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ACADEMIE DE PARIS
Année 2011-2012
MEMOIRE
Pour l’obtention du DES
d’Anesthésie-Réanimation
Coordonnateur : Mr le Professeur Didier JOURNOIS
par
Guillaume Dubreuil
Présenté et soutenu le 23 Octobre 2012
Comparaison de deux méthodes de mesure du débit cardiaque : Doppler œsophagien et 9 algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls chez des
patients de neurochirurgie réglée.
Résultats préliminaires
Travail effectué sous la direction du Dr Fabrice VALLEE
Relu par le Professeur Alexandre MEBAZAA
Rapporteur : Professeur Gilles ORLIAGUET
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SOMMAIRE
RESUME............................................................................................................................. 3
INTRODUCTION.................................................................................................................. 4
METHODES DE MESURE DU DEBIT CARDIAQUE.................................................................. 6
Mesure du débit cardiaque par Doppler œsophagien.........................................................................................6
Mesure du débit cardiaque par analyse du contour de l’onde de pouls .......................................................8
MATERIEL ET METHODE ................................................................................................... 10
Critères d’inclusion et de non inclusion................................................................................................................ 10
Protocole de l’étude ..................................................................................................................................................... 11
Matériel ............................................................................................................................................................................ 12
Recueil des données..................................................................................................................................................... 12
Analyse statistique ....................................................................................................................................................... 14
RESULTATS....................................................................................................................... 16
Etude de la concordance des mesures du débit cardiaque entre Doppler oesophagien et algorithme d’analyse du contour de l’onde de pouls après épreuve thérapeutique. ................................................... 17
Etude de la concordance des variations des mesures du débit cardiaque entre Doppler oesophagien et algorithme d’analyse du contour de l’onde de pouls. ........................................................ 20
DISCUSSION ..................................................................................................................... 25
CONCLUSION ................................................................................................................... 28
CONFLITS D’INTERET ........................................................................................................ 29
REFERENCES..................................................................................................................... 30
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Résumé Le maintien d’une perfusion d’organes adaptée lors de la chirurgie à haut risque nécessite un
monitorage continu du débit cardiaque afin d’optimiser l’hémodynamique per-‐opératoire. Le Doppler
œsophagien a prouvé son intérêt dans ce contexte mais présente certaines limites dont son impossibilité
d’utilisation au cours de l’hémostase chirurgicale liée à des interférences électriques. Un outil de
monitorage de « relais » peut donc s’avérer utile dans ce contexte. L’objectif de notre étude était de
comparer, sur une population de patients de neurochirurgie réglée, la concordance entre la variation des
mesures du débit cardiaque par 9 algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls et la mesure du
débit cardiaque par le Doppler œsophagien après intervention thérapeutique (expansion volémique ou
vasoconstriction par bolus de phényléphrine).
30 patients ont été inclus entre novembre 2011 et juillet 2012 permettant l’analyse d’un total de
10471 points de mesure. 148 évènements ont été enregistrés comprenant 84 épreuves d’expansion
volémique et 64 tests vasopressifs par phényléphrine.
L’algorithme X4 basé sur le modèle de Liljestrand-‐Zander semble être le plus « performant » avec
un biais global de 0,4 L/mn (0,693 L/mn pour les variations après expansion volémique et 0,018 L/mn
après bolus de phényléphrine), des limites d’agrément de -‐2,95 et +3,75 L/mn (-‐2,64 ; +4 L/mn après
expansion volémique et -‐3,23 ; +3,26 L/mn après phényléphrine) et un pourcentage de concordance de
81% (79% après expansion volémique et 84% après phényléphrine).
Chez 30 patients opérés de neurochirurgie lourde, l’étude de la variation des mesures de débit
cardiaque par 9 algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls et Doppler œsophagien après
expansion volémique ou vasopresseurs met en évidence une faible concordance entre ces deux techniques
de mesure. Seul un algorithme basé sur le modèle de Liljestrand-‐Zander présente un biais acceptable mais
des limites d’agrément cliniquement non négligeables. Au vu de ces résultats qui doivent être confirmés
sur un effectif plus important, l’estimation du débit cardiaque à partir de l’analyse du contour de l’onde de
pouls par le modèle de Liljestrand-‐Zander semble présenter une intérêt en pratique clinique pour le
monitorage des variations du débit cardiaque après expansion volémique ou vasoconstriction par
phényléphrine.
