Monitorisation en ligne de la séance de dialyse
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Monitorisation en ligne de la séance de dialyse
Monitorisation en ligne de la séance de dialyse Th. Petitclerc et B. Perrone La monitorisation en ligne de la séance d’hémodialyse repose sur le recueil en temps réel pendant la séance de données concernant le traitement par hémodialyse. Cependant le terme de « monitorisation » (monitoring) désigne plus qu’un simple recueil (recording) de données enregistrées, car il implique une notion d’exploitation de ces données dans un but précis : la figure 1 montre quel type de variable peut être monitoré en fonction du but recherché. Si cette exploitation peut être effectuée en temps réel, elle permet de plus d’envisager une éventuelle action correctrice immédiate de manière à ce que soient atteints en fin de séance les objectifs prévus. Perméabilité intracorporelle Concentration de l'urée État nutritionnel Dose de dialyse Conductivité Balance sodée Température Stabilité hémodynamique Volume sanguin Balance hydrique Fig. 1: Quelques exemples de variables pouvant faire l’objet d’une monitorisation en temps réel. Lors de la réunion conjointe de la Société de néphrologie et de la Société francophone de dialyse à Montpellier en octobre 2001, Bruno Perrone et Thierry Petitclerc ont animé un atelier intitulé « Monitorisation en ligne de la séance de dialyse : outil indispensable ou gadget futile ? ». Au fil de quatre exposés, les participants ont pu apprécier la diversité des thèmes que recouvre la monitorisation en ligne de la séance et les perspectives qu’elle ouvre vers une amélioration ou une meilleure compréhension du traitement par hémodialyse. ■ La monitorisation de l’urée La dose normalisée de dialyse Kt/V est un index objectif permettant de quantifier l’efficacité de l’épuration pendant la séance de dialyse. Cet index peut être calculé directement à partir de la valeur moyenne K durant la séance de la clairance de l’urée (obtenue de plus en plus souvent par la mesure répétée en temps réel de la dialysance ionique), de la durée t de la séance et du volume de distribution à l’équilibre V de l’urée qui est égal à l’eau totale du patient. Il peut également être estimé indirectement à partir de l’observation de la variation de la concentration Néphrologie Vol. 24 n° 2 2003, pp. 75-78 de l’urée dans le sang ou dans le dialysat durant la séance en utilisant une modélisation cinétique de l’urée. La monitorisation en ligne de la concentration de l’urée dans le dialysat efférent a été la première méthode permettant la détermination de la dose normalisée de dialyse Kt/V en temps réel lors d’une séance de dialyse.1 Bernard Canaud a montré que la modélisation cinétique de l’urée pendant la séance de dialyse permet d’estimer des paramètres autres que la simple dose normalisée de dialyse Kt/V : 2 elle peut être également utile pour évaluer la perméabilité intracorporelle de l’urée, facteur limitant de l’efficacité de l’épuration.3 L’avènement de la dialyse à haute efficacité a fait réaliser que le comportement cinétique de l’urée pendant la séance de dialyse ne peut pas être décrit de manière suffisamment précise par un modèle unicompartimental. En effet, un compartiment étant défini en modélisation comme un volume dont la composition (dans le cas présent, la concentration de l’urée) est homogène, un modèle à un seul compartiment ne peut être valable que si tous les secteurs liquidiens de l’organisme sont épurés avec la même efficacité, ce qui n’est pas le cas. Il existe au moins deux compartiments, c’est-à-dire au moins deux secteurs liquidiens épurés à des vitesses différentes : un compartiment d’épuration rapide et un compartiment d’épuration lente.4 La perméabilité intracorporelle de l’urée désigne le paramètre exprimant la plus ou moins grande facilité des échanges d’urée entre ces deux compartiments. Un modèle bicompartimental suffit pour expliquer le rebond de la concentration de l’urée observé immédiatement après la fin de la séance de dialyse.5 A l’inverse, l’observation du rebond permet d’estimer la valeur de la perméabilité intracorporelle de l’urée. Les variations de la concentration de l’urée pendant la séance de dialyse étant difficiles à observer en temps réel directement dans le sang du patient, il est habituel d’observer cette variation soit dans le dialysat efférent en sortie du