mémoire des tanaka
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ACADÉMIE DE PARIS Année 2012
MÉMOIRE
pour l’obtention du Diplôme d’Études Spécialisées d’Anesthésie – Réanimation
Coordonnateur : Monsieur le Professeur D. JOURNOIS
Par
Sébastien TANAKA
présenté et soutenu le 11 avril 2012
COMPARAISON DES EFFETS MACROCIRCULATOIRES ET
MICROCIRCULATOIRES DU REMPLISSAGE VASCULAIRE CHEZ LE PATIENT DE
REANIMATION
Travail effectué sous la direction du Pr. J. DURANTEAU
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LISTE DES ABREVIATIONS AVA® : Automated Vascular Analysis ΔPP : variation de la pression pulsée FCD : densité capillaire fonctionnelle IC : index cardiaque IH : index d’hétérogénéité MFI : index de flux microvasculaire OPS : spectroscopie orthogonale polarisée PAD : pression artérielle diastolique PAM : pression artérielle moyenne PAPO : pression artérielle pulmonaire d’occlusion PAS : pression artérielle systolique POD : pression de l’oreillette droite PSM : pression systémique moyenne PVC : pression veineuse centrale RV : remplissage vasculaire SDF: Sidestream Dark Field VES: volume d’éjection systolique VTDVG: volume télédiastolique du ventricule gauche
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1. Introduction .................................................................................................................................5 2. Matériels et Méthodes...............................................................................................................7 2.1 Patients............................................................................................................................................................7
2.2 Epreuve de remplissage vasculaire .....................................................................................................7
2.3 Paramètres macrocirculatoires............................................................................................................8
2.4 Microcirculation et technologie Sidestream Dark Field ...........................................................8
2.5 Analyse des vidéos et paramètres microcirculatoires ............................................................. 13
2.6 Analyses statistiques............................................................................................................................... 16
3. Résultats ..................................................................................................................................... 17 3.1 Flow-chart................................................................................................................................................... 17
3.2 Caractéristiques des patients.............................................................................................................. 17
3.3 Répartition des vaisseaux..................................................................................................................... 18
3.4 Epreuve de remplissage vasculaire .................................................................................................. 18
3.4.1 Paramètres macrocirculatoires ...........................................................................................18
3.4.2 Paramètres microcirculatoires ...........................................................................................19
3.4.3 Relation entre microculation et macrocirculation .....................................................21
4. Discussion .................................................................................................................................. 24 4.1 Méthodologie ............................................................................................................................................. 24
4.2 Microcirculation en pratique clinique ............................................................................................ 26
4.3 Concernant les résultats : microcirculation et remplissage vasculaire ........................... 27
4.4 Conclusion et perspectives ................................................................................................................... 29
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1. Introduction
Le remplissage vasculaire est une thérapie essentielle en anesthésie et en réanimation.
Il permet d’augmenter le volume liquidien contenu dans le réseau veineux capacitif
afin d’y restaurer le volume intra-vasculaire, augmentant ainsi la pression systémique
moyenne (PSM) et donc le gradient entre PSM et pression de l’oreillette droite
(POD). Ce gradient POD-PSM est le principal déterminant du retour veineux, et donc
du volume télédiastolique du ventricule gauche (VTDVG). Pour guider le remplissage
vasculaire, il est actuellement recommandé de se guider sur des paramètres statiques
et dynamiques macrovasculaires [1]. La faible pertinence des indices statiques (PVC,
mais aussi pression pulmonaire d'occlusion (PAPO)) à prédire la réponse cardiaque au
remplissage a conduit à rechercher des indices dynamiques de précharge-dépendance
[2, 3]. Ainsi chez un patient sédaté, ventilé et en rythme sinusal, la variabilité
respiratoire de la pression pulsée (PP) (delta PP = (PPmax – PPmin)/ [(PPmax +
PPmin)/2)] x 100) est devenue l'indice dynamique de précharge-dépendance le plus
utilisé. Une valeur supérieure à 12-13 % rend probable une augmentation de plus de
15 % du débit cardiaque au remplissage.
Le but ultime du remplissage vasculaire est la restauration d'une perfusion
microvasculaire et d'un transport artériel en oxygène tissulaire permettant de
maintenir un métabolisme cellulaire sans souffrance cellulaire.
Cependant, la relation entre micro et macrocirculation apparait complexe chez les
patients de réanimation. Ainsi, De Backer et coll. n’ont pas trouvé de corrélation entre
la macrocirculation et la circulation sublinguale après l’administration de dobutamine
chez des patients en choc septique [4]. De la même manière, Dubin et coll. n’ont pas
restauré les paramètres microcirculatoires après avoir augmenté la pression artérielle
avec de la noradrénaline chez des patients en choc septique [5]. L’existence
d’altérations de la microcirculation chez les patients de réanimation, malgré une
correction des paramètres hémodynamiques macrocirculatoires, explique en partie
cette apparente dissociation entre la macrocirculation et la microcirculation.
