Conclusion - Etude de la mécanique respiratoire après arrêt cardiaque réanimé (étude STORM)

BIBLIOGRAPHIE

LISTE DES FIGURES

LISTE DES TABLEAUX

ANNEXES

RESUME

Etude de la mécanique respiratoire après arrêt cardiaque réani m é

Introduction :

70% des patients admis en réanimation pour un arrêt cardiaque récupéré décèdent et notamment de défaillance multiviscérale.

Le système respiratoi re est particuliè re m e nt agressé au cours de la réanim ati o n cardio -pul m o naire, mécaniquement par le massage cardiaque et humoralement par l’inflamm ation systémique. Les conséquen ces de ces agressi o n s restent cependa nt peu étudiée s.

Sujets et Métho de s :

Dans une étude rétrospe cti v e multice ntri que, nous rapporto ns les donné e s respiratoi re s mécani q u e s, fonctio n ne lle s et morpholo gi que s, ainsi que la prise en charge ventilatoi re au cours des 48 premiè re s heure s che z des patients admis en réanim ati o n pour un arrêt cardia que extra hospitalie r récupé ré.

Résulta ts :

240 patients étaient inclus. Leurs caracté ri sti ques étaient similaires à celles des gra ndes cohortes d’arrêt s cardiaques récupérés. 44% d’entre eux ont présenté des critères de Syndrome de Détresse Respiratoire Aigu dans les 48 heures suivant leur admissi o n. Peu de facteurs étaient ass ocié s à la surve nue du SDRA mais o n retrouva it un Indice de Masse Corporell e significati v e m e nt plus élevé (30+/ - 16 vs 26 +/-15k g/m 2, p< 0.000 1 ).

Moins de 25% des patients recevaient une ventilation protectrice, qu’ils présentent ou non des critères de SDRA .

Conclusi o n :

Le système respiratoi re semble très impacté chez les patients admis en réanima ti o n pour arrêt cardi a q u e réanimé : près de la moitié d’entre eux présente un SDRA précoce mais moins du quart reçoit une ventilati o n protectrice. D’autres études sont nécessai res pour mieux compre ndre et prendre en charge cette atte i nte respira toi re.

INTRODUCTION

1. Contexte épidémiologique

En France, chaque année, 46 000 personnes sont victimes d’un Arrêt Cardio Respiratoire (ACR) extra hospital ie r (ACREH ) avec une mortalité de plus de 90%. La majorité des décès survient avant admission à l’hôpital en raison d’une réanimation non débutée ou inefficace. Environ 20 à 25% des patients retrouvent un rythm e efficace et sont admis en soins critique s (1, 2), dont un tiers seuleme nt survivra sans séquell e majeure (3).

La réduction de la mortalité dans l’arrêt cardiaque, enjeu majeur de santé publique, repose sur une Réanim ati o n Cardio -P ul m o nai re (RCP) précoce, non spécialisée, par la mise en œuvre d’un Massage Cardia q u e Externe (MCE). Dans ce domaine, les recom m a ndati o ns sont bien établies et ont peu évolué (4) et l’effort se porte sur la formation du grand public et l’organisation des secours afin que la réanim ation initiale soit la pl us rapide possible , augmenta nt ainsi les chance s de retour à un rythme cardiaque effica ce et de mainteni r la perfusi o n cérébral e (4, 5). En revanche, la réanima ti o n spéciali sée , après admissi o n en réanima ti o n, reste ma l codifié e et est un réel enjeu de reche rche . Car, si deux-ti e rs des patients décède nt de complica ti o ns neurol o gi q u e s (3) avec des leviers théra pe uti que s encore pauvre s, un tiers des patients admis en soins intensi fs une fois un rythme cardiaque effica ce récup é ré décède nt de défailla nce s multiviscé ral e s (2,4,6), regroupé e s sous le te rm e de Syndro m e Post-Arrêt Cardiaque (SPAC) auxquelles s’ajoutent les éventuelles lésions liées à la cause de l’arrêt cardia que . La physio pa thol o gi e du SPAC reste encore mal compri se ( 7) mais fait interve ni r stress oxyda ti f, coagul o pathi e, casca de inflamm atoi re et activatio n leucocytai re (8), condui sa nt à une altératio n de la perméa bi l i t é capillaire et in fine à une dysfo ncti o n multi-o rga ne (Annex e I).

