PEEP in acute pulmonary failure. Anesthesiology 1981 Jan;54(1):9-16.

50

15. Maggiore SM, Jonson B, Richard JC, Jaber S, Lemaire F, Brochard L. Alveolar derecruitment at decremental positive end-expiratory pressure levels in acute lung injury: comparison with the lower inflection point, oxygenation, and compliance. Am J Respir Crit Care Med 2001 Sep 1;164(5):795-801.

16. Richard JC, Brochard L, Vandelet P, et al. Respective effects of end-expiratory and end-inspiratory pressures on alveolar recruitment in acute lung injury. Crit Care Med 2003 Jan;31(1):89-92.

17. Grasso S, Fanelli V, Cafarelli A, et al. Effects of high versus low positive end-expiratory pressures in acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2005 May 1;171(9):1002-8.

18. Vieillard-Baron A, Prin S, Chergui K, Page B, Beauchet A, Jardin F. Early patterns of static pressure-volume loops in ARDS and their relations with PEEP-induced recruitment. Intensive Care Med 2003 Nov;29(11):1929-35.

19. Lu Q, Constantin JM, Nieszkowska A, Elman M, Vieira S, Rouby JJ. Measurement of alveolar derecruitment in patients with acute lung injury: computerized tomography versus pressure-volume curve. Crit Care 2006;10(3):R95.

20. Bouhemad B, Brisson H, Le-Guen M, Arbelot C, Lu Q, Rouby J. Bedside ultrasound assessment of positive end-expiratory pressure-induced lung recruitment. Am J Respir Crit Care Med 2010;Accepted.

21. Dellamonica J, Lerolle N, Sargentini C, et al. PEEP-induced changes in lung volume in acute respiratory distress syndrome. Two methods to estimate alveolar recruitment. Intensive Care Med 2011 Aug 25.

22. Richard JC, Maggiore SM, Mancebo J, Lemaire F, Jonson B, Brochard L. Effects of vertical positioning on gas exchange and lung volumes in acute respiratory distress syndrome. Intensive Care Med 2006 Oct;32(10):1623-6.

23. Thille AW, Richard JC, Maggiore SM, Ranieri VM, Brochard L. Alveolar recruitment in pulmonary and extrapulmonary acute respiratory distress syndrome: comparison using pressure-volume curve or static compliance. Anesthesiology 2007 Feb;106(2):212-7.

24. Puybasset L, Cluzel P, Gusman P, Grenier P, Preteux F, Rouby JJ. Regional distribution of gas and tissue in acute respiratory distress syndrome. I. Consequences for lung morphology. CT Scan ARDS Study Group. Intensive Care Med 2000 Jul;26(7):857-69.

25. Bouhemad B, Zhang M, Lu Q, Rouby JJ. Clinical review: Bedside lung ultrasound in critical care practice. Crit Care 2007;11(1):205.

26. Lichtenstein D, Goldstein I, Mourgeon E, Cluzel P, Grenier P, Rouby JJ. Comparative diagnostic performances of auscultation, chest radiography, and lung ultrasonography in acute respiratory distress syndrome. Anesthesiology 2004 Jan;100(1):9-15.

27. Parlamento S, Copetti R, Di Bartolomeo S. Evaluation of lung ultrasound for the diagnosis of pneumonia in the ED. Am J Emerg Med 2009 May;27(4):379-84.

28. Bouhemad B, Liu ZH, Arbelot C, et al. Ultrasound assessment of antibiotic-induced pulmonary reaeration in ventilator-associated pneumonia. Crit Care Med 2010 Jan;38(1):84-92.

51

29. Arbelot C, Ferrari F, Bouhemad B, Rouby JJ. Lung ultrasound in acute respiratory distress syndrome and acute lung injury. Curr Opin Crit Care 2008 Feb;14(1):70-4.

30. Copetti R, Soldati G, Copetti P. Chest sonography: a useful tool to differentiate acute cardiogenic pulmonary edema from acute respiratory distress syndrome. Cardiovasc Ultrasound 2008;6:16.

31. Agricola E, Bove T, Oppizzi M, et al. "Ultrasound comet-tail images": a marker of pulmonary edema: a comparative study with wedge pressure and extravascular lung water. Chest 2005 May;127(5):1690-5.