Concernant les effets microcirculatoires du remplissage vasculaire, ces derniers
demeurent peu documentés. Récemment, Pottecher et al. [6] ont évalué l'effet du lever
de jambe passif et d'une expansion volémique sur la microcirculation sublinguale
chez des patients en sepsis sévère et en choc septique lors des 24 premières heures de
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leur admission en réanimation (tous les patients étaient précharge-dépendants). Une
amélioration des paramètres microvasculaires ont été observés lors de l'expansion
volémique et lors du lever de jambe passif. Les modifications microcirculatoires
n'étaient pas expliquées par des modifications rhéologiques ou par des modifications
de pression artérielle. Une relation non linéaire apparait exister entre les modifications
de débit cardiaque et les modifications de microcirculation. Ceci illustre que les
relations débit cardiaque et microcirculation sont complexes chez les patients en choc
septique. Ceci est vraisemblablement du au fait que la réponse microcirculatoire au
remplissage vasculaire n'est pas assimilable simplement à la réponse cardiaque. Ceci a
été confirmé par Ospina-Tascon et al. [7] qui ont observé une moindre réponse
microcirculatoire à l'expansion volémique à la phase tardive du sepsis (>48h du
diagnostic) en comparaison à la phase précoce (<24h du diagnostic). La réponse
microvasculaire était dissociée de la réponse macrovasculaire (PAM et débit
cardiaque).
Ces résultats doivent nous pousser à monitorer la microcirculation pour évaluer
l'impact du remplissage vasculaire.
Ainsi, l’objectif de ce travail est de préciser l’impact d’un remplissage vasculaire
par cristalloïdes sur la microcirculation sublinguale et la relation entre la
macrocirculation et la microcirculation de patients de réanimation.
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2. Matériels et Méthodes
2.1 Patients
Il s’agit d’une étude monocentrique réalisée dans le service de réanimation
chirurgicale du CHU de Bicêtre (Le Kremlin-Bicêtre, France). Cette étude est
observationnelle et n’entraîne aucune modification dans la prise en charge des
patients. Cette étude a été approuvée par le comité consultatif de protection des
personnes dans la recherche biomédicale de Bicêtre et s’inscrit dans les dispositifs de
la loi Huriet (n°IRB00006477). Le comité n’a pas retenu l’obligation de consentement
pour l’inclusion des patients dans l’étude.
Pouvait être inclus dans l’étude tout patient adulte, hospitalisé en réanimation, dans
les premières 48heures de son admission, intubé, sédaté, sous ventilation mécanique
contrôlée, équipé d’un catéther artériel et dont le débit cardiaque était monitoré par
doppler oesophagien (CardioQ®, Deltex Medical), chez lequel une épreuve de
remplissage vasculaire était décidée par le médecin en charge du patient. L’indication
de cette épreuve pouvait reposer sur un ou plusieurs des éléments suivants : une
pression artérielle moyenne < 65mmHg, une valeur supérieure à 12-13 % du delta PP,
un débit urinaire <0.5ml/kg/h sur deux heures, une augmentation du lactate artériel
plasmatique (>2.0mEq/l) ou la présence de marbrures.
2.2 Epreuve de remplissage vasculaire
Après prescription d’une épreuve de remplissage vasculaire par le médecin en charge
du patient, 500 mL de sérum physiologique sont administrés en 15 min. Les
paramètres macrocirculatoires et microcirculatoires ont été recueillis avant et après
cette épreuve de remplissage vasculaire. Les paramètres ventilatoires, les sédatifs et
les drogues vaso-actives sont maintenus constants pendant la procédure.
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2.3 Paramètres macrocirculatoires
Les paramètres notés en début de procédure comprennent les données
démographiques du patient (âge, sexe, poids, taille), les antécédents significatifs, les
différents traitements en cours (en particuliers les catécholamines), les paramètres de
ventilation mécanique, le score IGS II à l’admission, le motif et la date d’entrée en
réanimation.
Les paramètres macrovasculaires recueillis incluaient la fréquence cardiaque, la
pression artérielle systolique, moyenne et diastolique (PAS, PAM, PAD), l’index
cardiaque (IC), le volume d’éjection systolique (VES) et la variation de la pression
pulsée (∆PP (%)). La position du doppler oesophagien était ajustée pour obtenir le
meilleur signal du flux artériel de l’aorte descendante.
2.4 Microcirculation et technologie Sidestream Dark Field
Plusieurs mesures de la microcirculation sublinguale sont réalisées pendant le
remplissage vasculaire. Ces mesures sont effectuées de façon non invasive grâce à un
dispositif dédié : le MicroScan® (MicroVision Medical) qui possède le marquage
CE0344.
Le MicroScan® est une évolution de la technologie d’imagerie par Spectroscopie
Orthogonale Polarisée, validée in vitro et in vivo par rapport aux méthodes
classiques de microscopie intravitale [8]. Le principe de l’OPS [9] est illustré dans la
figure 1 ; il est basé sur un faisceau lumineux, issu d’une source ponctuelle, polarisé
et projeté sur le tissu à observer. La plus grande partie de la lumière est réfléchie,
garde sa polarisation et est rejetée par le polariseur orthogonal. Une autre partie de la
lumière polarisée pénètre le tissu en profondeur, perd sa polarisation, est en partie
absorbée par l’hémoglobine et est finalement réfléchie. La sélection pour la lumière
émise d’une longueur d’onde de 548 nm, proche du point isobestique de
l’hémoglobine, permet la visualisation des capillaires contenant des érythrocytes et
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l’obtention d’images d’excellente qualité avec un contraste élevé. La réflexion de la
lumière constitue en fait une source lumineuse virtuelle en profondeur du tissu. Les
images obtenues sont ainsi comparables à celles que l’on obtiendrait par
transluminescence. Cette lumière dépolarisée est transmise à une caméra numérique et
enregistrée.
Le MicroScan® utilise une évolution de ce procédé appelée Sidestream Dark Field.