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Introduction
Au cours de la chirurgie dite « lourde », soumettant le patient à de multiples
agressions d’organes, un des objectifs de l’anesthésie-‐réanimation per-‐opératoire est de
maintenir une perfusion d’organes adaptée, permettant de délivrer l’oxygène aux tissus
et d’épurer CO2 et déchets métaboliques. Cet objectif est d’autant plus important que la
chirurgie est délabrante et le patient fragile. Cette adaptation de la perfusion aux
organes agressés dépend de deux déterminants, la pression artérielle (diastolique en
particulier) et le débit cardiaque. Afin de maintenir cet objectif de débit cardiaque, de
nombreux outils de mesure ou de monitorage ont été développés puis comparés en
terme de précision et de concordance. Chacun de ces outils présente des avantages, des
inconvénients et des limites dont l’anesthésiste-‐réanimateur doit tirer profit en fonction
de ses compétences, de l’équipement local et du défi hémodynamique auquel la
chirurgie va le confronter.
La chirurgie carcinologique ovarienne de « débulking » ou d’exérèse
sarcomateuse notamment pelvienne ou rétro-‐péritonéale, est responsable
d’importantes variations hémodynamiques et d’un syndrome de réponse inflammatoire
systémique majeur. De plus, le risque hémorragique, la durée opératoire ou encore la
technique analgésique employée (notamment l’analgésie péridurale thoracique),
imposent une surveillance hémodynamique continue afin d’optimiser la volémie, le
tonus sympathique et de détecter précocement la survenue de complications.
Le monitorage de la pression artérielle est assuré par la mise en place d’un
capteur de pression artérielle invasive au niveau radial en début d’intervention. Compte
tenu de perturbations du flux sanguin au niveau des artères iliaques primitives et de
l’aorte abdominale liées à l’abord chirurgical, l’utilisation d’un monitorage du débit
cardiaque par thermodilution trans-‐pulmonaire (Système PiCCO™ fémoral) semble peu
adaptée. Par défaut, une sonde Doppler œsophagienne est placée après l’induction
permettant la mesure battement par battement du débit cardiaque. Cependant, au cours
de la dissection et de l’hémostase chirurgicale, l’utilisation d’un bistouri électrique ou
d’une pince hémostatique bipolaire interfère avec le signal Doppler rendant la mesure
du débit cardiaque ininterprétable. L’analyse du débit cardiaque repose alors sur
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l’analyse du contour de l’onde de pouls recueillie au niveau de l’artère radiale.
(Différents algorithmes, Vigiléo/Flo Trac™ ou Pulsioflex™ pour les plus courants).
L’objectif de notre étude était donc, sur une population de patients de neurochirurgie
réglée, de comparer la concordance entre la mesure du débit cardiaque par différents
algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls et la mesure du débit cardiaque par
le Doppler œsophagien choisi comme technique de référence. Pour cela nous avons
utilisé un prototype de moniteur de Doppler oesphagien, CombiQ™ (Deltex Medical Ltd.,
Chichester, Sussex, UK) intégrant en plus de la mesure du débit cardiaque par Doppler
œsophagien, 9 algorithmes d’estimation du débit cardiaque par analyse du contour de
l’onde de pouls suite au travail réalisé par Sun1. Les mesures étaient réalisées en
conditions hémodynamiques stables d’une part, puis après expansion volémique ou
vasoconstriction par α1 agoniste (phényléphrine) d’autre part.
Dans une première partie, nous reviendrons sur la mesure du débit cardiaque à partir
d’un signal Doppler œsophagien, puis sur la mesure du débit cardiaque à travers
l’analyse du contour de l’onde de pouls.
Dans un deuxième temps, nous vous présenterons le protocole de l’étude et ses
résultats.
