Les variations de pression intrathoracique (Pit) induites par la ventilation en pression positive (VPP ou IPPV, intermittent positive pressure ventilation) modifient cycliquement le volume du retour veineux. Selon le principe de Frank-Starling, ceci se traduit par des variations simultanées du volume systolique et de la pression artérielle en phase avec le respirateur. Ces variations du volume éjecté sont d’autant plus importantes que le malade est plus hypovolémique, puisque ce dernier se positionne sur la partie gauche ascendante (phase de recrutement) de la courbe de Frank-Starling (Figure 27.9).
Figure 27.9 : Courbes de Franck-Starling normale (en bleu), en insuffisance systolique (pointillé rouge), et en insuffisance diastolique (pointillé violet). L'éjection du ventricule dépend d’autant plus de sa précharge que la courbe de Starling est plus verticale (partie gauche); dans la phase de recrutement, le volume systolique (VS) varie considérablement avec les modifications du volume télédiastolique (Vtd). Lorsque la courbe est aplatie au-delà du genou (flèche bleue), la performance systolique ne bénéficie plus de l'augmentation de précharge. Il en est de même en insuffisance systolique. La courbe en insuffisance diastolique est par contre très redressée, donc le VS y est très dépendant de la précharge. En cartouche, la variation respiratoire de la pression artérielle traduit la dépendance (A, hypovolémie) ou l’indépendance (B, hypervolémie) du débit par rapport à la précharge selon le degré de remplissage du VG (volume télédiastolique).
On peut évaluer le degré de variation du volume systolique (ΔVS) entre l'inspirium et l'expirium de l'IPPV, et comparer cette valeur avant et après un test de remplissage ; si la variation s’efface et si le volume systolique augmente, le malade était effectivement hypovolémique (répondeur). On détermine ainsi un seuil de ΔVS ventilatoire (environ 15%) au-dessus duquel l’hypovolémie est hautement probable. On peut également évaluer les variations du remplissage des veines caves (variations de diamètre) en fonction de celles de la Pit. Ces données ne s’appliquent pas à la respiration spontanée, et ne sont valables que pour autant que certaines conditions soient remplies [1,6].
Figure 27.9 : Courbes de Franck-Starling normale (en bleu), en insuffisance systolique (pointillé rouge), et en insuffisance diastolique (pointillé violet). L'éjection du ventricule dépend d’autant plus de sa précharge que la courbe de Starling est plus verticale (partie gauche); dans la phase de recrutement, le volume systolique (VS) varie considérablement avec les modifications du volume télédiastolique (Vtd). Lorsque la courbe est aplatie au-delà du genou (flèche bleue), la performance systolique ne bénéficie plus de l'augmentation de précharge. Il en est de même en insuffisance systolique. La courbe en insuffisance diastolique est par contre très redressée, donc le VS y est très dépendant de la précharge. En cartouche, la variation respiratoire de la pression artérielle traduit la dépendance (A, hypovolémie) ou l’indépendance (B, hypervolémie) du débit par rapport à la précharge selon le degré de remplissage du VG (volume télédiastolique).
On peut évaluer le degré de variation du volume systolique (ΔVS) entre l'inspirium et l'expirium de l'IPPV, et comparer cette valeur avant et après un test de remplissage ; si la variation s’efface et si le volume systolique augmente, le malade était effectivement hypovolémique (répondeur). On détermine ainsi un seuil de ΔVS ventilatoire (environ 15%) au-dessus duquel l’hypovolémie est hautement probable. On peut également évaluer les variations du remplissage des veines caves (variations de diamètre) en fonction de celles de la Pit. Ces données ne s’appliquent pas à la respiration spontanée, et ne sont valables que pour autant que certaines conditions soient remplies [1,6].
- Ventilation mécanique en pression positive;
- Volume courant 10-12 mL/kg;
- Fonction ventriculaire systolique normale;
- Absence d’arythmie et de valvulopathie;
- Absence et de pneumopathie.
En respiration spontanée, une manoeuvre d’élévation passive des jambes permet d’évaluer la réponse au remplissage en mesurant l’augmentation du VS ou de la Vmax du flux aortique.
Indices d’éjection artérielle
Avec la sonde en position transgastrique profonde rétrofléchie, on peut examiner le flux aortique à 0° ou à 120°. Le flux aortique est le produit de la surface de la valve (S en cm2) et de la vélocité maximale du flux (Vmax en cm/s) : Q = S • Vmax. Comme la surface d’ouverture de la valve aortique ne se modifie pas au cours de l’examen (sauf en cas de variations extrêmes de la volémie), on peut se contenter de mesurer les variations de vélocités. Lorsque les variations ventilatoires de la Vmax sont > 12%, la corrélation avec une réponse positive au remplissage est excellente (r = 0.98) (Figure 27.10) [3]. Le volume systolique est le produit de la surface de la valve et de l’intégrale des vélocités (ITV, en cm) : VS = S • ITV (voir Mesures hémodynamiques). Lorsque les variations de l’ITV sont > 19%, la corrélation avec une réponse positive au remplissage est également très bonne (r = 0.89) [7]. L’élévation passive des jambes prédit une réponse positive au remplissage lorsque la Vmax de la CCVG augmente de > 12% [5].