Dans cette technique (figure 2), le capteur lumineux est entouré de plusieurs diodes
électroluminescentes émettant une lumière verte de longueur d’onde 530 nm
correspondant à l’absorption de l’hémoglobine érythrocytaire. L’imagerie SDF
améliore encore la qualité des images obtenues, les érythrocytes sont visualisés sous
la forme de cellules sombres en mouvement (figure 3). Ces techniques (OPS et SDF)
ne sont utilisables que dans le cas de tissus recouverts d’une fine couche épithéliale
comme les muqueuses qui tapissent la cavité buccale et la face inférieure de la langue.
Figure 1 – Principe de l’imagerie OPS (17). En vert, la lumière émise (polarisée), en
noir la lumière réfléchie (polarisée), en rouge la lumière diffusée (dépolarisée).
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Figure 2 – Principe de l’imagerie SDF (17). En vert, la lumière émise (polarisée), en
rouge la lumière diffusée (dépolarisée).
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Figure 3 – Exemple d’acquisition de microcirculation sublinguale en imagerie SDF.
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Figure 4 – MicroScan® : appareil d’acquisition et bague de stabilisation.
Ce dispositif autonome comprend une source lumineuse coaxiale avec un objectif de
diamètre fin (8 mm) protégé par un embout plastique stérile à usage unique en contact
avec la muqueuse. Les acquisitions sont réalisées au niveau de la muqueuse de la face
inférieure de la langue. La stabilité du MicroScan® est renforcée grâce à une bague
métallique multiperforée, stérilisable qui s’adapte à l’extrémité du cache stérile de la
sonde d’acquisition (figure 4) et par laquelle on exerce une aspiration calibrée qui
maintient l’objectif au contact direct de la muqueuse [10]. Grâce à ce dispositif, il est
possible de maintenir l’objectif immobile au contact de la muqueuse pendant plus de
60 secondes de façon totalement atraumatique et sans incidence sur les résultats
obtenus. L’absence de conséquence de l’aspiration sur les données microcirculatoires
a été rapportée pour une dépression de 100 mmHg [11] et contrôlée par notre équipe
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sur le volontaire sain (données non publiées). Les images de microcirculation sont
recueillies sous forme de vidéos numériques à la fréquence de 25 images par seconde,
enregistrées en temps réel sur un ordinateur portable (Apple® MacBook) au format
DV-AVI afin d’éviter les pertes de qualité engendrées par une compression
informatique. Cinq séquences de 10 à 20 secondes sont enregistrées à chacune étape:
Les cinq séquences d’une étape donnée sont enregistrées sur des zones muqueuses
distinctes prises au hasard sur l’ensemble du revêtement épithélial. Le choix délibéré
de ne pas se focaliser sur la même région d’intérêt aux différentes étapes est motivé
par des impératifs techniques et des arguments physiopathologiques :
- la région d’intérêt visualisée par le MicroScan® lors d’une acquisition a des
dimensions de l’ordre de la centaine de micromètres (0,98 x 0,73 mm en technique
SDF) rendant illusoire toute tentative de « retrouver » une région d’intérêt après la
mobilisation du patient,
- l’hétérogénéité de la microcirculation est un paramètre important de l’évaluation
qualitative et quantitative [12]. Pour en rendre compte, il paraît nécessaire d’étudier
plusieurs sites.
2.5 Analyse des vidéos et paramètres microcirculatoires
Les séries de cinq séquences vidéo obtenues sont anonymisées en fin de procédure par
un codage aléatoire à cinq lettres, de sorte que l’opérateur effectuant leur analyse en
aveugle ne connaisse pas a priori à quelle étape du protocole elles correspondent.
L’analyse des vidéos est réalisée avec le logiciel Automated Vascular Analysis
(AVA®) 1.0 (MicroVision Medical) développé par l’Academic Medical Center de
l’Université d’Amsterdam (Pays-Bas). Ce logiciel permet une reconnaissance semi-
automatique des contours vasculaires et le calcul de paramètres considérés comme
pertinents dans les derniers consensus sur l’étude de la microcirculation [12, 13] :
diamètre des vaisseaux, densité capillaire fonctionnelle. Il gère également différents
critères qualitatifs liés à la régularité du flux sanguin.
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Sur les cinq vidéos acquises à chaque étape du protocole, on analyse au minimum les
trois meilleures séquences en terme de stabilité et de mise au point, soit 3 à 5 analyses
par étape et par patient. Un premier temps de l’analyse consiste en une mise aux
normes de la vidéo étudiée. Cette étape comprend une correction automatique de
l’arrière-plan et du contraste de l’image afin d’optimiser l’histogramme des niveaux
de gris et de faciliter l’analyse automatisée. En bref, le logiciel adapte l’échelle de
niveaux de gris afin d’obtenir une répartition gaussienne de ces niveaux. On
sélectionne ensuite parmi les 30 secondes de vidéo une série de 250 images
consécutives, soit 10 secondes de vidéo, a priori la plus stable, afin d’en effectuer une
stabilisation informatique. Seule cette portion stabilisée de 10 secondes est utilisée
dans la suite de l’analyse. Cette procédure a pour conséquence une diminution de la
taille des images : la stabilisation écrête les bords des images, mais conserve une
échelle inchangée. Les nouvelles dimensions en pixels des images sont notées. On
définit le rapport entre les surfaces des images avant et après stabilisation comme
critère-qualité de la stabilité de l’acquisition de la vidéo. La reconnaissance
automatique des capillaires est alors effectuée par le logiciel sans modification par
l’utilisateur d’aucun des seuils de détection. Une reconnaissance optimale des
contours des capillaires est obtenue grâce à un moyennage des 250 images. À l’issue
de cette étape, le logiciel est capable de fournir :
- la longueur totale des vaisseaux (L), exprimée en µm,
- la surface de l’image (S), exprimée en µm2,
- la densité capillaire fonctionnelle (FCD), égale au rapport L / S [14] et exprimée
en cm/cm2 (ou en µm-1).
