Épreuves de fonction respiratoire

et MPOC pour l ’anesthésiste.

Vincent Jobin MD

Automne 2005

Objectifs• Comprendre les principes physiologiques de base

qui sous-tendent les tests de fonction respiratoire (TFR).

• Savoir reconnaître les principaux patterns physiopathologiques.

• Pouvoir appliquer les résultats des TFR au contexte péri-opératoire.

• Connaître l ’évaluation fonctionnelle nécessaire selon le type de chirurgie proposée.

• Connaître les principes de base de l ’évaluation péri-opératoire pour les patients MPOC.

Plan

• Réviser la physiologie• Déterminer dans quelles conditions

les EFR pré-opératoires sont nécessaires.

• Réviser l ’évaluation péri-opératoire chez les MPOC

Quelles sont les deux grandes fonctions

physiologiques du poumon ?

Rôle du Poumon

• Oxygénation de l’organisme

• Elimination du gazcarbonique

Comment peut-il accomplir sa tâche?

• La ventilation – mécanique

respiratoire• Les échanges

gazeux– diffusion– gaz sanguin

La Ventilation

À quel pattern pathophysiologiqueassociez-vous cette courbe débit-

volume?

Spirométrie

Spirométrie

Obstruction vems/cvf est abaisséRestriction vems/cvf est normal

Utilité diagnostique

obstruction

restriction

À quel pattern pathophysiologiqueassociez-vous cette courbe débit-

volume?

Utilité diagnostique

Hyperréactivité

HyperréactivitéBronchoprovocation

Mesure des volumes

• Méthode de dilution de gaz– Dilution hélium, circuit fermé– Élimination de l’azote, circuit ouvert

(nitrogen washout)• Plethysmographie

– Pression– volume

Dilution-Hélium

• Basé sur principe– C1 x V1 = C2 x V2

• Avantages– simple– peu collaboration

• Désavantages– ne mesure pas bulle– difficile de répéter

Echanges gazeux

Nommez deux méthodes utilisées de façon courante pour évaluer la fonction échangeur de l ’appareil

respiratoire

Capacité de diffusion

Capacité de diffusion

Capacité de diffusion

• Mesure diffusion CO

• Mesure parallèle Va– hélium

• 3 techniques– single-breath *– steady state

• gaz artériel oucapnographie

– rebreathing• respiration rapide

Limitation capacité diffusion

• Relation au volume pulmonaire• Fumeur (monoxyde carbone ad 10%)• Anémie• Impossible pour certain patients

– incapable de retenir souffle

Gaz artériel

• Insuffisance respiratoire– Hypoxique– Ventilatoire

• Évaluation métabolique (pH)– insuffisance respiratoire (PaCO2)– acidose/ alcalose métabolique

Nommez deux méthodes utilisées de façon courante pour évaluer la fonction échangeur de l ’appareil

respiratoire

La diffusion et le gaz artériel

Nommez les composantes d’un bilan fonctionnel respiratoire de base.

La spirométrieLes volumes pulmonairesla diffusion« le gaz artériel »

Dans un bilan respiratoire complet, nommez les caractéristiques qui

indiquent un phénomène restrictif parenchymateux vs extra-

parenchymateux.

CPT VR VEMS VEMS/CVF PIM/PEM DLCO DLCO/VAobstructif N ou aug aug diminué diminué N N ou Diminué N ou dimrestrictifparenchymateux dim variable diminué N ou aug N Diminuée diminuéextraparenchymateux dim variable diminué N N ou Diminué Diminuée normale

CPT VR VEMS VEMS/CVF PIM/PEM DLCO DLCO/VAobstructif N ou aug aug diminué diminué N N ou Diminué N ou dimrestrictifparenchymateux dim variable diminué N ou aug N Diminuée diminuéextraparenchymateux dim variable diminué N N ou Diminué Diminuée normale

CPT VR VEMS VEMS/CVF PIM/PEM DLCO DLCO/VAobstructif N ou aug aug diminué diminué N N ou Diminué N ou dimrestrictifparenchymateux dim variable diminué N ou aug N Diminuée diminuéextraparenchymateux dim variable diminué N N ou Diminué Diminuée normale

Interprétation des TFR

Autres examens plus fastidieux

Estimation pression pleuraleMIF/MEF

• Limtations– Pas mesure directe

• tension ballonnet• eosophage• médiastin• cœur

– technique difficile– technique invasive– demande du tempsLe plus souvent,pression à la bouche

Test à l’exercice

• Utilisation– oxygénation effort– invalidité– évaluation dyspnée– réserve

fonctionnelle• chirurgie résection

There are no data to support its routine use in the evaluationof patients prior to general surgery.

