Epreuves d`effort cardiopulmonaires: indications et bases de
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Epreuves d`effort cardiopulmonaires: indications et bases de
Epreuve d’effort cardio-pulmonaire Epreuve fonctionnelle d’exercice - EFX Indications et bases d’interprétation Chantal KARILA Service de pneumologie et allergologie pédiatriques Hôpital Necker-Enfants malades CFP2A 2013 La définition / les 3 principes Exploration intégrée des fonctions pneumocardio-musculaires… dans des conditions où l’organisme doit faire appel à ses réserves Examen dynamique Air ambiant CO2 O2 Ventilation CO2 O2 Echanges respiratoires Fonction cardio-vasculaire Diffusion tissulaire Cellule musculaire (mitochondrie) CO2 O2 Chaîne de transport de l’oxygène VO2 = FC x VES x D(a - v)O2 « Déconditionnement » Pathologies cardiaques Pathologies respiratoires Anémie VO2 = FC x VES x (CaO2- CvO2) ß Bloquants Troubles Rythme Exploration intégrée Les facteurs limitant « Déconditionnement » Pathologies musculaires L’organisme puise dans ses réserves Situation de stress physique - Diagnostic d’une affection débutante, non visible au repos - Le 1er symptôme d’une maladie cardiaque ou pulmonaire débutante est une dyspnée d’effort Examen dynamique OMS 1980 - Concept de Wood Déficience (lésion) Incapacité (fonction) Handicap (social) Qualité de vie Examen clinique Exploration fonctionnelle de repos ou EFX Echelles de qualité de vie ou EFX Examen proche du quotidien de l’enfant Les indications Le patient atteint de maladie et/ou symptômes respiratoires 1. Objectiver et quantifier la tolérance ou l’intolérance à l’effort Mesurer le handicap Evaluer le pronostic 2. Déterminer les mécanismes de l’intolérance à l’effort Les adaptations à l’effort La dyspnée d’effort 3. Dépister une hypoxémie d’effort (+/- hypercapnie) 4. Evaluer la réponse aux traitements 5. Initier un réentrainement / une réhabilitation à l’effort Et encore 6. En préopératoire, avant transplantation pulmonaire ATS/ACCP 2003 Indication 1 Mesure de la tolérance à l’effort Sévérité de la maladie Pronostic Handicap 1- Mesure de la tolérance à l’effort VO2 pic (50 ml/kg/mn) Index quantifiable, reproductible, objectif % Puissance max Reflète le taux de transport et d’utilisation de l’O2 possible VO2 max / pic 100% 20% Temps (min) Echauffement Exercice Récupération Karila, Chest 2001 1-Tolérance à l’effort : VO2max Normes fonction de la masse corporelle totale (poids/kg) 47 x masse (♂) et 40 x masse (♀) Il n’existe pas d’enfant sédentaire ! Tolérance normale VO2pic ≥ 85% théorique VO2SL Handicap modéré < 85% Handicap sévère < 60% Fréquente discordance entre l’évaluation par interrogatoire… / la fonction respiratoire de repos ET la tolérance à l’effort objective / VO2 pic Matecki, RMR 2001 1-Tolérance à l’effort : le 1er seuil ventilatoire 1er seuil lactique / Seuil anaérobie Correspond à une intensité d’effort de 40-60% de la VO2pic S’exprime en VO2 (ml/kg/min) index quantifiable Ventilation VE max VE au SV SV (60% de VO2max) Intensité d’exercice (VO2) 1. Index pronostic Méta-analyse - 100 000 sujets sains La VO2max (capacité aérobie maximale) : - est l’index pronostic majeur chaque incrément de 3,5 ml O2/kg/min (=1 MET) correspond à 13-15% de réduction de la mortalité, toute cause confondue, incluant la mortalité cardiovasculaire - Kodama et al. “Cardiorespiratory Fitness as a Quantitative Predictor of all-cause mortality and cardiovascular events in healthy men and women: a meta-analysis”. JAMA 2009 1. Progression de la maladie VO2 index pronostic 109 patients atteints de mucoviscidose • VO2 élevée VO2 moyenne g VO2 faible Taux de survie en fonction du niveau d’aptitude physique Nixon PA, NEJM, 1992 - (Pianosi P, Thorax 2005) 1. Sévérité de la maladie Réalité du handicap (EFR repos/EFX) Sarcoïdose Marcellis RGJ - Is there an added value of CEPT