Assistance circulatoire en 2011: techniques, indications, résultats Bruno Mégarbane Réanimation Médicale et Toxicologique INSERM U705, Université Paris-Diderot- Hôpital Lariboisière Paris, France Historique • 1972: 1e ECMO chez un NN (Hill, NEJM) • 1974: 1e série d’ECMO-SDRA mais 90% DC (Zapol JAMA) • 1976: 1e suppléance cardiaque (Bartlet, ASAIO J) • 1980: 50% DC (Kolobow, Anesthesiology) • 1986: ECCO2-R (Gationi, JAMA) • 90s: ECLS pour la chirurgie de l’aorte traumatique • Fin 90s: ECLS pour ressuscitation (CPR) • 2009: ECMO pour grippe H1N1 Deux types d ’assistance d’assistance ECMO ECLS ECMO (Extracorporeal membrane oxygenation) ECCO2R (Extracorporeal CO2 removal) ECLS (Extracorporeal life support) ECLA (Extracorporeal lung assist) ECLS (Extracoporeal lung support) AREC (Assistance respiratoire extracorporelle) ECMO = assistance respiratoire • Canulation veino-veineuse • Percutanée par la technique de Seldinger • Différentes combinaisons possibles – Drainage VCI + réinjection jugulaire droite – Drainage veineux fémoral et jugulaire droit + réinjection VCI à proximité de l’OD – Drainage et réinjection par la même canule double courant au plus proche de l’OD Indications de l’ECMO • SDRA sévères / hypoxémie réfractaire – SpO2 < 88 % et PaO2 < 55 mmHg sous FiO2 ≥ 80 % malgré ventilation recommandée de SDRA – Echec des techniques adjuvantes (Decubitus ventral et/ou NO inhalé) • SDRA sévères / acidose – pH < 7,15 avec PaCO2 > 35 malgré FR = 35/min Recommandations pour l’assistance respiratoire des patients atteints de SDRA lié à la grippe A (H1N1) (SRLF, 2009) ECLS = assistance circulatoire • Canulation fémoro-fémorale parfois fémoro-axillaire droite • Drainage veineux par la veine fémorale jusque dans la VCI à proximité de l’OD • Réinjection par l’artère fémorale à contre-courant dans l’aorte Indications de l’ECLS Défaillances cardio-circulatoires – – – – – – Hypothermie profonde Intoxication par cardiotoxiques Myocardites ACR Post opératoire de chirurgie cardiaque En attente d’une récupération ou d’une assistance « lourde » ou d’une transplantation cardiaque Disposer d’un matériel spécialisé Canules d ’assistance d’assistance • Type: veineuse, artérielle, double courant • Caractéristiques: diamètre, longueur • Spécificités : traitement de surface, armées, radio-opaques Canule Canule artérielle artérielle 17 17 FR FR Canule Canule veineuse veineuse 24/29 24/29 FR FR Oxyg énateur à membrane Oxygénateur Nature: polypropylène polyméthylpentène silicone solide Rôle : • Oxygénation • Epuration du CO2 • Thermorégulation: (échangeur thermique intégré à à raccorder à un bloc thermique externe) Entrée gaz frais entrée sang veineux sortie sang artériel Sortie gaz: event Type d’échange gazeux Direct Par diffusion Tête de pompe à d ébit continu avec un débit moteur d éporté déporté Entrée sang Sortie sang lecteur de débit à ultrasons Console et circuit • Alimentation électrique • Affichage de la vitesse de rotation de la pompe réglée par le potentiomètre • Affichage du débit de sang Tête de pompe avec moteur déporté Manivelle de secours • Mélangeur air oxygène Circuit en PVC biocompatible et pré-hépariné Indication chez un patient ALERTE Médicale Chirurgicale Perfusionniste Panseuse DISPONIBILITE JOUR NUIT Jours ouvrables Jours fériés Infirmière Un massage cardiaque externe bien effectué est l’élément clé du pronostic d’un ACR Organisation d’une chambre pour ECLS - IDE « de tête » IDE «chirurgical » IDE « circulant » IDE« perfusionniste » - AS responsable de chambre - AS « coordinateur » Modestin L. Réanimation 2009 Canulation chirurgicale des vaisseaux fémoraux 1 2 3 4 5 6 Arcade fémorale Artère fémorale Veine fémorale Vérfication de la position des canules Position de la canule veineuse dans l’OD Prévention de l’sichémie du membre inférieur canulé Canule artérielle Shunt fémoral superficiel Canule veineuse Babatasi G. Arch Mal Cœur Vx 2001 Mise en place d’une équipe mobile d’assistance circulatoire dans plusieurs régions en France Constat: Dans 2/3 des villes de France, la chirurgie cardiaque et la réanimation médicale ne sont pas situés dans le même hôpital. Appel pour indication d’assistance MCE automatisé si besoin en attente de l’équipe chirurgicale Transfert secondaire vers une réanimation spécialisé Monitorage du patient en assistance circulatoire • Anticoagulation efficace: héparine pour un TCA = 2N • Catécholamines pour PAM = 60-70 mmHg + dobutamine pour décharge du VG • Transfusions adéquates • Ventilation mécanique adaptée • Contrôle thermique • Monitorage de la jambe canulée NIRS • Échocardiographie: critères de sevrage • Soins, nursing Monitoring hémodynamique Le débit cardiaque est dépendant de: • Précharge: niveau de remplissage • Postcharge: degré de vasoconstriction (catécholamines) • Vitesse de rotation de la pompe • Taille des canules Quel monitorage? - Cathétérisme cardiaque droit: mesure PAPO (témoin de la décharge VG, même en dissociation complète). - Echocardiographie: bon positionnement canules, adéquation volémie, survenue de complications et guide du sevrage. • Le débit cardiaque par thermodilution est non interprétable. • La surveillance SvO2 en continu est souhaitable comme témoin de l’adéquation apport / besoin en O2 et donc indirectement du DC + surveillance oxygénateur car SpO2 difficile (débit pulsé). • Le sevrage est débuté lorsque le DC spontané >2,5 l/min/m2. Quelques pi èges fr équents pièges fréquents Ligne veineuse collabée = hypovolémie+++++++ Plaques de fibrine = défaut d’oxygénation SIG Shunt de reperfusion bouché si sédiments : risque d’ischémie distale Absence de débit ou message « SIG » = absence de pâte ultrasonique Surveillance et triage neurologique L’EEG et le doppler transcranien sont des indicateurs appréciables de l’état neurologique. Le doppler pourrait montrer la persistance d’une autorégulation et d’un flux pulsatile cérébral en cas d’intégrité du cerveau, même en l’absence de pulsatilité cardiaque. Néanmoins, la meilleure évaluation reste le réveil qui est possible dès la stabilisation du débit d’assistance. Conduite du sevrage de l’ECLS • Baisse des catécholamines avec indice systolique de Chen <70 • Absence de troubles du rythme ou de conduction significatifs • • • • • Épreuve de sevrage pendant 10 min: débit d’assistance à 1.5 L/min FiO2 à 21% sur la membrane balayage de la membrane à 1 L/min Test sous dobutamine 5 µg/kg/min • • • Critères écho-Doppler (Aissaoui, Intensive Care Med, 2011): FEVG > 20-25%, VTI ≥ 10 cm Pic systolique de vélocité à l’anneau mitral ≥ 6 cm/s • • • • Validation des capacités respiratoires: PaO2/FiO2 > 100-120 mmHg Pression de plateau inspiratoire: ≤ 30cm H2O Absence de cœur pulmonaire aigu à l’échographie cardiaque Principales complications vasculaires Malgré une reperfusion systématique (N=182) • Ischémie aigüe 11,7% • Hémorragie Scarpa 9% • Ischémie subaigüe 5,3% • Lymphocèles infectées 5,3% • Dissection artérielle 2,2% CHU