Réadaptation cardio-vasculaire chez un patient coronarien ...
Physiologie cardio-vasculaire Monitorage cardio-vasculaire
Transcript of Physiologie cardio-vasculaire Monitorage cardio-vasculaire
Physiologie Cardio-Vasculaire
applications cliniques de esCCO
F. PREMONT
NKFR
Homéostasie
• Définition
– Ensemble des mécanismes et process qui
contribuent à la stabilité et à la normalité des
fluides intracellulaires
• Ceci inclus la stabilité des mécanismes qui
permettent l’oxygénation cellulaire
– Le cycle de l’oxygène
» Depuis le mélange inhalé jusqu’au milieu
intracellulaire
Homéostasie oxygénation cellulaire
Alveolo-Capillar Diffusion O2
Art Content O2 (CaO2)
Oxygen Delivery (Da02)
Oxygen Extraction (EO2)
Air conduction of O2
Cellular O2
Venous content O2 Pump /CO
Trachea
Alveoli
Venous System
Arterial Pressurized System
Maintenir / Epargner / Restaurer
Homéostasie
• Objectif majeur et prioritaire de la prise en
charge médicale réanimatoire dans la majorité
des spécialités interventionnelles
– Anesthésie
– Médecine d’urgence
– Réanimation
Homéostasie
• Le cycle de l’oxygène
– Probablement le plus critique et le plus sophistiqué
des cycles vitaux
• Mettre le système en équation
CaO2 = O2 liée Hb + O2 dissoute
O2 dissoute = 0,003 PaO2
O2 liée Hb = 1,36 x Hb x SaO2
CaO2 = 18 to 20 ml/100ml
DO2= CaO2 x CO
CO = HR x Stroke volume (SV)
DO2 = 1,36 x Hb SaO2 x HR x SV
DO2 = 100 ml/min
Assuming that gas conduction and alveol--capillar diffusion are normal
Cible/Objectif Majeur
CaO2 = O2 liée Hb + O2 Dissoute
DO2= CaO2 x CO
O2 Mitochondria = Extraction O2 x DO2
1,36 x Hb x SaO2 x Fc x VES
Extraction O2 = SaO2-SvO2 = 15 à 20 %
Quand E02 est maximale, le métabolisme anaérobie s’installe, la production de lactate augmente, les lésions cellulaires commencent défaillance d’organe
CO CaO2
Dans la vraie vie
• Qu’est ce qu’on connaît du cycle de l’O2 ?
• Quel paramètre pour mesurer la qualité de l’homéostasie, lactate (trop tard) ?
• On aimerait pouvoir mesurer CaO2, DO2, E02 ?
Dans la vraie vie Monitoring hémodynamique et cardiaque
Pni S/D et M
Sa02
ECG HR
???
Pression artérielle moyenne (MAP)
Fréquence cardiaque (HR)
Sa02
• On a aucune idée – Du débit cardiaque (CO), donc
• On a aucune idée de la Da02, donc
– On ne sait pas grand chose des capacités d’oxygénation cellulaire du patient
Dans la vraie vie Monitoring hémodynamique et cardiaque
O2
Pni S/D et M
Sa02
Hb
ECG HR
??? CaO2
CO
DaO2
SVR
EO2
SVO2
Monitorage invasif ou
1/2 invasif ?
Dans la vraie vie Monitoring hémodynamique et cardiaque
Standards
• Sans Hb pas de Ca02 – Pas d’oxygénation cellulaire
• Sans pression pas de perfusion organique – Pas d’oxygénation cellulaire
• Sans débit cardiaque pas de perfusion organique – Pas d’oxygénation cellulaire
Plus d’évidences • Pression c’est pas du débit
• SaO2 ce n’est pas du contenu artériel enO2 (CaO2) • Sa02 = 100%
– Hb=15 g/100ml ou Hb = 7,5 g/100ml
• SaO2 ce n’est pas de la délivrance en O2 (Da02) • SaO2 = 100%
– si Da02/2 due à Hb/2
– si DaO2/2 due à CO/2
CO= le paramètre manquant
Débit cardiaque (C0) • Fonction pompe du Coeur
– Débit : L/min • Exprimé et rapporté à la surface corporelle
– L/min. M2
» Normalité : 2.3-2.5 L/min. M2
– Objectif principal • Homéostasie cellulaire
– Maintient de la stabilité et la normalité des fluides intracellulaires
» Indépendamment des contraintes externes
* agression, exercice,stress…
• Facteurs déterminants • Fréquence cardiaque
• Résistances vasculaires
• Précharge
• Postcharge
• Contractilité / Inotropie
Débit cardiaque (C0)
• Fonctions – Délivrance de l’O2 aux cellules
– Apport énergétique aux cellules
– Transport des catabolites
– Transport de la chaleur
• Paramètres dérivés du CO
» Délivrance artérielle en O2 (D02)
» Extraction tissulaire et cellulaire de l’O2 (EO2)
On a quoi ?
