ACADEMIE DE PARIS

Année 2010

MEMOIRE

Pour l’obtention du DES

D’Anesthésiologie-Réanimation

Par

Solange RAMSANG KELLA

Présenté et soutenu le 19 Octobre

L’ECMO DANS LE TRAITEMENT DU SYNDROME DE DETRESSE RESPIRATOIRE AIGUE DE L’ADULTE AU CHU DE FORT-DE-FR ANCE Travail effectué sous la direction du Dr J-L LEMAIT RE et validé par Dr CAVALLO Coordonnateur : Monsieur le Professeur Charles-Marc SAMAMA

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TABLE DES MATIERES INTRODUCTION ……………………………………………………..… ………………………...3 RAPPELS SUR LE SDRA………………………………………………….………………………4 1.DEFINITIONS…………………………………………………….……4 2.INCIDENCE……………………………………………………………4 3.PRONOSTIC…………………………………………………………...4 4.TRAITEMENT…………………………………………………..…….5 OXYGENATION PAR MEMBRANE EXTRACORPORELLE …......... ...................................6 1.CONCEPT……………………………………………………………..6 2.HISTORIQUE…………………………………………………………6 3. ECMO CENTER…………………………………………………...…8 4.TERMINOLOGIE…………………………………………………..…9 ECLS/ECMO VEINO-VEINEUX : PRINCIPE………………………….… ………………….10 ECMO TECHNIQUE AU CHU DE FORT DE FRANCE………………… ………………….11 1.CANULES……………………………………………………………..11 2.POMPE CENTRIFUGE……………………………………………… 11 3.MEMBRANES D’OXYGENATION…………………………………11 4.MISE EN ROUTE……………………………………………………..12

ECMO AU CHU DE FORT-DE-FRANCE : CAS CLINIQUES……….… ………………….13

1. Cas clinique n° 1……………………………………13 2. Cas clinique n°2…………………………………….15 3. Résultats…………………………………………….16 4. Discussion…………………………………………..18

4.1 Critères du traitement par ECMO………..18 4.2 Mise en place de l’ECMO et organisation.19 4.3 Surveillance de l’ECMO…………………19

4.3.1 Hémodynamique……………19 4.3.2 Oxygénation…………………19 4.3.3 Le rein……………………….20 4.3.4 Plaquettes et coagulation .......20 4.3.5 Surveillance infectieuse…… .21

4.4 Complications liées à l’ECMO…………...21 4.5 Corticoïdes………………………………..22 4.6 Sevrage de l’ECMO………………………23 4.7 Coût de l’ECMO………………………….23

ECMO ET SDRA : INDICATIONS CHEZ L’ADULTE………………… …………………25 1. GENERALITES……………………………………………………..25 2. L’EXPERIENCE DU CHU DE FORT-DE-France…………………25 3. REVUE DE LA LITTERATURE……………………………………26

ECMO DANS LE MONDE……………… ……………………………………………………27 CONCLUSION…………………………………………………………………………………28 REMERCIEMENTS………………………………………………………… ………………....29 BIBLIOGRAPHIE…………………………………………………………… …………………30 ANNEXES (figures, tableaux et iconographie)

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INTRODUCTION

Le Syndrome de Détresse Respiratoire Aiguë (SDRA) est une affection grave dont la

mortalité, importante avoisine 40-60% chez les patients de réanimation. Dans le traitement du SDRA de l’Adulte, l’Assistance Respiratoire Extracorporelle, appelée Assistance Respiratoire Extra Corporelle (AREC) ou Extracorporeal Membrane Oxygenation (ECMO) par les anglo-saxons, reste une technique d’exception réservée aux cas les plus critiques, lorsque l’assistance ventilatoire conventionnelle avec optimisation thérapeutique ne suffit plus. L’ECMO existe depuis plus de trente ans et a permis de traiter avec succès de nombreux patients, mais elle reste toujours un sujet de controverse en raison d’un risque élevé de complications, en particulier hémorragiques.

La mise en route de l’assistance respiratoire pour le traitement du SDRA est récente au

CHU de Fort-de-France en Martinique. En effet, c’est à partir de 2005 que les premiers patients ont bénéficié de cette thérapeutique. Les patients présentant un SDRA sont traités dans le Service de Réanimation Polyvalente en collaboration avec l’équipe médico-chirurgicale de Chirurgie Cardiaque.

Nous allons dans ce travail, aborder quelques rappels concernant le SDRA, présenter

l’historique de cette thérapeutique, en préciser les indications et essayer de définir la place de l’ECMO dans le traitement du SDRA à partir d’une revue de la littérature. Deux cas cliniques illustrant la mise en œuvre de cette technique pour la 1ère fois en Martinique seront présentés.

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RAPPELS SUR LE SDRA 1. DEFINITIONS

La défaillance respiratoire aiguë est définie comme la nécessité de recourir à une assistance respiratoire qu’elle soit non invasive (Ventilation non invasive) ou invasive conduisant à l’intubation et à la ventilation mécanique [1].

En 1994, la conférence de consensus américano-européenne [2] a défini l’acute lung

injury (ALI) dont le SDRA serait la forme la plus sévère. Elle a proposé les critères de définition suivants :

- survenue aiguë, - radiographie thoracique : opacités bilatérales, - PAPO inférieure à 18mmHG ou pas d’évidence d’hyperpression de l’oreillette gauche, - gazométrie : - un rapport PaO2 /FiO2 inférieur ou égal à 300 mmHg définit l’ALI - un rapport PaO2 /FiO2 inférieur à 200 mmHg définit le SDRA. Cette définition reste encore à améliorer car si les critères pris en compte sont suffisamment sensibles, ils ne semblent pas assez spécifiques. Certains auteurs souhaiteraient y inclure des critères physiopathologiques, radiologiques et étiologiques. Le SDRA est un syndrome pouvant compliquer ou coexister avec de nombreuses entités nosologiques. En 1988, John Murray et Michael Matthay [3] avaient proposé un score de gravité : le

lung injury score (LIS), prenant en compte 4 paramètres : - la radiographie thoracique - le rapport PaO2/FiO2 - la pression expiratoire positive (PEP) - la compliance thoracique (ml/cmH2O). Le SDRA est défini par un score >2,5. Ce score évalue surtout la gravité de l’atteinte

respiratoire. D’autres scores ont été proposés ; leur critère essentiel est le degré d’hypoxémie. 2. INCIDENCE Le SDRA survient avec une fréquence de 1.5 à 13/100000 habitants [1] et représente environ 7 % des patients admis en service de réanimation [3]. 3. PRONOSTIC

Initialement, la mortalité du SDRA était très élevée, autour de 60%. Une amélioration de la prise en charge, notamment sur le plan ventilatoire a permis d’améliorer la survie des patients atteints de SDRA.

Des facteurs pronostiques péjoratifs ont été définis : l’âge, l’existence d’une

pathologie sous jacente (cancer, hémopathie, immunosuppression,…), l’étiologie du SDRA

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(sepsis, pneumopathie d’inhalation,…), la présence d’un syndrome de défaillance multi-viscérale (SDMV), la présence d’un score de gravité élevé initialement [3].

4. TRAITEMENT

Le traitement moderne du SDRA est basé sur la ventilation mécanique avec PEP et la réduction des volumes courants à 6-8 ml/kg (ventilation protectrice) [4]. D’autres auteurs ont proposé la ventilation en décubitus ventral, les manœuvres de recrutement, l’inhalation de vasodilatateurs (monoxyde d’azote), la reprise d’une ventilation spontanée précoce et d’autres mesures comme l’optimisation de l’hydratation, le contrôle des surinfections et la corticothérapie des phases tardives, mais sans incidences sur la mortalité de ces patients [5].

Ces mesures thérapeutiques nouvelles, en particulier ventilatoires, dues aux travaux de

Amato et collaborateurs [4] et aux études non contrôlées qui ont suivi [1], ont permis, sans aucun doute, d’améliorer la prise en charge du SDRA au cours des 25 dernières années et d’atteindre aujourd’hui 40 à 60% de survie dans des séries contemporaines [6].

Malgré les progrès de la ventilation mécanique, cette dernière reste pourvoyeuse de complications (volotraumatisme, barotraumatisme) et dans certaines situations cliniques, ces mesures ne suffisent pas pour assurer les échanges gazeux.

Dans ces situations, l’assistance respiratoire extracorporelle peut être une option

thérapeutique pour passer une phase aiguë. [1]

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OXYGENATION PAR MEMBRANE EXTRA-CORPORELLE 1. CONCEPT

Les études chez l’homme et l’animal dans les années 90 ont démontré que l’agression du poumon par la ventilation mécanique (volo et baro traumatisme) reproduisait les lésions de l’ acute lung injury (ALI), proches de celles du SDRA [1 ; 7]. Ces lésions viennent se rajouter aux défaillances du patient et grèvent potentiellement la survie.

