La surveillance hémodynamique en chirurgie cardiaque nécessite une réflexion globale sur les éléments indispensables à prendre en compte pour tous les intervenants qui vont se succéder autour du patient. En effet, si certains paramètres sont obligatoires pour tous les praticiens, ce n’est pas le cas de tous les paramètres. A cela le choix de la technique doit toujours être la plus performante pour le minimum d’effets délétères. Il ne saurait être possible d’envisager des techniques, sans s’assurer qu’on utilise au mieux les budgets disponibles.

A ce jour, peu de sociétés de perfusionnistes ont décrit des recommandations de la pratique de la CEC. Sur les sites WEB, on retrouve des guidelines de trois sociétés anglosaxonnes : « American Society of Extra Corporeal Technology » (1), « Society of Perfusionists of Great Britain and Ireland » (2) et « Australian Society of Cardio-Vascular Perfusionists » (3). De nombreux éléments sont abordés dans ces recommandations. La partie surveillance des éléments hémodynamiques n’est pas la plus développée.

Parmi les paramètres incontournables, la pression artérielle est un élément constamment surveillé. La disparition du caractère pulsé pendant la CEC oblige à avoir une pression sanglante (4). Cette voie d’abord permet d’ailleurs de réaliser des prélèvements sanguins avant et après la CEC. Pour le groupe d’experts de la SFAR (5) la pression artérielle sanglante était indispensable pour la chirurgie cardiaque sous CEC. Il faut se souvenir que la PAM diminue depuis l’aorte vers la périphérie (6) et que lors de l’arrêt de la CEC il peut exister un gradient non négligeable de 20 à 40 %. Celui-ci disparaît assez rapidement. Ce critère est retenu comme obligatoire par les 3 sociétés de perfusion.

Les pressions de remplissage sont souvent un sujet de discussion. La pression veineuse centrale (PVC) est recommandée dans les trois guidelines, alors que la pression artérielle pulmonaire ne l’est qu’une seule fois. On peut considérer que la PVC est le minimum et que la mise en place d’une voie veineuse centrale est simple, peu traumatisante et pas onéreuse. De plus, elle renseigne de façon précise sur le bon drainage du cœur pour les CEC conventionnelles avec retour veineux par gravité. La PVC surveille les éventuelles hyper-pressions veineuses par gène du retour veineux et leurs conséquences délétères sur le drainage cérébral et donc la circulation cérébrale. Aujourd’hui, avec la mise en place des mini CEC et le retour veineux avec un drainage actif avec une pompe centrifuge, la surveillance de la PVC est une obligation. Le débit étant complètement dépendant de la pression dans l’oreillette droite, elle doit se situer environ entre 3 et 5 cm d’H2O. Elle permet de monitorer soit la remise en place de la canule veineuse, soit d’assurer le remplissage du patient, soit d’agir sur les résistances.

Elles ne sont recommandées qu’une seule fois. Au cours de la CEC les pressions pulmonaires sont-elles nécessaires ? La Swan-Ganz permet de mesurer la PAP (fonction VD, RVP), PAPO (pré-charge OG), DC (débit cardiaque, thermodilution), et assure le calcul des paramètres dérivés très utiles (RVS, RVP, IC, VES, travail du VG et VD). Les indications usuelles sont toutes les dysfonctions cardiaques rencontrées en situation de réanimation cardiaque. En fait, ces situations sont assez fréquentes en chirurgie cardiaque. L’intérêt au cours de la CEC est très limité et certains pensent que la mise en place d’une Swan en chirurgie cardiaque de routine n’a plus d’indication (7). L’ETO remplace de façon beaucoup plus précise la Swan pour l’étude de la fonction ventriculaire. Son intérêt et son utilisation ont largement été développés au cours des 5es Journées du CFP à Paris. La Swan ne semble pas en  routine améliorer la morbidité des patients opérés de pontages aorto-coronaires, par contre elle permet de mieux analyser la situation et d’adapter les thérapeutiques chez les patients en grande défaillance (8).