Figure 27.10 : Indices dynamiques. Variations ventilatoires de la Vmax du flux aortique en vue transgastrique profonde à 110° chez le même malade en normovolémie et en hypovolémie [3]. La variation de la Vmax est > 12% lorsque le patient manque de volume circulant et réagit favorablement au remplissage.
Indices de remplissage veineux
Lorsque la Pit s'élève, une stase relative a lieu dans la veine cave inférieure (VCI), qui augmente de volume; ce phénomène survient lors de l'inspirium en IPPV. En respiration spontanée, la descente du diaphragme en inspiration comprime le réseau cave inférieur, qui diminue de volume. L'amplitude des variations ventilatoires du diamètre de la VCI rétrohépatique mesurées en mode TM est pathognomonique du degré de remplissage veineux central et de la précharge du cœur droit. La variabilité respiratoire du diamètre de la VCI est donc utile pour évaluer la volémie, mais les seuils sont différents selon le mode de ventilation.
Indices d’éjection artérielle
Avec la sonde en position transgastrique profonde rétrofléchie, on peut examiner le flux aortique à 0° ou à 120°. Le flux aortique est le produit de la surface de la valve (S en cm2) et de la vélocité maximale du flux (Vmax en cm/s) : Q = S • Vmax. Comme la surface d’ouverture de la valve aortique ne se modifie pas au cours de l’examen (sauf en cas de variations extrêmes de la volémie), on peut se contenter de mesurer les variations de vélocités. Lorsque les variations ventilatoires de la Vmax sont > 12%, la corrélation avec une réponse positive au remplissage est excellente (r = 0.98) (Figure 27.10) [3]. Le volume systolique est le produit de la surface de la valve et de l’intégrale des vélocités (ITV, en cm) : VS = S • ITV (voir Mesures hémodynamiques). Lorsque les variations de l’ITV sont > 19%, la corrélation avec une réponse positive au remplissage est également très bonne (r = 0.89) [7]. L’élévation passive des jambes prédit une réponse positive au remplissage lorsque la Vmax de la CCVG augmente de > 12% [5].
Figure 27.10 : Indices dynamiques. Variations ventilatoires de la Vmax du flux aortique en vue transgastrique profonde à 110° chez le même malade en normovolémie et en hypovolémie [3]. La variation de la Vmax est > 12% lorsque le patient manque de volume circulant et réagit favorablement au remplissage.
Indices de remplissage veineux
Lorsque la Pit s'élève, une stase relative a lieu dans la veine cave inférieure (VCI), qui augmente de volume; ce phénomène survient lors de l'inspirium en IPPV. En respiration spontanée, la descente du diaphragme en inspiration comprime le réseau cave inférieur, qui diminue de volume. L'amplitude des variations ventilatoires du diamètre de la VCI rétrohépatique mesurées en mode TM est pathognomonique du degré de remplissage veineux central et de la précharge du cœur droit. La variabilité respiratoire du diamètre de la VCI est donc utile pour évaluer la volémie, mais les seuils sont différents selon le mode de ventilation.
- En ETO chez un patient sous ventilation mécanique (vue transgastrique à 90°), une variabilité > 15% est bien corrélée avec une réponse positive au remplissage (r = 0.82), donc avec un défaut de précharge [2].
- En respiration spontanée par voie transthoracique sous-xyphoïdienne, une variabilité > 50% est typique d'une POD < 5 mmHg, donc d'un défaut de remplissage. A l'inverse, la POD est ≥ 15 mmHg lorsque les variations de diamètre de la VCI sont absentes, donc lorsque le malade est hypervolémique.
Lorsque la Pit augmente, la veine cave supérieure (VCS) est comprimée ; elle collabe de manière d’autant plus marquée qu’elle est peu remplie. Son index de collapsibilité (Dmax – Dmin / Dmax) en mode TM est un bon critère du remplissage veineux. Lorsqu’il est > 36%, cet index différencie les répondeurs et les non-répondeurs au volume avec une sensibilité de 90% et une spécificité de 87% (Figure 27.11) [8]. Cette mesure est aisée en ETO (vue basale 0°), mais impossible par voie transthoracique.