Ainsi a pu être définie une stratégie de «ventilation protectrice » du poumon chez les patients souffrant de SDRA avec une pression de plateau basse (limitée à 35 cm d’H2O) et un petit volume courant. Cette stratégie peut s’avérer insuffisante pour assurer les échanges gazeux.

Dans ces cas, l’ECMO va prendre en charge partiellement l’oxygénation et l’élimination du CO2. Les réglages du respirateur sont alors adaptés aux valeurs mécaniques et physiologiques du poumon malade. Ainsi, même dans les SDRA sévères échappant à la prise en charge conventionnelle, les objectifs de ventilation mécanique protectrice pourraient être atteints. 2. HISTORIQUE

Le premier concept de circulation extracorporelle CEC est apparu avec Legallois en 1812. Il partait du principe que tout organe pouvait survivre à condition de lui maintenir une perfusion sanguine [8]. En 1885, Von Frey et Gruber [9] mettent au point le premier système d’oxygénation extra corporelle pour perfuser les organes isolément.

En 1937, la première CEC est créée pour la chirurgie cardiaque par Gibbon [10] avec

un oxygénateur à bulle, le sang étant en contact direct avec la phase gazeuse. En 1956, Clowes et collaborateurs [1] mettent au point l’oxygénateur à membrane qui permet d’allonger sensiblement le temps de CEC avec beaucoup moins de complications.

L’ECMO est essayée en 1972 dans les défaillances respiratoires de l’adulte et des

nouveaux-nés. Cette année là, Hill et collaborateurs rapportent le cas d’une jeune polytraumatisée de 24 ans avec un SDRA traité par ECMO avec succès pendant la phase aiguë de sa maladie [1].

En 1976, Bartlett et collaborateurs rapportent le cas du premier nouveau-né,

Esperenza, traité avec succès par ECMO [1].

Les premières techniques d’ECMO chez l’adulte utilisent un circuit artério-veineux, avec un débit de pompe supérieur à 50% du débit cardiaque associé à une ventilation avec PEP. Ceci explique sûrement pourquoi cette procédure évaluée versus traitement conventionnel dans une large étude parue en 1979 [11] aux USA ne montre pas d’avantage dans le traitement du SDRA par rapport au traitement conventionnel.

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Dans les années 80 apparaît avec Kolobow [1] et Gattinoni [12] un nouveau concept dans ce mode d’assistance circulatoire : l’épuration extracorporelle de CO2 (ECCO2R : Extra Corporeal CO2 Removal) associée à une ventilation basse fréquence, basse pression (LFPPV : Low Frequency Positive Pressure Ventilation).

Cette technique utilise un circuit veino-veineux avec un débit de pompe ne dépassant

pas 20 à 30 % du débit cardiaque. L’ECCO2R apparaît plus intéressante en évitant certains inconvénients : les risques de barotraumatisme pulmonaire sont minorés par l’utilisation de petits volumes et des pressions peu élevées. Il n’y a plus d’hypoperfusion pulmonaire due au bypass artério-veineux et moins de problèmes hémodynamiques, de plus l’abord vasculaire est simplifié.

Le but de ce mode d’assistance est d’assurer l’oxygénation et l’épuration du CO2 et de

permettre la cicatrisation du poumon en le mettant au repos. Gattinoni fait paraître ses premiers résultats en 1984 avec 50 % de survivants. D’autres centres européens utilisent cette méthode avec succès mais dans des essais non contrôlés.

En 1994, paraît l’étude clinique randomisée de Morris et collaborateurs [6] qui

compare ECCO2R/LFPPV et un groupe contrôle en PCIRV (Pressure Controled Inverse Ratio Ventilation). 40 patients sont inclus, 19 dans le groupe contrôle, 21 dans le groupe ECCO2R/LFPPV. Ils obtiennent respectivement 42% et 33% de survivants. Ces auteurs recommandent de ne pas utiliser l’ECMO dans le traitement du SDRA.

Cette étude, bien que beaucoup critiquée, en particulier par Brunet [13] à propos des

techniques de ventilation utilisées et également sur la technique de l’ECMO elle-même qui n’utilisait pas les circuits imprégnés d’héparine, sonnait l’hallali de la technique.

On reproche également à l’ECMO son coût élevé et ses complications, en particulier

thrombo-emboliques et hémorragiques, liées aux difficultés d’héparinisation des circuits.

La conférence américano-européenne de consensus recommandait en 1994 de standardiser le traitement de SDRA avant d’entreprendre de nouvelles études et, en 1998, l’ECMO disparaît des recommandations.

L’indication de l’ECMO n’était pas discutée en réanimation pédiatrique. Quelques équipes ont continué la pratique de l’ECMO chez l’adulte, en particulier des équipes qui avaient l’expérience chez les enfants.

Parallèlement, le traitement conventionnel du SDRA a évolué avec le développement

de la tomodensitométrie thoracique, le monoxyde d’azote inhalé, la technique de décubitus ventral et surtout le consensus sur l’effet délétère de pressions plateaux élevées.

Toutefois les échecs du traitement conventionnel représentent encore actuellement 30

à 50% des patients [6]. Le principal désavantage imputé à la technique d’assistance extracorporelle est la

nécessité d’une anticoagulation complète du circuit et du patient, potentiellement source d’hémorragie.

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Deux avancées technologiques vont être décisives et vont remettre en selle l’assistance respiratoire extra-corporelle dans le traitement du SDRA chez l’adulte.

Apparaissent, en 1987, les circuits pré-héparinés qui ont définitivement remplacé les

autres systèmes et vont minorer le risque hémorragique. Enfin, les oxygénateurs à membrane continue constitués de fibres creuses en

polyméthylpentène (PMP), mis au point dans les années 2000, vont permettre des assistances de plusieurs jours sans nécessité de changer l’oygènateur [14]. Les échanges gazeux au travers de ces fibres en PMP sont identiques à ceux obtenus au travers des membranes en polyéthylène (membrane «poreuse» à durée de vie maximale de 6 à 12 heures), et 5 fois plus importants que ceux obtenus au travers des membranes en silicone (nécessitant des volumes d’amorçage considérable, de l’ordre de 2 litres).

Ces progrès techniques ont modifié l’approche de la technique extra corporelle et l’ECMO va réapparaître dans les recommandations en 2005, mais avec beaucoup de réserves [5]. Actuellement, le taux de survie chez les patients qui échappent au traitement conventionnel dans cette indication est de 50%. On peut penser qu’il existe une place pour l’ECMO dans la prise en charge de ces malades, et on assiste à un nouvel engouement pour cette technique dans la littérature.

Pour savoir si cette technique peut concurrencer le traitement conventionnel du SDRA en termes de résultats et de coût, les conclusions de l’étude CESAR (Conventional ventilation or ECMO for Severe Respiratory Failure) [15] de l’Hôpital Glenfield de Leicester ont apporté une précieuse contribution. Cette étude, contrôlée, randomisée, avait pour objectif de recruter à travers le Royaume-Uni 180 patients atteints de SDRA et de les orienter soit vers le centre d’ECMO de Leicester ou vers un centre référent pour le traitement conventionnel.

3. LES ECMO CENTER

Dans les années 90 jusqu’à nos jours, de nombreux ECMO Center se sont créés aux USA, en Europe, en Nouvelle Zélande, en Australie, essentiellement tournés vers la réanimation pédiatrique et l’assistance circulatoire.

Ces ECMO Center ont un mode de fonctionnement qui répond à des guidelines fixées

par l’Extracorporeal Life Support Organisation (ELSO). Cette société savante, apparue en 1989, participe à la divulgation des connaissances

nouvelles en matière d’ECMO. Elle met à jour un registre du nombre de patients traités par ECMO [16].

Elle considère par ailleurs que la meilleure indication de l’ECMO chez l’adulte est le

SDRA [16].

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4. TERMINOLOGIE

Les premières techniques d’assistance respiratoire extra-corporelle appelées ECMO utilisent un circuit artério-veineux avec un débit de pompe supérieur à 50% du débit cardiaque associé à une ventilation mécanique conventionnelle avec PEP.

Dans les années 80, l’épuration extra-corporelle de CO2 [12] (ECCO2R) associée à une

ventilation basse fréquence basse pression (LFPPV) utilise un circuit veino-veineux à faible débit. Ce terme en remplacement de celui d’ECMO souligne l’importance de l’élimination du CO2.

Plus tard, Zwischenberger et Bartlet [1] ont proposé le terme : Extra Corporeal Life

Support (ECLS) pour décrire une assistance respiratoire ou cardiaque prolongée mais provisoire de 1 à 30 jours. Actuellement, le terme d’ECLS est utilisé dans le cadre des indications cardio-circulatoires. Il sous-entend à la fois un support circulatoire et un support respiratoire, avec abord veineux et artériel.

