13 PiCCO®
Matériel (figure 13.1)
Cathéter veineux central non spécifique.
Cathéter artériel spécifique à thermodilution composé de polyuréthane, équipé d’une thermistance à son extrémité pour le recueil de la courbe de thermodilution et d’une lumière distale pour mesurer la pression artérielle (analyse du signal de pression artérielle par la technique du contour de l’onde de pouls).
Une seconde thermistance = détecteur de température de l’injectat, joint au kit de monitorage permettant de mesurer la température de l’injectat lors des mesures par thermodilution.
Dispositif d’insertion Seldinger (introducteur, guide métallique et dilatateur.).
Set de pression spécifique composé d’un capteur de pression avec dispositif de rinçage standard intégré (débit : 3 mL/h) et clapet d’arrêt intégré, chambre à gouttes avec aiguille de perfusion, tubulure, pince à roulette avec robinet à trois voies.
Un litre de sérum physiologique à hépariner ou non selon les pratiques locales.
Figure 13.1 Présentation du matériel.
b. Partie veineuse : 1. seringue pour l’injectat ; 2. thermistance = détecteur de température de l’injectat ; 3. robinet à trois voies utilisé pour la perfusion ; 4. cathéter veineux central non spécifique (relié par la voie distale).
c. Partie artérielle : 1. cathéter artériel spécifique à thermodilution ; 2. lumière distale pour mesurer la pression artérielle ; 3. capteur de pression et dispositif de rinçage standard intégré ; 4. tubulure destinée à la poche de sérum physiologique (sous pression).
Principe de fonctionnement
Il permet de calculer le débit cardiaque par deux méthodes de mesure distinctes :
une méthode intermittente : le DC (débit cardiaque par thermodilution transpulmonaire) ;
couplée à une méthode continue : le DCC (débit cardiaque continu par analyse du contour de l’onde de pouls).
De plus, il permet d’évaluer les volumes liquidiens cardiaques et pulmonaires.
Thermodilution transpulmonaire (figure 13.2)
Courbe de thermodilution
Après injection en veine cave supérieure par le cathéter central d’un bolus de l’indicateur thermique (liquide froid ou à température ambiante) et son transit par le système cardiopulmonaire (dans les cavités cardiaques et toute ou une partie de l’aorte), une courbe de thermodilution est enregistrée par la thermistance d’un cathéter artériel mesurant les variations de température en aval (habituellement fémoral mais possiblement axillaire, brachial ou radial long).
Figure 13.2 Courbe de thermodilution.
DSt : temps de décroissance exponentielle ; MTt : temps de transit moyen ; t : temps ; At : appareance time ; C (I) : température.
Pour déterminer le temps exponentiel de chute de la courbe, on transfère la courbe de thermodilution avec le changement de température (concentration de l’indicateur) sur la base d’une échelle logarithmique (ln) et la variation du temps sur une échelle linéaire (lin). Si on représente la courbe de thermodilution comme une courbe linéaire sur une échelle logarithmique, la chute de l’indicateur donne à peu près une fonction linéaire. On définit deux points : le point de départ se situe à 85 % de la température maximale et le point final à 45 % de la température maximale (voir figure 13.2). La différence de temps est déterminée et appelée temps de chute (downslope time – DSt) :
La mesure du débit cardiaque par thermodilution transpulmonaire a été validée par plusieurs études cliniques en comparaison avec la thermodilution artérielle pulmonaire ou la méthode de Fick.
Calcul de différents indices hémodynamiques
L’étude de la variation de température, induite par ce bolus et mesurée en aval par la thermistance du système artériel, permet de :
déterminer le débit cardiaque (DC) ;
calculer les volumes traversés (volumes de diffusion intrathoracique de l’indicateur thermique).
Mesure du débit cardiaque
Il est calculé selon le principe de Stewart-Hamilton : l’aire sous la courbe de thermodilution est inversement proportionnelle au débit circulatoire.
Le cycle respiratoire n’influe pas sur les mesures effectuées avec la technologie PiCCO®, puisque la courbe de thermodilution dure environ 20 secondes : pendant que le bolus transite du système veineux central vers l’accès artériel, le débit cardiaque (DC) de la thermodilution transpulmonaire est moyenné au cours de plusieurs cycles de respiration et n’est ainsi pas soumis à une trop importante dispersion (= mesure discontinue).