Rennes SFCTCV 2011 Autres complications • Hémorragies et thromboses – Héparine, CIVD, insuffisance hépatique • Flux compétitif (syndrome Arlequin) – Gaz du sang /artère radiale droite – Saturomètre de pouls à droite • Œdème pulmonaire – Traitement médical (dobutamine) – ECMO centrale – Canulation trans-septale Syndrome de fuite capillaire Fuite du secteur intravasculaire vers secteur interstitiel (hyperperméabilité capillaire par altération des membranes cellulaires) Cause : ACR prolongé Conséquences : Oedème généralisé, poids Hémorragie alvéolaire efficacité de l’assistance Aspect physique altéré Résultat final : Mort Objectifs de l’assistance circulatoire • Suppléer le cœur en arrêt ou défaillant, en le mettant en situation de travail minimum, assurant une perfusion tissulaire adéquate jusqu’à: - Récupération fonctionnelle myocardique, si cause réversible - Assistance mécanique / transplantation, si cause irréversible. • Pour les intoxications: permettre le métabolisme hépatique et/ou l’élimination rénale du toxique et la réduction de sa concentration dans les organes cibles. • Pour les hypothermies: permettre un réchauffement contrôlé. • Pour les pathologies cardiaques: permettre une intervention diagnostique ou thérapeutique (angioplastie, chirurgie coronaire). et permettre le « triage neurologique » 1- ECLS pour hypothermie profonde Une étiologie facilement réversible avec un certain degré de neuroprotection … Survie après une hypothermie accidentelle à 13,7°C Narvik, Norway - May 20, 1999 18:20 19:00 19:39 Iced Removal water and CPR immersion Stop moving 21:10 5th month 21:50 22:00 22:15 Full CP bypass OR admission 14.4°c 13.7°c CPR ROSC VF MOF 25°c CPB 9 hours Full recovery ECMO 5 days Gilbert M. Lancet 2000 Algorithme de réchauffement pour hypothermie accidentelle Danzl DF. NEJM 1994 Efficacité de l’ECLS dans l’ACR en hypothermie Étude observationnelle (N = 59 patients) Ruttmann E. J Thorac Cardiosurg 2007 2- ECLS pour intoxication par cardiotoxiques Une étiologie rapidement réversible sans espoir pharmacologique à ce jour … - Intoxications par les inhibiteurs calciques - Intoxications par les stabilisants de membrane - Intoxications par les bêtabloqueurs Stratégie de prise en charge d’une insuffisance circulatoire d’origine toxique Diagnostic du choc Détermination du mécanisme cardiogénique du choc Définition du traitement optimal Diagnostic du choc réfractaire Lipid rescue Recommandé au bloc opératoire Proposé pour les intoxications par ESM et inhibiteurs calciques mais études expérimentales et cas cliniques discutables. Posologie: 1,5 ml/kg IV bolus puis perfusion 0,25 ml/kg/min Mécanismes: - « Eponge lipidique »: redistribution tissulaire - Modulation énergétique du cœur, avec compensation du métabolisme cellulaire inhibé dépendant des AG - Activateur des canaux Ca2+ myocardiques avec courant Ca 2+ - Autres mécanismes toxique-dépendant ?? Sirianni AJ. Ann Emerg Med 2008 Finn SD. Anesthesia 2009 Weinberg GL. Anesthesiology 2009 Impasse thérapeutique F, 17 ans, intoxication sévère par propranolol Sédation + ventilation mécanique + FiO2 100% Adrénaline 1,5 mg/h PA S D M 93 64 75 POD 7 PAP S 27 D 19 M 23 PAPO 17 Index cardiaque 1.4 Résistances systémiques 50.3 30 min plus tard Dobutamine 15 µg/kg/min 56 33 43 6 19 11 15 13 1,8 20,3 mmHg mmHg mmHg cmH20 cmH20 cmH20 cmH20 cmH20 l/min/m2 UI Baisse dramatique en PA... Décès des intoxications malgré les traitements optimaux ... Toxique N Mortalité