- la répartition des vaisseaux en fonction de leur largeur moyenne, exprimée en
pourcentage de L. Cette répartition se fait en trois classes : un vaisseau est dit «petit»,
«moyen» ou «gros» suivant que sa largeur moyenne est inférieure à 25 µm, comprise
entre 25 et 50 µm ou supérieure à 50 µm. Les «petits» vaisseaux sont également
nommés «microvaisseaux». Cette classification ne préjuge pas de l’appartenance du
vaisseau au compartiment artériolaire, capillaire ou veinulaire. En effet, une
répartition fonctionnelle impose de distinguer les flux divergents (artérioles),
terminaux (capillaires) ou convergents (veinules) et n’est pas réalisée par le logiciel.
Bien que les « petits » vaisseaux soient essentiellement des capillaires sur le plan
fonctionnel, la concordance n’est pas parfaite.
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Seule l’étude des petits vaisseaux est pertinente pour une analyse comparative de la
microcirculation selon les données de la littérature [13] dans la mesure où la plus
grande majorité des vaisseaux sublinguaux sont de petite taille. On choisit donc pour
l’étude de ne détailler que les résultats des vaisseaux de diamètre moyen inférieur à
25µm.
- la surface de l’image perfusée par chacune de ces trois classes de vaisseaux,
exprimée en pourcentage de S.
On réalise ensuite une analyse dite «semi-quantitative» des vaisseaux, en qualifiant le
flux sanguin de chacun par l’un des 4 termes suivants : «continu», «lent»,
«intermittent» et «absent». L’analyse est répétée pour suffisamment de vaisseaux
afin de couvrir au moins 20 à 30% de la longueur totale des capillaires. On obtient
ainsi une répartition (exprimée en pourcentage) de l’ensemble des vaisseaux en
fonction de leur largeur moyenne («petits», «moyens» et «gros») et de la qualité de
leur flux sanguin («continu», «lent», «intermittent», et «absent»). On définit alors,
pour chaque classe de diamètre, la Proportion de Vaisseaux Perfusés (PVP) comme
le pourcentage de vaisseaux ayant un flux sanguin qualifié de «continu» ou «lent». On
respecte ici pour cette variable la dénomination couramment utilisée dans la
littérature; il faut néanmoins noter dans un but de clarification que le terme de
«perfusion» est erroné. En effet, OPS et SDF, par définition ne visualisent que des
vaisseaux perfusés, c’est-à-dire contenant des érythrocytes. La PVP qualifie plus
exactement une perfusion «efficace».
Enfin on effectue une analyse dite «qualitative» par quadrant. L’image est en effet
divisée en quatre quadrants par une ligne verticale et une horizontale. Cette analyse
consiste à attribuer globalement pour chacune des classes de largeur de vaisseaux le
critère qualitatif (parmi ceux cités précédemment) qui semble prédominant dans
chacun des quadrants. Ces critères sont traduits numériquement : 0 pour «absent», 1
pour «intermittent», 2 pour «lent» et 3 pour «continu». On calcule ensuite pour
chaque classe de diamètre la moyenne des 4 valeurs.
Cette analyse, ou «classification de Boerma» [12] permet d’obtenir pour chaque
classe de largeur l’Index de Flux Microvasculaire (MFI). Enfin, afin d’évaluer
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l’hétérogénéité de la microcirculation, «l’index d’hétérogénéité» (IH) de chacune
des variables microcirculatoires est également calculé. Il est égal, pour un patient et
une étape donnés, à la différence entre les valeurs maximale et minimale de la
variable considérée divisée par sa moyenne [15].
Ainsi, dans cette étude les paramètres microcirculatoires choisis sont la FCD, le
MFI, la PVP et l’IH.
2.6 Analyses statistiques
Le critère principal dans cette étude est l’analyse des paramètres microcirculatoires
après une épreuve de remplissage vasculaire chez des patients de réanimation.
Une distribution non-Gaussienne a été observée pour les valeurs microcirculatoires.
Les données sont ainsi exprimées en médiane (25ème -75ème percentiles). Le test non-
paramétrique de Mann-Whitney a été utilisé pour comparer les valeurs
microcirculatoires avant et après remplissage vasculaire ainsi que pour comparer les
paramètres macro et microcirculatoires. La comparaison des réponses
microvasculaires chez les patients répondeurs (augmentation de l’IC ≥ 15%) et non
répondeurs (augmentation de l’IC < 15%) a été réalisée par ANOVA et test de
Kruskal-Wallis.
Une valeur de p<0.05 était considérée comme statistiquement significative.
Toutes les variables quantitatives sont rapportées sous la forme « moyenne ± écart-
type ». L’analyse a été réalisée à l’aide du logiciel GraphPad Prism version 5.0.
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3. Résultats
3.1 Flow-chart
Entre juin 2009 et octobre 2010, 300 patients hospitalisés en réanimation chirurgicale
de l’hôpital de Bicêtre avaient les critères pour être inclus dans l’étude. En tenant
compte de la disponibilité des opérateurs, 29 patients ont pu être inclus dans cette
étude.
3.2 Caractéristiques des patients Les caractéristiques des patients sont résumées dans le tableau 1.
Tableau 1 - caractéristiques démographiques des patients (n=29) (moyenne ± SD).