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Méthodes de mesure du débit cardiaque Mesure du débit cardiaque par Doppler œsophagien
La valeur du débit cardiaque par Doppler œsophagien est obtenue par le produit
de la fréquence cardiaque et du volume d’éjection systolique. Le volume d’éjection
systolique est lui-‐même le produit de l’intégrale temps vitesse au niveau aortique
(vitesse des globules rouges mesurée par Doppler) par la surface de section aortique
estimée par l’appareil CardioQ™ (Deltex Medical Ltd., Chichester, Sussex, UK) ou
mesurée par l’appareil HemoSonic™ (Arrow inc., Reading, PA, USA). Un facteur de
correction permet d’extrapoler à partir du débit aortique descendant le débit cardiaque
systémique en tenant compte de la répartition du débit entre les troncs supra-‐aortiques
et l’aorte descendante.
La mesure du débit cardiaque par Doppler œsophagien s’effectue à l’aide d’une
sonde introduite dans l’œsophage orientée vers l’aorte thoracique descendante équipée
d’un transducteur à son extrémité permettant la mesure de la vitesse des globules
rouges au niveau du flux aortique.
d’après Berton C, Cholley B ; Crit Care (2002); 6(3): 216-21
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La bonne position de la sonde est assurée :
-‐ par l’obtention d’un signal Doppler le plus brillant possible (enveloppe
externe du signal) dans le cadre du CardioQ™ ou la visualisation des parois aortiques en
mode échographique temps-‐mouvement pour l’appareil Hemosonic™.
-‐ par l’obtention du pic de vélocité le plus élevé possible témoignant d’un
angle minimal entre le flux aortique et le faisceau Doppler.
Le Doppler œsophagien est une technique simple avec une courbe d’apprentissage
rapide car fiable après 10 à 12 poses de sonde2.
La mesure du débit cardiaque par Doppler œsophagien présente plusieurs
limites, le déplacement de la sonde du fait de sa mobilité relative nécessite de vérifier
son bon positionnement avant chaque recueil de données. Son placement endo-‐
œsophagien contre-‐indique cette technique dans la chirurgie thoracique, œsophagienne
ou ORL. Le signal Doppler généré peut subir les interférences liées à l’utilisation d’une
pince hémostatique bipolaire. Enfin, l’obtention d’une mesure du débit cardiaque
suppose quelques approximations 3:
-‐ que les globules rouges se déplacent à la même vitesse au sein du flux aortique.
-‐ que la surface aortique ne soit pas soumise à des variations lors du cycle
cardiaque (systole ou diastole).
-‐ que la répartition du débit cardiaque entre troncs supra-‐aortiques et aorte
descendante soit constante.
Sur le plan de la validité, une méta-‐analyse publiée en 2004 conclut à une bonne
estimation du débit cardiaque par Doppler œsophagien avec un biais négligeable, en
revanche l’agrément avec les mesures par thermodilution trans-‐pulmonaire était
médiocre4. ( défaut de précision des deux techniques) Sur le plan thérapeutique,
l’optimisation de l’expansion volémique guidée sur le monitorage du débit cardiaque par
Doppler œsophagien a permis une diminution de la durée d’hospitalisation et des
complications post-‐opératoires dans différentes populations chirurgicales5-‐8.
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Mesure du débit cardiaque par analyse du contour de l’onde de pouls
L’onde de pression artérielle aortique résulte de l’interaction entre le volume éjecté par
le ventricule et les propriétés physico-‐mécaniques de la paroi aortique. Il existe deux
méthodes d’approximation du débit cardiaque par analyse de l’onde de pouls :
-‐ soit par modélisation physico-‐mécanique de l’arbre artériel selon différents
algorithmes de complexité variable.
-‐ soit par une analyse statistique de la forme de l’onde de pression artérielle.
Cette analyse statistique permet alors une approximation du VES par la relation
suivante : VES = As/Z où As correspond à l’aire sous la courbe de la pression durant la
systole et Z une constante dépendant de multiples paramètres (impédance aortique,
résistance vasculaire, compliance artérielle) déduite à partir des caractéristiques
biométriques du patient.
Le tableau 1 synthétise les différents algorithmes d’estimation du débit cardiaque.