Chloroquine 63 27% Antidépresseurs 40 28% Bêta-bloquants 23 22% Flécaïne 8 50% Inhibiteurs calciques 50 13% Mode de décès: - Fibrillation ventriculaire - Asystole - Choc réfractaire - Anoxie cérébrale - Complications de réanimation Mégarbane B. Clin Tox 2004 Problématique du traitement d’exception Quels patients doit-on assister ? Nombreux écueils : Indications Trop tardive : risque d’encéphalopathie anoxique ou de défaillance multiviscérale Trop facile : patients qui auraient guéri avec un traitement médical bien conduit Définition du choc cardiogénique réfractaire en cas d’intoxication avec effet stabilisant de membrane N = 137 Hypotension (PAS ≤ 90 mmHg) malgré : Remplissage adéquat ≤ 1000 ml + Bicarbonates 8,4% ≥ 375 ml + adrénaline≥ 3 mg/h (glucagon ≥ 5 mg/h si β-bloquant) + Défaillance respiratoire: PaO2/FiO2 ≤ 150 mmHg sous VM + sédation Défaillance rénale: diurèse ≤ 20 ml/h ou créatinine ≥ 120 µM (H) ou 90 µM (F) L’origine cardiogénique du choc est confirmé en échocardiographie (FRS <30%) ou cathéterisme cardiaque droit (index cardiaque ≤ 2,5 l/min/m2 + PAPO ≥18 mmHg) Définition du choc cardiogénioque réfractaire en cas d’intoxication aux inhibiteurs calciques N = 50 A- Choc: PAS <90 mmHg malgré un remplissage adapté (>1 000 ml) et une perfusion de catécholamines (adrénaline + noradrénaline) ≥ 8 mg/h B- Trouble de la conduction avec une durée des QRS ≥ 90 msec C1- Défaillance rénale: créatinémie ≥ 150 µmol/l C2- Défaillance respiratoire: PaO2/FiO2 ≤ 150 mmHg A + B + C1 ou A + B + C2 Devenir des patients intoxiqués traités par assistance au CHU Lariboisière (2005-2010) Total (N = 57) Choc cardiogénique (N = 26) ACR réfractaire (N = 31) 16 (28%) 12 (46%) 4 (13%) Séquelles neurologiques 4 3 1 Accidents hémorragiques 9 2 7 Complications thrombotiques 3 2 1 Ischémie MI 4 3 1 Survie Facteurs pronostiques de survie après traitement par assistance pour intoxication La mise en place de l’ECLS en ACR réfractaire, des ASAT élevés, des bicarbonates bas étaient les 3 facteurs indépendants prédictifs du décès (p < 0,0001) Arrêt cardiaque réfractaire AST > 750 IU//l Bicarbonates < 16.0 mmol/l Odds Ratio Intervalle de confiance 5,8 [1,6 – 21,3] 9,0 [1,1 – 75,2] 11.8 [1,4 – 97,4] Les complications circulatoires des intoxications aiguës • La survenue d’un collapsus ou d’un choc est une complication redoutable. La connaissance du mécanisme en cause (hypovolémie, vasodilatation, altération de la contractilité) est fondamentale pour un traitement adapté. Elle justifie, dans les cas les plus sévères, la réalisation d’explorations hémodynamiques invasives ou non. [Accord fort] • En cas d’échec des thérapeutiques conventionnelles, en cas d’arrêt circulatoire persistant ou de choc réfractaire, le recours à une assistance circulatoire doit être discuté. [Accord fort] Conférence d’Experts SRLF, Réanimation 2006 3- ECLS pour myocardite et décompensation d’une cardiomyopathie sévère Tester la réversibilité de la pathologie cardiaque … … pont vers une assistance mécanique ou une transplantation cardiaque ECLS et cardiomyopathies 29/81 Combes A. Crit Care Med 2008 Devenir des myocardites après ECLS 28/41 Mirablel M. Crit Care Med 2011 Arrêt cardio-respiratoire extra-hospitalier 100 % 4- Place de l’ECLS pour l’ACR Décès 70 % Reprise d ’une activité cardiaque spontanée 30 % Manœuvres de ressuscitation ECLS pour ACR réfractaire Décès 10 % Stabilisation et transport à l ’hôpital Admission en soins intensifs 20 % Décès 15 % Retour