Age 49 ± 17
Sexe (M/F) 24/5
IGS II 35 (32 ; 44)
Diagnostic à l’inclusion :
Choc hémorragique 6
Choc septique –sepsis sévère 14
Traumatisme crânien 9
Catécholamines (µg/kg/min)
noradrénaline n=26 ; 0,51 ± 0,33
adrénaline n= 3 ; 0,91 ± 0,72
Décès en réanimation n=11, 38%
Décès avant 28 jours n=10, 34%
Epuration extra-rénale 41%
Lactate (mmol/L) 2,6 ± 1,4
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3.3 Répartition des vaisseaux
Il y a une prédominance nette de petits vaisseaux (95% ± 3,6%) dans les zones étudiées.
3.4 Epreuve de remplissage vasculaire
3.4.1 Paramètres macrocirculatoires L’évolution des paramètres macrovasculaires au cours du remplissage vasculaire (RV) est
rapportée dans le tableau 2. Le point hémodynamique avant remplissage est appelé t0 et celui
après l’administration de 500 ml de sérum physiologique est appelé t500.
Sur l’ensemble des patients étudiés, le remplissage vasculaire permet d’augmenter
significativement l’IC et la PAM et de diminuer significativement la FC et le ∆PP (%).
Tableau 2 – paramètres macrocirculatoires (moyenne ± SD).
Paramètres Avant RV (t0) Après RV (t500) p
PAM (mmHg) 75 ± 15 82 ± 15 < 0.0001
IC (L/min/m2) 2,8 ± 1,1 3,3 ± 0,9 < 0.0001
FC (bpm) 108 ± 22 102 ± 17 < 0,001
ΔPP (%) 17 ± 8 12 ± 7 < 0.0001
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3.4.2 Paramètres microcirculatoires
L’évolution des paramètres microcirculatoires (MFI, FCD, PVP, IH) au cours du remplissage
vasculaire est illustrée sur la figure 1.
Chez les 29 patients étudiés, le remplissage vasculaire augmente de manière significative le
MFI et la PVP. Il n’y a pas de différence statistiquement significative entre la FCD avant et
après le remplissage ni entre l’IH avant et après le remplissage vasculaire.
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Figure 1. Paramètres microcirculatoires avant (MFI0, FCD0, PVP0, IH0) et après le RV
(MFI500, FCD500, PVP500, IH500). ∗ : p<0,05.
FCD (cm.cm-2)
FCD 0
FCD 500
0
100
200
300
400
PPV (%)
PVP 0
PVP 500
0
20
40
60
80
100 *
MFI 0
MFI 500
0
1
2
3 *MFI
IH AVT APS
IH 0
IH 50
00
1
2
3
PVP (%)
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3.4.3 Relation entre microculation et macrocirculation - Avant remplissage vasculaire, il n’existe aucune relation entre les paramètres
macrocirculatoires (IC, PAM, Delta PP, FC) et microcirculatoires étudiés. Seule une relation
significative, mais faible, existe ente le taux de lactate avant remplissage et la PVP (R2 = 0,24,
p = 0,014).
- Si on définit un patient comme répondeur au remplissage vasculaire sur le plan
macrovasculaire un patient qui augmente son IC de plus de 15% après cette épreuve, 17
patients étaient répondeur (R) et 12 patients étaient non-répondeur (NR). Chez les patients
NR, le MFI et la PVP n’étaient pas significativement modifiés après remplissage vasculaire.
Quant aux patients R, une augmentation significative du MFI et de la PVP est observée après
remplissage vasculaire (figure 2 et 3).
- Aucune relation linéaire n’existe entre l’augmentation d’IC et l’augmentation du MFI et de
la PVP.
Figure 2 : Evolution de la PVP après RV en fonction du statut R ou NR.
PPV NR/R
PVP 0 NR
PVP 500 N
R
PVP 0 R
PVP 500 R
0
20
40
60
80
100 p < 0.05
PVP NR/R
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Figure 3 : Evolution du MFI après RV en fonction du statut R ou NR.
MFI NR/R
MFI 0 N
R
MFI 500
NR
MFI 0 R
MFI 500
R0
1
2
3p < 0.05
- Si on définit un patient comme répondeur sur le plan microvasculaire, un patient qui
augmente sa PVP de 15 % après remplissage vasculaire, 2 patients sont répondeurs sur le plan
microvasculaire chez les NR (17 %) et 12 patients sont répondeurs sur le plan microvasculaire
chez les R (71 %).
- Seul le taux de lactate avant remplissage est capable de prédire une réponse microvasculaire
(augmentation de 15 % de la PVP) (Figure 4, A). Une valeur de lactate > 2,05 est prédictive
d’une réponse microvasculaire avec une sensibilité de 85 % et une spécificité de 75 %.
- Ni les valeurs de l’IC, de la PAM et du delta PP avant remplissage ne sont prédictives d’une
réponse microvasculaire (Figure 4, B, C et D).
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23
Figure 4, A, B, C, D : Réponse microcirculatoire et taux de lactate, PAM, IC et ∆PP.