La mesure du débit cardiaque par l’analyse du contour de l’onde de pouls
présente de nombreuses limitations. La première est qu’afin d’améliorer la précision de
la mesure, une calibration initiale est nécessaire afin de transformer les valeurs du
modèle estimées statistiquement (résistance artérielle, compliance, impédance) en
valeurs calculées.
La deuxième limite est que malgré l’utilisation de modèles de plus en plus complexes,
ceux-‐ci ne sont que des simplifications de la réalité, la mesure ne demeure donc qu’une
approximation la plus faible soit elle de la mesure réelle.
Enfin, le recueil de la pression artérielle au niveau d’une artère périphérique (fémorale
ou radiale) modifie la forme de la courbe de pression artérielle (Fig.1). Or, le calcul de
l’aire sous la courbe de la pression artérielle en systole nécessite de détecter
précisément la fin de la systole ce qui est parfois difficile sur une courbe de pression
artérielle radiale (onde dicrote masquée par différentes ondes de réflexion).
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Tableau 1. Algorithmes d’estimation du débit cardiaque.
Avec K = constante ; PAM = Pression artérielle moyenne ; PAS = Pression artérielle systolique ; PAD = Pression artérielle diastolique ; PA = Pression artérielle ; Fc = Fréquence cardiaque ; As = Aire sous la courbe de pression artérielle systolique ; Ts = Durée de la systole ; Td = Durée de la diastole.
Figure 1. Influence du site de mesure sur la forme de la courbe de l’onde de pouls. D’après Sun, Cardiac output estimation using arterial blood pressure waveforms.1
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Matériel et Méthode
Il s’agit d’une étude prospective, observationnelle non randomisée, menée sur des
patients de neurochirurgie réglée entre novembre 2011 et Juillet 2012 dans le
département d’anesthésie-‐réanimation de l’hôpital Lariboisière. Cette étude a été
présentée et approuvée par le comité d’éthique de la SRLF sous le n° 11-‐356.
La prise en charge des patients que ce soit en pré, per ou post-‐opératoire n’a pas été
modifiée par l’inclusion dans le protocole. Le monitorage hémodynamique par pression
artérielle invasive et Doppler œsophagien constitue la prise en charge usuelle des
patients opérés de neurochirurgie lourde potentiellement hémorragique dans le service.
Critères d’inclusion et de non inclusion
Critère d’inclusion :
-‐ Patients majeurs opérés d’une intervention neurochirurgicale potentiellement
hémorragique (exérèse tumorale, clipage d’anévrysme)
Critères de non inclusion :
-‐ Patients mineurs
-‐ Patientes en cours de grossesse.
-‐ Chirurgie urgente
-‐ Contre-‐indication à l’utilisation du Doppler œsophagien (voie endonasale…)
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Protocole de l’étude
30 patients opérés de neurochirurgie potentiellement hémorragique ont été inclus dans
l’étude entre novembre 2011 et Juillet 2012.
Les patients étaient admis au bloc opératoire après prémédication par hydroxyzine
1mg/kg per os une heure avant l’intervention. Compte tenu du type de chirurgie à risque
d’hypertension intracrânienne, la pression artérielle moyenne mesurée à l’admission au
bloc opératoire était considérée comme la pression artérielle moyenne seuil en dessous
de laquelle une mesure thérapeutique devait être envisagée en per-‐opératoire.
Après induction en mode anesthésie intraveineuse à objectif de concentration (AIVOC)
par propofol et rémifentanil, puis curarisation par atracurium 0,5 mg/kg pour
l’intubation, un cathéter artériel radial était mis en place afin d’obtenir un monitorage
de la pression artérielle. Une sonde de Doppler œsophagien de type CombiQ™ (Deltex
Medical Ltd., Chichester, Sussex, UK) était alors introduite par voie endobuccale. Les
valeurs de débit cardiaque étaient ensuite moyennées sur 5 cycles et recueillies tout au
long de l’intervention.
Au cours de la chirurgie, dès lors qu’une épreuve de remplissage standardisée
(cristalloïdes 250ml en débit libre) ou un traitement vasopresseur (bolus de
néosynéphrine 50 µg) étaient préconisés par l’anesthésiste en charge du patient, une
initialisation était réalisée sur le moniteur du Doppler œsophagien afin d’étalonner la
mesure du débit cardiaque par les différents algorithmes d’analyse du contour de l’onde
de pouls sur la valeur de débit cardiaque mesurée par le Doppler oesophagien.