En fin de CEC, le besoin est fréquent de vérifier le statut hémodynamique, aussi bien du DC que de l’état des résistances. L’expérience aide souvent, mais des études évaluant l’estimation faite par le praticien et les mesures montrent de nombreuses erreurs d’appréciation (9). Il est rapporté des pourcentages d’erreurs importants, 39 % pour le débit cardiaque et 51 % pour les résistances périphériques. Dans 42% le traitement a été modifié grâce à l’étude des chiffres (10).

Une solution élégante est proposée grâce à l’évaluation du débit cardiaque par analyse du contour de l’impulsion. Cette technique est moins invasive, ne nécessite qu’un seul cathéter veineux central. L’artériel est un peu particulier avec une lumière pour la pression traditionnelle et un site spécial avec un capteur pour la thermodilution. L’évaluation du DC est réalisée par un algorithme d’analyse de contour de l’impulsion. Elle est calibrée par une mesure de thermodilution artérielle. Un bolus froid de solution cristalloïde est injecté dans le cathéter veineux central. Le cathéter artériel enregistre la courbe de thermodilution. Le DC ainsi calibré, affiche un DC en continu comme étant la valeur moyenne des 12 dernières secondes avec tous les index calculés. Ce  principe permet de ne plus utiliser de Swan-Ganz et ne nécessite qu’un cathéter artériel spécifique. Plusieurs travaux montrent une très bonne corrélation avec le principe de la thermodilution habituelle (11, 12, 13, 14). De plus le PiCCO (Pulsion medical  systems, Munich, Germany) permet d’évaluer le volume sanguin intra thoracique (VSIT), le volume télé diastolique global (VTDG),  l’eau pulmonaire extra vasculaire (EPEV), éléments d’un grand intérêt en réanimation pour certains patients. Un autre système basé sur la même réflexion avec une voie veineuse standard et un KT artériel, le LIDCO/PULSECO utilise le principe d’Hamilton sur le concept de la dilution d’un indicateur connu. Ici, l’indicateur est le chlorure de Lithium injecté soit sur KT central ou une veine périphérique (15). Le système calcule ensuite le DC et tous les index usuels. L’originalité de ce système est l’utilisation d’une électrode sensible au lithium qui est adaptable à tout moment sur la ligne artérielle. Celle-ci est reliée au capteur de pression avec un simple robinet à 3 voies. Plusieurs auteurs ont montré une bonne corrélation avec les méthodes traditionnelles (15). Cette méthode peut être utilisée à tout moment, car le bolus de lithium peut être injecté aussi bien sur un KT central que sur une voie d’abord périphérique. Les résultats sont parfaitement corrélés (16).

Avec ce même système, il est possible de suivre en continu le DC par l’analyse de la courbe de pression artérielle. La calibration est réalisée avec le LIDCO et le PULSECO monitors estime le DC en continu. Plusieurs publications valident les résultats avec d’excellentes corrélations dans le temps et quelles que soient les pathologies (17, 18, 19). Ces nouveaux systèmes vont permettre une utilisation plus adaptée alliant l’aspect miniinvasif et une utilisation en fonction de l’état du patient. De nombreuses autres publications vont s’intéresser à ces produits afin de les valider plus largement.

ELÉMENTS DE SURVEILLANCE AU NIVEAU DES CIRCUITS DE CEC

Concernant les éléments de surveillance au niveau des circuits de CEC, vu les moyens mis à disposition, on pourrait imaginer que les choses sont standardisées. En fait, ce n’est pas le cas.

Tout le monde semble d’accord pour surveiller le débit de perfusion, la pression artérielle, l’électrocardiogramme, le débit urinaire et le débit gazeux. Par contre, les pressions de perfusion et le niveau des résistances ne sont pas toujours mentionnés. En ce qui concerne la surveillance de l’oxygénation : les gaz du sang artériel sont préconisés une fois sur deux, les gaz veineux une fois sur trois seulement, la saturation artérielle et veineuse deux fois sur trois. Une des sociétés préconise une bonne surveillance des pressions à tous les niveaux sans contrôle des gaz du sang.