Pression de perfusion (MAP)
• Strictement régulée par l’adaptation des résistances systémiques SVR
– MAP = CO x SVR + P0 (pressure CO = 0)
• Cependant – La pression c’est pas du débit !
– MAP = 80 mmHg • MAP1 = CO (5 l/min) x VSR (1500 UI(dynes.s.cm-5)) + Po (5 mmHg)
• MAP2 = CO (2,5 l/min) x VSR(3000 UI) + Po (5 mmHg)
CO = HR x Stroke Volume (SV)
MAP = CO x SVR
MAP = HR x SV x SVR
SVR(i) = MAP
CO
Résistances vasculaire
systémique
SVR = Paramètre régulé +++
Si anormalement basse signe un trouble grave de l’Homéostasie
Si MAP et CO mesuré alors SVR mesurable
Marqueur d’efficacité thérapeutique majeur
Construisons le Puzzle
HR SVR Hb
SV DO2 CVP
CO SpO2 BP
Right Auricle Pressure
Central Venous Pressure
Heart
Rate
CO
MAP
VSR
Stroke
Volume
Power of the heart
Preload Contractility Afterload
DaO2
Hb
SaO2
CaO2
Extraction
of O2
O2 to cell
Pourquoi il nous faut la mesure
du CO ? • Pour être sur qu’il est normal
• Pour être sur qu’il est anormal
• Pour être sur qu’il est resté normal (médico-légal)
• Pour détecter quand il devient anormal
• Pour s’assurer qu’il est revenu à la normal
• Pour évaluer l’impact des thérapeutiques sur la fonction cardiaque
• Pour évaluer l’impact des thérapeutiques sur l’hémodynamique
• Pour évaluer les process de l’homéostasie
• Pour s’assurer de la qualité de l’oxygénation cellulaire
Comment mesurer le CO ? • Techniques de références
– Electromagnetic flow systems placed at the aortic root (experimental)
– Swann Ganz catheter • Thermodilution
– Invasive and risky and expensive
– Delay and discontinue
» Influenced by the skill
– Echocardiography • Trans-oesophageal echocardiography
– Accepted standard
» Discontinue
» Influenced by skill
• Transthoracic
– Difficult in emergency situation
– Difficult skill to acquire
– Techniques de dilution non thermique (lithium)
esCCO c’est quoi ? • Estimation du CO
• Mesure PWTT, calcul du CO estimé
• Estimation en continu
• Estimation cela veut dire – On sait et on accepte un certain niveau d’imprécision
– Valeur d’agrément connue
– On sait et on accepte un certain niveau de biais – Biais calibré en fonction du niveau de débit
» Pas connu pour l’instant
• Accepter/acceptable signifie – On sait/on dit/ on informe
• Risque calculé faible de se tromper de beaucoup
• Estimation implique – Un système puissant de tendance
• Information en temps réel des évolutions
• Parce que comparé aux autres méthodes
– 1) La variable principale CO-related (PWTT) est puissante et fiable pour évaluer la fonction cardiovasculaire et sa mesure n’implique pas d’intervention humaine
» Indépendante de l’habileté du médecin
» Calcul automatique basé sur ECG et SpO2
– 2) Le fait assumé que c’est une mesure estimée du CO
• Limites clairement identifiées et établies – Technologie ouverte, les calculs sont disponibles et
reproductibles (no secrets)
Pourquoi esCCO™ est pertinent ?
C’est quoi le PWTT?