Le terme d’ECMO, tant dans la forme veino-veineuse que dans la forme veino-artérielle, reste réservé aux assistances respiratoires [8].

En conclusion, en termes d’assistance extracorporelle, on doit tenir compte de 3 paramètres :

- L’accès vasculaire : veino-veineux, veino-artériel ou artério-veineux, - Le pourcentage de débit sanguin dérivé, - Le mode et paramètres ventilatoires du poumon naturel.

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ECLS / ECMO VEINO-VEINEUSE : PRINCIPE

C’est une circulation extra corporelle avec oxygénateur périphérique assurant un support respiratoire sans nécessité de support hémodynamique associé [8]. Il s’agit d’un circuit de circulation extracorporelle clos ramené aux éléments de base (Figure 1, Annexe p1).

Ainsi, la canule de drainage est insérée par la veine fémorale et son extrémité est

placée à l’abouchement de la veine cave inférieure dans l’oreillette droite. Elle est connectée à une pompe qui envoie le sang vers un oxygénateur permettant les

échanges gazeux, puis dans le patient par une canule de réinjection dont l’extrémité est implantée en veineux, en site fémoral ou jugulaire.

Actuellement, les pompes utilisées sont essentiellement de type centrifuge dont la

caractéristique majeure est la non occlusivité. De ce fait, le débit dépend non seulement de la vitesse de rotation, mais aussi des

pressions d’entrée et de sortie ainsi que de la taille des canules de drainage et de réinjection. A vitesse constante, toute variation du débit doit être interprétée comme une variation de pression en amont ou en aval. Ainsi, une diminution de débit correspond à une diminution du remplissage de la pompe centrifuge (hypovolémie, obstacle sur la ligne veineuse) ou à une augmentation des résistances à l’éjection (augmentation des résistances vasculaires, obstacle sur la ligne de réinjection). Il existe donc une auto régulation facilitant la surveillance.

En veino-veineux, le sens physiologique du flux sanguin est respecté et le sang éjecté

dans l’artère pulmonaire est enrichi en O2. Il semble qu’il y ait un bénéfice en terme d’oxygénation (et en terme de débit généré par la pompe) lorsque la réinjection se fait dans l’oreillette droite.

L’extrémité du drainage doit être le plus loin possible de la réinjection afin d’éviter le

phénomène de circuit en boucle entre les deux canules. L’impact attendu des configurations veino-veineuses sur le plan ventilatoire est

double : amélioration de l’oxygénation en majorant la pression partielle en O2 du sang veineux arrivant dans la circulation pulmonaire et réduction des volo et baro-traumatismes par possibilité de diminuer les paramètres de réglages du respirateur.

L’absence de canulation artérielle élimine le risque d’ischémie en aval de la canule.

De plus, le niveau de débit nécessaire (et de là, la vitesse de la pompe) est moindre, ce qui réduit l’hémo-traumatisme. Il existe une autre configuration (configuration jugulo-jugulaire) en utilisant une canule unique à double courant.

Le relais vers une forme veino-artérielle peut se concevoir en cas de rendement

insuffisant en terme d’oxygénation.

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ECMO : TECHNIQUE AU CHU DE FORT-DE-FRANCE

1. LES CANULES

Les canules d’entrée et de sortie sont implantées en veines fémorales dans le cas clinique no1 (Photo 1, Annexe p 13) et respectivement en veine fémorale et jugulaire comme dans le cas n°2. La mise en place se fait par voie percutanée selon la méthode de Seldinger. De ce fait, l’implantation peut être réalisée au lit du patient sous anesthésie locale. La canule veineuse remonte en dessous de l’oreillette droite, la réinjection jugulaire aboutit dans l’oreillette droite ; le repérage peut se faire par échographie. En fonction de la morphologie du patient, le calibre des canules est de 24 à 30 French.

2. LES POMPES CENTRIFUGES

Les canules sont connectées par un circuit en tuyau PVC pré-hépariné à un corps de pompe de marque MEDOS Delta Stream dans notre service (Photo2, Annexe p 14). Le flux généré par ces pompes centrifuges non occlusives est un flux continu, non pulsatile.

Le débit est proportionnel à la vitesse de rotation du moteur et inversement

proportionnel à la post-charge. Le débit de ces pompes varie également avec la fréquence cardiaque, le volume circulant, les pressions de remplissage et le diamètre des canules. Le débit de la pompe calculé selon des abaques peut être faussé par l’hématocrite et un éventuel flux rétrograde à travers la pompe.

Ces pompes ont, comme autre avantage, un faible volume de priming et une limitation

de l’hémolyse. Enfin, un mode pulsé est possible.

3. LES MEMBRANES D’OXYGENATION

Elles sont constituées de fibres creuses en polyméthylpentène (PMP). Elles sont continues sans pores et permettent un échange gazeux par diffusion moléculaire (Photo3, p 15).

Il n’y a pas d’interface directe entre les gaz et le sang. La durée d’utilisation de ces membranes atteint facilement 10 jours et plus. Elles sont pré-héparinées et autorisent un contrôle des échanges par le débit de pompe et la circulation de gaz frais (balayage gazeux).

Chaque membrane comporte un échangeur thermique qui permet de compenser les

pertes caloriques liées à la circulation de sang dans le circuit extra-corporel. On peut surveiller le bon fonctionnement des membranes par la mise en place d’un

robinet 3 voies à la sortie artérielle, afin de mesurer les gaz du sang toutes les 8 heures. Habituellement la PaO2 est supérieure à 4,5kPa et la PaCO2 inférieure à 1,5 kPa. Le circuit d’ECMO possède un réservoir de cardiotomie utilisé seulement pour

l’amorçage du circuit ; le volume du priming consiste en un mélange d’hydroxyéthyl amidon, de ringer lactate, et de bicarbonate.

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Ces systèmes sont conçus pour être utilisés sur de courtes durées, même si les circuits et oxygénateurs actuels permettent de ne changer ces éléments que tous les 7 à 15 jours.

L’ensemble du circuit est revêtu d’héparine par liaison covalente permettant de

diminuer les doses nécessaires d’anticoagulant. La mobilité du circuit et son faible encombrement sont des avantages essentiels, garants de la rapidité d’installation.

4. MISE EN ROUTE

Les canules en place sont connectées au circuit d’assistance après débullage, le circuit ayant été préalablement amorcé avec le liquide d’amorçage. Le débit est assuré par l’optimisation des paramètres suivants : précharge (niveau de remplissage) et postcharge (degré de vasoconstriction modulé par les catécholamines) du ventricule gauche, taille des canules et vitesse de rotation de la pompe.

A cet effet, nous mesurons trois pressions (Tableau 1 Annexes p 11) : L’une située en amont de la tête de pompe, entre la canule veineuse d’aspiration et la

tête de pompe (P1), cette pression est négative et traduit la «précharge » du circuit. Les deux autres situées en aval de la tête de pompe : l’une située entre la tête de

pompe et l’oxygénateur (P2), l’autre située entre l’oxygénateur et la canule artérielle de réinjection (P3).

Toutes deux sont positives et traduisent les résistances à l’éjection. De plus, le

gradient de pression transmembranaire (perte de charge de l’oxygénateur) peut être mesuré (P2-P3).

Enfin, grâce au tableau ci-joint (Tableau 2 Annexe p 12), dès qu’apparaît une chute de

débit à régime constant, il est extrêmement facile en fonction de la variation des pressions par rapport à l’état de base, d’identifier la source de cette baisse de débit, et donc, d’y répondre de façon étiologique et adaptée.

Sont monitorés également de façon horaire, le régime de la pompe (TPM), sa

température, sa consommation en milliampère, le débit sang de la pompe, la pression artérielle, la SaO2, le débit d’héparine et tous les événements.

De façon journalière, le corps de pompe centrifuge est inspecté par transillumination

de manière à détecter la présence d’éventuels caillots. Il est également ausculté. L’assourdissement du bruit de circulation dans le corps de pompe centrifuge est un signe indirect de présence de thrombus.

Habituellement, les corps de pompe MEDOS Delta Stream ne sont pas changés avant

le 5ème jour d’assistance. Dès la mise en route de l’assistance, une anticoagulation efficace doit être initiée par

voie systémique : bolus de 0.5 mg /kg d’héparine en intraveineux, suivi d’une perfusion continue pour obtenir un temps de céphaline activée, mesurée sur un appareil Hemochron entre 180 et 200 sec.