2. RCP et agression du système respiratoire

Parmi tous les organe s exposé s à ce SPAC, le système respiratoi re tient une place particuli è re. En pre m i e r lieu, il est le deuxièm e organe impliqué dans les cause d’arrêt cardiaque après les causes cardiaques (3). C’est un organe sensibl e aux réactio ns inflamm a toire s systémi ques, comme peut en témoigne r la fréque nce de s Syndro m e de Détresse Respiratoi re Aigüe (SDRA ) lors des inflamm a ti o ns systémi que s intense s (pancré a ti t e s aigues graves ou polytra um a ti sme s par exemple (9)), mais c’est surtout l’organe le plus directement impacté

2.1. Traumatism es directs liés au massage cardiaque externe au cours de la réanimation cardio-pulmonaire

Le MCE en lui-mê me peut être responsa bl e de traum ati sm e s directs. Les nouvelle s recom ma nda ti o ns de 2015 traitant de l’ACR, par l’International Liaison Committee on Resuscitation (ILCOR) et l’European Resuscita ti o n Council (ERC)(10), et concerna nt la RCP au cours de l’Arrêt cardiaque Extra Hospita lie r (ACEH) préconi se nt de s compre ssi o ns thoraci que s réalisée s avec une amplitude de 4,5 à 5,5cm s ur le tiers inférie ur du sternum, ce qui équivaut en moyenne, chez l’adulte, à appliquer une force de compression équivalente à un poids de 50 kg sur la partie la plus fragile du thorax, et ce 100 à 120 fois par minute (11). Il apparait clairem e nt que la RCP est extrême m e nt agressiv e (12 ), celle-ci généra nt, dans plus de la moitié des cas, des complica ti o ns ostéoa rti cul a i r e s thoraci que s (13–15), mais égaleme nt de multiple s autres formes de complica ti o ns pulmo nai re s ou pleura l e s (contusi o n, hémorra gi e s intra alvéolaire s, hémothorax, pneum othorax …) décrites sur des modèles animaux (16) ou des cohortes épidémi ol o gi que s (17,18) (Anne x e III).

2.2. Traumatism es liés à la ventilation induite par la RCP initiale au cours de l’arrêt cardiaque

A ces traumatism es thoraciques directs s’ajoutent les conséquences de la ventilation au cours de la réanima ti o n. Celle-ci se décompo se en deux phases distincte s : la première est la ventilati o n passive induite pa r le seul massage cardiaque, la seconde correspo nd à un profil de ventilatio n à petits volume s à hautes fréque n c e s . Ces données physiologiques suggèrent l’existence de phénomène délétères à l’origine d’une ineffica ci t é progre ssi v e de la ventilati o n induite par la RCP, abouti ssa nt à une hypoxi e croissa nte, accentua nt trè s proba bl e me nt les phéno mè ne s inflamm a to ire s en cours dans les poumo ns. Ces effets restent encore mal co nnu s et de nouvell e s étude s sont nécessai re.

 Ventila tio n sous la CRF

Le premie r aspect contra physiolo gi que de cette ventilatio n est sa situatio n au sein des vol um e s mobilisables pulmonaires. La position d’équilibre du thorax, correspondant en ventilation spontanée à la fin de l’expiration et donc à la Capacité Résiduelle Fonctionnelle (CRF), devient, au cours d’un massage cardiaque, la positio n de fin « d’inspiration » induite par le retour passif du thorax à sa position d’équilibre après une

à des phénom ènes de collapsus des voies aériennes et des alvéoles et à un dérecrutem ent progressif comme l’a confirm é une étude physiol o gi que récente sur un modèle de poumo n ( 19). Si les compre ssi o ns thoraci q u e s suffise nt en théorie à mainte ni r une ventilatio n suffisa nte à la phase initiale de la RCP, celles -ci devienne nt e n réalité très rapidem e nt peu efficace s au plan ventilatoi re. (19,20), (Anne x e IV).

 Ventila tio n à haute fréqu e n ce et petits volum es

Le second aspect contra physiol o gi que de cette ventilati o n est son profil de très haute s fréque nce s et de très faibles volume s. En effet, une RCP conform e aux recomm a nda ti o ns i mplique une ventilatio n à ha ute fréque nce 100 à 120 cycles par m inutes, correspo nda nt à au moins 5 fois la fréque n ce respira toi re normal e, et à volume s coura nts faibles (2 à 4ml/kg) (19 ), proches de l’espace mort et répartie de façon disharm o ni e use e n raison des phéno m è ne s de collapsus sus évoqué s. Tout ceci entraîne des contra i nte s mécani que s fortes, qui, si elles n’ont pas été spécifiquem ent étudiées peuvent être rapprochées de celles provoquées dans un tout autre contexte : celle de la ventilatio n par Oscillati o n à Haute Fréque nce (HFO) étudiée , par le passé, dans le SDRA et abando nné e en raison de son caractère délétère. Plusieurs études clinique s ont démontré la survenue pl us fréque nte de Lésio ns Induite s par la Ventilati o n Mécani que (VILI), de barotra um atism e s et de surdiste nsi o n so us HFO (21), et les études expérim e ntal e s ont démontré une altérati o n de la complia nce et des échange s ga ze u x induits par ce type de ventilatio n (22). Si ces résultats ne peuvent être extrapolés directement à l’arrêt cardia q u e, la surve nue de contra i nte s mécani que s similaires sur des poumo ns égaleme nt fragilisé s, rend plausibl e la présence de lésions induites par ce profil de ventilati o n.