D’un point de vue hémodynamique, la surveillance du débit de perfusion est importante, mais banalement obligatoire. Elle est sans doute moins importante que les indicateurs de consommation du patient. La surveillance rigoureuse d’un débit peut tout à fait satisfaire le calcul de débit théorique mais être totalement insuffisante en terme de couverture des besoins. Depuis quelques années, la situation a considérablement évoluée, la plupart des équipes travaillent en normothermie avec souvent des hémodilutions importantes du fait des oxygénateurs et des circuits. Hémodilution et hypothermie cohabitaient parfaitement pendant la période de la CEC. Actuellement ce n’est plus le cas avec la normothermie. Les performances des oxygénateurs ne sont pas en cause. Il est nécessaire d’être attentif et scrupuleux vis à vis de la consommation du patient. La mode du fast-track, dont les bénéfices sont réels quand la technique est utilisée à bon escient et entre de bonnes mains, favorise trop souvent un état propice à une consommation exagérée. A cela, il faut surajouter l’utilisation croissante de pompe non occlusive, centrifuge aujourd’hui, progrès certain, mais dont le maniement mérite une attention toute particulière. En effet, comme avec toutes les pompes non occlusives, le débit est dépendant de la pré charge et de la post charge. Pour des raisons déjà citées, il n’est pas rare de voir les patients avec des résistances vasculaires variables et élevées, d’où une variabilité des débits de perfusion au cours de la CEC. La surveillance de la saturation veineuse est une obligation. Il serait intéressant dans le cadre d’une surveillance informatisée, de pouvoir intégrer en plus des éléments déjà cités, le taux d’hémoglobine, la pression artérielle du patient et la PVC, afin de pouvoir contrôler en parallèle la consommation en oxygène réelle du patient et le niveau et les variations des résistances.

Aujourd’hui, des recommandations sur la surveillance hémodynamique au cours des CEC devraient inclure le débit de perfusion comme référence en terme de chiffre, mais aussi le calcul des résistances du couple patient-circuit de CEC, la SVO2 et la VO2 en temps réel. Les moyens techniques existent. Leur fiabilité est à améliorer.

La surveillance de la Capnographie

L’analyse de l’air expiré soit sur le circuit de respiration du patient soit sur l’évent de l’oxygénateur permet une analyse du Co2. Les variations de la FeCo2 sont le plus souvent liées à des modifications de ventilation ou d’hémodynamique (7). Ces éléments de surveillance sont très intéressants. Il est possible dans des conditions définies de réaliser une estimation du DC à partir de ces données. Par contre de nombreux facteurs perturbent ces mesures (température, saturation en eau, géométrie des chambres d’évacuation, type d’oxygénateur, débit de gaz...). La mesure de la PeCo2 permet malgré tout une assez bonne évaluation dans la PaCo2 pour un oxygénateur donné (25).

La surveillance d’un débit général ne préjuge en rien de la situation des débits régionaux et de la consommation des différents organes. La SVO2 mesurée sur la ligne du retour veineux est une valeur globale indiquant le niveau de consommation. Cette valeur peut être normale avec des territoires sous ou non perfusés. On connaît en chirurgie cardiaque les cibles privilégiées des territoires sous perfusés et leurs complications : le cerveau, le rein, le foie et les organes digestifs. La circulation cérébrale et les essais de surveillance de débit cérébraux seront traités spécifiquement. On peut prendre comme exemple les complications digestives au cours de la chirurgie cardiaque. Des études sur la débitmètrie par laser doppler corrélée à un monitorage du pH intra muqueux gastrique (21), montrent des baisses du débit régional et du pHi pouvant aller jusqu’à 50% au cours de la CEC. Une mauvaise distribution des débits au niveau de la muqueuse pourrait en être la cause.