dialyseur, soit dans l’ultrafiltrat plasmatique. Dans le second cas, l’ultrafiltrat peut être recueilli en temps réel pendant la séance de dialyse soit sous forme d’un échantillon (système Mimésis) soit en totalité en utilisant une technique appropriée de dialyse dénommée « Paired Filtration Dialysis » (PFD). Dans cette dernière technique développée par les laboratoires Bellco, une cartouche d’uréase est placée sur la tubulure d’ultrafiltrat et dégrade l’urée (substance électriquement neutre) en ions (ammonium et bicarbonate) provoquant ainsi une augmentation de la conductivité de l’ultrafiltrat lors du passage dans la cartouche.6 Deux électrodes de conductivité placées en amont et en aval de la cartouche d’uréase permettent de mesurer la différence de conductivité entre l’entrée et la sortie : cette différence dépend de la quantité d’ions formés et donc de la quantité d’urée présente dans l’ultrafiltrat. Cette méthode permet ainsi, à condition d’un étalonnage approprié, d’observer en temps réel la variation de la concentration de l’urée dans l’ultrafiltrat. 75 éditorial Association pour l’utilisation du rein artificiel (AURA) et Laboratoire de biophysique, CHU Pitié-Salpétrière, Paris ; Service de dialyse et néphrologie, Centre hospitalier René Dubos, Pontoise L’étude du rebond peut être effectuée lorsque les échanges à travers la membrane du dialyseur sont stoppés du fait d’un arrêt du débit de dialysat, qu’il s’agisse de la fin de la séance ou d’un arrêt volontaire et transitoire d’environ 15 minutes en cours de séance. La valeur de la perméabilité intracorporelle qui permet de superposer la courbe prédite par la modélisation et la courbe expérimentalement observée est alors déterminée par le calcul. Chez douze patients, la valeur moyenne de la perméabilité intracorporelle de l’urée est en moyenne légèrement supérieure à 900 ml/min, mais il existe une très grande variation interindividuelle (de moins de 400 à plus de 1200 ml/min) : les mesures ont ainsi permis de mettre en évidence un groupe de patients présentant un rebond important de l’urée en fin de séance, qui peut être expliqué par une faible perméabilité intracorporelle. Chez ces patients, l’estimation de l’index Kt/V à partir d’un modèle unicompartimental est largement surestimée et présente donc le risque d’une insuffisance de prescription de dialyse. Par ailleurs un même patient peut présenter une variation importante de la perméabilité intracorporelle de l’urée d’une séance à l’autre. Plusieurs facteurs peuvent être évoqués pour expliquer cette variation intra-individuelle, en particulier les facteurs thermiques ou hémodynamiques qui peuvent influencer la répartition du débit de perfusion entre différents secteurs de l’organisme. ■ La monitorisation des échanges thermiques éditorial L’amélioration de la stabilité hémodynamique, observée durant la séance de dialyse lorsque la température du dialysat est abaissée, est classiquement rapportée à la vasoconstriction systémique provoquée au niveau de certains territoires par le froid.7 Cependant, une étude récente de la variation du débit cardiaque, tel qu’il peut être enregistré durant la séance par une méthode ultrasonique non invasive, a montré que l’abaissement de la température du dialysat est également un facteur de maintien du débit cardiaque8 par le biais probable d’une amélioration de la contractilité myocardique.9 Le module BTM (Blood Temperature Monitor) dont peuvent être équipés certains générateurs Fresenius permet le contrôle des échanges thermiques pendant la séance de dialyse à partir de l’enregistrement en ligne de la température du sang à l’entrée et à la sortie du dialyseur.10 Thierry Hannedouche a précisé l’impact de la monitorisation en ligne des échanges thermiques pendant la séance de dialyse sur la compréhension du rôle essentiel du contrôle de la température corporelle sur la stabilité hémodynamique : • La meilleure tolérance de l’ultrafiltration isolée et de l’hémofiltration comparées à l’hémodialyse conventionnelle semble être principalement en rapport avec une augmentation plus importante de la température corporelle centrale au cours de l’hémodialyse conventionnelle. Il faudrait en effet augmenter la température du liquide de réinjection jusqu’à 39°C au cours de l’hémofiltration pour reproduire le bilan thermique et les modifications de température d’une hémodialyse à 37,5°C.11 De manière