Que se passe-t ’il avec la fonction pulmonaire en péri-

opératoire ?

Physiologie pulmonaire péri-opératoireThoracic and upper abdominal surgery, for example, are

associated with a reduction in lung volumes in a restrictive pattern as follows– Vital capacity (VC) is reduced by 50 to 60 percent and may

remain decreased for up to one week.

Functional residual capacity (FRC) is reduced by about 30 percent.

Diaphragmatic dysfunction appears to play the most important role in these changes; postoperative pain and splinting are also factors.

Reduction of the FRC below closing volumes contributes to the risk of atelectasis, pneumonia, and ventilation/perfusion (V/Q) mismatching. Microatelectasis results in areas of the lung that are perfused but not ventilated, leading to impaired gas exchange with consequent postoperativehypoxemia

Physiologie pulmonaire péri-opératoire

A decrease in tidal volume, loss of sighing breaths, and increasein respiratory rate occur after abdominal and thoracicsurgery and contribute to the risk of complications.

In addition, residual effects of anesthesia itself andpostoperative opioids both depress the respiratory drive.

Inhibition of cough and impairment of mucociliary clearance of respiratory secretions are factors that contribute to the risk of postoperative infection

Lower abdominal surgery is associated with similar changes, but to a lesser degree. Reductions in lung volumes are not seenwith surgery on the extremities

À qui faire une spirométrie pré-op ?Classique…...

•PAC ou chirurgie abdominale haute chez les fumeurs ou patients dyspnéiques•Chirurgie abdominale basse si maladie pulmonaire non-caractérisée avec une chirurgie prévue extensive•maladie pulmonaire non-caractérisée pour chirurgie orthopédique ou chirurgie de la tête et du cou•tout patient avec chirurgie de résection pulmonaire

Ann Intern Med 1990

À qui faire une spirométrie pré-op ?Comtemporain...

Obtain PFTs for patients with COPD or asthma if clinicalevaluation cannot determine if the patient is at their best baseline and that airflow obstruction is optimally reduced. In this case, PFTs may identify patients who will benefit frommore aggressive preoperative management.

Obtain PFTs for patients with dyspnea or exercise intolerancethat remains unexplained after clinical evaluation. In this case, the differential diagnosis may include cardiac disease or deconditioning. The results of PFTs may change preoperativemanagement.

PFTs should not be used as the primary factor to deny surgery

PFTs should not be ordered routinely prior to abdominal surgery or other high risk surgeries

Dépistage: à qui faire une spiroselon consensus MPOC 2004 ?• fumeur ou ex-fumeur de plus de 40

ans• toux persistante et expectoration• IVRS ou IVRI fréquentes• dyspnée progressive lors des activités

Dépistage des « à risques »--Gold 0 qui devront avoir une spirométrie au moins une fois par année.

À qui faire un gaz artériel pré-op ?

Those undergoing coronary bypass surgery or upperabdominal surgery with a history of tobacco use or dyspnea

All patients undergoing lung resection

Résection pulmonaire

Un patient doit subir un pneumonectomie pour une néoplasie du poumon. Le VEMS est à 55% de la prédite. S ’il en a besoin, quelle

évaluation supplémentaire suggérez-vous?

Résection pulmonaire• Patients with preserved lung function should tolerate

resection well in the absence of other comorbid conditions, and a preoperative value of FEV1 >2 L (or >60 percent predicted) suggests that the patient should be able to tolerate pneumonectomy

• For patients with preoperative FEV1 <2 L, the predictedpostoperative FEV1 should be calculated, based upon the preoperative value and the fractional functional contribution of the lung to be resected. This can be estimated withquantitative perfusion lung scanning. A predictedpostoperative FEV1 >800 mL (>40 percent predicted) suggests that the patient can undergo resection

Usage de la perfusion

Résection pulmonaire• In borderline patients, it may be helpful to measure DLCO

and quantitate predicted postoperative DLCO. A preoperative value >60 percent is associated with a low rate of perioperative complications; a calculated postoperativevalue <40 percent predicted suggests a high postoperativerisk

• Cardiopulmonary exercise testing may be useful if the riskof complications is felt to be intermediate after completionof the tests outlined above. Patients who can achieve a VO2max >15 mL/kg per minute are likely to have an acceptable rate of postoperative complications, whereasthose with a value <15 mL/kg per min (or less than 50 percent of predicted) are probably best managed by nonsurgical modalities

Un patient doit subir une pneumonectomie pour une néoplasie du poumon. Le VEMS est à 55% de la prédite. S ’il en a besoin, quelle

évaluation supplémentaire suggérez-vous?