32. Tsubo T, Yatsu Y, Suzuki A, et al. Daily changes of the area of density in the dependent lung region - evaluation using transesophageal echocardiography. Intensive Care Med 2001 Dec;27(12):1881-6.

33. Gardelli G, Feletti F, Gamberini E, Bonarelli S, Nanni A, Mughetti M. Using sonography to assess lung recruitment in patients with acute respiratory distress syndrome. Emerg Radiol 2009 May;16(3):219-21.

34. Hedenstierna G. The recording of FRC-is it of importance and can it be made simple? Intensive Care Med 1993;19(7):365-6.

35. Di Marco F, Rota Sperti L, Milan B, et al. Measurement of functional residual capacity by helium dilution during partial support ventilation: in vitro accuracy and in vivo precision of the method. Intensive Care Med 2007 Dec;33(12):2109-15.

36. Heldt GP, Peters RM. A simplified method to determine functional residual capacity during mechanical ventilation. Chest 1978 Nov;74(5):492-6.

37. Patroniti N, Bellani G, Manfio A, et al. Lung volume in mechanically ventilated patients: measurement by simplified helium dilution compared to quantitative CT scan. Intensive Care Med 2004 Feb;30(2):282-9.

38. Weaver LJ, Pierson DJ, Kellie R, Bonner B, Craig KC. A practical procedure for measuring functional residual capacity during mechanical ventilation with or without PEEP. Crit Care Med 1981 Dec;9(12):873-7.

39. East TD, Wortelboer PJ, van Ark E, et al. Automated sulfur hexafluoride washout functional residual capacity measurement system for any mode of mechanical ventilation as well as spontaneous respiration. Crit Care Med 1990 Jan;18(1):84-91.

40. Jonmarker C, Jansson L, Jonson B, Larsson A, Werner O. Measurement of functional residual capacity by sulfur hexafluoride washout. Anesthesiology 1985 Jul;63(1):89-95.

41. Fretschner R, Deusch H, Weitnauer A, Brunner JX. A simple method to estimate functional residual capacity in mechanically ventilated patients. Intensive Care Med 1993;19(7):372-6.

42. Ibanez J, Raurich JM, Moris SG. Measurement of functional residual capacity during mechanical ventilation. Comparison of a computerized open nitrogen washout method with a closed helium dilution method. Intensive Care Med 1983;9(2):91-3.

43. Olegard C, Sondergaard S, Houltz E, Lundin S, Stenqvist O. Estimation of functional residual capacity at the bedside using standard monitoring equipment: a modified nitrogen

52

washout/washin technique requiring a small change of the inspired oxygen fraction. Anesth Analg 2005 Jul;101(1):206-12, table of contents.

44. Wrigge H, Sydow M, Zinserling J, Neumann P, Hinz J, Burchardi H. Determination of functional residual capacity (FRC) by multibreath nitrogen washout in a lung model and in mechanically ventilated patients. Accuracy depends on continuous dynamic compensation for changes of gas sampling delay time. Intensive Care Med 1998 May;24(5):487-93.

45. Zinserling J, Wrigge H, Varelmann D, Hering R, Putensen C. Measurement of functional residual capacity by nitrogen washout during partial ventilatory support. Intensive Care Med 2003 May;29(5):720-6.

46. Eichler W, Schumacher J, Roth-Isigkeit A, Braun J, Kuppe H, Klotz KF. Automated evaluation of functional residual capacity by oxygen washout. J Clin Monit Comput 2002 Apr-May;17(3-4):195-201.

47. Mitchell RR, Wilson RM, Holzapfel L, Benis AM, Sierra D, Osborn JJ. Oxygen wash-in method for monitoring functional residual capacity. Crit Care Med 1982 Aug;10(8):529-33.

48. Weismann D, Reissmann H, Maisch S, Fullekrug B, Schulte J. Monitoring of functional residual capacity by an oxygen washin/washout; technical description and evaluation. J Clin Monit Comput 2006 Aug;20(4):251-60.

49. GEHealthCare. CRF INview - Guide d'utilisation. [cited; Available from: http://www.gehealthcare.com/eufr/respiratory-care/docs/FRC_Appliguide_M1081096_fre.pdf

50. Lambermont B, Ghuysen A, Janssen N, et al. Comparison of functional residual capacity and static compliance of the respiratory system during a positive end-expiratory pressure (PEEP) ramp procedure in an experimental model of acute respiratory distress syndrome. Crit Care 2008;12(4):R91.