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Matériel
Le moniteur utilisé pour le monitorage du débit cardiaque était un prototype de type
CombiQ™ (Deltex Medical Ltd., Chichester, Sussex, UK) qui se présente comme un
moniteur Doppler oesophagien classique de type CardioQ™ mais qui permet l’analyse
couplée du signal Doppler œsophagien et du contour de l’onde de pouls. Avant chaque
manœuvre thérapeutique une réinitialisation manuelle synchronise les mesures du
débit cardiaque obtenues par les 9 algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls
sur la valeur mesurée par Doppler œsophagien. Une pression sur la touche
« événement » de l’interface graphique permet de spécifier le type d’action
thérapeutique (Liquide, Vasoconstriction, Vasodilatation) et enregistre simultanément
l’heure et les valeurs de débit cardiaque mesurées par les différentes techniques.
Recueil des données
Les informations recueillies comprenaient les données démographiques et biométriques
(âge, sexe, poids, taille), le score ASA, les antécédents médico-‐chirurgicaux, la durée
opératoire, le volume total de fluides administré, la diurèse per-‐opératoire.
L’extraction des données informatiques à partir du moniteur permet d’obtenir deux
fichiers au format csv (un fichier de paramètres hémodynamiques continus enregistrés
toutes les 4-‐6 secondes, et un fichier évènements, Figures 2-3) qui, convertis au format
Excel compilent tous les événement réalisés ainsi que les paramètres hémodynamiques
enregistrés par le CombiQ™ au cours de l’intervention (débit cardiaque, index cardiaque,
volume d’éjection systolique, PAS, PAD, PAM, TEc…). Arbitrairement, nous avons
recueilli pour analyse statistique toutes les valeurs de débit cardiaque au cours des 5
minutes suivant la réalisation d’un bolus de néosynéphrine et 10 minutes après la
réalisation d’une expansion volémique de 250ml de cristalloïdes.
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Figure 2. Fichier Excel compilant tous les paramètres hémodynamiques recueillis par le moniteur CombiQ™ par intervalles de 4 à 6 secondes au cours de l’intervention.
Figure 3. Fichier Excel compilant tous les événement hémodynamiques recueillis par le moniteur CombiQ™ au cours de l’intervention.
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Analyse statistique
Les résultats sont exprimés par compte (pourcentage) pour les variables
catégorielles et en médiane (interquartile) pour les variables continues.
L’objectif principal de cette étude était d’étudier la concordance entre une
méthode de référence (mesure du débit cardiaque par Doppler œsophagien) comparée à
neuf méthodes d’estimation du débit cardiaque par analyse de l’onde de pouls (X1 à X9).
Le principe de la concordance est d’apprécier l’écart observé entre les deux
valeurs obtenues par deux techniques de mesures différentes. A la fin des années 80,
Bland et Altman constatent qu’une relation linéaire peut-‐être réelle sans que la
concordance entre les deux techniques de mesure soit correcte9, 10. La méthode de Bland
et Altman consiste à réaliser un graphique étudiant, en ordonnée, la différence entre les
valeurs obtenues par les deux techniques et en abscisse la moyenne des valeurs
obtenues par ces deux techniques11.
On mesure ainsi, pour l’ensemble de la série de valeurs numériques :
-‐ le biais (moyenne des différences) qui est nul en cas de concordance
parfaite.
-‐ les limites de concordance définies arbitrairement comme ± 1,96 ET (ET
= écart type).
Dans une méta-‐analyse d’études comparant deux méthodes de mesure du débit
cardiaque, Critchley propose qu’un pourcentage d’erreur inférieur ou égal à 30%
permette d’affirmer la pertinence de la technique testée par rapport à la technique de
référence12.
Dans notre étude, la comparaison entre les valeurs obtenues pas la méthode
utilisée comme référence par Doppler œsophagien et les valeurs obtenues par chacun
des 9 algorithmes d’estimation du débit cardiaque à partir de l’analyse du contour de
l’onde de pouls ont été étudiées par :
-‐ l’analyse de concordance par la méthode de Bland et Altman pour
mesures répétées13.