55% X 55 % = VEMS post op-prédit est de 30 %

MPOC

Définition

• Causée principalement par le tabagisme• Obstruction progressive partiellement

réversible des voies aériennes• Manifestations systémiques• Nombre et gravité accrue des

exacerbations• VEMS/CVF inférieur à 70% et VEMS

inférieur à 80%.

Épidémiologie• Mortalité : 4e cause chez les hommes

et 5e cause chez les femmes• Prévalence: 4% (si plus de 35 ans)

mais 50% des MPOC ne sont pas diagnostiqués

• 7e à 8e cause d ’hospitalisation• Au moins 1.6 milliards de dollars

canadiens par an (excluant les coûts pour MD)

Épidémiologie

1965 - 1998 1965 - 1998 1965 - 1998 1965 - 1998 1965 - 1998

– 59 %– 59 % – 64 %– 64 % – 35 %– 35 % + 163 %+ 163 % – 7 %– 7 %

Cardiopathieischémique

Cardiopathieischémique

AVCAVC Autre maladieCV

Autre maladieCV

MPOCMPOC AutresAutres

Mortalité en hausse dans la MPOCVariation du taux de mortalité aux É.-U.

1965 -1998

Statistiques de l’état civil des É.-U. (NHS)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Centre de prévention et de contrôle des maladies chroniques, Santé Canada

MORTALITÉ DUE À LA MPOC Nombre réel et prévu de décès

attribuables à la MPOC au CanadaN

ombr

e de

per

sonn

es

Année

Femmes – prévuHommes – prévu Femmes – réelHommes – réel

Pathophysiologie

• Hyperinflation dynamique• Maladie systémique

INFLAMMATION

Affection des voies aériennesde petit calibre

Inflammation et remodelagedes voies aériennes

Destruction du parenchymePerte des culs-de-sac

alvéolairesDiminution de la rétraction

élastique

OBSTRUCTION DES VOIESAÉRIENNES

Quantifier la gravité de la maladie

Corrélée avec la qualité de vie et la mortalité

Quantifier la gravité de la maladie

MPOC ou asthme?

Vrai ou Faux

La plupart des fumeurs développent une MPOC au

long cours.

MPOC et TABAC MPOC: VEMS et VEMS/CVF anormal

Emphysème

BronchiteChroniqueFumeurs

symptomatiquesou à risque

15 à 25% des fumeurs développent une MPOCune grande majorité de fumeurs sont symptomatiques cependant.

Asthme

MPOC Cas cliniqueVous allez faire une chirurgie de

cataracte sous AG.• Homme 78 ans. Plainte: toux (pire le matin) et

dyspnée de longue date (3-4/5). • Bas risque anesthésique par ailleurs.• Grand fumeur (55 PA). Doigts jaunes.• Spirométrie au dossier:

– Obstruction modérée.– Rx poumon hyperinflation.

• Traitement en cours: combivent 2 QID et PRN.

Que faites-vous ?

• .

Pyramide de la prise en charge de la MPOC

Pyramide de la prise en charge de la MPOC

Cessation tabagique/éducation

Bronchodilatateurs à action brève

Bronchodil. longue actionRéadaptation respiratoire

Stéroides topiques

Oxygène

Chirurgie

Diagnostic précoce (VEMS)

Progression de la maladie

TraitementsBronchodilatateurs

• B2 agonistes ou anticholinergique ou les deux en traitement combiné.

• B2-longue action. • Importance de la chambre

d ’espacement.• Ne pas instaurer ni cesser la

théophylline en période péri-opératoire.

• Seulement 10% des patients MPOC stables verront leur VEMS s ’amélioré de 20%

• Étude de Rice a montré que de les arrêter n ’augmentait pas le risque d ’exacerbation chez les MPOC stables

PharmacothérapieCorticostéroides oraux

recommendation

Réhabilitation

• Méta-analyse (figure 7)• Effet possible sur la mortalité et les

exacerbations• Qaly se compare à d ’autres intervention• Exercice doit être continuer au long cours• Meilleur rapport coût-bénéfice si utilisé en

externe• À utiliser chez Pt stable symptomatique malgré Tx

optimal.