0 20 40 60 80 1000
20
40
60
80
100
100% - Spécificité %
Sens
ibili
té %
LactateAUC = 0,7692
A
0 20 40 60 80 1000
20
40
60
80
100
100% - Specificity%
Sens
ibili
té %
PAMAUC = 0,6262
B
0 20 40 60 80 1000
20
40
60
80
100
Sens
ibili
té %
100% - Spécificité %
ICAUC = 0,6476
C
0 20 40 60 80 1000
20
40
60
80
100
100% - Specificity%
Sens
ibili
té %
Delta PPAUC = 0,6099
C
D
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4. Discussion
Chez les 29 patients étudiés dans les 48 premières heures de leur admission, 500 mL de sérum
physiologique ont augmenté de manière significative le MFI et la PVP. Cette augmentation
significative du MFI et de la PVP était observée chez les patients répondeurs sur le plan
macrovasculaire. A l’inverse les paramètres microvasculaires n’étaient pas modifiés après
remplissage vasculaire chez les patients NR. Aucune relation linéaire n’a pu être établie entre
l’augmentation d’IC et l’augmentation du MFI et de la PVP. Seul le taux de lactate avant
remplissage est capable de prédire une réponse microvasculaire (augmentation de 15 % de la
PVP).
4.1 Méthodologie Les technologies OPS et SDF ont constitué une avancée technique permettant d’obtenir une
visualisation de la microcirculation avec de hauts niveaux de contraste et une qualité d’image
souvent remarquable. Néanmoins, l’obtention et l’analyse de ces séquences vidéo souffrent
encore d’un manque de standardisation dans la littérature. Que ce soit au niveau des appareils
de spectroscopie, des procédures d’acquisition, du nombre et de la durée des séquences
obtenues, ou des paramètres microcirculatoires finalement retenus, les études les plus
anciennes ne sont pas comparables entre elles du fait d’une hétérogénéité majeure. En
novembre 2006, une table ronde a réuni les principaux utilisateurs de la technique afin de
publier un consensus sur les méthodes d’acquisition et d’analyse des images de
microcirculation [13]. Parmi les recommandations concernant l’acquisition, les auteurs
conseillaient 3 à 5 sites d’acquisition par organe compte tenu de la variabilité intrinsèque de la
microcirculation. D’autres recommandations concernaient la stabilité de la caméra et surtout
les possibles artefacts engendrés par la pression exercée sur le tissu étudié. On conçoit
aisément qu’une pression trop importante exercée par le dispositif sur la muqueuse puisse
facilement écraser les capillaires et sévèrement compromettre la circulation des érythrocytes.
Sur ce point, le dispositif métallique que nous avons utilisé a permis d’obtenir des séquences
vidéos d’une excellente stabilité mais aussi de standardiser la dépression exercée sur la
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muqueuse grâce à une aspiration constante et calibrée a priori sans incidence sur les résultats
[10].
Concernant l’analyse des images, les experts recommandaient d’associer trois critères : une
mesure de la densité capillaire, un indice de perfusion et un indice de l’hétérogénéité. De plus,
seule l’étude des micro-vaisseaux, c’est-à-dire la classe de vaisseaux de petit diamètre,
semblait avoir à leurs yeux un intérêt analytique et une pertinence clinique.
Concernant la mesure de la densité capillaire, l’utilisation d’un logiciel informatique a permis
un calcul automatique du rapport entre la longueur totale des vaisseaux et la surface de
l’image [16]. Cette procédure est également plus simple et plus précise que la technique de
«croisée de lignes» décrite par De Backer et al. [17]. La FCD est ainsi pour l’instant le seul
paramètre dont le calcul peut être totalement informatisé et donc opérateur-indépendant. Le
deuxième paramètre recommandé est un indice de la perfusion microcirculatoire qui pourra
être soit la PVP, soit le MFI afin de décrire l’efficacité du flux microcirculatoire. Le MFI est
la variable la plus utilisée dans la littérature ; sa préférence date des articles qui n’avaient pas
l’aide de l’informatique pour qualifier la microcirculation [12]. S’il est bien un des standards
de la littérature microcirculatoire, son mode de calcul très « global » paraît néanmoins très
subjectif. La PVP est, elle, de description plus récente [13]. Elle nous a semblé assez adaptée
à l’évaluation de la perfusion, toutefois son calcul est encore loin d’être automatique.
Enfin, un troisième paramètre consiste en une caractérisation de l’hétérogénéité de la
microcirculation. L’hétérogénéité est en effet un élément clé dans la description de la
microcirculation [11]. Sa conséquence physiopathologique est l’apparition de zones de shunt
microcirculatoire. Il a été évoqué que l’homogénéité du flux sanguin prévalait sur la vitesse de
celui-ci. En effet, les conséquences de la vitesse des érythrocytes dans les micro-vaisseaux ne
sont pas connues. Si l’on conçoit qu’un flux absent ou oscillant ne puisse être efficace,
l’utilité d’une vitesse élevée des globules rouges dans les capillaires microcirculatoires n’est
pas évidente.
Le logiciel utilisé (AVA® 1.0) permet le calcul de la plupart des variables recommandées dans
la littérature. S’il est probablement le plus abouti, il garde certains défauts de ses concurrents
plus anciens, CapImage® et CapiScope® [18, 19] comme la nécessité d’une importante
intervention humaine pour l’établissement des critères qualitatifs.
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4.2 Microcirculation en pratique clinique Si quelques équipes ont utilisé l’OPS sur des organes isolés ou dans certaines pathologies
purement ORL, l’intérêt principal de cette technique a été d’apporter aux cliniciens un moyen
d’examen non invasif de la microcirculation au lit du malade [20]. Ces techniques restent
néanmoins encore l’apanage de la recherche et n’ont pas encore leur place en routine clinique.