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-‐ le calcul du pourcentage d’erreur selon Critchley12.
Par ailleurs, pour chaque individu, nous avons étudié la capacité des 9
algorithmes à mesurer des variations du débit cardiaque secondaire à deux types
d’intervention : soit une épreuve d’expansion volémique, soit l’administration d’un bolus
vasopresseur de néosynéphrine. Ainsi, une étude de concordance portant sur les
variations de débit cardiaque a été conduite utilisant la même approche que celle décrite
précédemment à laquelle nous avons ajouté une représentation en 4 quadrants14, 15
(« four-‐quandrant plot »). Cette représentation graphique permet d’étudier la capacité
de deux méthodes à détecter des variations en tenant compte du sens de cette variation.
A partir de cette représentation, un pourcentage de concordance est calculé,
correspondant à la proportion de couples de variations allant dans la même direction
(sans tenir compte de la différence de valeurs entre les deux méthodes).
L’ensemble des analyses statistiques a été conduit à l’aide du logiciel R™ (R
Foundation for Statistical Computing, Vienne, Autriche) et du logiciel StatView™ (SAS
Institute, Inc., Cary, Caroline du Nord)
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Résultats
Au total, 30 patients ont été inclus dans l’étude. Le tableau 2 synthétise les
caractéristiques générales des patients à l’inclusion. Un total de 10471 points de
mesures ont été analysés soit un nombre médian de 269 points par sujet [139 – 487].
148 événements ont été enregistrés comprenant 84 épreuves d’expansion volémique et
64 tests vasopressifs par phényléphrine.
Tableau 2. Caractéristiques des patients à l’inclusion.
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Etude de la concordance des mesures du débit cardiaque entre Doppler oesophagien et algorithme d’analyse du contour de l’onde de pouls après épreuve thérapeutique.
La figure 4 représente la concordance entre les mesures du débit cardiaque par
les 9 algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls et la mesure du débit
cardiaque par Doppler œsophagien représentée selon la méthode de Bland-‐Altman pour
mesures répétées. Le tableau 3 compile les valeurs du biais, des limites supérieure et
inférieure d’agrément et le pourcentage d’erreur de chaque algorithme d’analyse du
contour de l’onde de pouls.
L’algorithme le plus performant semble être l’algorithme X4 (Modèle Liljestrand-‐
Zander) avec un biais de 0,0251 L/mn, des limites supérieure et inférieure d’agrément
respectivement de -‐1.2809 L/mn et 1.3311 L/mn et un pourcentage d’erreur de 29%. A
l’inverse l’algorithme X8 (Modèle basé sur l’aire sous la courbe de pression artérielle
systolique avec correction) présente le biais le plus important (-‐0,41 L/mn) et les limites
d’agrément les plus larges (-‐7,5 ; +6,7 L/mn) avec un pourcentage d’erreur de 149%.
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Figure 4. Concordance entre les mesures du débit cardiaque par les 9 algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls et la mesure du débit cardiaque par Doppler œsophagien réprésentée selon la méthode de Bland-Altman.
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Tableau 3. Analyse de Bland-Altman pour mesures répétées.
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Etude de la concordance des variations des mesures du débit cardiaque entre Doppler oesophagien et algorithme d’analyse du contour de l’onde de pouls.
La figure 5 représente la concordance entre les variations des mesures du débit
cardiaque par les 9 algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls et les
variations de la mesure du débit cardiaque par Doppler œsophagien selon la
représentation de Bland-‐Altman. Les tableaux 4 et 5 compilent les valeurs du biais, des
limites supérieure et inférieures d’agrément et le pourcentage de concordance de
chaque algorithme d’analyse du contour de l’onde de pouls de manière globale et en
fonction de l’épreuve thérapeutique, expansion volémique ou test vasopresseur. Enfin la
figure 6 est une représentation en 4 quadrants de la concordance entre les variations
des mesures du débit cardiaque par les 9 algorithmes d’analyse du contour de l’onde de
pouls et les variations de la mesure du débit cardiaque par Doppler œsophagien.