analogue, la meilleure tolérance de l’hémodiafiltration (2,5 l/h de réinjection à la température de la salle) par rapport à l’hémodialyse avec un dialysat à 37,5°C est liée à la différence des échanges thermiques et peut être reproduite en hémodialyse conventionnelle si la température du dialysat est abaissée à 35,5°C.12 Enfin pour obtenir le même bilan thermique en hémo- 76 dialyse conventionnelle et en ultrafiltration isolée, il faut que la température du dialysat soit en moyenne inférieure à 35°C.13 • Les échanges thermiques dans l’hémodialyseur dépendent du gradient de température entre le sang et le dialysat, et donc de la température corporelle centrale dont la température du sang dans la ligne artérielle est un reflet.14 La conséquence en est que les patients qui ont une température plus faible devraient être dialysés avec un dialysat plus froid. • L’augmentation de la température corporelle du patient en hémodialyse conventionnelle augmente avec la perte de poids.15 Le mécanisme probable en est que l’hypovolémie induite par l’ultrafiltration provoque une vasoconstriction qui diminue la perte de chaleur de l’organisme vers l’environnement. Les patients qui ont à perdre beaucoup de poids devraient donc être probablement dialysés avec un dialysat plus froid de manière à éviter la rétention dans l’organisme de la production de chaleur associée à l’ultrafiltration.16 Dans tous les cas, l’augmentation de la température corporelle est susceptible de contrecarrer la vasoconstriction, voire de provoquer une vasodilatation, ce qui a pour effet de diminuer la tolérance hémodynamique à la déplétion. Ces arguments justifient une adaptation de la température du dialysat afin d’éviter une augmentation de la température corporelle.17 Cette adaptation personnalisée peut être réalisée de manière simple à partir d’un asservissement de la température du dialysat sur la mesure en temps réel des échanges thermiques dans le dialyseur. On pourrait cependant craindre que la redistribution du débit sanguin en rapport avec la vasoconstriction provoquée par l’abaissement de la température du dialysat favorise la compartimentalisation de l’urée et diminue ainsi l’efficacité de la dialyse. Cette diminution d’efficacité, en termes de Kt/V, n’est pas observée,18 probablement parce que les effets de la vasoconstriction sont compensés par une amélioration de l’hémodynamique (meilleure stabilité du débit cardiaque et de la pression artérielle). ■ La monitorisation de l’hémoconcentration L’ultrafiltration habituellement nécessaire lors d’une séance de dialyse est à l’origine d’une réduction du volume plasmatique et donc d’une hémoconcentration. Un nombre sans cesse croissant de moniteurs d’hémodialyse fournissent une estimation en temps réel de la variation du volume sanguin. Cette estimation est effectuée en calculant la variation de l’hématocrite, de l’hémoglobinémie ou de la protidémie à partir d’une mesure de densité, de viscosité, d’impédance, de vitesse de conduction des ultrasons ou plus souvent de densité optique.19 Bien qu’il existe en général une corrélation significative entre la réduction du volume sanguin et la perte de poids, Bruno Perrone a cependant rapporté que, dans son expérience, cette corrélation n’existe pas chez environ un quart des patients. Le problème est compliqué par le fait que, sur une période donnée, certains patients peuvent passer d’un groupe à l’autre (c’est-à-dire de l’existence à l’absence de corrélation ou inversement), en particulier lors de modifications de l’état d’hydratation extracellulaire. Ce phénomène semble pouvoir trouver une explication si l’on considère le fait que les échanges liquidiens entre le secteur interstitiel et le secteur plasmatique à l’origine de la recharge Néphrologie Vol. 24 n° 2 2003 Néphrologie Vol. 24 n° 2 2003 ■ Monitorisation: outil utile ou gadget futile? Il semble bien d’après ce qui précède que la monitorisation en ligne de la séance de dialyse soit un véritable outil plus qu’un simple gadget. Dans son exposé conclusif, Thierry Petitclerc a insisté sur le fait que la mise en œuvre de la monitorisation en ligne dans la pratique clinique quotidienne doit cependant être appréciée à la lumière des réponses aux interrogations suivantes : • Pourquoi : quel est le but recherché ? • Pour qui : à quel type de patients ces nouvelles techniques s’appliquent-elles ? • Quand : est-il possible