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CAS CLINIQUES Nous avons analysé rétrospectivement deux dossiers prêtés par le Service des Archives du

CHU de Fort-de-France. Ces cas cliniques illustrent les deux premiers patients présentant un SDRA qui avaient bénéficié de l’ECMO au sein du CHU entre 2005 et 2006. 1-CAS CLINIQUE n° 1

Un homme de 57 ans est hospitalisé aux Urgences pour fièvre à 38°, toux, expectorations purulentes le 06/10. On retrouve à l’examen clinique un foyer de crépitants à la base droite. Dans les antécédents, on retient un éthylisme chronique sévère pour lequel il est traité par Aotal et Nozinan ainsi qu’un état dépressif traité par Anafranil.

A l’interrogatoire, la symptomatologie respiratoire évolue depuis 15 jours et débute

par un syndrome pseudo grippal entraînant une altération de l’état général et de la consommation d’alcool avec apparition de signes récents de sevrage. La radiographie thoracique retrouve des images compatibles avec une pneumopathie bilatérale prédominant à droite.

Un lavage broncho-alvéolaire, effectué le lendemain de son admission, retrouve une prédominance de polynucléaires sans mise en évidence d’agent pathogène à l’examen direct et en culture. Les hémocultures ainsi que les multiples prélèvements à visée infectieuse sont négatifs.

La biologie à l’entrée montre 10570 GB à dominance de neutrophiles, un syndrome

inflammatoire marqué avec CRP à 285 et fibrinogène à 10,4 g/L. L’antibiothérapie associe initialement une Quinolone et une C3G. Un scanner cérébral, réalisé le 11/10 devant une dégradation neurologique avec

confusion et agitation sans signe de focalisation, ne retrouve pas d’anomalie. Le patient est transféré en réanimation le 11/10 soit 5 jours après son admission aux

urgences devant la dégradation de son état respiratoire (Photo4, Annexe p15) et neurologique. En réanimation, l’examen initial retrouve une situation hémodynamique correcte avec

une tachycardie sinusale à 120/min. La température est à 38°5C, le patient est polypnéique avec deshydratation clinique,

une PaO2 à 77 mmHg sous masque à haut débit d’oxygène, l’auscultation retrouve des râles crépitants dans les deux champs pulmonaires.

Sur le plan neurologique, on note une confusion et une somnolence. Les prélèvements

infectieux sont poursuivis: prélèvement bronchique distal protégé, sérologies virales qui resteront négatifs.

A la 48ème heure en réanimation, l’état respiratoire s’aggrave après échec de la VNI,

imposant l’intubation.

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Malgré la ventilation assistée contrôlée (VAC) protectrice avec FiO2 100% et PEP, puis l’essai de la position en décubitus ventral (6 heures par jour pendant 7 jours) et du NO (8ppm), les échanges gazeux se dégradent.

Une échographie cardiaque trans-thoracique met en évidence une fonction

ventriculaire gauche altérée avec fraction d’éjection à 50%, un trouble de la relaxation, un ventricule gauche congestif. Le ventricule droit est dilaté avec un début de septum paradoxal et une insuffisance tricuspidienne avec une PAPS mesurée à 30 mmHg. Cet examen conclut à une défaillance cardiaque globale conséquence d’un excès de remplissage. Après mise sous diurétiques, la situation hémodynamique se stabilise.

A J8, la situation est jugée critique avec un syndrome alvéolaire bilatéral majeur

(Photo5, p 81), une hypoxie sévère. L’amélioration des paramètres respiratoires observés sur les séances de décubitus ventral est minime et peu durable, le NO inhalé sans effet sur l’oxygénation.

La compliance thoracique est très abaissée avec des pressions d’insufflations

dépassant 40mmHg malgré la curarisation. La PEP est à 8 cm H2O, la pression de plateau à 30mmHg, la compliance à 18 cm H2O/ml. Les objectifs de ventilation protectrice sont atteints mais le patient demeure très hypoxique avec un rapport PaO2/FiO2<100.

Le score de Murray est calculé à 3.

L’antibiothérapie empirique est élargie (Tienam*, Amiklin*, Vancocin*) devant l’aggravation de l’état respiratoire, la négativité des prélèvements infectieux et la suspicion de surinfection pulmonaire.

Dans ce contexte, la circulation extra-corporelle pour assistance respiratoire est

implantée le 20/10 au lit du patient par canulation percutanée fémorale et jugulaire interne droite, les canules étant positionnées respectivement dans la veine cave inférieure et l’oreillette droite.

Le débit de pompe d’assistance est réglé à 3.5 l/min, la ventilation est ramenée à

3l /mn, la FiO2 maintenue à 1 et la PEP à 8. Une corticothérapie est introduite à J13, cinq jours après le début de l’ECMO.

Une corticothérapie (Solumédrol : 2mg/kg/j) est instaurée le 25/10 (J16) qui sera

poursuivie pendant 8 jours puis diminuée (4/11) progressivement jusqu’à la sortie du service. L’ECMO sera poursuivie 11 jours, avec décanulation dans le service le 31/10. A

l’arrêt de l’ECMO, le sevrage respiratoire s’avère impossible: rapport PaO2/FiO2 à 140, compliance basse 15cm H2O/ ml en rapport avec des lésions pulmonaires sévères persistantes bien visibles à la tomodensitométrie (Photo 6, Annexe p 17).

Un état d’agitation nécessitera de renforcer la sédation dans le même temps. Le patient est trachéotomisé le 8/11 à J 22 de réanimation, 11 jours après l’arrêt de

l’ECMO. Le patient est décanulé à J 32. Il quitte le service le 23/11, à J 33, pour le service de pneumologie.

En pneumologie, les suites sont simples et la récupération est complète.

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2. CAS CLINIQUE n° 2

Une femme de 33 ans, diabétique, obèse, hypertendue est admise en réanimation post-opératoire de chirurgie cardiaque après un remplacement valvulaire mitral (quadridux).

L’histoire remonte au mois d’octobre 2005, où cette patiente a thrombosé sa valve

mécanique mitrale dans les suites d’une grossesse débutée en juin 2005 et interrompue en septembre par une fausse couche spontanée. Cette grossesse avait motivé un relais des AVK par la calciparine. Le 20/10, la patiente fait un OAP modéré et l’on retrouve à l’échographie un thrombus intraventriculaire gauche avec limitation d’ouverture des ailettes. La patiente est opérée le 31/10 par thoracotomie droite pour éviter de reprendre la voie sternale.

La ventilation est réalisée en partie par voie uni-pulmonaire grâce à une sonde de

Carlens. L’intervention était longue 10h, la CEC a duré 3h05 et le clampage aortique 1h02. La patiente a été transfusée de 2 concentrés globulaires et est transférée en réanimation de chirurgie cardiaque sous dobutamine : 6 µg / kg /mn.

En post-opératoire, les suites sont marquées par une hémodynamique stable permettant

le sevrage des amines. Sur le plan respiratoire, la réexpansion incomplète du poumon droit évolue vers

l’atélectasie complète (Photo7, Annexe p18) associée à un œdème alvéolaire et des atélectasies basales gauches confirmées par le scanner (Photo 8, Annexe p 19).

L’effet shunt explique l’hypoxie, l’échec du sevrage et la nécessité de ré-intuber la

patiente à J2. La patiente est transférée à J3 en réanimation polyvalente (Service du Docteur Medhaoui) dans un tableau de pneumopathie alvéolaire bilatérale à prédominance droite avec hypoxémie majeure (rapport PaO2/FiO2 = 82), normocapnie, ventilation contrôlée avec PEEP 10, FiO2 à 80%.

Elle est fébrile à 38,8°C avec la présence d’un bacille pyocyanique multi-sensible dans

les bronches (ECBT). Les drains thoraciques sont retirés à J3. En réanimation, la sédation est approfondie pour permettre la ventilation en décubitus

latéral puis ventral. Mais les pressions plateau restent élevées à 42mmHg, la FiO2 à 80 %. Les épisodes de désaturation sont fréquents malgré les manœuvres de recrutement.

Le score de Murray est calculé à 3,4.

L’ECMO est branchée le lendemain de son arrivée en réanimation autorisant une

ventilation à basse pression et basse fréquence : Volume Courant 3ml/kg, PEP : 5cm H2O, Pression plateau : 20 cm H2O, Fréquence : 8/min.

Au cours de la période d’ECMO, la patiente est remarquablement stable sur le plan

hémodynamique.

Au cours de la période sous ECMO, deux types de problèmes se poseront :

16

- Un problème hémorragique avec thrombopénie et saignement aux points de ponction entraînant un hématome de cuisse et une nécessité de transfusion.

- Un problème infectieux avec septicémie à Enterobacter Aerogenes et bacille

Pyocyanique traité par fortes doses de Tienam*, Amiklin*, Ciflox*, ainsi qu’une candidurie traitée par Triflucan*.

Après 10 jours d’ECMO, constatant une stagnation sur le plan ventilatoire (photo 9,

Annexe p 20), une corticothérapie (2 mg/kg) est débutée. L’amélioration sera sensible avec reprise d’une ventilation contrôlée à J12 d’ECMO. L’ECMO est stoppée 14 jours après son instauration.

