CIRCUITS de CEC - Reanesth
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D.I.U. CEC « en Chirurgie cardiaque et en suppléances d’organes » CIRCUITS de C.E.C. : VARIABILITÉ TYPES Richard SIGONNEY C.H.U. de BORDEAUX Mercredi 9 décembre 2015 VARIABILITÉ/INVARIABILITÉ Variable: caractère de ce qui est variable Invariabilité: caractère de ce qui est invariable => La mécanique des fluides Étude de la mécanique des fluides Archimède (287-212 av. J.-C.) Étude des fluides Leonardo da Vinci (1452-1519). Descriptions de tourbillons, d’écoulements Problèmes classiques de la mécanique des fluides Fluide: formé d'un grand nombre de particules se déplaçant les unes par rapport aux autres. → déformable, sans rigidité et peut s'écouler. → viscosité => résistance Problème: application des principes et théorèmes généraux de mécanique: → principe de la conservation de la masse. → principe fondamental de la dynamique. → principe de la conservation de l'énergie. Expérience de Poiseuille LOI DE POISEUILLE Q = π R4 ∆p 8µl Le débit est : * inversement proportionnel à la longueur du tube (l) et au coefficient de viscosité du liquide (µ) * proportionnel à la quatrième puissance du rayon (R) et à la différence de pression entre les extrémités (∆p) Expérience de Poiseuille Expérience de Poiseuille Perte de Charge dans une tuyauterie linéaire ∆P = f • V2/2g • L/d f: facteur de frottement V: vitesse linéaire moyenne du liquide g: accélération de la pesanteur L: longueur du tube d: diamètre du tube GRADIENT DE PRESSION ∆ - La pression d'un liquide: → ↓ tout au long d'une canalisation dans laquelle il s'écoule, même si elle est horizontale et de section uniforme, → ↓ après le passage à travers un coude, un rétrécissement. ∆ - Un fluide en mouvement: subit des pertes d'énergie dues aux frottements sur les parois de la canalisation (pertes de charge systématiques) ou sur les "accidents" de parcours (pertes de charge singulières). FORCE MOTRICE Différence de hauteur statique entre le patient et l’entrée dans le réservoir de la C.EC. (Relation de BERNOUILLI) DONC Le gradient de pression sur le circuit veineux est représentée par l’association de la canule, de la ligne et du réservoir. Expériences de Reynolds Type de régime Représenté par le nombre de REYNOLDS: rapport entre les forces d'inertie et les forces visqueuses Re = ρvd/η η : viscosité dynamique du fluide Si Re < 2000 le régime est laminaire Si 2000 < Re < 3000 le régime est intermédiaire Si Re > 3000 le régime est turbulent VISCOSITÉ Interaction entre les molécules du fluide et des forces d'interaction entre les molécules de fluide et celles de la paroi, Contrainte de cisaillement ou shear stress: F par unité de surface dF/ds Mouvement du fluide: résultant du glissement des couches de les unes sur les autres. Gradient de vitesse appelé taux de cisaillement dV/dx => VISCOSITÉ: η=(dF/ds)/(dV/dx) Notion de résistance à l’écoulement: Taux de cisaillement τ = r∆P / 4l τ : force de cisaillement r : rayon interne du conduit l : longueur du conduit ∆P : perte de charge du conduit Diminution du rayon => apparition d’ un gradient de vitesse en fonction du rayon Gradient de vitesse en fonction du rayon V = 100 cm/sec V = 200 cm/sec ∆p = 3.8 mmHg ∆p = 15 mmHg V = 100 cm/sec ∆p = 3.8 mmHg CIRCUITS de C.E.C. VARIABILITÉ ? ASSEMBLAGE ? « LES PRÉCURSEURS » Concept d ’oxygénation artificielle 1882 : VON SCHROEDER Oxygénateur à bulles sang artérialisé par bullage en introduisant gaz dans le réservoir veineux 1885 : VON FREY & GRUBER Oxygénateur à film rotatif par contact au niveau d ’un mince film de sang se formant sur des cylindres rotatifs tournant dans un réservoir veineux préfigurant les oxygénateurs à plaques « Cœur-Poumons » Von Frey & Gruber 1885 Circuit de CEC 9 1 11 8 2 Cardioplégie 7 10 3 5 6 4 1 - Canules veineuses 2 - Ligne veineuse 3 - Réservoir veineux 4 - Pompe artérielle 5 - Échangeur thermique 4 6 - Oxygénateur 7 - Fil tre artériel 8 - Ligne artériell e 9 - Canule aortique 10 - Cardioplégie 11 - As pirati on RÉSISTANCES Pression artérielle moyenne Index Cardiaque R = Pam/IC COURBE DE RETOUR VEINEUX CANULES CANULATION VEINEUSE CHOIX DE LA CANULE VEINEUSE - TAILLE: adaptée aux besoins - POSITIONNEMENT: pas d’obstruction du drainage veineux, peut entraîner trois problèmes principaux: → baisse du retour à la C.E.C. → réduction du débit → augmentation de la pression veineuse centrale LIMITES: canule simple courant CANULATION ARTÉRIELLE Canulation aortique Perte de charge: canule aortique Choix de la taille de la canule en fonction du débit Débit maximal (l/min.) 5500 4954 4500 3840 3500 2899 2134 2500 1500 883 1283 500 -500 3 mm 4 mm 5 mm 6mm Diamètre interne (mm) 7mm 8 mm CIRCUIT et RETOUR VEINEUX DRAINAGE VEINEUX PASSIF: gravité - Différence de hauteur - Équilibre les gradients de pression dans la ligne veineuse DRAINAGE PASSIF H RÉSERVOIR VEINEUX Entrée aspirateurs Defoamer Cardiotomy Defoamer Veineux Sortie Entrée veine Filtre cardiotom Filtre veineux DRAINAGE VEINEUX ACTIF : dépression, aspiration Transfert de volume droite/gauche Dans tous les cas pré charge dépendante DRAINAGE VEINEUX ASSISTÉ D VAVD VAVD: PRINCIPE Vacuum-assisted venous drainage, angel or demon: con.? Vacuum-assisted venous drainage (VAVD) to enhance venous return during cardiopulmonary bypass (CPB) was described as early as 1958 but was not widely used until the late 1990s…. It is only after two decades that CPB component design is receiving serious attention in terms of air handling. The ethics of innovation in the field of CPB warrant careful consideration. The application of VAVD is not without consequence. J Extra Corpor Technol. 2013 Jun. Willcox TW Green Lane Cardiothoracic Unit, Auckland City Hospital, Auckland, New Zealand. Vacuum-assisted venous drainage, angel or demon: PRO? Vacuum-assisted venous drainage (VAVD) was proposed to optimize venous drainage during bypass through femoral venous cannulation. It is currently used in both adult and pediatric surgery when siphon gravity venous drainage is suboptimal. In pediatric surgery, the major advantages of VAVD are a significant decrease in cardiopulmonary bypass prime volume and an improved drainage with all collateral benefits… These drawbacks are avoidable through appropriate training of perfusionists. When negative pressure is "reasonable," complications are more theoretical than significant in clinical practice. A technique with a benefit/drawback ratio of 1:0 is utopian, but the advantages of VAVD far outweigh any potential drawbacks when applied properly. J Extra Corpor Technol. 2013 Jun. Durandy Y.Perfusion and Intensive Care Department, Institut J. Cartier, Massy, France.