ou nécessaire de rendre ces techniques opérationnelles durant la totalité des séances ? • Comment : ces techniques nécessitent ou justifient-elles un mécanisme de rétrocontrôle (biofeedback)? Les différentes techniques proposées peuvent ou doivent-elles être associées ? Ainsi par exemple, la surveillance en temps réel de l’efficacité de l’épuration semble devoir devenir un outil de routine car de nombreux facteurs imprévisibles d’une séance à l’autre, et même lors d’une séance, sont susceptibles de l’altérer: inadéquation du débit de sang ou de dialysat dans le dialyseur, inadéquation de l’anticoagulation, du sens de passage du dialysat dans le dialyseur ou de la position des aiguilles, dysfonctionnement de l’abord vasculaire, etc. En raison des contraintes économiques qui pèsent actuellement sur l’ensemble du système de santé, une telle surveillance ne sera possible qu’à la condition de ne pas entraîner de surcoût important en matériels consommables ou en moyens humains. Cet objectif est respecté lorsque l’estimation de la dose de dialyse est obtenue au moyen de la valeur de la dialysance ionique calculée à partir de l’enregistrement de la conductivité du dialysat en entrée et en sortie du dialyseur.25,26 Par contre, les méthodes reposant sur la mesure dans l’ultrafiltrat ou dans le dialysat de la concentration en urée ne semblent pas applicables de manière systématique lors de chaque séance, parce que leur mise en œuvre demande plus de temps humain et parce que le coût du consommable (en particulier l’uréase) n’est pas négligeable. La monitorisation en ligne de l’urée reste cependant utile en pratique clinique, parce qu’elle permet de calculer des index nutritionnels qui revêtent une importance fondamentale sur le plan de la morbi-mortalité, mais qui ne nécessitent pas d’être surveillés et donc mesurés lors de chaque séance de dialyse. De plus la monitorisation de l’urée peut être un outil utile en recherche clinique, pour mieux comprendre les échanges intracorporels d’urée (cf précédemment). La monitorisation en ligne des paramètres de dialyse peut permettre d’autant plus facilement une action corrective immédiate que celle-ci sera automatiquement décidée par le système, faisant ainsi gagner un temps précieux. On peut imaginer par exemple une prolongation automatique de la durée de séance tant que la dose de dialyse délivrée ou la perte de poids n’ont pas atteint le niveau prescrit. Les systèmes d’asservissement du profil d’ultrafiltration sur l’hémoconcentration (cf précédemment) ou du profil de concentration sodée du dialysat sur la valeur de la conductivité plasmatique27 effectuent un ajustement automatique en vue d’obtenir une meilleure tolérance au traitement par dialyse. Il est bien évident que de tels systèmes ne seront réellement profitables qu’aux patients présentant des signes d’intolérance au traitement. Les systèmes de rétrocontrôle nécessitent que leur soit précisément indiquée la consigne à respecter (chenal de la réduction 77 éditorial plasmatique (refilling-rate) compensent plus ou moins totalement la réduction du volume sanguin liée à l’ultrafiltration. L’intensité de ces échanges dépend à la fois de l’état d’hydratation extracellulaire lié à la surcharge hydrosodée et de la perméabilité hydraulique de l’interface (paroi capillaire) entre le compartiment plasmatique et le compartiment interstitiel qui traduit la plus ou moins grande facilité de ces échanges. Parce que la perméabilité hydraulique semble, comme la perméabilité intracorporelle de l’urée, dépendre de nombreux facteurs en particulier thermiques ou hémodynamiques, elle est, elle aussi, très variable d’un patient à l’autre et, chez un même patient, d’une séance à l’autre. Ainsi peut-on probablement expliquer la grande variabilité inter- et intra-individuelle de la réduction du volume sanguin observée lors de la dialyse20 et le fait que chez un patient donné la corrélation entre l’hémoconcentration et la perte de poids peut ou non être observée. Une faible réduction du volume sanguin durant la séance témoigne d’une facilité à la déplétion extracellulaire et doit inciter à réduire la surcharge hydrosodée par une augmentation de l’ultrafiltration, ce qui justifie le développement de systèmes d’adaptation du taux d’ultrafiltration à la variation du volume sanguin mesurée en temps réel. Ces systèmes de rétrocontrôle ont pour objectif de déterminer