au domicile 5% Réanimation médicale ECLS pour choc réfractaire En fait, le cœur n’est pas le problème essentiel … … l ’objectif principal est la survie cérébrale ! Changement de paradigme: L’irréversibilité est due à la souffrance neurologique et cardiaque L’irréversibilité n’est plus que neurologique puisqu’il est possible de pallier à la défaillance cardiaque de manière temporaire ou définitive Assistance circulatoire à cœur arrêté « Back from irreversibility » 40 patients 22 patients 18 patients Arrêt ECLS Survivants à H+24 Mort cérébrale Ou MOF 2 patients 9 patients 6 patients Transplantations Cœurs artificiels Sevrage ECLS (87 + 36 h) 1 vivant 2 vivants 5 vivants 8 Vivants sans séquelle à + 18 mois Massetti M. Ann Thorc Surg 2005 Intérêt de l’ECLS dans l’ACR intra-hospitalier - Étude observationnelle et analyse de propension - (N = 113 + 59) ECLS à 10 min = Meilleure survie à la sortie (p<0.0001) et à un an (p=0,006) Amélioration significative du CPC à la sortie (p=0,02) Chen YS. Lancet 2008 66 patients admis en réanimation médicale en ACR réfractaire 65 succès de canulation 1 échec de cannulation 46 ECLS instable en 24h ECLS futile 19 ECLS stable >24h Evaluation neurologique possible 6 mort encéph 47 fuite capillaire et MOF 12 anoxie cérébrale 3 dons d’organe 4 transférés en chirurgie (assistance centrale, transplantation cardiaque) 3 décès par sepsis 1 survivant Bilan des publications sur ECLS pour ACR réfractaires chez l’adulte (hors hypothermie et intoxications) Auteurs ACR Durée MCE Sortie hôpital Hartz R, 1990 Extra/intra NA 1/29 Martin GB, 1998 Extra 37,5 min 0/4 Younger JG, 1999 Extra NA 0/5 Nagao K, 2000 Extra 67 ± 43 min 9/36 Schwarz B, 2003 Extra NA 0/13 Massetti M, 2005 Extra/intra 105 ± 44 min 4/32 Mégarbane B, 2007 Extra 120 min (60–180) 0/5 Kagawa E, 2010 Extra 59 min (45-65) 4/39 Nagao K, 2010 Extra 66 min (63–69) 21/171 Le Guen M, 2011 Extra 120 min (102-149) 2/51 Mégarbane B, 2011 Extra/intra 155 min (120-180) 1/65 42/450 Comparaison de la survie après ACR réfractaire traité par ECLS selon le lieu de survenue ACR intra 26% ACR extra 10% Kagawa AC. Resuscitation 2010 Arbre décisionnel pour l’indication d’ECLS si ACR réfractaire Indications possibles Incertitude Pas d’indications AC réfractaire Intoxication Hypothermie (≤ 32°c) Cormorbidités Signes de vie per RCP Mouvements spontanés Absence de mydriase Réactivité pupillaire Gasps inspiratoires Évaluation de la durée de No-flow 0-5 min Évaluation du rythme TV, TdP, FV ETCO2 ≥ 10 mmHg ET Low-flow ≤ 100 min > 5 min ou sans témoin Asystole Rythme agonique Evaluation de la durée de Low-flow ETCO2 < 10 mmHg OU Low-flow > 100 min Groupe d’experts coordonnés par le Pr. B. Riou Intérêt des paramètres circulatoires à prédire l’arrêt de l’ECLS à H24 (1) SpvO2 Lactates Paramètres Aire sous la courbe ROC, intervalle de confiance à 95% SvO2 périphérique 0,78 [0,63; 0,93] Lactates 0,68 [0,54; 0,82] Intérêt des paramètres de l’hémostase à prédire l’arrêt de l’ECLS à H24 (2) TCA TP Prothrombin index Fibrinogène Paramètres Aire sous la courbe ROC, intervalle de confiance à 95% Fibrinogène 0,74 [0,61; 0,86] TCA 0,73 [0,61; 0,86] TP 0,69 [0,55; 0,82] Quand ne doit-on pas proposer d’ECLS ? ACR réfractaire avec SvO2 périphérique ≤ 8% Lactates ≥ 21 mmol/l Fibrinogène ≤ 0,8 g/l TP ≤ 11% Spécificité: 100% VPP: 100% L’ECLS est futile Mégarbane B. Resuscitation 2011 Registre national des ACR extrahospitaliers: valeur prédictive de survie des examens