Leur domaine de prédilection a très vite été l’approche des désordres microcirculatoires dans
le choc septique [21]. Le site privilégié d’étude de la microcirculation humaine par les
techniques OPS et SDF est la muqueuse sublinguale, un site curieux de prime abord et
pourtant justifié. La muqueuse sublinguale partage avec la muqueuse splanchnique la même
origine embryologique. De plus, plusieurs publications ont montré la bonne corrélation entre
la perfusion sublinguale et le flux sanguin splanchnique, en particulier dans le choc
hémorragique [22]. Toutefois, cette corrélation n’a pour l’instant pas été retrouvée en pratique
clinique en utilisant l’OPS dans le sepsis d’origine abdominale [23]. OPS et SDF ont
néanmoins permis de confirmer le rôle de pivot de la microcirculation dans les défaillances
engendrées par le sepsis sévère ou le choc septique [21]. Sakr et al. [24] et De Backer et al.
[4] ont montré que l’importance de l’altération de la microcirculation chez des patients en
choc septique était corrélée à la sévérité du sepsis et à la survenue de défaillances viscérales.
Plus récemment, Trzeciak et coll. ont évalué les indices de microcirculation dans un protocole
de thérapeutique précoce et intensive du choc septique, et ont montré que les mesures
précoces révélaient des altérations microcirculatoires plus importantes chez les patients qui ne
devaient finalement pas survivre [15]. Cette notion avait également déjà été approchée dans
une publication précédente [24].
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4.3 Concernant les résultats : microcirculation et remplissage vasculaire Le but principal de cette étude observationnelle était d’évaluer la microcirculation sublinguale
lors d’un remplissage vasculaire par cristalloïdes en réanimation chez des patients ayants des
critères de remplissage. Ces derniers ont été optimisés par le remplissage vasculaire avec
amélioration de paramètres macrocirculatoires. Mais, est-ce que ce gain en macro l’est-il en
microcirculation ? Est-ce que réanimer la macrocirculation par un gain de fluide à permis en
microcirculation de mieux perfuser les vaisseaux et/ou d’augmenter la densité des capillaires
sublinguaux ?
Notre travail confirme avant tout que le degré des altérations de la microcirculation
sublinguale n’est pas corrélé avec les paramètres hémodynamiques macrocirculatoires. Ce
résultat avait été montré uniquement chez des patients en choc septique ou sepsis sévère [4].
Malgré la restauration d’une hémodynamique macrovasculaire satisfaisante, De Backer et
coll. ont constaté des altérations de la microcirculation sublinguale et que la persistance de ces
altérations malgré la réanimation macrovasculaire entreprise était un facteur de mauvais
pronostique [4]. Nous confirmons la notion d’absence de corrélation
macrocirculation/microcirculation dans une population de patients plus diverse. Une analyse
unique des paramètres hémodynamiques macrovasculaires ne permet donc pas de préjuger de
la qualité de la microcirculation sublinguale. Cette absence de corrélation entre la PAM ou
l’IC et les indices quantitatifs ou semi-quantitatifs microvasculaires a fait évoquer le concept
de dissociation macrocirculation/microcirculation [17, 25].
Mais, une absence de corrélation n’indique pas que les paramètres macrovasculaires et
microvasculaires ne puissent pas évoluer dans le même sens après une épreuve de remplissage
vasculaire, au moins à une phase précoce de la prise en charge. L’absence de corrélation
étroite peut s’expliquer d’une part par le fait que l’on analyse des paramètres semi-quantitatifs
microvasculaires de flux versus des paramètres macrovasculaires quantitatifs et d’autre part
par le fait que l’on analyse une microcirculation donnée (sublinguale) avec son hétérogénéité
propre et ses différences par rapport à d’autres territoires microvasculaires. De plus, en
opposition au concept de dissociation macrocirculation/microcirculation, Pottecher et coll [6]
et Ospina-Tascone et coll [7] ont rapporté une amélioration de la perfusion microvasculaire
sublinguale après expansion volémique à la phase précoce du sepsis. Les résultats de notre
travail confirment que, à la phase précoce de la prise en charge, les patients répondant sur le
plan macrovasculaire au remplissage vasculaire vont améliorer leurs indices de flux
microvasculaires sublinguaux. Donc, réaliser un remplissage vasculaire chez un patient
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suspect d’hypovolémie (selon les critères utilisés dans l’étude) permet d’améliorer la
microcirculation sublinguale dans la majorité des cas. Seulement 5 patients n’ont pas modifié
leur microcirculation sublinguale après augmentation de l’IC. Il est possible de penser que nos
résultats s’expliquent par le fait que notre population de patients inclut des patients non
septiques (contrairement aux autres études). Cependant, parmi les 5 patients NR après
remplissage vasculaire, il y a 2 chocs septiques/sepsis sévères, 2 chocs hémorragiques et 1
traumatisme crânien. Evidemment la limite de notre étude est le faible nombre de patients.
Concernant la densité capillaire et l’hétérogénéité, dans nos conditions expérimentales, le
remplissage n’a pas permis d’améliorer ces deux paramètres. Nous n’avons donc pas observé
de recrutement capillaire après remplissage vasculaire par du sérum physiologique.
La réponse microvasculaire en terme d’indices de perfusion ne pouvait être prédite ni par la
valeur initiale de l’IC, de la PAM ou du ∆PP (%). Seule la valeur du lactate avant
remplissage vasculaire a permis chez nos patients de prédire une réponse microvasculaire
primitive.