Figure 27.11 : Variations ventilatoires du remplissage veineux central en IPPV. A: variation du diamètre de la veine cave inférieure (VCI) rétrohépatique (vue transgastrique 90° en mode TM). Le diamètre maximum (2) correspond au pic de pression intra-thoracique (Pit) qui freine le retour veineux et occasionne une "stase" dans la VCI. 1: expirium. P tube OT : pression dans le tube oro-trachéal [2]. B: variations du diamètre de la veine cave supérieure (VCS) (vue rétrocardiaque bicave à 100° en mode TM). Lorsqu'elle est normalement remplie, la VCS ne modifie pas son diamètre au cours du cycle ventilatoire. C: en hypovolémie, la VCS diminue de diamètre par compression lorsque la Pit augmente (flèche jaune, inspirium de l'IPPV) [8].
La corrélation de ces indices avec une réponse positive au remplissage est très bonne (r = 0.82-0.85) [2,8]. La variation respiratoire des oscillations du septum interauriculaire constitue un indice dynamique supplémentaire; elle est abordée ci-après (voir Oscillations du septum interauriculaire) [4].
© CHASSOT PG, BETTEX D. Novembre 2011, Août 2019; dernière mise à jour, Mars 2020
Références
Figure 27.11 : Variations ventilatoires du remplissage veineux central en IPPV. A: variation du diamètre de la veine cave inférieure (VCI) rétrohépatique (vue transgastrique 90° en mode TM). Le diamètre maximum (2) correspond au pic de pression intra-thoracique (Pit) qui freine le retour veineux et occasionne une "stase" dans la VCI. 1: expirium. P tube OT : pression dans le tube oro-trachéal [2]. B: variations du diamètre de la veine cave supérieure (VCS) (vue rétrocardiaque bicave à 100° en mode TM). Lorsqu'elle est normalement remplie, la VCS ne modifie pas son diamètre au cours du cycle ventilatoire. C: en hypovolémie, la VCS diminue de diamètre par compression lorsque la Pit augmente (flèche jaune, inspirium de l'IPPV) [8].
La corrélation de ces indices avec une réponse positive au remplissage est très bonne (r = 0.82-0.85) [2,8]. La variation respiratoire des oscillations du septum interauriculaire constitue un indice dynamique supplémentaire; elle est abordée ci-après (voir Oscillations du septum interauriculaire) [4].
| Indices dynamiques d'hypovolémie |
| Les modifications cycliques de l'éjection du VG (Vmax ou ITV du flux aortique) en ventilation en pression positive sont > 15% en hypovolémie. Cet indice présente une excellente corrélation avec la réponse au remplissage. La variation du diamètre de la VCI au cours du cycle respiratoire est d'autant plus importante que la précharge du cœur droit est plus basse. Seuils correspondant à une hypovolémie: - > 15% en ETO et sous ventilation mécanique (IPPV) - > 50% en transthoracique (voie sous-xyphoïdienne) et respiration spontanée |
© CHASSOT PG, BETTEX D. Novembre 2011, Août 2019; dernière mise à jour, Mars 2020
Références
- CANNESSON M. Arterial pressure variation and goal-directed fluid therapy. J Cardiothorac Vasc Anesth 2010; 24:487-97
- FEISSEL M, MICHARD F, FALLER JP, TEBOUL JL. The respiratory variation in inferior vena cava diameter as a guide to fluid therapy. Intensive Care Med 2004; 30:1834-7
- FEISSEL M, MICHARD F, MANGIN I, et al. Respiratory changes in aortic blood velocity as an indicator of fluid responsiveness in ventilated patients with septic shock. Chest 2001; 119:867-73
- KUSOMOTO FM, MUHIUDEEN IA, KUECHERER HF, et al. Response of the interatrial septum to transatrial pressure gradients and its potential for predicting pulmonary capillary wedge pressure: an intraoperative study using transesophageal echocardiography in patients during mechanical ventilation. J Am Coll Cardiol 1993; 21:721-8
- LAMIA B, OCHAGAVIA A, MONNET X, et al. Echocardiographic prediction of volume responsiveness in critically ill patients with spontaneous breathing activity. Intens Care Med 2007; 32:1125-32
- MICHARD F. Changes in arterial pressure during mechanical ventilation. Anesthesiology 2005; 103:419-28
- SLAMA M, MASSON H, TEBOUL JL, et al. Respiratory variations of aortic VTI: A new index of hypovolemia and fluid responsiveness. Am J Physiol Heart Circ Phys 2002; 283:H1729-33
- VIEILLARD-BARON A, AUGARDE R, PRIN S, et al. Influence of superior vena caval zone condition on cyclic changes in right ventricular outflow during respiratory support. Anesthesiology 2001; 95:1083-8