Impact de l'augmentation des volumes courants sur l'oxygénation et le débit cardiaque

La capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) et les échanges gazeux pulmonaires diminuent lors de l'induction de l'anesthésie générale en raison de la fermeture des voies respiratoires et de la genèse de l'atélectasie. Il a été démontré qu'il existe une corrélation entre la constitution corporelle et la fermeture des voies respiratoires sous anesthésie générale avec ventilation mécanique. En décubitus dorsal, la CRF et la compliance respiratoire diminuent davantage avec un indice de masse corporelle (IMC) accru. Chez les patients souffrant d'obésité morbide, l'anesthésie générale et la paralysie entraînent encore plus d'atélectasie et un risque accru d'hypoxémie. Chez environ 90 % de tous les patients ventilés sans pression positive en fin d'expiration (PEP), des atélectasies se forment, ce qui contribue à l'altération des échanges gazeux. La formation d'atélectasies peut être réduite par la PEP, mais l'augmentation de la pression intrathoracique avec la PEP altère le retour veineux vers le cœur, ce qui réduit le volume d'éjection systolique et le débit cardiaque.

Dans des études précédentes, les chercheurs ont comparé les effets d'un volume courant (VT) accru avec des pressions de fin d'expiration nulles (ZEEP) sur l'oxygénation et les concentrations artérielles de sévoflurane. Les enquêteurs ont trouvé une oxygénation modérément améliorée et une différence réduite entre la tension du dioxyde de carbone artériel et expiré avec des volumes courants plus importants obtenus de cette façon. Les résultats étaient similaires à ce que l'on pouvait attendre d'une augmentation de la CRF et incluaient également une absorption plus efficace du sévoflurane. Les chercheurs ont récemment confirmé ces résultats également chez les patients en surpoids.

Dans la présente étude, les chercheurs compareront la concentration artérielle de sévoflurane et d'oxygène chez des patients avec un IMC supérieur à 25 kg/m2 subissant une chirurgie abdominale, ventilés avec des volumes courants plus importants ou une PEP de 10 cmH2O ajoutée. Les chercheurs évalueront également l'influence de ces modes de ventilation sur le débit cardiaque.

Méthode L'approbation éthique de cette étude selon les normes établies dans la déclaration d'Helsinki (Comité d'éthique régional Dnr : 2009/529 et ajouts à la demande avec la mesure du débit cardiaque Dnr 2010/481) sera fournie par le Comité d'éthique régional, Lund, Suède en septembre 2009 et septembre 2010. L'investigation inclura 60 patients, de statut physique ASA 1 ou 2, programmés pour une chirurgie élective du côlon. Les patients seront considérés pour inclusion dans l'essai s'ils auront plus de 18 ans et auront un IMC supérieur à 25 kg/m2. Toutes les procédures seront estimées durer plus de 60 minutes. Le consentement à participer à l'étude sera reçu de chaque patient. Les patients atteints d'une maladie pulmonaire ou cardiovasculaire connue seront exclus. Les patients seront randomisés dans l'un des deux groupes de 30 patients dans chaque groupe via une affectation aléatoire d'enveloppes scellées mélangées au début de la procédure dans la salle d'opération. Une analyse intermédiaire sera effectuée après 15 + 15 patients.

Procédure expérimentale Avant le début de l'anesthésie, un absorbeur de dioxyde de carbone non utilisé sera appliqué (Drägersorb, Dräger Medical, Lübeck, Allemagne) au ventilateur d'anesthésie (Dräger Primus™, Dräger Medical, Lübeck, Allemagne). Tous les patients seront préoxygénés avec 100 % d'oxygène pendant 3 à 4 minutes avec un débit de gaz frais de 5 litres/minute. L'anesthésie sera induite avec 2 µg/kg de fentanyl et 1,5-3,0 mg/kg de propofol. Le rocuronium 0,6 mg/kg sera administré en cas de paralysie musculaire. La ventilation sera assistée manuellement avec 100% d'oxygène via un système de cercle semi-ouvert (volume de 4,5 L) jusqu'à l'intubation trachéale puis au moyen d'un ventilateur avec une FiO2 à 0,35 dans l'azote. La fréquence respiratoire sera de 15/min tout au long de l'étude et la VT sera ajustée pour atteindre un PETCO2 à 4,5 kPa. Aucune pression positive en fin d'expiration (PEP) ne sera appliquée. Le propofol 8 mg/kg/h sera perfusé jusqu'à ce qu'une canule artérielle ait été insérée dans l'artère radiale. Le volume systolique (SV) et le débit cardiaque (CO) seront évalués chez 20 patients (10 dans chaque groupe) avec LIDCO Rapid® (LiDCO Ltd, Cambridge, Royaume-Uni). L'échocardiographie transoesophagienne (ETO) sera utilisée pour évaluer le débit cardiaque chez 6 patients (3 dans chaque groupe) avec Philips CX-50®, échographie TEE X7-2t (Philips Ultrasound, Bothell, WA, USA). Après avoir obtenu un échantillon de contrôle (temps zéro) de sang artériel (3 ml), le mode ventilatoire sera modifié comme suit : Dans le groupe avec un volume courant augmenté (IVT), la pression de plateau initiale (Pplateau) sera surveillée puis VT sera augmenté jusqu'à ce que Pplateau soit de 0,04 cm H2O/kg au-dessus du Pplateau initial. Le PETCO2 sera ensuite ajusté à 4,5 kPa avec un tuyau ondulé flexible (tube en plastique jetable, Medcore, AB Uppsala, Suède) placé entre la pièce en Y du système de cercle d'anesthésie et le filtre de chaleur et d'humidité (HME) attaché à l'endotracheal tube. Ce tuyau ondulé flexible augmentait le volume de l'espace mort et permettait une réinhalation réglable du dioxyde de carbone. Dans le groupe à volume courant normal (NVT), une PEP à 10 cmH2O sera appliquée. Le cas échéant, VT sera alors ajusté pour maintenir le PETCO2 à 4,5 kPa. Dans les deux groupes, le rapport inspiratoire:expiratoire était de 1:2 incluant un plateau inspiratoire de 10%. Lorsque les valeurs de PETCO2 seront stables à 4,5 kPa, l'administration de sévoflurane sera démarrée avec un vaporisateur (sévoflurane Dräger Vapor 2000 : Médical, Lübeck, Allemagne) réglé sur 3 %. Après 5 minutes, le débit de gaz frais sera ajusté à 1,0 L/min avec un réglage d'évaporateur inchangé tout au long de la période d'anesthésie.