51. Chiumello D, Cressoni M, Chierichetti M, et al. Nitrogen washout/washin, helium dilution and computed tomography in the assessment of end expiratory lung volume. Crit Care 2008;12(6):R150.

52. Bernard GR, Artigas A, Brigham KL, et al. The American-European Consensus Conference on ARDS. Definitions, mechanisms, relevant outcomes, and clinical trial coordination. Am J Respir Crit Care Med 1994 Mar;149:818-24.

53. Stattools. 2010 [cited; Available from: http://www.stattools.net/SSizcorr_Tab.php]

54. Vieillard-Baron A, Schmitt JM, Augarde R, et al. Acute cor pulmonale in acute respiratory distress syndrome submitted to protective ventilation: incidence, clinical implications, and prognosis. Crit Care Med 2001 Aug;29(8):1551-5.

55. Vincent JL, Sakr Y, Groeneveld J, et al. ARDS of early or late onset: does it make a difference? Chest 2010 Jan;137(1):81-7.

56. Berkowitz DM, Danai PA, Eaton S, Moss M, Martin GS. Accurate characterization of extravascular lung water in acute respiratory distress syndrome. Crit Care Med 2008 Jun;36(6):1803-9.

57. Michard F, Zarka V, Alaya S. Better characterization of acute lung injury/ARDS using lung water. Chest 2004 Mar;125(3):1166; author reply 7.

53

58. TheARDSNetwork. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. The Acute Respiratory Distress Syndrome Network. N Engl J Med 2000 May 4;342(18):1301-8.

59. Richecoeur J, Lu Q, Vieira SR, et al. Expiratory washout versus optimization of mechanical ventilation during permissive hypercapnia in patients with severe acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 1999 Jul;160(1):77-85.

60. Knaus WA, Draper EA, Wagner DP, Zimmerman JE. Prognosis in acute organ-system failure. Ann Surg 1985 Dec;202(6):685-93.

61. Murray JF, Matthay MA, Luce JM, Flick MR. An expanded definition of the adult respiratory distress syndrome. Am Rev Respir Dis 1988 Sep;138(3):720-3.

62. Quanjer PH, Tammeling GJ, Cotes JE, Pedersen OF, Peslin R, Yernault JC. Lung volumes and forced ventilatory flows. Report Working Party Standardization of Lung Function Tests, European Community for Steel and Coal. Official Statement of the European Respiratory Society. Eur Respir J Suppl 1993 Mar;16:5-40.

63. Bikker IG, van Bommel J, Reis Miranda D, Bakker J, Gommers D. End-expiratory lung volume during mechanical ventilation: a comparison with reference values and the effect of positive end-expiratory pressure in intensive care unit patients with different lung conditions. Crit Care 2008;12(6):R145.

64. Dyhr T, Bonde J, Larsson A. Lung recruitment manoeuvres are effective in regaining lung volume and oxygenation after open endotracheal suctioning in acute respiratory distress syndrome. Crit Care 2003 Feb;7(1):55-62.

65. Lapinsky SE, Aubin M, Mehta S, Boiteau P, Slutsky AS. Safety and efficacy of a sustained inflation for alveolar recruitment in adults with respiratory failure. Intensive Care Med 1999 Nov;25(11):1297-301.

66. Macnaughton PD. New ventilators for the ICU--usefulness of lung performance reporting. Br J Anaesth 2006 Jul;97(1):57-63.

67. Lichtenstein D, Meziere G, Biderman P, Gepner A, Barre O. The comet-tail artifact. An ultrasound sign of alveolar-interstitial syndrome. Am J Respir Crit Care Med 1997 Nov;156(5):1640-6.

68. Lichtenstein DA, Lascols N, Meziere G, Gepner A. Ultrasound diagnosis of alveolar consolidation in the critically ill. Intensive Care Med 2004 Feb;30(2):276-81.

69. Ryan T, Petrovic O, Dillon JC, Feigenbaum H, Conley MJ, Armstrong WF. An echocardiographic index for separation of right ventricular volume and pressure overload. J Am Coll Cardiol 1985 Apr;5(4):918-27.

70. Nunn J. Respiratory dead space and distribution of the inspired gas. In: Butterworths, ed. Applied respiratory physiology. London, 1969:177-208.