En ce qui concerne la variation des mesures du débit cardiaque après intervention
thérapeutique, l’algorithme X4 (Modèle Liljestrand-‐Zander) semble être le plus
« performant » avec un biais global de 0,401 L/mn (0, 693 L/mn pour les variations
après expansion volémique et 0,018 L/mn après bolus de phényléphrine), des limites
d’agrément de -‐2,95 et +3,75 L/mn (-‐2,64 ; +4,02 L/mn après expansion volémique et
-‐3,23 ; +3,26 L/mn après vasoconstriction par phényléphrine) et un pourcentage de
concordance de 81% (79% après expansion volémique et 84% après phényléphrine).
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Figure 5. Concordance entre les variations des mesures du débit cardiaque par les 9 algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls et les variations de la mesure du débit cardiaque par Doppler œsophagien selon la représentation de Bland-Altmann.
Avec Points bleus = Test à la phényléphrine ; Points noirs = Epreuve de remplissage.
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Tableau 4-5. Analyses de Bland-Altman sur les variations du débit cardiaque par les 9
algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls comparés au Doppler oesophagien.
Tableau 4.
LSA = Limite Supérieur d’agrément. LIA = Limite inférieure d’agrément.
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Tableau 5.
LSA = Limite Supérieur d’agrément. LIA = Limite inférieure d’agrément.
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Figure 6. Représentation en 4 quadrants de la concordance entre les variations des mesures du débit cardiaque par les 9 algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls et les variations de la mesure du débit cardiaque par Doppler œsophagien.
Avec Points bleus = Test à la phényléphrine ; Points noirs = Epreuve de remplissage.
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Discussion
Le Doppler œsophagien constitue un outil de monitorage du débit cardiaque
séduisant compte tenu de sa faible invasivité et de sa simplicité d’utilisation. Une méta-‐
analyse de 2004, conclut à une bonne estimation du débit cardiaque par cette méthode
avec un biais négligeable comparé à la thermodilution trans-‐pulmonaire malgré un
agrément moyen compte tenu de la faible précision des deux techniques4. Cliniquement,
les stratégies d’optimisation volémique per-‐opératoire guidée par la mesure du débit
cardiaque par Doppler œsophagien ont permis une baisse de la morbidité péri-‐
opératoire que ce soit en chirurgie cardiaque ou non cardiaque. Cependant cet outil
présente un certain nombre de limites contraignant son utilisation et justifiant la
possibilité de solutions alternatives16.
L’estimation du débit cardiaque par analyse du contour de l’onde de pouls (sans
calibration) semble intéressante compte tenu de sa relative simplicité mais n’a pas fait la
preuve de sa validité lors de la variation du débit cardiaque après manœuvres
thérapeutiques par expansion volémique ou vasoconstricteurs. Ainsi plusieurs études
récentes constatent une faible concordance entre analyse du contour de l’onde de pouls
et thermodilution trans-‐pulmonaire après expansion volémique chez des patients de
réanimation en état de choc17, 18. Une étude de 2009 observe également une faible
concordance entre la mesure du volume d’éjection systolique par Vigiléo-‐Flo Trac™
(versions 1.03 et 1.07) et par Doppler œsophagien19.
Par ailleurs, l’utilisation de drogues vasopressives a pour conséquence une
modulation du tonus vasculaire avec un effet sur la compliance artérielle qui est
précisément le paramètre approximé (constante Z) lors de l’estimation du débit
cardiaque par analyse du contour de l’onde de pouls20, 21. Meng et al observent ainsi une
faible concordance entre la variation du débit cardiaque par analyse du contour de
l’onde de pouls (Vigiléo-‐Flo Trac system™) et par Doppler œsophagien après modulation
du tonus vasculaire par éphédrine ou phényléphrine chez 33 patients chirurgicaux22.
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Dans le cadre de notre étude, nous constatons qu’à l’exception de X4 (modèle de
Liljestrand-‐Zander), la concordance des variations des mesures du débit cardiaque par
algorithme d’analyse du contour de l’onde de pression artérielle et par Doppler
œsophagien après intervention thérapeutique (expansion volémique ou bolus de
phényléphrine) est faible et ne permet pas, dans les conditions de notre étude, leur
utilisation en pratique courante.