Des échantillons de sang de 3 ml ont été prélevés de la ligne artérielle dans des seringues héparinées à 1, 3, 5, 10, 15, 30, 45 et 60 minutes après le début de l'administration de sévoflurane (au total 27 ml). La tension artérielle en oxygène (PaO2), la saturation en oxygène (SaO2) et la tension en dioxyde de carbone (PaCO2) seront analysées à l'aide d'un analyseur automatique des gaz du sang (ABL 725™, Radiometer, Copenhague, Danemark). La concentration de sévoflurane sera analysée par chromatographie en phase gazeuse (GC) sur un chromatographe gaz-liquide Perkin-Elmer 3920, comme décrit précédemment.

Les patients seront surveillés avec un ECG à trois dérivations, la fréquence cardiaque, la saturation en oxygène, telle que mesurée par un oxymètre de pouls (SpO2) et une pression artérielle invasive (Solar 8000, General Electric Medical System, Milwaukee, WI, USA). SV et CO ont été évalués avec un LIDCO Rapid® via le cathéter artériel. La pression partielle inspiratoire et expiratoire d'oxygène (FiO2, PETO2), la pression partielle inspiratoire et expiratoire de sévoflurane (Fisevo, PETsevo) et la pression partielle inspiratoire et expiratoire de dioxyde de carbone (FiCO2, PETCO2) seront analysées par le ventilateur. La ventilation totale par minute, les volumes courants et les pressions des voies respiratoires en tant que pression de pointe, pression de plateau et pression moyenne ont été mesurés et documentés aux mêmes intervalles. La compliance statique du système respiratoire sera calculée comme le volume courant divisé par la pression de plateau inspiratoire moins la PEP.

Des doses supplémentaires de fentanyl (50-100 µg) seront administrées si la pression artérielle moyenne (PAM) a augmenté de plus de 20 % au-dessus du niveau de référence initial. L'hypotension (MAP inférieure à 60 mmHg) sera traitée avec 5 à 10 mg de noradrénaline par voie intraveineuse. Tous les patients ont reçu 3 à 5 ml/kg/h de solution de glucose à 2,5 % avec du sodium (70 mmol/l), du chlorure (45 mmol/l) et de l'acétate (25 mmol/l) par voie intraveineuse. Le blocage neuromusculaire sera surveillé avec un analyseur de transmission neuromusculaire (TOF-Watch™ ; Organon Technology B V., Boxel Pays-Bas). Des doses supplémentaires de rocuronium étaient administrées à la discrétion de l'anesthésiste.

LiDCO Le système LiDCO est un appareil de surveillance du débit cardiaque qui utilise l'analyse du contour de la forme d'onde du pouls via un cathéter artériel. L'appareil utilise un algorithme propriétaire pour analyser le contour du pouls en utilisant des données spécifiques au patient provenant du moniteur patient.16 Linton et ses collègues ont trouvé une bonne conformité entre les thermodilutions et les mesures LiDCO chez 40 patients, avec une valeur de régression linéaire de 0,94.

Échocardiographie transœsophagienne Le volume systolique, le débit cardiaque et la fonction ventriculaire droite seront évalués à l'aide d'une échocardiographie transœsophagienne. Des vues transgastriques à quatre et cinq cavités seront obtenues chez les six patients inclus pour l'ETO. L'intégrale de temps de vitesse au niveau de la voie d'éjection ventriculaire gauche (VTI LVOT) a été mesurée à l'aide d'un Doppler à ondes pulsées. Le diamètre de l'aorte sera mesuré à l'aide d'une vue grand axe médio-œsophagienne au niveau de l'anneau aortique. La mesure du volume d'éjection systolique sera effectuée en multipliant le LVOT VTI et le diamètre aortique. Le débit cardiaque sera calculé en multipliant le volume systolique par la fréquence cardiaque. Toutes les images seront enregistrées en triple exemplaire par le même opérateur et les mesures effectuées hors ligne en aveugle.