La sédation peut être levée rapidement et on constate un retour à une conscience

normale, avec un examen neurologique normal en dehors de douleurs neuropathiques à type de cruralgie droite (hématome?) traitées par Neurontin*.

Sur le plan respiratoire, le sevrage sera laborieux (photo 10 Annexe p 21), nécessitant

une trachéotomie percutanée le 29/11. En effet, la patiente présente un état septique sévère avec hémocultures positives à Enterobacter aerogenes et syndrome inflammatoire faisant craindre une endocardite. L’endocardite est confirmée par l’ETO du 30/11 qui retrouve des végétations sur la valve opérée.

Devant cet état infectieux, la patiente reçoit une antibiothérapie par Tienam*, Genta*. Un scanner thoraco-abdominal élimine un foyer infectieux profond en particulier

pulmonaire. Progressivement, l’apyrexie est obtenue et le syndrome inflammatoire va régresser ;

l’antibiothérapie Claforan* Gentalline* sera maintenue 6 semaines après la sortie de réanimation.

La patiente peut être décanulée le 15/12. L’évolution de l’endocardite était favorable à 6 mois de recul. 3. RESULTATS

Après branchement de l’assistance respiratoire, le débit des pompes atteint rapidement 3,5 l/mn (objectif de 2/3 du débit cardiaque théorique) dans les deux cas avec des vitesses de pompe de 7000 tours/min en moyenne pour obtenir un SaO2 >90% (Figures 2 et 3 Annexe p 3-3).

La FiO2 est maintenue à 100% initialement avec un balayage permettant une

normocapnie avec un pH à 7,40. Les têtes de pompe sont changées deux fois dans les deux situations, à titre préventif,

bien que théoriquement leur durée de fonctionnement soit de 8 jours. Un protocole de surveillance horaire (Tableau 1, Annexe p 10) est établi par l’équipe

soignante, basé sur la température du moteur, le débit de la pompe, le nombre de tours minute, les différentes pressions sur le circuit, la consommation en milliampères et de façon quotidienne, l’examen des vibrations de la tête de pompe et sa trans-illumination.

17

On note chez les deux patients une remarquable stabilité hémodynamique ne

nécessitant aucun soutien de drogues cardiotoniques ni recours à une décharge du ventricule gauche malgré une défaillance cardiaque initiale (cas n°2).

La surveillance hémodynamique est basée sur des échographies trans-thoraciques

répétées. L’objectif sur le plan hémodynamique est de maintenir une pression artérielle

moyenne comprise entre 75 et 90 mmHg (idéalement 85) pour une bonne perfusion cérébrale. Le niveau des résistances périphériques dans les deux cas autorisait un débit de pompe

suffisant sans avoir à trop augmenter le nombre de tours par minutes, source d’hémolyse et de thrombopénie.

Les poumons sont mis au repos en diminuant les volumes courants, la fréquence du

ventilateur et la PEP sur un mode pression contrôlée avec objectif d’une pression plateau à 20mmHg et un pic inspiratoire à 30mmHg et une FiO2 fortement diminuée (Figures 4 et 5, Annexe p 4-5).

L’analyse des gaz du sang sur les deux périodes d’ECMO sont rapportés sur les Figures 6 et 7 Annexe p 6-7).

L’absence de progrès dans la mécanique ventilatoire, la persistance d’images bilatérales pulmonaires et les échanges gazeux pulmonaires dégradés, conduit à introduire des corticoïdes respectivement aux dixième et cinquième jours, malgré le contexte infectieux sévère dans le cas n° 2. En effet, chez cette patiente sous ECMO, les hémocultures à germes multi-résistants sont toutes positives.

Le sevrage de l’ECMO est obtenu après 11 jours dans le premier cas et 15 jours dans

le deuxième cas, sans que le sevrage du respirateur ne soit possible en raison probablement de l’évolution du SDRA, d’un état d’agitation dans le cas n° 1et d’un état infectieux sévère dans le cas n°2.

Dans les deux cas, le sevrage de l’ECMO est précipité en raison d’un contexte

infectieux non contrôlable, possiblement lié au dispositif d’assistance; l’ablation des canules éliminera cette hypothèse.

On constate, dans l’évolution sur les 7 jours suivant l’ECMO, une nette amélioration

des rapports PaO2/FiO2 dans les deux cas, particulièrement dans le cas n°2 (Figures 8 et 9 Annexe p 8-9).

18

4. DISCUSSION 4.1 CRITERES DU TRAITEMENT PAR ECMO

Nous sommes en face de deux cas de SDRA d’origine différente : un médical d’origine respiratoire, l’autre après chirurgie cardiaque et CEC; mais dans les deux cas, les patients ne présentaient qu’une défaillance respiratoire initialement.

Compte tenu de l’expérience encore récente en matière d’ECMO, le fait de proposer

cette technique à des patients jeunes présentant uniquement une défaillance pulmonaire plaçait l’équipe dans les meilleures conditions pour réussir dans cette entreprise.

La décision de recourir à l’assistance respiratoire extra-corporelle pour traiter le SDRA

du premier patient a été motivée par le fait d’être au bout des ressources en termes de ventilation, de manœuvre de retournement et de vasodilatateurs avec le sentiment d’impuissance de l’équipe médicale de réanimation polyvalente, les jours passant et devant l’absence d’amélioration de l’hypoxémie.

La décision pour la deuxième patiente a été plus rapide. La patiente transférée des soins intensifs de chirurgie cardiaque a bénéficié du succès de la première expérience d’ECMO. Elle a été mise sous assistance le lendemain de son transfert en réanimation polyvalente.

Comme on peut le voir dans les gazométries avant ECMO, dans les deux cas, l’hypoxémie est difficilement maîtrisée au prix d’une hypercapnie très tolérable mais des compliances pulmonaires effondrées dans les deux cas.

La littérature est riche de données concernant les critères incitant à proposer l’assistance extra-corporelle pour lutter contre l’hypoxémie du SDRA.

Ces critères d’inclusion varient selon les centres. Classiquement, ils regroupent des

critères d’oxygénation qui peuvent être: -le rapport PaO2/FiO2 <100 à FiO2 = 1, -une D (A-a)O2 >600mm Hg [6], - une fraction du shunt pulmonaire >30%.

On retrouve également des critères de compliance thoracique, de PEP. Le LIS [3] ou

score de Murray associe un score radiologique. Pour d’autres, la contre-indication liée à l’âge, initialement fixée à 50 ans, a été repoussée à 70 ans. La durée de ventilation pré-ECMO a été reportée de 7 à 10 jours et le sepsis sévère n’est plus une contre indication [6]. Nous rappellerons ici les autres contre-indications [15] :

- Contre-indication à l’anti-coagulation, - Lésions irréversibles du système nerveux central, - Insuffisance respiratoire chronique sévère, - Pronostic à court terme défavorable lié à la maladie sous-jacente (par exemple cancer stade terminal),

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- Immuno-suppression, -Défaillance multi-viscérale, -Défaillance ventriculaire gauche.

La contre-indication liée à des problèmes de coagulation est souvent à reconsidérer avec l’utilisation des membranes et des circuits pré-héparinés. 4.2 MISE EN PLACE DE L’ECMO ET ORGANISATION

Le matériel de mini-CEC MEDOS (console, pompe, réchauffeur) a été acquis en début d’année 2005 par l’équipe de chirurgie cardiaque et permet également de réaliser des assistances circulatoires et respiratoires. Le service de réanimation n’avait aucune expérience de l’assistance extra-corporelle respiratoire et a donc fait appel à l’équipe de chirurgie cardiaque pour la mise en place de la technique d’ECMO.

Les chirurgiens ont posé les canules au lit des malades. L’équipe des perfusionnistes de CEC montent le circuit et restent disponibles 24 h sur 24 pour les changements de tête de pompe et les divers incidents. Les anesthésistes, les réanimateurs et les chirurgiens ont tous supervisé le bon fonctionnement du système en affinant les réglages de la pompe et du ventilateur. Les infirmières de réanimation surveillent selon des protocoles rédigés la bonne marche de l’ECMO et assureront le succès final de ces deux assistances.

4.3 SURVEILLANCE DE L’ECMO

4.3.1 Surveillance hémodynamique La surveillance des deux assistances a nécessité : Une pression artérielle sanglante (PAS) seule méthode disponible en cas d’incompétence de la pompe et adaptée au flux linéaire. Elle autorise les prélèvements sanguins indispensables et la surveillance des pressions de remplissage. Aucune sonde de Swan-Ganz n’a été employée en raison de la disponibilité de l’échographie et des multiples abords veineux déjà en place.

La surveillance échocardiographique transthoracique permettait de vérifier le bon positionnement des canules. Par les images des cavités droites, l’on pouvait partiellement contrôler la volémie et une éventuelle insuffisance de drainage veineux.