Indication de la CHX de réduction pulmonaire.

Prévention: bénéfices de l ’arrêt du tabac

• Importance de la spirométrie• Freine le déclin du VEMS même chez

les patients agés de plus de 60 ans.• Cessation de la toux chez 77% des

patients avec bronchite chronique, amélioration chez 17% additionnels.

• Même si exacerbations après l ’arrêt du tabac, le déclin du VEMS est moindre chez les non-fumeurs.

MPOC et Chirurgie

Patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) should beaggressively treated in order to achieve their best possible baselinelevel of function.

In general, the indications for specifictreatments are the same as those for patients not preparing for surgery

Pyramide de la prise en charge de la MPOC

Cessation tabagique/éducation

Bronchodilatateurs à action brève

Bronchodil. longue actionRéadaptation respiratoire

Stéroides topiques

Oxygène

Chirurgie

Diagnostic précoce (VEMS)

Progression de la maladie

Prévention des complications MPOC pré-op

• Smoking cessation for 8 weeks• Inhaled ipratropium for all patients with clinically significant

COPD• Inhaled beta-agonists for patients with COPD or asthma who

have wheezes or dyspnea• Preoperative corticosteroids for patients with COPD or

asthma who are not optimized to best baseline and whoseairway obstruction has not been maximally reduced

• Delay elective surgery if respiratory infection present• Antibiotics for patients with infected sputum• Patient education regarding lung expansion maneuvers

Prévention des complications MPOC post-op

• Deep breathing exercises or incentive spirometry in highrisk patients

• Epidural analgesia in lieu of parenteral opioids• Continuous positive airway pressure (CPAP)

in certain cases.• Intercostal nerve blocks

Prévention des complications MPOC Per-op

Choose alternative procedure lasting less than 3 to 4 hourswhen possible

Minimize duration of anesthesiaSurgery other than upper abdominal or thoracic when possibleChoose laparoscopic rather than open abdominal surgery when

possibleRegional anesthesia (nerve block) in very high-risk patientsEpidural or spinal anesthesia in lieu of general anesthesia in

high risk patients

MPOC Cas cliniqueVous allez faire une chirurgie de

cataracte sous AG.• Homme 78 ans. Plainte: toux (pire le matin) et

dyspnée de longue date (3-4/5). • Bas risque anesthésique par ailleurs.• Grand fumeur (55 PA). Doigts jaunes.• Spirométrie au dossier:

– Obstruction modérée.– Rx poumon hyperinflation.

• Traitement en cours: combivent 2 QID et PRN.À faire : optmiser le traitement de sa MPOC

préparation péri-opératoire optimale

Est-ce que les MPOC sont plus à risque de complications péri-

opératoires ?

• A prospective study of 272 patients referred for medical evaluation before nonthoracic surgerythat used explicit criteria for postoperativepulmonary complications found that patients with a history of COPD had an OR of 4.2 for pulmonarycomplications.

Peut-on récuser un patient sur la foi d ’une MPOC sévère ?

Despite the increased risk of postoperativepulmonary complications in patients withobstructive lung disease there appears to be no prohibitive level of pulmonary function belowwhich surgery is absolutely contraindicated.

This was illustrated in a study of 12 very high riskpatients as defined by older criteria of inoperability (FEV1 <1 liter), only 3 of 15 surgerieswere associated with postoperative complications and there were no deaths

Messages clés

• Les EFR pré-op ne sont pas nécessaires pour tous les patients.

• Le patient MPOC devrait être à son traitement optimal en pré-opératoire.

• On ne récuse pas un patient pour une chirurgie non-pulmonaire sur la foi de ses EFR.

• La résection pulmonaire se décide elle à partir des EFR.

Post-test• À quel pattern pathophysiologique associez-vous

cette courbe débit-volume?• Un patient doit subir un pneumonectomie pour une

néoplasie du poumon. Le VEMS est à 33% de la prédite. Si il en a besoin, quelle évaluation supplémentaire suggérez-vous?

• Nommez deux méthodes utilisées de façon courante pour évaluer la fonction échangeur de l ’appareil respiratoire.

• Nommez les composantes d ’un bilan fonctionnel respiratoire de base.

• Dans un bilan respiratoire complet, nommez les caractérisques qui indiquent un phénomène restrictif parenchymateux vs extra-parenchymateux.