Les résultats des mesures des dix dernières secondes sont calculés automatiquement avec la valeur moyenne, laquelle est également utilisée pour la calibration de l’analyse par contour de l’impulsion.
Volumes hydriques intrathoraciques (tableau 13.1 et figure 13.3)
le temps de transit moyen (mean transit time – MTt) : moyenne de tous les temps de transit du traceur du bolus thermique (moyenne de la durée de circulation) ;
le temps exponentiel de chute de la courbe de température (downslope time – DSt) : temps de décroissance exponentielle.
Tableau 13.1 Ensemble des paramètres du PiCCO®
| Nom | Volumes hydriques intrathoraciques | |
|---|---|---|
| VTIP | Volume thermique intrapulmonaire :VTIP = DSt × DC = VSP + EPEV | « Le plus gros volume » intercalé entre les différents volumes en série, que sont les grosses veines et les quatre cavités cardiaques, regroupe le secteur hydrique intra- et extravasculaire pulmonaire, y compris le secteur intra-alvéolaire. |
| VTIT | Volume thermique intrathoracique :VTIT = DC × MTt = VTDG + VSP + EPEV | Volume total (de distribution intra- + extravasculaire) parcouru par le bolus entre le point d’injection et le point de mesure= indice de précharge cardiaque |
| VSIT* | Volume sanguin intrathoracique :VSIT = 1,25 × VTDG = VTVG + VSP | Volume intravasculaire uniquement (tous les volumes sanguins télédiastoliques cardiaques et pulmonaires)= indice de précharge cardiaque ou de volémie |
| VTDG | Volume télédiastolique global :VTDG = VTIT − VTIPVTDVG = DC (TTM − TD) | Quantité de sang contenue dans les quatre cavités cardiaques et l’aorte descendante= indice volumétrique de précharge biventriculaire, bonne approximation de la précharge |
| VSP | Volume sanguin pulmonaire | |
| EPEV | Eau pulmonaire extravasculaire :EPEV = VTIT − VSITEPEV = (DC × MTt) − VSIT | Volume thermique extravasculaire dans le poumon : quantifie le liquide stocké dans le tissu pulmonaire, à l’extérieur des capillaires pulmonaires (= teneur en eau du poumon) |
| IPVP | Indice de perméabilité vasculaire pulmonaire :PVP = EPEV/VSP | Rapport EPEV sur volume sanguin pulmonaire |
| IFC | Indice de fonction cardiaque :IFC = DC/VTDG | Rapport du débit cardiaque et du volume télédiastolique global= indicateur de la performance cardiaque (équivalent à une fraction d’éjection cardiaque globale) |
| FEG | Fraction d’éjection globale :FEG = VES/(VTDG/4) | Rapport entre le volume d’éjection systolique (VES) et le quart du volume télédiastolique global (VTDG)= indice global de la fonction cardiaqueDétection d’une dysfonction ventriculaire droite et/ou gauche, sans qu’il soit toutefois possible de déterminer lequel des deux ventricules est défaillant |
* Il a été établi au sein d’une population de patients de réanimation que le volume sanguin intrathoracique est supérieur au VTDG de 25 %.
Figure 13.3 Principes d’évaluation du volume télédiastolique global (VTDG) et de l’eau pulmonaire extravasculaire (EPEV) par la technique de thermodilution transpulmonaire.
DC = débit cardiaque ; MTt = temps de transit moyen ; OD = oreillette droite ; VD = ventricule droit ; VSP = volume sanguin pulmonaire ; OG = oreillette gauche ; VG = ventricule gauche ; DSt = temps de décroissance exponentielle ; VSIT = volume sanguin intrathoracique.
D’après Michard F et al. Thermodilution transpulmonaire : vers une approche intégrée du cœur et des poumons. Réanimation 2003 ; 12 : 117-26
Analyse du contour de l’onde de pouls
L’onde de pression artérielle est séparée en deux parties successives par l’incisure dicrote (reflétant la fermeture de la valve aortique).