Il fallait également rechercher une distension des cavités gauches plus fréquentes dans les assistances circulatoires. Enfin, l’échocardiographie permettait de rechercher la présence d’un épanchement péricardique et d’un thrombus intra-cavitaire.

En l’absence de cathéter à SvO2 continu, ce paramètre ainsi que les lactates ont été mesurés de façon itérative sur des prélèvements de cathéter central.

4.3.2 Oxygénation

L’objectif de l’ECMO est de permettre une ventilation protectrice et d’assurer l’oxygénation et la décarboxylation du sang des patients ; cet objectif a été parfaitement atteint dans les deux cas.

20

Les objectifs ventilatoires sont :

- FiO2<100, - Volume courant : 5 à 6 ml/kg, - PEP : 5 à 8 cm H2O, -Pression de plateau <30 cm H2O.

La surveillance s’effectue avec les gaz du sang, la SpO2, la SvO2 et l’étude de la compliance en utilisant la formule : Vt/PIP-PEP (ml/cmH2O).

La surveillance de la recirculation du circuit d’assistance est basée sur la PvO2 qui doit être dans les limites de la normale et < de 10% de la PaO2 [17].

4.3.3 Le rein La rétention hydrosodée est fréquente pour plusieurs raisons. Il existe tout d’abord une dilution qui entraîne une diminution de la pression oncotique. Le flux de l’assistance est non pulsatile et la cascade inflammatoire provoque une dysfonction endocrine (SIADH) et endothéliale. Enfin, peut se rajouter une tubulopathie par bas débit.

Le traitement [18] repose sur : -les diurétiques et la compensation de la diurèse, -l’augmentation du débit d’ECMO, -l’hémofiltration.

Dans les deux cas présentés, il n’y a pas eu de recours à l’hémofiltration malgré le

débit linéaire imposé ; le traitement diurétique a suffi.

4.3.4 Plaquettes et coagulation

Dès lors que l’on utilise un circuit extra corporel quel qu’il soit [13] : hémofiltration, CEC de chirurgie cardiaque…, surviennent des problèmes de thrombopénie, d’hémorragie, de coagulation des circuits, de consommation de fibrinogène, d’activation du facteur XII et du complément…

Ce problème se pose beaucoup moins avec les circuits surfacés en héparine qui ont

une bonne tolérance prolongée. La mise en place de toute assistance nécessite une anticoagulation par héparine en

continu surveillée par des tests d’anticoagulation globale sur plaques (ACT-LR, Hemochron*). Un temps de coagulation activé maintenu aux environs de 180s sur un appareil Hémochron disponible au lit du malade a permis d’assurer cette surveillance.

Se pose également le problème de changer préventivement les têtes de pompe.

Aucune donnée précise n’a été retrouvée à ce sujet. Arbitrairement, un délai court de 5 jours a été fixé.

Le changement est effectué par les perfusionnistes en collaboration avec un médecin.

21

Le changement d’oxygénateur pourrait être réalisé après observation d’une baisse de plus de 15 % de la PaO2 à la sortie de l’oxygénateur.

4.3.5 Surveillance infectieuse

Elle est basée sur la clinique avec recherche quotidienne de signes d’appel infectieux généraux, et le contrôle des points de ponction.

Sur le plan biologique, on répétera les hémocultures, la mesure de la C Reactive

Protein, et de la Procalcitonine.

On reconnaît à l’ECMO un rôle favorisant le risque infectieux, d’autant plus que l’assistance est longue et l’objet de manipulations. Le risque devient majeur en cas de thorax ouvert [19]. 4.4 COMPLICATIONS LIEES A L’ECMO

Les complications de l’assistance peuvent être classées en deux types: les complications mécaniques et les complications liées au patient [1].

Dans le premier groupe, on retrouve les défaillances d’oxygénateur, la thrombose du circuit, les ruptures de tuyaux ou de circuits, les dysfonctionnements de pompe ou d’échangeur thermique, et les problèmes liés aux canules (déplacement, retrait) avec le risque d’embolie gazeuse.

Les problèmes liés au patient quant à eux sont dominés par le risque hémorragique qui

peut entraîner de graves complications: hémothorax, tamponnade, saignement diffus.

Puis viennent : - les complications neurologiques, - les complications surajoutées (rénales, cardiovasculaires, hépatiques), - l’infection : les patients sous ECMO ont un risque accru d’infection nosocomiale

comme nous l’avons dit précédemment, mais ce risque est identique pour tous les patients subissant des procédures majeures,

- les désordres métaboliques, - les complications liées à la maladie causale.

Chez la deuxième patiente, on a été confrontés patiente à un problème de thrombopénie d’origine multifactorielle : saignement, circuit d’assistance, probable syndrome d’activation macrophagique (SAM), et à la formation d’un hématome au point de ponction fémoral ayant nécessité une transfusion de 8 CGR. Cet hématome sera responsable de cruralgie invalidante à la sortie de l’ECMO. Il sera ponctionné ultérieurement par le chirurgien.

De plus, chez la même patiente il a été retrouvé une endocardite sur sa prothèse

mécanique avec hémocultures positives sous traitement antibiotique adapté.

Se pose la question de l’origine de cette contamination :

22

- canules d’assistance ? - cathéter central ? - infection pulmonaire ? - contamination per-opératoire ?

Il s’agit d’une endocardite du cœur gauche, et les contaminations par matériel sont plutôt responsables d’endocardite du cœur droit. Cette endocardite conduira à l’arrêt précipité de l’assistance, au retrait des canules d’assistance et à leur mise en culture bactériologique (résultats négatifs). 4.5 CORTICOIDES

A partir de 7 jours après le début du SDRA, beaucoup de patients présentent une nouvelle phase de leur maladie [20] avec évolution vers la fibrose pulmonaire liée à la synthèse de collagène par les cellules non alvéolaires (fibroblastes) et accumulation de fibronectine. Il a été démontré que les corticoïdes peuvent inhiber ce phénomène de fibrose et s’opposer aux nombreuses cytokines inflammatoires.

Une seule étude randomisée prospective, en double aveugle contre placebo conduite

par Méduri et collaborateurs sur un petit nombre de cas durant la période 1994-1996 a montré un bénéfice en termes de mortalité. Dans cette étude [20], on constate une amélioration du rapport PaO2/FiO2, du lung injury score (LIS) et du taux d’extubation.

Depuis, une étude multicentrique randomisée, menée par l’ARDS Clinical Trial Network sur une période de 6 ans et publiée en 2006 dans le New England Journal of Medecine(NEJM) a porté sur le traitement corticoïde chez 180 patients présentant un SDRA [21].

Ce travail n’a pas montré de bénéfices en termes de survie à 60 et 180 jours lorsque les

corticoïdes sont administrés après une semaine d’évolution du SDRA. On note, néanmoins comme le souligne Peter M Suter [22], une amélioration dans le

groupe corticoïde en termes de jours sans ventilation à 28 jours, d’oxygénation artérielle, de compliance respiratoire et de moindre incidence de pneumopathie et de choc septique.

La survie chez ces patients traités entre le septième et le treizième jour augmente de

25%, sans atteindre le seuil de significativité. Par contre, la mortalité augmente significativement chez les patients dont le traitement

est débuté après deux semaines et au delà de l’évolution du SDRA. Une corticothérapie a été instaurée dans nos deux cas, avec des délais différents, (J7

et J16) devant l’absence de progrès en terme d’oxygénation.

Nous ne saurions affirmer si le bénéfice a été réel ou pas. Il n’a pas été noté d’effets délétères de cette corticothérapie, malgré un contexte infectieux sévère dans les deux cas présentés. En pratique, la corticothérapie ne sera plus prescrite pour les cas suivants.

23

4.6 SEVRAGE DE L’ECMO Le principe général de la ventilation à bas régime de pression et de volume pendant l’ECMO est le maintien d’une ventilation la moins invasive possible en terme de pression, volume et FiO2, optimisée en permanence pour des objectifs gazométriques donnés (PaO2, PaCO2, lactacidémie, SvO2), adaptés à la reprise d’une autonomie ventilatoire progressive.

Lors du sevrage de l’ECMO, l’on a procédé par étapes :

- Diminution initiale du débit de pompe entraînant une baisse de SvO2 en limitant le débit à 3l/mn,

- Diminution secondaire de la FiO2 (baisse de PaO2) et du balayage de l’oxygénateur

équivalent de la ventilation minute d’un ventilateur (baisse de la PaCO2),

- Baisse du débit jusqu’au minimum de 2l/mn avant sevrage définitif (délais maximum de 24h, en maintenant l’ACT-LR au-delà de 200 secondes et TCA à 2 fois le témoin).