in sarcoidosis patients ? Lung 2013 OU encore : Faut-il traiter les patients dont la DLCO est normale ? OUI Elargissement de la P(A-a)O2 au max de l’effort : > 35 mm Hg chez 18,2% et > 18 mm Hg chez 69,7% des patients à DLCO de repos normale Hernie diaphragmatique congénitale Peetsold MG- Pulmonary function and exercise capacity in survivors of congenital diaphragmatic hernia. ERJ 2009 53 enfants (11,9 + 3,5 ans) EFR repos : syndrome obstructif avec distension alvéolaire EFX : normale (capacité d’exercice et échanges gazeux) 1. Réalité du handicap (EFR de repos/EFX) Survivants de bronchodysplasie pulmonaire 20 enfants Age : 10 ans (7 - 15) PN :1440 g (890 - 2600) AG : 31 sem. (26 - 35) O2 : 25 mois (1 - 106) VM : 389 jours (10 – 1305) EFR repos VEMS : 79 ± 19 (% théo.) DEM 25-75 : 50 ± 26 V max 50 : 49 ± 21 VEMS/CV : 73 ± 16 CRF :110 ± 21 VR/CPT : 33 ± 7 Tolérance à l’effort VO2max (43 ml/kg/mn) et Seuil ventilatoire normaux Hypoxémie d’effort chez 12/20 Adaptations ventilatoires particulières Karila C, RMR 2008 Indication 2 Les mécanismes de l’intolérance à l’effort Les adaptations à l’effort 2- BDP / Evolution du débit ventilatoire d’effort 20 BDP - 18 contrôles VE Age 10 ans %VO2max VE - p < 0,0001 Karila C, RMR 2008 Augmentation insuffisante du VT à l’effort + compensée par l’augmentation de la FR « Rapid shallow breathing » 2 - Sarcoïdose Mécanismes de l’intolérance à l’effort / dyspnée : utilité EFX 157 patients dyspnéiques à l’effort Diminution de la VO2max chez 73% des patients tous stades confondus St I à III Réponse inadaptée de la FC à l’effort (diminution du pouls d’O2 et augmentation du ∆FC/ ∆VO2) - soit atteinte cardiaque spécifique de la sarcoïdose - soit défaut d’extraction musculaire de l’O2 (déconditionnement, corticothérapie au long cours) - soit compression cardiaque par les adénopathies médiastinales St IV Limitation ventilatoire Altération des échanges gazeux (hypoxémie, élargissement ∆(A-a)O2, augmentation VD/VT et PaCO2) Wallaert B. Respiration 2011 2 – La pathologie obstructive La réserve ventilatoire Fonction du VEMS de base Ventilation Réserve Ventilatoire VEMS ×35 – VE max VEMS ×35 VT maximal FR maximale 2 – La pathologie obstructive Adaptations ventilatoires VE max estimée = VEMS x 35 RV VE Normal VO2 respiratoire VO2SL VO2max TVO VO2 respiratoire VO2 Réserve ventilatoire épuisée VO2SL par limitation ventilatoire 2. La pathologie obstructive Hyperventilation d’effort relative (pour toute intensité d’effort) VE Dyspnée TVO Sujet normal SV SV Intensité Interprétation VO2 - critères de VO2 max atteints - VO2 SL Limitation cardio-vasculaire - Persiste RV - Atteinte rapide de la FC max - Pouls O2 en fin effort (plateau) - SV abaissé (facile à trouver) Limitation respiratoire - RV épuisée - Persiste RC - ERO2 élevé - SV abaissé (difficile à trouver) Limitation périphérique ou corticale - RV très élevée - Persiste RC - Absence d’acidose métabolique 2- Exploration d’une dyspnée d’effort Asthme Dyspnée d’effort ≠ asthme d’effort Yoann - 9 ans VEMS (l/s) (%) Avant Après 1,48 (96%) 1,12 (76%) - 24% Chute VEMS >10% (ATS 2001) EFX permet de faire le diagnostic différentiel Et dans l’asthme sévère, d’éviter l’escalade thérapeutique, notamment en corticoïdes inhalés (Mc Nicholl, Chest 2011) 79 enfants, 12.2 ± 2.3 ans, 41 filles Dyspnée d’effort > 4 semaines EFR et Rx. thorax normales Pas d’amélioration après ß2CA préventif Asthmatiques connus N=49 Pas asthme connu N=30 EFX avec prise Salbutamol en préventif (400 µg) Normal DCV SH Faible conditionnement N=34 N=2 N=1 N=5 AIE N=9 Normal N=19 SH N=2 2 causes N=2 Cross-sectional assessment of exertional dyspnea in otherwise healthy children. Mahut B, in press Faible conditionnement N=2 AIE N=8 2 causes N=1 2 - Exploration d’une dyspnée d’effort Adaptations à l’effort normales malgré la dyspnée d’effort 2 profils (Laboratoire