Par ailleurs, on constate notamment sur les représentations en « four quadrant plots »
que la majorité (excepté X4) des algorithmes sont discordant en terme de variation de
l’estimation du débit après vasoconstriction par phényléphrine. (Surreprésentation de
points bleus dans le quadrant supérieur gauche). Cette constatation est liée à une forte
dépendance de ces algorithmes vis à vis de la pression artérielle (systolique, diastolique
ou moyenne), en conséquence une augmentation de la pression artérielle par
stimulation α génère une augmentation « mathématique » du débit cardiaque.
L’algorithme X4 (modèle de Liljestrand Zander) semble être plus performant en terme
de concordance avec le Doppler œsophagien que ce soit après α-‐agoniste ou expansion
volémique. Il convient cependant de noter des limites d’agrément cliniquement non
négligeables (-‐2,64 ; +4,02 L/mn après expansion volémique et -‐3,23 ; +3,26 L/mn après
vasoconstriction par phényléphrine). Cet algorithme basé sur le modèle de Liljestrand-‐
Zander est en projet d’intégration sur un appareil courant de mesure du débit cardiaque
couplé (Doppler œsophagien et analyse du contour de l’onde de pouls).
Limites de l’étude
Notre étude présente plusieurs limites. Tout d’abord il s’agit d’une étude
préliminaire pour laquelle il n’y a pas eu de calcul d’effectif, et le nombre de patients
inclus limite la portée des résultats observés. Ces résultats, pour être validés, devront
être confirmés sur une population plus large.
Ensuite, l’utilisation du Doppler œsophagien comme technique de référence constitue
un choix lié à l’équipement local et à des aspects organisationnels. La mesure du débit
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cardiaque par cette technique suppose des approximations qu’il convient de
mentionner 16:
-‐ L’intégrale temps vitesse aortique mesure la vitesse des globules
rouges les plus rapides (au centre du flux) alors que les globules rouges proches de la
paroi ont une vitesse moindre, il en résulte une surestimation de la colonne de sang
parcourue au cours de la systole et donc du volume d’éjection systolique et du débit
cardiaque.
-‐ La surface aortique est estimée de manière statistique dans le
CombiQ en fonction de données biométriques (âge, taille, poids). De plus la surface
aortique est considérée fixe bien que son diamètre puisse se modifier au cours du cycle
cardiaque.
-‐ La répartition du débit sanguin entre les troncs supra-‐aortiques et
l’aorte descendante est considéré constant bien que celui ci puisse se modifier sous
l’influence de nombreux facteurs : produits anesthésiques, perturbations
hémodynamiques.
-‐ Le caractère relativement mobile de la sonde peut amener à un
déplacement per-‐opératoire qui nécessite un repositionnement fréquent et avant toute
prise de mesure fixe. Par ailleurs un mauvais positionnement de la sonde peut faire
varier l’angle d’insonation et être à l’origine d’une erreur de mesure importante.
-‐ Le débit diastolique est négligé.
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Conclusion
Chez 30 patients opérés de neurochirurgie lourde, l’étude de la variation des
mesures de débit cardiaque par 9 algorithmes d’analyse du contour de l’onde de pouls et
Doppler œsophagien après expansion volémique ou vasopresseurs met en évidence une
faible concordance entre ces deux techniques de mesure. Seul un algorithme basé sur le
modèle de Liljestrand-‐Zander présente un biais acceptable mais des limites d’agrément
cliniquement non négligeables. Au vu de ces résultats qui doivent être confirmés sur un
effectif plus important, l’estimation du débit cardiaque à partir de l’analyse du contour
de l’onde de pouls par le modèle de Liljestrand-‐Zander semble présenter une intérêt en
pratique clinique pour le monitorage des variations du débit cardiaque après expansion
volémique ou vasoconstriction par phényléphrine.
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Conflits d’intérêt
Le moniteur CombiQ™ a été prêté pour la réalisation de cette étude. Le consommable
(sonde Doppler oesophagienne) était à la charge du service. Les auteurs de cette étude
n’ont bénéficié d’aucune rémunération en espèce ou quelconque avantage en nature
suite à cette étude.
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