En même temps, les paramètres du ventilateur sont modifiés avec augmentation du volume courant et de la fréquence adaptée à la compliance du poumon du patient, aux résultats des gazométries et conformes aux objectifs habituels de ventilation. Si possible, la respiration spontanée est reprise précocement.

Dans les deux cas présentés, le sevrage de l’ECMO correspond à la possibilité de reprendre une ventilation mécanique avec des paramètres acceptables en terme d’oxygénation, de décarboxylation et de pressions de ventilation. Le débit de pompe et le balayage des gaz pourront alors être diminués. Mais les choses ne seront pas simples.

Dans le premier cas, l’ECMO permet de gagner du temps pour attendre la guérison de la maladie pulmonaire. A l’arrêt de l’assistance, les progrès de la mécanique ventilatoire du patient ne sont pas très sensibles. De plus, le patient reste très agité nécessitant une sédation lourde.

Dans le deuxième cas, les canules d’assistance sont susceptibles d’être colonisées et la patiente présente un tableau d’endocardite à Enterobacter Aerogenes sur sa nouvelle prothèse. Malgré l’absence de progrès sur le plan respiratoire, il faut arrêter.

Des manœuvres itératives de recrutement, améliorant le rapport PaO2/FiO2 permettent

d’accélérer le sevrage de l’ECMO et la reprise d’une ventilation mécanique efficace.

Après sevrage de l’ECMO, les patients restent sous ventilation mécanique jusqu’à ce que les paramètres respiratoires et cliniques permettent de débuter un sevrage du respirateur. Dans les deux cas nous avons eu recours à une trachéotomie devant l’échec du sevrage et l’impossibilité d’extuber le patient.

4.7 LE COUT DE L’ECMO

Les indications peuvent-elles être restreintes à cause du coût ?

24

Une seule donnée chiffrée a pu être retrouvé. En 2004, le Comité d’Evaluation et de Diffusion des Innovations Technologiques de l’Assistance Publique des Hôpitaux de Paris (CEDIT APHP) chiffrait l’acquisition d’un équipement entre 22 k euro et 60 k euro TTC (22000-60000 euros), la maintenance à 1800 à 6000 euros TTC par an et le matériel à usage unique entre 1600 et 3000 euros TTC [23].

A Fort-de-France, la pompe de mini-CEC MEDOS DELTA STREAM, polyvalente également pour le mode assistance circulatoire et respiratoire a été prêtée au CHU, sous condition de consommer les circuits de la marque. Les kits d’assistance sont facturés 950 euros.

Il n’a pas été retrouvé d’évaluation en terme de coût en personnel soignant. Ces malades nécessitent une prise en charge spécialisée en soins infirmiers avec une présence constante pour la surveillance de l’ECMO [24]. Le coût de la formation des personnels doit être prise en compte également.

L’étude CESAR (Conventionnal Ventilation or ECMO for Severe Adult Respiratory

Failure) initiée depuis 2003 et débutée en 2005 a contribué à mieux connaître les conséquences économiques de l’ECMO. Pour déterminer l'efficacité, le rapport coût-efficacité de l'aide ventilatoire conventionnelle versus oxygénation par membrane extracorporelle (ECMO) pour adultes atteints de syndrome de détresse respiratoire grave et évaluer le coût effectif lié à l’ECMO, un étude multicentrique, randomisée et contrôlée à double aveugle a été menée au Royaume-Uni [25] dans le centre d’ECMO du Glenfield Hospital, à Leicester et dans les centres agréés de traitement conventionnel et hôpitaux de référence à travers le pays. Un total de 180 patients (90 dans chaque bras de l’étude) âgés de 18-65 ans souffrant d’insuffisance respiratoire grave, mais potentiellement réversible, définie comme un Score de Murray >/= 3,0, ou hypercapnie non compensée avec un pH <7,20, malgré un traitement conventionnel optimal ont été inclus à partir de 68 centres. Le critère d'évaluation principal était la mort ou handicap à 6 mois. Les résultats secondaires incluaient une série d'indices hôpital: durée de la ventilation, l'utilisation de hautes fréquences/ oscillation / jet ventilation, l'utilisation du monoxyde d’azote, décubitus ventral, l'utilisation de stéroïdes, la durée du séjour en unité de soins intensifs, et la durée du séjour à l'hôpital - et (uniquement pour les patients traités par ECMO) le mode (veino / veino-artériel), la durée de l'ECMO, le débit sanguin et le débit de balayage. Il ressortait de cette étude que le coût du traitement par ECMO était plus élevé par rapport au traitement conventionnel environ 73 979£ contre 33 435£ pour le système de santé, les services sociaux, pour les patients et leurs proches. Toutefois, l’ECMO augmentait de façon significative la survie sans handicap grave en comparaison avec le Traitement conventionnel du SDRA. Et de ce fait, l’étude concluait que l'utilisation de l'ECMO semblait être plus rentable en comparaison avec d'autres technologies actuellement en concurrence pour les ressources de santé [26].

L’ECMO s’avérant plus efficace dans le traitement du SDRA, les auteurs, ne disposant que d’un seul centre d’ECMO, ont analysé quel pourrait être le meilleur rapport coût efficacité en terme de transport, de capacité des unités de soins intensifs et des unités d’ECMO, pour prédire la meilleure configuration possible des unités d’ECMO [26,15].

K. Lewandowski, avait auparavant en 2000, estimé que la dépense en terme d’argent,

de temps et d’énergie du personnel dans le traitement de patient sous ECMO valait la peine car la majorité des survivants récupéraient totalement sur le plan général et respiratoire et recouvraient également complètement leur qualité de vie 6 mois à 1 an après la phase aiguë de la maladie. Enfin, la plupart retrouvaient leur vie sociale et professionnelle [1].

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ECMO : INDICATIONS CHEZ L’ADULTE 1. GENERALITES

En 2005, la Recommandation d’experts de la Société de Réanimation de Langue Française (SRLF) énonçait : les techniques d’échanges gazeux par CEC (ECMO ou ECCO2R) peuvent être utiles en cas d’échec de la ventilation mécanique conventionnelle. En raison de leur coût et de leur caractère invasif, elles doivent être réservées aux protocoles de recherches cliniques ou dans les cas exceptionnels d’hypoxémie réfractaire à toutes les autres thérapeutiques (accord faible). En 2000, F.Bellenfant et F. Brunet retenaient comme indication de l’ECMO : - L’hypoxémie sévère (PaO2/FiO2<60) malgré PEP, décubitus ventral, NO et almitrine, - La ventilation à haut risque de barotraumatisme avec augmentation progressive du régime de pression et/ou de volume [27].

Par ailleurs, l’élément majeur du pronostic du SDRA est l’influence des défaillances d’organes multiples d’origine septique qu’elles soient présentes à la prise en charge ou apparues en cours de traitement [2]

Certaines équipes, utilisant l’ECMO, ont associé le système MARS dans les défaillances hépatiques avec de bons résultats dans ces défaillances polyviscérales [28].

L’ECMO autorise également le décubitus ventral [29].

Enfin, les équipes expérimentées organisent le transport des patients sous assistance circulatoire pour les rapprocher des ECMO Center sans complications majeures, même sur de longues distances [30].

La mortalité des patients présentant un SDRA et traités de façon conventionnelle peut

aujourd’hui descendre à 20% et, chez ces patients, les équipes pratiquant l’ECMO obtenaient 60% de survie [20]. Le contexte évolue donc.

L’arrivée sur le marché d’une nouvelle génération d’oxygénateur à membrane en PMP, assurant un faible volume d’amorçage et une utilisation de longue durée, avec des pompes centrifuges offrant une plus grande sécurité, utilisable en assistance cardiaque et/ou respiratoire, permet d’envisager, à nouveau, l’ECMO comme thérapeutique de recours dans les SDRA échappant au traitement conventionnel.

Faut-il pour autant présenter l’ECMO comme une alternative au traitement conventionnel et élargir ainsi ses indications ? 2. L’EXPERIENCE DU CHU DE FORT-DE-FRANCE

Le succès de deux premières assistances respiratoires veino-veineuses a permis de démystifier la gestion de l’ECMO et l’équipe a commencé à maîtriser techniquement la machine. Ces assistances ont été réalisées chez des patients jeunes présentant une défaillance respiratoire majeure que les techniques de réanimation conventionnelle n’arrivaient pas à maîtriser. Une organisation intra-hospitalière a été mise en place avec la collaboration active

26

entre l’équipe de chirurgie cardiaque, opérationnelle en urgence et l’équipe de réanimation polyvalente.

Ainsi, entre 2005 et 2010, 17 patients en SDRA ont été traités par assistance respiratoire extra-corporelle en Réanimation Polyvalente (les assistances circulatoires et respiratoires du service de Chirurgie Cardio-vasculaire et Thoracique du CHU n’ont pas été inclus dans cet effectif).