L’analyse du contour de l’onde de pouls est fondée sur la relation de proportionnalité entre le volume d’éjection systolique ventriculaire gauche et la surface (A) sous la partie systolique de la courbe de pression artérielle (figure 13.4) : l’aire sous la portion systolique (A) de la courbe de pression artérielle est proportionnelle au VES (au moins au niveau aortique) :
Figure 13.4 Principe de calcul du volume d’éjection par la technique du contour de l’onde de pouls.
L’aire sous la portion systolique (A) de la courbe de pression artérielle est proportionnelle au VES (au moins au niveau aortique). Le facteur de proportionnalité (K) variant, battement par battement, en fonction du couple dynamique Compliance/Résistance, est déterminé par une technique indépendante de mesure du volume d’éjection : la thermodilution transpulmonaire.
K = facteur de calibration obtenu par thermodilution transpulmonaire.
Le facteur de calibration (K) dépend principalement de la compliance aortique du patient. Dans la mesure où il dépend des propriétés mécaniques du lit artériel, il varie d’un patient à l’autre et, chez un même patient, d’un moment à l’autre en cas de modifications importantes des propriétés mécaniques du lit artériel (expansion volémique, drogues vasoactives). Cette technique requiert donc une calibration par un moyen indépendant de mesure du volume d’éjection, par exemple la thermodilution transpulmonaire.
Le DC est inversement proportionnel à l’aire sous la courbe de thermodilution.
Le VES est obtenu par intégration, systole par systole, de l’aire sous la courbe de pression artérielle que l’on multiplie par un facteur de calibration.
Le débit cardiaque continu est égal au volume d’éjection systolique multiplié par la fréquence cardiaque (lequel est indiqué à chaque pulsation du cœur).
L’analyse du contour de l’onde de pouls par un algorithme permet donc une mesure battement à battement du volume d’éjection ventriculaire gauche et une mesure du débit cardiaque de manière continue.
Sur le moniteur PiCCO®, la thermodilution transpulmonaire permet de calibrer automatiquement la technique du contour de l’onde de pouls.
Après calibration, cette technique permet une surveillance continue du volume d’éjection et du débit cardiaque.
Autres indices hémodynamiques
En plus de mesurer le débit cardiaque en continu, l’analyse de la courbe de pression artérielle enregistrée en continu permet de :
calculer un index de contractilité ventriculaire gauche ;
prédire la réponse hémodynamique au remplissage vasculaire à l’aide des variations de la pression artérielle pulsée (variabilité respiratoire de la PA).
Index de contractilité ventriculaire gauche (figure 13.5) : dPmx (dp/dt max)
Il permet de déterminer la contractilité du ventricule gauche. En complément de l’IFC/FEG, le dPmx peut également servir à choisir l’administration de médicaments inotropes positifs et cardiovasculaires.
Indice dynamique prédictif de la réponse au remplissage vasculaire
La mesure battement à battement du volume d’éjection permet également le calcul continu et automatique (estimation) du pourcentage de variation du volume d’éjection ou variabilité du volume d’éjection (VVE) sur une période flottante de 30 secondes = traduction de l’état de précharge dépendance (figure 13.6).
Cette période flottante est elle-même divisée en quatre intervalles de temps de 7,5 secondes durant lesquels sont relevées les valeurs maximales et minimales du volume d’éjection systolique (VES). Les quatre valeurs maximales ainsi que les quatre valeurs minimales sont alors moyennées pour le calcul final de la variation du volume d’éjection systolique.
Mesure de l’eau pulmonaire extravasculaire (EPEV)
Volume thermique extravasculaire dans le poumon : quantifie le liquide stocké dans le tissu pulmonaire, à l’extérieur des capillaires pulmonaires. L’eau pulmonaire interstitielle, intra-alvéolaire et intracellulaire est évaluée dans toutes les zones pulmonaires perfusées. N.B. : un épanchement pleural ne peut pas modifier la valeur puisqu’aucune perfusion n’y a été faite.
L’EPEV est égale à la différence entre le VTIT et le VSIT :
Indice de perméabilité vasculaire pulmonaire (IPVP)
Le rapport EPEV sur volume sanguin pulmonaire est beaucoup plus élevé en cas d’œdème de perméabilité qu’en cas d’œdème hydrostatique (ou de surcharge).
N.B. : le volume sanguin pulmonaire est estimé à 25 % du VTDG :
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