• C’est une variable hémodynamique oubliée!
• C’est une variable hémodynamique inconnue
• C’est juste un temps
• C’est une varaible facile à comprendre presque intuitive
• C’est une variable affectée par – Inotropie / contractilité cardiaque
– Tonus vasculaire
– Volume sanguin circulant
• C’est une variable qui reflète les conditions de circulation
(lent, rapide)
PWTT c’est le temps de transit de l’onde de
pouls pour aller du cœur jusqu’aux artères
périphériques
PWTT
• C’est une variable hémodynamique
• Le PWTT ne peut pas être totalement erroné
• Le PWTT ne peux pas être faux
• Donc esCCO™ qui est une modélisation et
un calcul dérivé du PWTT
– It cannot be wrong
– It cannot be false
Definition of PWTT
21 TTPEPPWTT PEP = Pre-Ejection Period
T1 = Pulse wave transit time through elastic artery
T2 = Pulse wave transit time through peripheral arteries
PWTT transit time of pulse wave from the heart to peripheral arteries. This transit time is
inversely correlated to CO.
ECG
Aortic root
pressure
Radial arterial
pressure
Differentiated
pulse oximeter
Pulse oximeter
PEP
T1
T2
PWTT
100%
30%
Pulse Wave Transit Time (PWTT)
PEP
ECG
Pressure Waveat RadialArtery
SpO2 Wave
Pressure Waveat AorticValve
PWTT1
PWTT2
PWTT
PEP(Pre-ejection Period):reflect
Cardiac Contractility
Cardiac Contractility ↑ SV↑
PWTT↓
SV; Stroke Volume
PWTT1:reflect
Blood Pressure SV↑ Blood Pressure ↑
PWTT1↓
PWTT2:reflect
Systemic Vascular
Resistance Systemic Vascular Resistances ↓ SV↑ PWTT2↓
PWTT correlates with Stroke Volume
Est ce qu’il faut plus qu’une
estimation du CO ?
• Oui bien sur : – Chez les patients en mauvais état cardiovasculaire
chez qui une ou des défaillances d’organe est ou sont en cours d’installation
– Si les signaux permettant de calculer PWTT sont de mauvaise qualité du fait de la pathologie (arythmie) ou du traitement (vasoconstricteurs)
• => Passer à une technique de mesure du CO considérée comme la référence
– Swann Ganz
– Trans Esophageal Echocardiography
Quelles indications de esCCO ? • esCCO sera certainement un outil de triage
puissant pour les spécialités
interventionnelles • 1) Anesthésie
• 2) Médecine d’Urgence
– Intra hospitalier, Pré hospitalier
• 3) Réanimation
• Outil de triage
– Définition
• Action de sélection pour adapter la qualité du
monitorage ou la qualité des soins
– Stratégie de réduction des risques
Triage
• Action dans le but de:
– Optimiser
– Rationaliser
– Réduire les coûts
– Réduire les risques
• Qualité des soins
• Qualité du monitorage
Tri en Médecine d’Urgence
(EMD)
All patients esCCO
EMD
ICU
esCCO
Intermediary
care
esCCO
Tri en Réanimation (ICU)
ICU patients esCCO
ICU
Soins
Normalisés
esCCO
Intermediary
Care (USC)
esCCO
esCCO Monit Invasif
De Ref
Tri en au bloc opératoire (OR)
Selected patients esCCO
during
surgery
PACU
ICU
esCCO
Intermediary
Care (USC)
esCCO
- Poor condition ASA III, IV
- Known cardiac pathology although stabilized
-Cardiac surgery
-Vascular surgery
-Morbid obesity surgery
-Thoracic surgery
• Visite pré anesthésique – Evaluation préopératoire de la fonction cardiovasculaire
• Décision: stabiliser, optimiser avant la chirurgie
• Centres de recherche clinique de phase 1 – Etudes de Phase I
• Volontaires sains
– Effets cardiaques des nouveaux médicaments
– esCCO™ permet
» De s’assurer de l’absence d’effet cardio-vasculaire
» Met en évidence des effets cardiovasculaires attendus
» Détecte les seuils d’effets cardiovasculaires
• Standard de monitoring en anesthésie dans le privé – Atteste de la normalité du CO au cours de l’intervention
– Détection précoce des anomalies cardiovasculaires • Si pas de personnel d’anesthésie en salle
– Le chirurgien appelle (médico-légal)
Autres indications du esCCO™ ?