La principale étiologie est dominée par les affections pulmonaires : 5 cas de

pneumonies communautaires graves, un cas de pneumopathie d’inhalation, 2 cas de pneumopathies aigues virales, 2 syndromes thoraciques (chez patients drépanocytaires), 2 cas d’infections urinaires puerpérales, une bactériémie, un DRESS syndrome (Drug Reaction with Eosinophilia and Systemic Symptoms), une endocardite sur prothèse mitrale, une leptospirose, un cas de Crush syndrome (c’est le 1er patient à avoir bénéficié d’un transport par hélicoptère sous ECMO pour SDRA en Janvier 2010 à l’occasion du séisme haïtien) et un cas de IDM massif. Une mortalité de 41% (7 patients sur 17) a été enregistrée soit une survie dans 59% des cas. Les causes de décès étaient : dans deux cas, l’hémorragie cérébrale, dans 4 cas une défaillance multiviscérale tardive (sepsis), un décès per-opératoire sur défaillance cardiaque droite et une seule fois, la mort sera causée par une hypoxémie réfractaire (données non publiées du CHU de Fort-de-France). 3. REVUE DE LA LITTERATURE

Dans la littérature, on retrouve de nombreux cas cliniques de traitement du SDRA par l’ECMO, sans aucune étude randomisée, prospective. Des cas cliniques plus ou moins récents peuvent être rapportés : - L’expérience du CHU de Nice sur la période 1989/1996 avec 12 cas traités dans le service de chirurgie cardiaque [13]. - 14 cas de pneumopathie varicelleuse traités au Glenfield Hospital de Leicester avec 57% de succès entre 1992-1997 au Royaume-Uni [31]: - 2004 : 2 cas d’embolie pulmonaire traités par ECMO au Japon [32]. - 2005 Leuven, Belgique : Une pneumonie sévère chez un patient SIDA non diagnostiqué au préalable et traitée avec succès par ECMO et thérapeutique anti-rétrovirale [33]. - 2005 Hull, Royaume-Uni: Un cas de Leptospirose sévère présentant une hémorragie pulmonaire sévère [34]. - 2005 : 28 cas de poumons post traumatiques traités sur 8 ans au Glenfield Hospital de Leicester rejoignent l’expérience de l’équipe de Ann Arbor du Michigan qui avait publié 30 cas sur la période 1989 à 1997 [35,36]. - 2005 : 15 cas de myocardites fulminantes traitées à Taïwan autorisent les auteurs à considérer l’ECMO comme le support hémodynamique de première ligne comparés aux données de la littérature sur l’assistance bi-ventriculaire, lorsque le ballon de contre pulsion ne suffit plus [37]. - 2005 : 2 cas d’intoxication par fumée d’incendie publiés aux USA [38]. - Plus près, en France à Vannes dans le Morbihan en 2005, D. Rosenbaum et collaborateurs ont traité avec succès deux cas de SDRA chez des patients jeunes dans le service de réanimation de cet hôpital périphérique [39]. - 2006 : Un patient traité par ECMO en péri opératoire d’une chirurgie d’empyème au Japon [40]. - 2006 : 2 cas de SDRA compliquant une chirurgie de l’obésité à New York [41].

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ECMO DANS LE MONDE

En 1999, un groupe européen d’étude sur la survie des patients traités par l’ECMO retrouvait un collectif de 850 patients dont le taux de survie dépassait 50% [1].

Un article paru dans le journal de l’American Society of Internal Organ (ASIO) recensait en 2004 environ 10000 patients adultes traités par ECMO. Sa source était le rapport annuel du registre de l’Extracorporeal Life Support (ELSO). Le nombre d’adultes traité par oxygénation extra corporelle dans le cas d’un SDRA est de moins de 100 cas par an avec un taux de survie évalué à 53%, qui correspond un peu à nos trouvailles sur le terrain, ce dernier chiffre restant stable sur les 5 dernières années [16].

On peut citer encore quelques grandes séries descriptives :

- Une série américaine de l’université du Michigan, où 405 patients ont été traités par ECMO sur la période 1989- 2003. Dans cette série, 255 patients présentaient un SDRA sévère, 65% ont été sevrés de l’ECMO, 52% des patients sevrés ont survécu avec une récupération pulmonaire totale [6]. - Une autre série de 93 patients traités en Allemagne à Aachen affichait 70% de survie en 2004 [42]. - Une série plus ancienne de l’hôpital de Glenfield de Leicester, avec 50 patients traités par ECMO pour SDRA sur la période 1989-1995, constatait 66% de survie [43]. Dans l’étude CESAR avec la même équipe, la survie était de 63,3% (57/90) dans le groupe ECMO contre 47,1% (41/87) dans le bras Traitement Conventionnel [26]. -Dans leur série, l’équipe de Lyon avec 31 patients traités par ECMO entre 2004 et 2007 dont 8 pour SDRA (11 pour état de choc et 12 en post-opératoire de Chirurgie cardiaque), une mortalité de 57% était observée [44].

Dans le monde, l’ECMO dans le traitement du SDRA chez l’adulte est une technique d’actualité avec un nouvel essor lié aux progrès récents réalisés en matière de circulation extracorporelle. Certaines équipes ont expérimenté avec succès le transport des patients par hélicoptère sous ECMO en créant des véritables équipes d’ECMO mobiles [45] et à terme c’est un des projets du CHU de Fort-de-France.

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CONCLUSION

Le SDRA de l’adulte reste une pathologie grave greffée d’une importante mortalité

malgré les progrès thérapeutiques. L’ECMO disponible depuis quelques années dans l’arsenal thérapeutique a amélioré le pronostic des patients présentant un SDRA.

L’étude CESAR dont les résultats étaient tant attendus a légitimé la place de cette thérapeutique : bien que plus onéreuse, ce traitement a supplanté les méthodes de traitement conventionnel en améliorant de façon notable la survie sans handicap grâce à l’amélioration des échanges gazeux par circuit extracorporel. Elle apparaît de ce fait comme une technique indispensable, lorsque le traitement conventionnel ne suffit plus. Sa place précise dans l’algorithme semble devoir être de plus en plus précoce dans l’histoire naturelle du SDRA.

Le CHU de Fort de France dispose de l’ECMO pour le traitement des patients. Le service de Chirurgie Cardiaque du CHU de Fort-de-France, seul centre de référence dans les Petites Antilles, est engagé dans une démarche vers la mini-CEC au bloc opératoire et la mise en place d’une équipe d’ECMO mobile pour l’héliportage des patients présentant un SDRA en provenance de la Guyane et des îles des Petites Antilles. La polyvalence du matériel acquis depuis 2005 permet de faire de l’assistance vitale respiratoire ou circulatoire de courte durée (jusqu’à 3 semaines). La collaboration active entre réanimateurs, anesthésistes de chirurgie cardiaque, chirurgiens cardiaques, perfusionnistes, IDE de réanimation et IBODE de chirurgie cardiaque est de plus en plus améliorée et la gestion pluridisciplinaire de l’ECMO semble encourageante.

Les applications potentielles au sein de l’établissement sont nombreuses :

- en réanimation polyvalente : SDRA, myocardites virales et médicamenteuses,

infarctus massifs, - en chirurgie cardiaque s’ajoutent aux SDRA post-opératoires, les défaillances

myocardiques aiguës post-CEC,

- aux Urgences SAMU pour le transport des patients en détresse.

L’objectif est de pouvoir mettre à disposition l’ECMO auprès des différentes équipes sur le site de l’hôpital, en les familiarisant avec la technique par des formations ainsi que par une meilleure connaissance des indications.

REMERCIEMENTS

A Mrs. les Professeurs Charles-Marc Samama, Francis Bonnet, Bernard Lenoir, Jean-Marie Rousseau, Georges Mion, Yves Ozier et Yves Nivoche. Vous m’avez fait l’honneur d’un soutien sans faille tout au long de mon cursus de DES d’Anesthésie-Réanimation. Recevez l’expression de mon profond respect A tous ceux qui m’ont formé dans cette spécialité, veuillez trouver dans ce travail l’expression de ma sincère reconnaissance A Mr le Dr Gérard Cavallo, merci de m’avoir accueillie au CHU de Fort-de-France et de m’avoir accordé votre confiance

A Mr le Dr Jean-Luc Lemaitre merci pour ta disponibilité, tes précieux conseils, l’encadrement, et pour m’avoir guidée au cours de la réalisation de ce travail

A l’équipe médicale et paramédicale ( perfusionnistes et IDE de réanimation polyvalente) du CHU de Fort-de-France. Merci pour votre précieuse aide: vous avez été les pionniers et c’est votre travail minutieux d’archivage qui m’auront aidée pour ces cas cliniques

- A Daniel, merci pour tout ce que tu m’as apporté.

- A mes parents et mes amis.

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