71. West JB. Ventilation. In: Wilkins LW, ed. Respiratory Physiology, The Essentials. 6th Edition ed, 2000.

54

72. Gattinoni L, Pesenti A, Avalli L, Rossi F, Bombino M. Pressure-volume curve of total respiratory system in acute respiratory failure. Computed tomographic scan study. Am Rev Respir Dis 1987 Sep;136(3):730-6.

73. ARDSNetwork. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. The Acute Respiratory Distress Syndrome Network. N Engl J Med 2000 May 4;342(18):1301-8.

74. Bikker IG, Leonhardt S, Bakker J, Gommers D. Lung volume calculated from electrical impedance tomography in ICU patients at different PEEP levels. Intensive Care Med 2009 Aug;35(8):1362-7.

75. Joosten KF, Jacobs FI, van Klaarwater E, et al. Accuracy of an indirect calorimeter for mechanically ventilated infants and children: the influence of low rates of gas exchange and varying FIO2. Crit Care Med 2000 Aug;28(8):3014-8.

76. Takala J, Keinanen O, Vaisanen P, Kari A. Measurement of gas exchange in intensive care: laboratory and clinical validation of a new device. Crit Care Med 1989 Oct;17(10):1041-7.

77. Ultman JS, Bursztein S. Analysis of error in the determination of respiratory gas exchange at varying FIO2. J Appl Physiol 1981 Jan;50(1):210-6.

78. Rouby JJ, Lu Q, Goldstein I. Selecting the right level of positive end-expiratory pressure in patients with acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2002 Apr 15;165(8):1182-6.

79. Bachofen M, Weibel ER. Alterations of the gas exchange apparatus in adult respiratory insufficiency associated with septicemia. Am Rev Respir Dis 1977 Oct;116(4):589-615.

80. Argiras EP, Blakeley CR, Dunnill MS, Otremski S, Sykes MK. High PEEP decreases hyaline membrane formation in surfactant deficient lungs. Br J Anaesth 1987 Oct;59(10):1278-85.

81. Dreyfuss D, Soler P, Basset G, Saumon G. High inflation pressure pulmonary edema. Respective effects of high airway pressure, high tidal volume, and positive end-expiratory pressure. Am Rev Respir Dis 1988 May;137(5):1159-64.

82. Sandhar BK, Niblett DJ, Argiras EP, Dunnill MS, Sykes MK. Effects of positive end-expiratory pressure on hyaline membrane formation in a rabbit model of the neonatal respiratory distress syndrome. Intensive Care Med 1988;14(5):538-46.

83. Muscedere JG, Mullen JB, Gan K, Slutsky AS. Tidal ventilation at low airway pressures can augment lung injury. Am J Respir Crit Care Med 1994 May;149(5):1327-34.

84. Ricard JD, Dreyfuss D, Saumon G. Production of inflammatory cytokines in ventilator-induced lung injury: a reappraisal. Am J Respir Crit Care Med 2001 Apr;163(5):1176-80.

85. Tremblay L, Valenza F, Ribeiro SP, Li J, Slutsky AS. Injurious ventilatory strategies increase cytokines and c-fos m-RNA expression in an isolated rat lung model. J Clin Invest 1997 Mar 1;99(5):944-52.

55

86. Amato MB, Barbas CS, Medeiros DM, et al. Beneficial effects of the "open lung approach" with low distending pressures in acute respiratory distress syndrome. A prospective randomized study on mechanical ventilation. Am J Respir Crit Care Med 1995 Dec;152(6 Pt 1):1835-46.

87. Brower RG, Lanken PN, MacIntyre N, et al. Higher versus lower positive end-expiratory pressures in patients with the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med 2004 Jul 22;351(4):327-36.

88. Meade MO, Cook DJ, Guyatt GH, et al. Ventilation strategy using low tidal volumes, recruitment maneuvers, and high positive end-expiratory pressure for acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial. JAMA 2008 Feb 13;299(6):637-45.

89. Mercat A, Richard JC, Vielle B, et al. Positive end-expiratory pressure setting in adults with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial. JAMA 2008 Feb 13;299(6):646-55.

90. Vieillard-Baron A, Loubieres Y, Schmitt JM, Page B, Dubourg O, Jardin F. Cyclic changes in right ventricular output impedance during mechanical ventilation. J Appl Physiol 1999 Nov;87(5):1644-50.

