Impact de la ventilation NAVA sur l'oxygénation et la perfusion cérébrales chez les enfants atteints de cardiopathie congénitale

1. Contexte scientifique

   En chirurgie cardiaque post-opératoire, une ventilation invasive est souvent nécessaire, mais les pressions intrathoraciques positives induites peuvent être préjudiciables à l'hémodynamique par plusieurs mécanismes : diminution du retour veineux, augmentation des résistances vasculaires pulmonaires et augmentation de la postcharge du ventricule droit. Cet effet est particulièrement problématique chez les patients avec un ventricule droit restrictif, qui dépendent de la précharge, et chez les patients avec des connexions cavo-pulmonaires pour la palliation ventriculaire unique. Chez ces patients, la diminution de la pression positive du ventilateur améliore le débit cardiaque et l'oxygénation cérébrale. Cependant, une extubation très précoce n'est pas toujours possible ni sûre, et il est donc essentiel d'optimiser la ventilation mécanique afin de minimiser ses conséquences hémodynamiques.

   Chez l'adulte, la ventilation en mode NAVA (Neurally Adjusted Ventilatory Assist), quel que soit le niveau d'assistance, permet de préserver les variations de pression intra thoracique caractéristiques de la ventilation spontanée et limite l'impact de la ventilation sur l'éjection ventriculaire droite. Chez les enfants, les pressions inspiratoires et moyennes sont également plus faibles en NAVA par rapport à la ventilation conventionnelle.

   L'évaluation de l'oxygénation et de la perfusion cérébrales en réanimation cardiovasculaire est importante à la fois comme paramètre hémodynamique et comme facteur pronostique neurologique. Un outil innovant non invasif, la spectroscopie à corrélation diffuse couplée à la spectroscopie proche infrarouge (DCS-NIRS), permet l'évaluation non invasive à la fois de l'oxygénation cérébrale et des variations du débit sanguin cérébral.

2. Hypothèse et objectifs

   L'hypothèse est que le mode de ventilation NAVA, qui génère des pressions intrathoraciques plus faibles que les modes de ventilation conventionnels, améliorera l'hémodynamique cérébrale, le débit cardiaque et le transport d'oxygène des patients à risque dans le cadre d'une chirurgie cardiaque postopératoire par rapport à la ventilation conventionnelle.

   Objectif principal:

   Chez les patients pédiatriques après une chirurgie cardiaque présentant un risque de dysfonction diastolique ventriculaire droite ou de retour veineux pulmonaire passif (y compris la chirurgie Glenn, hémi-Fontan, Fontan et Tétralogie de Fallot), les chercheurs évalueront l'impact de la ventilation NAVA sur :

   • perfusion cérébrale : débit sanguin cérébral (mm2/s) mesuré par DCS.
   • oxygénation cérébrale : saturation du tissu cérébral (%) et extraction cérébrale régionale d'O2 (OEF, mesurée par NIRS-DCS).

   Objectif secondaire :

   Chez les patients pédiatriques en chirurgie cardiaque post-opératoire présentant un risque de ventricule droit restrictif ou de retour veineux pulmonaire passif (y compris la chirurgie de type Glenn, hémi-Fontan, Fontan et Tétralogie de Fallot), les chercheurs compareront l'impact de la ventilation conventionnelle au mode NAVA sur :

   • Consommation régionale d'O2 du cerveau extraite des mesures NIRS-DCS
   • Hémodynamique systémique, y compris l'index cardiaque, le niveau de lactate, la saturation veineuse centrale en oxygène (ScvO2) et le transport de l'oxygène
   • Paramètres de ventilation
   • Le confort mesuré par l'échelle CONFORT
3. Méthodes

Il s'agit d'une étude prospective, croisée, monocentrique et physiologique qui sera menée dans l'unité de soins intensifs pédiatriques du CHU Sainte Justine (Montréal, Canada).

Deux périodes de 60 minutes dans chacun des 2 modes de ventilation seront comparées : mode de ventilation conventionnelle (tel que prescrit par l'équipe soignante) et mode NAVA, dans un ordre aléatoire.

Lors de leur admission à l'USIP en postopératoire, les patients de l'étude seront équipés d'une sonde NAVA naso-gastrique.

Avant d'effectuer des mesures d'étude, les investigateurs attendront la stabilisation du patient, qui est définie par :

• absence de saignement hémodynamiquement significatif
• stabilisation des paramètres de ventilation
• dose d'inotrope stable L'ordre des 2 périodes de ventilation sera randomisé selon une liste aléatoire préalablement générée.