un profil d’ultrafiltration permettant de maintenir la réduction du volume sanguin à l’intérieur de limites prédéterminées qui doivent évidemment leur être indiquées. On profite ainsi d’une faible réduction du volume sanguin pour augmenter l’ultrafiltration et diminuer la surcharge hydrosodée tout en évitant une hypovolémie trop importante à l’origine d’une instabilité hémodynamique. La notion de poids sec prédéfini est donc relativisée puisque l’on tentera d’obtenir, en fin de séance, le poids minimal accessible sans instabilité hémodynamique, poids qui peut donc être variable d’une séance à l’autre en fonction de la tolérance hémodynamique à l’ultrafiltration. En ce qui concerne l’hypovolémie, les limites de tolérance sont malheureusement très variables d’un patient à l’autre et souvent, pour un même patient, d’une séance à l’autre, ce que traduit l’absence de corrélation, au moins chez certains patients, entre la réduction du volume sanguin et la survenue d’une hypotension symptomatique.21 Cette absence de corrélation est probablement en rapport avec l’efficacité des mécanismes régulateurs de la pression artérielle en réponse à l’hypovolémie et confirme le caractère multifactoriel de l’hypotension et plus généralement des symptômes liés à l’hypovolémie observés pendant la dialyse. C’est dire la nécessité mais aussi la difficulté d’un étalonnage préalable du patient (phase d’apprentissage) visant à déterminer la valeur maximale de réduction du volume plasmatique qui ne devra pas être dépassée au cours de la séance. Le logiciel Hemocontrol (Hospal) cherche à maintenir la réduction du volume sanguin dans le chenal prédéterminé individuellement pour chaque patient. L’utilisation de ce logiciel chez les patients sujets à l’hypotension conduit à une meilleure stabilité hémodynamique durant la séance : le nombre d’épisodes d’hypotension orthostatique a en effet diminué en moyenne de quatre par séance chez douze patients (de 1 à 18 épisodes avant l’utilisation de l’Hemocontrol contre 0 à 4 épisodes avec l’utilisation de l’Hemocontrol). Ces résultats sont en accord avec ceux concernant ce même logiciel et publiés dans la littérature.22,23 L’amélioration de la stabilité hémodynamique obtenue avec l’Hemocontrol est par ailleurs à l’origine d’une amélioration de l’efficacité de l’épuration en termes de Kt/V : 24 cette amélioration est liée à une diminution du rebond de l’urée en fin de séance probablement due à une diminution de la compartimentalisation de l’urée en rapport avec une meilleure perfusion de l’organisme. du volume sanguin, conductivité plasmatique à atteindre en fin de séance). Cette consigne semble devoir être personnalisée en fonction de chaque cas individuel, requérant ainsi un étalonnage préalable du patient. Cette étape est encore fortement consommatrice de temps humain (d’autant plus que les modalités d’étalonnage ne sont pas clairement précisées dans la littérature scientifique ni dans les guides d’utilisation) et reste actuellement un facteur limitant important en ce qui concerne la généralisation de ces systèmes à l’ensemble des centres de dialyse. En conclusion, la monitorisation en ligne de la séance de dialyse désigne le recueil en temps réel de paramètres en vue de leur exploitation immédiate ou différée. Elle peut être utile sur le plan de la recherche clinique mais aussi en pratique quotidienne. Cependant il ne faut pas perdre de vue, en cette époque de pénurie angoissante de personnel dans les unités de traitement par dialyse, que le seul avenir en pratique quotidienne de la monitorisation en ligne est de permettre plus d’économie de temps humain qu’elle ne nécessite d’efforts, ce qui rend indispensable une automatisation complète des phases de recueil et d’exploitation des données. L’automatisation du recueil nécessite à la fois l’automatisation de la mesure grâce à une méthode adaptée et celle de l’archivage (requis au minimum pour des raisons médicolégales) grâce à un dossier informatisé. L’automatisation de l’exploitation justifie le développement de systèmes d’analyse des données, de surveillance et d’alarmes ou mieux d’autocorrection par rétrocontrôle. 8. Hoeben H, Abu-Alfa AK, Mahnensmith R, Perazella MA. Hemodynamics in patients with intradialytic hypotension treated with cool dialysate or midodrine. Am J Kidney Dis 2002 ; 39 : 102-7. 9. 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