fonctionnel Hôpital Necker – Sur 6 mois / en 2010 - 26 enfants et adolescents non asthmatiques qui ont eu une EFX pour exploration d’une dyspnée d’effort) - Faible conditionnement physique (23%) Dyspnée pour tout type effort, surpoids, anxiété, antécédent d’épisode « sévère » - Bon/excellent conditionnement physique (42%) Dyspnée sur efforts endurants, enfant sportif et/ou contexte de compétition, ou jeune enfant et respiration « anarchique » Ex : Mélanie, 10 ans, non asthmatique Sports scolaires + capoeira Dyspnée d’effort lors d’un cross EFR /EFX normales - Pas de BIE EVA : 0 repos 9,5 effort max Ressenti anormal de l’augmentation physiologique de la VE avec l’effort Pas de diagnostic mais rassurés 3 - Hypoxémie d’effort Quelques exemples Chloé Pneumopathie à éosinophiles Repos Effort max SaO2 PaO2 Younes Mac Léod G Repos Effort max 100 98 92 83 87 98 34 32 38 32 pH 7,42 7,40 7,38 7,29 PAO2 110 118,6 110,8 120 18 35,6 (élargie) 23,8 22 (mm Hg) PaCO2 (mm Hg) (mm Hg) P(A-a)O2 (mm Hg) VO2 normale VO2SL 69% Interprétation Limitation ventilatoire Origine obstructive (EFR de repos) Origine restrictive FR ≥ 50 VT = C Insp. si origine thoracique - échanges gazeux nls - D(A-a)O2 nle - VD/VT nl HypoVA associée Troubles échangeur pulmonaire associés PaO2 ≥ 5 (ou SaO2) à PaCO2 égale PaCO2 augmentée - Si chute PaO2 progressive (par insuffisance VT) Tr. Diffusion, amputation lit capillaire Si : - obstruction majeure - fatigue des muscles respiratoires -Si chute PaO2 fin d’effort Stades de début - Si chute PaO2 d’emblée max Anomalies VA/Q 4 - Efficacité d’une thérapeutique Asthme - Traitement par Omalizumab : amélioration de la capacité d’exercice (VO2max) corrélée à l’amélioration des symptômes (Schäper C, Respir Med 2011) Protéinose alvéolaire : post lavages thérapeutiques Raissa – 9 ans Juin Juillet Octobre VO2 max (ml/kg/min) et % théorique 19,8 (46%) 29,3 (69%) 37,9 (91%) VO2 seuil (ml/kg/min) et % théorique -- 16,1 (38%) 16,5 (40%) SaO2 seuil -- 93 94 SaO2 max 79 89 92 Avant traitement Après 2 lavages thérapeutiques Après lavages Avant bolus de Solumédrol DLCO 71% 86% 5 - Initier/suivre un réentrainement Epreuve d’effort cardiopulmonaire (tolérance, contre-indications, individualisation) VO2, SV FC au SV Dyspnée, VE Sa02 VEMS (bronchospasme d’effort) 6. Perspectives en pédiatrie EFX avant transplantation EFX en préopératoire Pas d’étude chez l’enfant Seuil de VO2max de 20 ml/kg/min index prédictif de la mortalité et morbidité « sur le modèle de la pathologie cardiaque » Arena R, Circulation 2011 EFX et transplantation pulmonaire Mucoviscidose Critères principaux actuels d’inscription sur liste, prédisant plus de 50% de mortalité à 2 ans : VEMS < 20% théo. (ou 30% chez adulte) - importance du déclin du VEMS - - PaCO2 > 50 mm Hg - PaO2 < 55 mm Hg Quid de l’EFX ? Réserve ventilatoire au seuil 45 patients en bilan pré-transplantation Suivi 18 mois : 30 transplantés ou en attente, 15 décès Courbes de survie en fonction de la RV au seuil Tantasira, AJRCCM 2002 Johana, 11 ans, EFR de repos normale, P=40,7kg, T=153cm Effort normal Repos Seuil Vent. % théo max Pic VO2 mes % théorique Théo max 115 110 105 43,7 111 39,4 Tolérance Puissance (Watts) 65 VO2max (ml/kg/min) 5,5 26,1 QR 0,82 0,93 9,8 27,5 0,369 FR 66 1,09 0,9 à >1 P.Ventilatoires VE (l/min) 56,8 72 82,5 0,688 1,051 97 1,089 27 40 54 VE/VCO2 32 26 32 < 40 VE/VO2 35 28 29 < 45 0,22 0,18 0,20 0,2+-0,07 28 15-30% Vt (l) VD/Vt estimé 33 Réserve Ventilatoire P. Cardio-vx FC (b/min) 97 153 Pouls d’O2 (ml/b) 3,2 98 75 199 98 203 7 8,9 113 7,9 97 97 Hématose SaO2 ≥ 96 Conclusion Epreuve d’effort cardio-pulmonaire – Examen dynamique, qui explore la globalité de l’enfant – La maladie chronique et la réalité du handicap – L’exploration des mécanises de la dyspnée ou de l’intolérance à l’effort – L’efficacité ou l’utilité d’une thérapeutique