Il y a évidemment des limites à notre étude. Tout d’abord, il s’agit d’une étude
observationnelle non randomisée permettant de faire un constat factuel sur la
microcirculation sublinguale au cours du remplissage vasculaire. Les patients ont été inclus
dans l’étude selon la disponibilité des opérateurs car l’utilisation de l’OPS demande une
technicité particulière. Cette exigence peut induire un biais de recrutement. Par ailleurs, la
population variée de patients de réanimation est également une limitation de l’étude car il ne
s’agit pas d’une population pure telle que par exemple des chocs septiques comme il s’agissait
dans l’étude de Pottecher et collègues [6]. Enfin, l’étude de la microcirculation sublinguale est
une circulation régionale très spécifique et ne peut refléter en soit les diverses
microcirculations. Il faut donc être prudent avant d’étendre ces résultats à toutes les
microcirculations chez nos patients.
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4.4 Conclusion et perspectives Ainsi, cette étude a permis d’évaluer les effets microcirculatoires du remplissage vasculaire
sur une population variée de patients de réanimation chez lesquels une épreuve de remplissage
vasculaire était décidée par le médecin en charge du patient. Nous avons montré, dans cette
étude observationnelle qu’à la phase précoce de la prise en charge (< 48 h), les patients
répondant sur le plan macrovasculaire au remplissage vont améliorer les indices de flux
microvasculaires sublinguaux. Donc, réaliser un remplissage vasculaire chez un patient
suspect d’hypovolémie (selon les critères utilisés dans l’étude) permet d’améliorer la
microcirculation sublinguale dans la majorité des cas. Ces résultats doivent faire considérer
avec précaution le concept de dissociation macrocirculation/microcirculation, et ceci au moins
à la phase aigue. Comme le suggèrent certains auteurs [26], notre stratégie hémodynamique
doit rester basée sur l’évolution des paramètres macrovasculaires, mais nos patients doivent
pouvoir bénéficier d’une évaluation des circulations régionales et en particulier des
microcirculations régionales pour avoir un reflet complet des effets de notre réanimation
cardiovasculaire. L’absence d’amélioration de la microcirculation en dépit d’une réponse
macrovasculaire devra nous faire évoquer des stratégies spécifiques à visée microvasculaire.
L’analyse de la microcirculation a pour ambition d’affiner notre compréhension de
l’échangeur final pour dépasser l’évaluation macrocirculatoire classique et éventuellement
titrer les traitements existant en vue d’une optimisation microcirculatoire. Cette étude
observationnelle préliminaire permet de mieux appréhender cette microcirculation au cours du
remplissage vasculaire.
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RESUME
Introduction : Le remplissage vasculaire est une thérapeutique essentielle en réanimation ayant pour but d’augmenter le volume liquidien afin de restaurer une perfusion microcirculatoire nécessaire pour maintenir un métabolisme cellulaire. Il est actuellement recommandé de se guider sur des paramètres statiques et dynamiques macrovasculaires. Cependant, la relation entre la micro et la macrocirculation demeure complexe en réanimation. Ainsi, l’objectif de ce travail est de préciser l’impact d’un remplissage vasculaire par cristalloïdes sur la microcirculation sublinguale et la relation entre la macro et la microcirculation de patients de réanimation. Matériels et méthodes : Il s’agit d’une étude monocentrique observationnelle. Pouvait être inclus dans l’étude tout patient adulte, hospitalisé en réanimation, dans les premières 48 heures de son admission, intubé, sédaté, sous ventilation mécanique contrôlée, chez lequel une épreuve de remplissage vasculaire était décidée par le médecin en charge du patient. L’indication de cette épreuve pouvait reposer sur un ou plusieurs des éléments suivants : une pression artérielle moyenne < 65mmHg, une valeur supérieure à 12-13 % du ∆PP, un débit urinaire <0.5ml/kg/h sur deux heures, une augmentation du lactate artériel plasmatique (>2.0mEq/l) ou la présence de marbrures. 500mL de sérum physiologique sont administrés en 15 minutes. Les paramètres macrocirculatoires (IC, PAM, FC et le ∆PP) et microcirculatoires (MFI, FCD, PVP et IH) par monitorage sublingual de type Sidestream Dark Field ont été recueillis avant et après cette épreuve de remplissage vasculaire. Résultats : 29 patients ont pu être inclus dans cette étude. Le remplissage vasculaire a permis d’augmenter significativement les paramètres macrocirculatoires (IC, PAM, FC et le ∆PP) ainsi que les indices de perfusion microcirculatoire (le MFI et la PVP). Chez les patients répondeurs sur le plan macrovasculaire (augmentation de l’IC de plus de 15% après le remplissage vasculaire), a été observée une augmentation significative du MFI et de la PVP. Ces constations n’ont pas été retrouvées chez les patients non répondeurs. Par ailleurs, aucune relation linéaire n’a été retrouvée entre l’augmentation d’IC et l’augmentation du MFI et de la PVP confirmant l’absence de corrélation entre la micro et la macrocirculation. Une valeur de lactate > 2,05 mEq/l revient prédictive d’une réponse microvasculaire (augmentation de 15 % de la PVP) avec une sensibilité de 85 % et une spécificité de 75 %. Discussion et conclusion : Réaliser un remplissage vasculaire chez un patient suspect d’hypovolémie permet donc d’améliorer la microcirculation sublinguale dans la majorité des cas de notre étude. Ces résultats doivent faire considérer avec précaution le concept de dissociation macrocirculation/microcirculation, et ceci au moins à la phase aigue. Ainsi, notre stratégie hémodynamique doit rester basée sur l’évolution des paramètres macro-hémodynamiques, mais nos patients doivent pouvoir bénéficier d’une évaluation des microcirculations régionales pour avoir un reflet complet des effets de notre réanimation cardiovasculaire. L’absence d’amélioration de la microcirculation en dépit d’une réponse macrocirculatoire devra nous faire évoquer des stratégies spécifiques à visée microvasculaire.