91. Zapol WM, Snider MT. Pulmonary hypertension in severe acute respiratory failure. N Engl J Med 1977 Mar 3;296(9):476-80.

92. Jardin F, Brun-Ney D, Hardy A, Aegerter P, Beauchet A, Bourdarias JP. Combined thermodilution and two-dimensional echocardiographic evaluation of right ventricular function during respiratory support with PEEP. Chest 1991 Jan;99(1):162-8.

93. Jardin F, Delorme G, Hardy A, Auvert B, Beauchet A, Bourdarias JP. Reevaluation of hemodynamic consequences of positive pressure ventilation: emphasis on cyclic right ventricular afterloading by mechanical lung inflation. Anesthesiology 1990 Jun;72(6):966-70.

94. Mekontso Dessap A, Charron C, Devaquet J, et al. Impact of acute hypercapnia and augmented positive end-expiratory pressure on right ventricle function in severe acute respiratory distress syndrome. Intensive Care Med 2009 Nov;35(11):1850-8.

95. Vieillard-Baron A, Jardin F. Why protect the right ventricle in patients with acute respiratory distress syndrome? Curr Opin Crit Care 2003 Feb;9(1):15-21.

56

RESUME

Introduction : Le niveau de PEP optimal au cours de l’ALI/SDRA reste controversé du fait de ses effets

bénéfiques et adverses. L’évaluation précise du recrutement alvéolaire induit par la majoration de la

PEP est un pré-requis indispensable à son réglage. Aucune technique actuellement validée n’est

aisément réalisable au lit du patient. Le but de cette étude est de comparer le volume pulmonaire

recruté par la PEP mesuré sur les courbes Pressions-Volumes (RECmes) à celui estimé par deux

techniques récentes : l’estimation du volume pulmonaire recruté par la technologie CRF INview®

(RECestim) et le score de ré-aération pulmonaire échographique.

Matériel et méthodes : Nous conduisons une étude prospective observationnelle sur 40 patients de

réanimation atteints d’ALI/SDRA (étude CECILIA). Le critère principal de jugement est l’étude de la

corrélation entre RECmes et recrutement estimé par les nouvelles techniques (CRF INview® et

échographie pulmonaire). Les critères de tolérance respiratoire et hémodynamique de

l’augmentation de la PEP sont également analysés. Les données ont été recueillies à PEP 0, 5, 10 et

15 cmH2O, après randomisation de l’ordre croissant ou décroissant du changement de PEP.

Résultats : L’analyse des 7 patients inclus à ce jour ne retrouve pas de corrélation significative entre

le RECmes et le RECestim sur cette population (r=0,11 ; p=0,67), avec toutefois une tendance à une

corrélation significative chez les patients atteints de SDRA diffus (r=0,71 ; p=0,09). Il n’existe pas de

corrélation significative entre le score de ré-aération pulmonaire et le RECmes (r=0,18 ; p=0,47) ou le

RECestim (r=0,37 ; p=0,10) sur l’ensemble de la population, avec toutefois une tendance à une

corrélation significative chez les patients diffus (respectivement r=0,5 ; p=0,25 et r=0,62 ; p=0,08). Le

recrutement évalué par les 3 techniques n’est pas corrélé à la PaO2. Il existe parallèlement à

l’augmentation de la PEP une augmentation significative de la surcharge systolo-diastolique du cœur

droit, et une diminution significative de l’index cardiaque et de la PAM.

Conclusion : Les résultats préliminaires de l’étude CECILIA suggèrent que le RECestim obtenu par CRF

INview® et le score échographique de ré-aération semblent corrélés au RECmes déterminé par

l’analyse des courbes PV uniquement chez les patients atteints de SDRA diffus et non dans les formes

focales. Le potentiel de recrutabilité des SDRA diffus et focaux et la sensibilité des différentes

techniques au phénomène de surdistension peuvent expliquer ce résultat. Le retentissement

hémodynamique observé lors de la majoration de la PEP doit également être considéré afin de

proposer une stratégie de réglage optimal de la PEP cliniquement pertinente. Ces résultats restent à

être confirmés sur l’ensemble de la population d’étude et permettraient de contribuer à la validation

de moyens de monitorage du recrutement alvéolaire facilement utilisables au lit du patient.