La ventilation de la période d'étude sera définie comme suit :

• ventilation conventionnelle : la ventilation telle que prescrite par l'équipe soignante sera poursuivie. Habituellement, la ventilation est en mode PRVC (pression régulée en volume) avec un volume courant entre 5 et 8 mL/kg, un peep entre 4 et 5, une fréquence respiratoire pour viser la normocapnie, et une FiO2 pour viser la PaO2 entre 100 et 150 mmHg.
• Mode NAVA : réglage du niveau NAVA pour cibler un niveau Edi entre 3 et 20 V, un volume courant entre 5 et 7 mL/kg et aucune détresse respiratoire à l'examen physique. Le déclencheur sera réglé à 0,5 V. La pression maximale sera limitée à 30 cmH2O. Le niveau de PEP ne sera pas modifié par rapport à celui prescrit par le médecin traitant.

Pour faciliter la comparabilité des mesures du flux cérébral et de l'oxygénation, la FiO2, la concentration de NO, la dose d'inotrope et la sédation seront maintenues aussi stables que possible pendant ces périodes, à la discrétion du médecin traitant. De même, si possible, les transfusions sanguines ne seront pas administrées pendant la période d'étude.

Pendant les deux périodes de ventilation, les paramètres suivants seront enregistrés en continu :

• paramètres ventilatoires : paramètres du ventilateur selon le mode défini : pression inspiratoire de pointe, pression moyenne des voies respiratoires, PEP, volume courant, ventilation minute totale et spontanée, niveau Edi, FiO2, CO2 expiré par capnographie volumétrique.
• paramètres hémodynamiques : fréquence cardiaque (FC), pression artérielle moyenne, systolique, diastolique, pression veineuse centrale (CVP), pression auriculaire gauche (LAP), type et dose de médicaments vasoactifs reçus avec calcul du score vasoactif-inotrope.

Dans la seconde moitié de chaque période, les enquêteurs effectueront :

• une gazométrie artérielle et veineuse centrale et une mesure du lactate artériel.
• une mesure du débit sanguin cérébral par spectroscopie à corrélation diffuse et une mesure de la saturation tissulaire régionale cérébrale et de l'extraction d'oxygène. Ces mesures sont effectuées de manière non invasive et sans douleur en appliquant une sonde sur le front de l'enfant pendant environ 20 minutes.
• une échographie cardiaque limitée pour le calcul du débit cardiaque (CO).
• calcul de la production d'urine pendant la période de ventilation.

De plus, pour chaque patient, les informations suivantes seront collectées :

• âge au moment de la chirurgie
• diagnostic cardiaque
• existence et quantification des collatérales aorto-pulmonaires
• médicaments préopératoires
• détails opératoires : geste chirurgical, durée du pontage cardiopulmonaire, durée du clampage aortique, inotropes administrés (et dose maximale).
• résultat de l'écho cardiaque trans-oesophagien postopératoire (fonction cardiaque, évaluation de la réparation, présence de lésions anatomiques résiduelles)
• gaz du sang artériel et veineux, taux de lactate et d'hémoglobine avant les périodes de ventilation de l'étude
• intervalle de temps entre la fin de la circulation extracorporelle et le début des mesures de l'étude

Les variables seront exprimées en termes d'écart-type moyen ou de médiane (interquartile), selon la nature de leur distribution. Du fait de la taille de l'échantillon, l'analyse des différences entre les variables t au cours des 2 modes de ventilation se fera à l'aide du test de Wilcoxon non paramétrique (toutes les variables étudiées sont de type continu). Une valeur de p

Pour le calcul de la taille de l'échantillon, les enquêteurs ont estimé, à partir de l'étude de Huang et al (4), que l'écart type de la saturation cérébrale serait de 6 %, et que la différence attendue entre les 2 modes de ventilation serait d'au moins 6 %. Pour atteindre une puissance de 90% avec un risque alpha fixé à 0,05, un minimum de 24 patients est requis. Compte tenu du risque de perte de la vue (par ex. difficulté technique à obtenir la variable principale) et du fait de l'hétérogénéité de la population de patients, nous avons décidé de viser 30 patients.

A noter qu'aucun calcul de puissance basé sur les variations du débit sanguin cérébral mesuré en spectroscopie n'a été effectué, car il n'y avait pas de données préliminaires sur le sujet.

L'approbation du comité d'éthique de la recherche du CHU Sainte Justine et du service des affaires médicales universitaires a été obtenue. Un accord écrit sera demandé aux parents.