biologiques - Raux M, Mégarbane B, Riou B [email protected] Le Guen M, Crit Care 2011 Raccourcir au maximum le délai d’acheminement du patient en ACR vers l’ECLS Probabilité de survie avec ECLS (N = 135 patients): 50% si durée MCE 30 min, 30% si 60 min et 10% si 90 min Chen YS. CCM 2008 Use of ECLS for adults in cardiac arrest (E-CPR): a meta-analysis of observational studies 11 séries (N= 135, extra/intra) Sex-ratio M/F 1,6, 56 ans (18-83) IDM (40%) Durée ECLS 54 h (0-3881). Survie: 40% Age > 41 ans Age > 67 ans CPR >30 min Durée ECMO < 2,3 j OR 2,9 OR 3,4 OR 1,9 OR 0,2 95%-CI, 1,6-8,2 95%-CI, 1,2-9,7 95%-CI, 0,9-4,2 95%-CI, 0,07-0,6 Cardarelli MG. ASAIO J 2009 Timing de prise en charge d’un ACR réfractaire No Flow (<5 min) Low Flow (minimum: 90 min) Témoins MCE ACLS sur place (30 min) ACR Secours médicalisés (17 min) Arrivée Premiers Secours (10 min) Transport (15-20 min) Brancardage Descente Cannulation (20-30 min) ECLS Avec débit Admission Réa ou bloc Le prix d’une vie sauvée Pour sauver 3/150 traités par ECLS: 1 100 000 E perdus Canule artérielle + veineuse Circuit et membrane Transfusions (5CG + 3PFC) Matériel Transport chirurgien GMH circulatoire (jusqu’à triage neurologique) 950 E 720 E 650 E 440 E 220 E 4000 E 7000 E + Pompe centrifuge périphérique 50 000 E (ou prêt) Canule Canule artérielle artérielle 15-17 15-17 FR FR Canule Canule veineuse veineuse 24/29 24/29 FR FR Place du contrôle ciblé de la température Nagao K. Circulation J 2010 Assistance circulatoire pré-hospitalière Un concept à développer Déplacer l’ECLS vers le patient Obtenir une débit assisté dans l’heure qui suit l’ACR Eventuellement passer à un système plus performant en intra-hospitalier Lebreton G. Resuscitation 2011 Pré-requis: Implantation per-cutanée (echo-guidée?) Canules de petit diamètre Artère: 15 F Veine: 19-21 F (ou 24 F bien profilée) Pas de reperfusion Circuit intégré (Cardiohelp) Priming automatique (life-bridge) ou pre-priming? Système on/off, 2,5 à 3 L/min Equipe entrainée (implantation, transfert) Devenir des patients souffrant d’infarctus du myocarde et traités par ECLS selon la survenue ou non d’un ACR Chen JS. Crit Care Med 2006 ECLS pour stopper une fibrillation ventriculaire Tsai FC. Crit Care Med 2007 Revoir la place de la coronarographie 1762 ACR extrahospitaliers 910 ACR réanimés 852 ACR non réanimés 312 ACR avec hémodynamique stable 598 ACR instables 186 ACR admis à l’hôpital 126 ACR décédés pendant transport 85 ACR inclus dans l’étude 101 ACR exclus car non d’origine cardiaque CATEGORIES DE MAASTRICHT: I II PO à cœur arrêté MORT A L’ARRIVEE ECHEC DE LA RESUSCITATION III ARRET DE SOINS IV V Contacter centre pouvant proposer ECLS thérapeutique ACR SUR MORT ENCEPHALIQUE Validation grille du consensus national ACR INOPINEE EN REANIMATION ECLS Critères de MOF/fuite capillaire Triage neurologique H24 Survie ? PO en ME Oui Non Conclusions Conclusions • L’assistance circulatoire a connu un développement très important en réanimation médicale au cours des cinq dernières années. • Bien indiquée, l’assistance circulatoire améliore la survie et le pronostic à long terme des états de choc cardiogénique, surtout s’ils sont liés à une cause réversible (hypothermie, intoxications, myocardites). • Néanmoins, en raison de la technicité et du savoir faire qu’elle exige et des risques de complications qu’elle peut engendrer, l’assistance circulatoire doit rester une technique d’exception à réserver à des centres experts.