L’hématocrite ou l’hémoglobine est très important à surveiller et indispensable aux calculs cités en référence. Le transporteur d’oxygène est l’hémoglobine. Toute modification quantitative due à l’hémodilution ou en qualité (P50, pouvoir oxyphorique) sont des éléments importants de l’oxygénation tissulaire de l’organisme. Les règles de surveillance hémodynamique, au cours de la CEC, qui ont été publiées sont très orientées sur les principes de sécurité technique. Par contre, la surveillance hémodynamique indispensable du couple patient-CEC n’est pas suffisamment approfondie.

La surveillance des paramètres de pression ou de sécurité est bien définie dans les guidelines des trois sociétés. La surveillance des pressions sur la ligne artérielle et de cardioplégie est monitorée par la quasi-totalité des centres aux USA et en Australie. De plus, ils recommandent unanimement une alarme de pression, une alarme de niveau, une alarme de détection de bulle. Ces alarmes sont reliées à une automatisation d’arrêt sur la pompe. En France, 1/5 des centres pratique cette surveillance. La surveillance du niveau et la détection des bulles sont nécessaires pour éviter les erreurs humaines qui sont la principale cause des accidents de CEC. La technique doit y remédier au mieux.

Le contrôle des pressions indispensable en théorie, est pour bon nombre de perfusionnistes un élément de complication. Plusieurs exemples peuvent montrer que la surveillance de ces pressions est un élément de qualité. La perfusion du sinus coronaire pour la protection myocardique nécessite une surveillance de la pression mais aussi de la forme de la courbe. Cette surveillance garantit à peu près la perfusion du sinus. De nombreuses publications (22) ont montré les défauts de protection par la nonsurveillance de la pression.

Autres intérêts d’une surveillance des pressions : la surveillance des pressions préoxygénateur et post oxygénateur est revenue au premier plan par la description de phénomènes temporaires et régressifs d’augmentation des résistances intra-oxygénateur (23, 24). Ces phénomènes n’ont pu être décrits que par la surveillance de ces pressions au cours des CEC. Pour ceux qui ne surveillent pas ces pressions, ces phénomènes ont pu se produire sans qu’ils en soient alertés. Il s’agit d’une augmentation brutale des résistances intra oxygénateur dès le début de la CEC. Les auteurs rapportent certains cas. Les théories avancées sont multifactorielles, sans doute liées à un phénomène «d’agrégation-adsorption » plaquettaires ou leuco-plaquettaires, sur des oxygénateurs de nouvelle génération à fibre microporeuse à volume réduit et à grande surface d’échange. D’après certains auteurs (24), le liquide d’amorçage aurait un rôle de déclenchement du processus. La présence d’albumine serait protecteur et les oxygénateurs traités par « coating » préviendraient cette complication. Ces phénomènes ont été mis en évidence dans les centres ayant un protocole incluant la surveillance des pressions.

La chirurgie cardiaque, spécialité encore jeune, doit pouvoir encore bénéficier d’idées innovantes. Mais elle est arrivée à un âge où elle doit être encadrée par des recommandations et des règles. Les sociétés et les Collèges doivent impérativement les écrire. Les pratiques doivent aussi être plus clairement définies ainsi que les statuts des professionnels. La qualité passera aussi par la participation des industriels à une réflexion avec les perfusionnistes sur une standardisation des circuits. Cette industrialisation des produits permettra une mise en place logique des différents éléments de surveillance. Actuellement un circuit de CEC voulant respecter tous les critères de sécurité avec les particularités locales du service est d’une extrême complexité. Les industriels qui fabriquent aujourd’hui les consoles de CEC sont aussi ceux qui vendent les circuits. Une réflexion simple et logique sur la conception de cet ensemble devient une nécessité avec une intégration des éléments sécuritaires dans la conception de la console et des circuits. Cette réflexion devrait aboutir à une meilleure qualité des produits et aussi à une baisse des prix par une industrialisation de ces derniers. L’exemple de la dialyse en terme de qualité de produit et de sécurité est concluante.

