Retentissement cardiaque de la ventilation mécanique

Retentissement cardiaque de la
ventilation mécanique
P Vignon
CHU Limoges
Circulation pulmonaire = réserve de
remplissage du cœur gauche
Alimentée par l’éjection du ventricule
droit
Tout évènement qui affecte l’éjection
du ventricule droit ou le pool
sanguin pulmonaire retentit sur le
remplissage donc l’éjection du
ventricule gauche
D’après Guyton
Pression pleurale
Pression
alvéolaire
Pression abdominale
Pression atmosphérique
D’après Hall J & Wood L
Le thorax protège la double chambre de
pression vitale :
• pompe circulatoire
• pompe ventilatoire
La situation anatomique intriquée de ces
deux pompes explique leurs interactions
Pression transpulmonaire : P Alv - P Pl
Pression transmurale (vaisseaux,
cavités cardiaques) : P iv – P ev
D’après Permutt
Pressions vasculaires & intrathoraciques
Mise sous VPP
Insp
Volume éjection VD
Volume éjection VG
Pression aortique
Pression voies
aériennes
Pression pleurale
Insuff
INSP.
EXP.
: P alvéolaire
Pa
lv.
Poeso.
Poeso.
POD PAPO
P voies aériennes
P voies aériennes
L’insufflation mécanique augmente les pressions
intravasculaires
D’après Jardin
Variations respiratoires de la PA
Delta up
Delta down
Apnée
Variations respiratoires de la PA
Variation de la PA systolique
I
E
I
E
Variation de la PA
différentielle
I
E
I
E
Retentissement circulatoire de la VM
Insufflation
mécanique
• ↓ éjection VD : delta down
Expiration
passive
• ↑ éjection VD :
– ↓ retour veineux systémique
– ↑ retour veineux systémique
– ↑ postcharge VD
– ↓ postcharge VD
• ↑ éjection VG : delta up
– ↑ précharge VG
• ↓ éjection VG :
– ↓ précharge VG
– (↓ postcharge VG)
Le delta down n’est observé qu’à l’expiration : temps de
transit du volume de sang éjecté par le VD pendant
l’insufflation mécanique jusqu’au cœur gauche
Delta down
↓ retour veineux systémique lors de
l’insufflation mécanique
↑ P intrathoracique (pleurale)
Notion de pression transmurale (1)
• Pression transmurale :
pression de distention
d’un(e) vaisseau / cavité
cardiaque
VCS
Ppl
Ppl
Ptm = Piv - Pev
• Pression extravasculaire (Pev) :
Ppl
OD
Pabd
VCI
VD
pression pleurale pour VCS,
cavités cardiaques et aorte
thoracique
pression abdominale pour
VCI et aorte abdominale
Notion de pression transmurale (2)
L’insufflation
mécanique
diminue la
pression
transmurale
(intrathoracique)
PtmRA = PRA - PE
d’après
Jardin F
Mise sous VPP
Insp
Insuff
PVC tm
P voies
aériennes
P pleurale
PVC
L’insufflation mécanique diminue la pression
transmurale (intrathoracique), donc le retour
veineux systémique
Veine cave supérieure (VCS)
VCS
PT
Veine cave
inférieure (VCS)
Ppl↑↑
Pod ↑↑
IVC
VCI
Pabd. ↑
TP
Insufflation mécanique : ↓ retour veineux systémique
reflétée par un collapsus de la VCS (intrathoracique) et une
distension de la VCI (intra-abdominale)
ZEEP
PEP = 15 cmH2O
OG
OD
VD
Delta down
↑ postcharge VD lors de l’insufflation
mécanique
↑ P transpulmonaire
Insufflation mécanique : ↑ cyclique des RVP par ↓ diamètre
capillaires pulmonaires liée à la distension alvéolaire
Effets de l’insufflation du volume
courant sur l’éjection VD
ETO : coupe de la base du cœur à 0°
APd
APg
Ao
AP
E
I
E
16
14
12
RVEDA
RVESA
(cm2/m2)
*
10
8
6
Pairway
4
1
2
3
4
Vieillard-Baron J Appl Physiol 1999
Delta up
↑ précharge VG lors de l’insufflation
mécanique
Insufflation & vaisseaux pulmonaires
Vaisseaux pulmonaires : réservoir sanguin du cœur gauche
Vaisseaux
intraparenchymateux
↓
Vaisseaux capillaires
pulmonaires
Remplissage
OG
↑
Expiration
PAP
Palv
Pvp
PAP > Pvp > Palv
Zone 3 de West
Insufflation mécanique
PAP
Palv
Pvp
PAP > Palv >Pvp
Zone 2 de West
D’après Vieillard-Baron
Insufflation & Doppler veineux
pulmonaire
Insufflation
mécanique : effet de
chasse du sang
veineux pulmonaire
vers l’oreillette gauche
I
Insufflation & oreillette gauche
Fin expiration
Fin insufflation
OG
OG
OD
Exp.