• Moniteur standard d’anesthésie !
• Moniteur standard dans le service des urgences !
• Moniteur standard Réa / USC ! – Patients normaux
– Malades dépendants
Autres indications de esCCO ?
CO = K × (α × PWTT + β) × HR
esCCO calculation:
estimated Continuous Cardiac Output or
ECG and SpO2 derived Continuous Cardiac Output
What is ?
esCCO Calibration process
1) Non-invasive calibration with NIBP, SpO2 & patient info
ECG
SpO2
NIBP
Patient Info. (height, body weight, gender
and age)
Parameters to non-invasively measure esCCO
Parameter Cal PWTT Automatically acquired by averaging minimum 3 minutes of beat-by-
beat PWTT Cal HR Automatically acquired by averaging minimum 3 minutes of beat-by-
beat heart rate
Cal CO (from Patient Info)
Calculated from entered patient info (height, weight, gender, age) and HR, PP and PWTT
Cal PP (NIBP) Calculated from a single NIBP measurement The difference between systolic and diastolic pressure is displayed as Call PP on the CALIBRATION window
esCCO Calibration process
2) Invasive calibration with IBP, ECG, SpO2 & patient info
Parameters to measure esCCO with IBP
ECG
SpO2
IBP (ART, ART2, RAD, FEM)
Patient Info. (height, body weight, gender and
age)
IBP
Parameter Cal PWTT Automatically acquired by averaging minimum 3 minutes of beat-by-
beat PWTT Cal HR Automatically acquired by averaging minimum 3 minutes of beat-by-
beat heart rate
Cal CO (from Patient Info)
Calculated from entered patient info (height, weight, gender, age) and PWTT , PP and HR.
Cal PP (ART) Automatically acquired by averaging minimum 3 minutes of beat-by-beat arterial pulse pressure (difference between systolic and diastolic pressure)
Details of esCCO calibration process
esCCO = K x (α × PWTT + β) x HR ...(1)
where α is fixed to -0.3 which was decided experimentally by the past esCCO clinical studies.
Meanwhile, constants K and β need to be individualized for each patient. The calibration of esCCO
is a process to determine K and β for each patient.
SV = K x (α × PWTT + β) ...(2)
PP
SV
CalHR
CalCO
CalPP
1K = = x ...(4)
SV = K x PP = K x (α × PWTT + β) ...(3)
Based on these relationships, constant K for each patient will be decided by using cardiac output
(Cal CO), heart rate (Cal HR) and pulse pressure (Cal PP) at the calibration point.
After that constant K is obtained, constant β will be determined by using cardiac output (Cal CO), heart
rate (Cal HR) and PWTT (Cal PWTT) at the calibration point as follows.
K
SV
CalHR
CalCO
K
1β = - α × PWTT = x -α × Cal PWTT ...(5)
CO = a + b * Sex + c * Age + d * BSA + e * PWTT + f* HR * PP … (6)
Sex: male=0, female=1, Age: years, BSA=body surface area (m2),
PWTT: sec, HR=heart rate (bpm), PP=pulse pressure (mmHg)
Reference CO (Cal CO) obtained by multivariate analysis of patient info:
esCCO Application in the BSM
Parameter Formula Description
esSV (mL) K x (α × PWTT × β)
estimated stroke volume
esCCO (L/min) esSV x HR/ 1000 estimated continuous cardiac output
esSVR (dyn*s/cm5) *1)
esCCO /(MAP-CVP)
estimated systematic vascular resistance *1)
esSVI (ml/mm2) esSV/BSA estimated stroke volume index
esCCI (L/min/mm2)
esCCO/BSA estimated continuous cardiac output index
esSVRI (dyn*s/cm5) *1)
esSVR/BSA estimated systematic vascular resistance index *1)
Parameters displayed
*1) esSVR is derived by dividing esCCO by the difference between mean arterial pressure and central venous pressure. That means both arterial pressure and central venous pressure in addition to ECG and SpO2 are essential for the esSVR measurement.
Questions