1. American Society of Extra Corporeal Technology (www.amsect.org)

2. Society of Perfusionists of Great Britain et Ireland (www.sopgbi.org)

3. Australian Society of Cardio-Vascular Perfusionist (www.perfusion.com.au).

4. La CEC en toute sécurité : les alarmes indispensables JP Depoix et coll - Toulouse 1996, CFP.

5. Cathétérisme artériel et mesure invasive de la pression artérielle en anesthésie réanimation chez l’adulte. SFAR - Ann Fr Anesth Réanim 1995; 14; 444-53

6. On the accuracy of intra arterial pressure measurement : the pressure gradient effect. Hynson JM et al. - Crit Care Med 1998; 26; 1623-4

7. Surveillance hémodynamique P Bizouarn - Circulation extra corporelle : principe et pratique, 97-117,Arnette

8. Pratice guidelines for pulmonary artery catheterization. A report by the american society of anesthesiologists task force on pulmonary artery catheterization anesthesiology, 1993,78, 380-94.

9. Clinicians’ abilities to estimate cardiac index in ventilated children and infants. Tibby SM, et coll. - Arch. Dis. Child 1997; 77; 516-518

10-Real time, continous monitoring of cardiac output and oxygen delivery. Jonas M et coll - International journal of Intensive Care, spring 2002, 33-42.

11. Comparison of cardiac output assessed by pulse contour analysis and thermodilution in patients undergoing minimally invasive direct coronary artery bypass grafting. Buhre W et coll. - J Cardiothorac Vasc. Anesth. 13(4); 437-440, 1999.

12. Continous, less invasive, hemodynamic monitoring in intensive care after cardiac surgery Gödje O. et coll - Thorac Cardiovasc. Surg 46; 242-249, 1998.

13. Continous cardiac output measurement pulse contour analysis versus thermodilution technique in cardiac surgical patients. Rödig G et coll - Br J Aneaesth 82(4); 525-530, 1999.

14. Evaluation of a new continous pulse contour cardiac output monitor. Zöllner C et coll - Anesthesiology 89(3A) : A906, 1998.

15. Lithium dilution cardiac output measurement a comparison with thermodilution. Linton B et coll - Crit Care Med 1997; 25; 1796-1800.

16. A comparison of lithium dilution cardiac output measurement made using central and antecubital venous injection of lithium chloride. Jonas MM et coll - J Clin Monit 1999 ; 15 ;525-528.

17. Comparison of cardiac output measurements using a continous arterial waweform analysis monitor (PulseCO) with an indicator dilution technique (LiDCO) in patients in intensive care. Jonas M et coll - 8th World Congress of Intensive Care Medicine, Sydney, October 2001, Abstract.

18. Perioperative hemodynamique beat to beat monitoring of cardiac output : the new PulseCO system. Mappes A. et coll - American Society of Anesthesiology, New Orleans, October 2001, Abstract.

19. PulseCO accurate monitoring of cardiac output from the arterial waweform. Hamilton T et coll. - 8th Annual CTT Meeting 2002 : Current trends in Thoracic Surgery VIII, Miami, January 2002, Abstract.

20. Déroulement de la circulation extracorporelle standard. Gaillard D. et coll - Circulation extracorporelle : principes et pratique, Janvier G., Lehot JJ. Arnette

21. Monitorage du pH intramuqueux gastrique et laser doppler en chirurgie cardiaque. Sicsic JC. - ITBM-RBM 2000 ; 21 Suppl 1; 62-65

22. Protection myocardique. Ménasché P. - Circulation extracorporelle : principes et pratique, Janvier G., Lehot JJ. Arnette.

23. Hautes pressions transitoires intra oxygénateur à membrane. Incident de CEC d’un type nouveau. Touchot B et coll. - 6es journées du Collège Français de perfusion, Strasbourg, 2001, 49-5.

24. The phenomen of pressure excursion. Aniuk L et coll. - The American Academy of Cardiovascular Perfusion; 1998.

25. Mesure de la capnographie et de la PaCo2 au cours de la CEC, rôle du système de prélèvement. Durand C., Charrière JM, Le Guen AF - 6es journées du Collège Français de perfusion, Strasbourg, 2001, 133-5.