OD
Ins.
Exp.
Ins.
Insufflation mécanique : ↑ remplissage donc ↑ taille de l ’OG
Insufflation & Doppler transmitral
(remplissage VG)
E
I
E
I
↑ vitesses Doppler reflètent ↑ remplissage VG lors de
l’insufflation mécanique
Insufflation mécanique & volume VG
E
I
E
STDVG
STSVG
Insufflation mécanique :
• ↑ STDVG : ↑ précharge
• ↓ STSVG : ↓ postcharge (car contractilité →)
↑ VES VG
Insufflation mécanique & Doppler
aortique (éjection VG)
E
I
E
Insufflation mécanique : ↑ volume d’éjection systolique VG
reflétée par ↑ vitesses Doppler aortiques
Impact de la pathologie
sous-jacente
Conditions hémodynamiques
(hypovolémie)
Collapsus complet de la VCS
VCS
D’après Vieillard-Baron
Variations importantes des vitesses Doppler aortiques
PT
Conditions de mécanique
respiratoire (HTAP)
Rôle de la compliance pulmonaire
(Ppl) Palv
SDRA
NL
Effets
hémodynamiques
marqués si
↑↑ postcharge VD
liée à ↓
compliance
pulmonaire
cm H2O
30
6
15
Ppl
cm H2O
Dysfonction VD secondaire à HTAP
Fin expiration
VD
VG
Fin insufflation
SDRA primaire ventilé en choc
Jardin F. Intensive Care Med 2004;30:1047-50
Fonction ventriculaire
Dysfonction VD prédominante
Ventilation mécanique
globalement NEFASTE
• ↓ retour veineux (Frank Starling)
• ↑ postcharge (surtout pendant l’insufflation) qui majore
les conséquences de l’HTAP
• Interdépendance ventriculaire accentuée : ↓ compliance
effective du VG (à pressions de remplissage égales, le
volume télédiastolique donc la précharge diminue)
• Effet net = ↓ ou ↓↓ du débit cardiaque droit DONC
gauche.
Dysfonction VG prédominante
Ventilation mécanique
globalement BENEFIQUE
• ↓ pressions de remplissage
• ↓ postcharge (surtout pendant l’insufflation)
• Effet net = ↑ du débit cardiaque gauche.
Conclusions
Effets hémodynamiques de la VM
• Interactions cardiopulmonaires sous VM : constantes car
physiologiques (↑ P pleurale et ↑ P transpulmonaire)
• Influence des réglages du respirateur (Vt, PEP, FR)
• Interactions majorées dans certaines pathologies :
– hypovolémie
– anomalie de compliance thoracopulmonaire (réduction
[SDRA], augmentation avec distension [emphysème])...
Opposition de phase de l’éjection
des deux ventricules
• Explique les variations respiratoires de la PA :
INSUFFLATION MECANIQUE :
– ↓ éjection du VD
– ↑ éjection du VG
EXPIRATION :
– ↑ éjection du VD
– ↓ éjection du VG
• Ces effets sont amplifiés en cas d’hypovolémie ou de
dysfonction ventriculaire (droite).
Pression dans les voies aériennes
Variabilité respiratoire de paramètres hémodynamiques
↓ éjection VD
↑ éjection VG
transit
pulmonaire
↓ éjection VG
Mesures
hémodynamiques
Insufflation
Expiration
Variabilité respiratoire : ventilation en volume
contrôlé, fréquence respiratoire basse, rythme
sinusal, patient parfaitement adapté au respirateur.
Temps