 Dilatat ion gast riq u e

A l’arrivée des secours, la pré-ox y gé nati o n est débuté e avant interve ntio n des équipes médicale s et av a nt IOT. Cette phase peut être à l’origine d’une dilatation gastrique à l’origine de conséque nce s pouva nt être catastro phi que s, comme cela a pu être rappo rté dans des études de cas (23), mais peut égaleme nt entrainer de s difficultés à l’expansion pulmonaire avec développem ent d’atélecta si e s des bases, altératio n de la mécani q u e ventilato ire au décours et majoration de l’hypoxémie. Cette méthode d’oxygénation est également associée à un risque de vomissem ents élevé et donc d’inhalation pouvant participer à l’installation d’une hypoxémi e précoce.

2.3. Traumatism es liés à la ventilation mécanique au cours de la RCP

A ceci s’ajoutent des traumatismes liés à la seconde phase de la ventilation au cours de la RCP : cel l e induite par l’intervention des équipes médicale s.

La RCP médicali sé e doit amener à la sécuri sa ti o n des Voies Aérienne s Supérie ure s (VAS), en un mini m u m de temps afin de limiter le temps d’arrêt des compression s thoraciques, et une fois l'intubation réalisée et vérifiée, l'usage d'un respirate ur automati qu e est privilégi é pour la ventilatio n mécanique.

Selon les nouvell e s recom m a ndati o ns de 2015 par ILCOR et ERC (4), une fois la ventilatio n mécani q u e enclenchée , il est recomm a ndé de régler les paramè tre s ventilatoi re s en mode ventilati o n assisté e contrôlé e av e c un volume coura nt de 6 à 8 ml/kg/mi n et une fréque nce respiratoi re de 10 c/min, avec une Fractio n inspirat o i r e en oxygène à 1(24)( 10). Le mode en volume contrôl é est recom m a ndé par rapport au mode en pressi o n m ê m e si les deux sont utilisés.

Si ces consigne s de ventilati o n sont réguliè re me nt discuté es, sans modifica ti o n, lors des révisions de recomm andations, plusieurs travaux suggèrent qu’elles pourraient induire des phénom ènes délétères.

 Impa ct du Volu m e contrô lé

Le choix d’un mode en volume, dans un thorax soumis à des compressions extérieures, va impliqu e r plusieurs phéno m è ne s : une sous-v e ntil ati o n induite par la survenue répétée de cycles bloqué s par une compression via l’alarme de pression maximale et un risque de surpre ssi o n par compre ssi o n appliqué e après un volume coura nt délivré et sur une valve expiratoi re fermée. Ceci peut entrai ne r des conséque n c e s hémody na mi que s en cas de répétitio n (augm e ntatio n de la pressi o n intratho ra ci q ue et baisse du retour vei ne u x et donc de la pressi o n de perfusi o n cérébral e et de perfusi o n coronai re ) et respiratoi re s (hypo ve ntil ati o n et barotra um ati sm e ). Le volume courant n’a pas fait l’objet d’étude dans l’ACR mais il est admis que surventiler les patients entraine nt des lésions pulmonai res ainsi que des altératio ns hémody na mi que s. De plus, l’existence d’une réponse inflamm atoire développée dans les suites de l’arrêt cardiaque récupéré (8) est établie. Il semble logi que d’appliquer une ventilation protectrice avec un volume plutôt proche de 6 ml/kg de poids idéal théorique (P IT) que de 8ml/kg de PIT comme cela reste encore le cas dans les recom m a ndati o ns. (2 5)

 Impa ct du nivea u de PEEP l’application d’une pression expiratoire positive pourrait protéger les alvéoles pulmonai re s, maintenir les voi e s aérienne s ouverte s et ainsi améliore r les échange s gazeux (2 6–28). Ce conflit potentiel entre collapsus alvéol a i r e

3. Conséquences cliniques

L’ensem ble de ces éléments conduit à penser que les patients admis pour arrêt cardiaque réanim é subissent un stress respiratoire majeur, mécanique et humoral aboutissant à des dommages et un œ dèm e alvéolaire (13,17, 3 2). Cependa nt, malgré ce corpus, les atteinte s respira toi re s en post -a rrêt cardiaque réa ni m é restent peu décrites (29), et leur méconnaissance peut être à l’origine d’une aggravation des lésions déjà existante s notamm ent par l’application d’une ventilation insuffisam m ent protectrice pour ces patients déjà à hauts risque s de développe r des domma ge s alvéolaire s. Et jusqu’à la publication très récente d’une étude de coho rt e rétrospective uni centrique américaine, il n’existait que peu de données et particulièrement imprécises (5) sur une question aussi simple que l’incidence du SDRA en post-R C P (33).

Dans une cohorte rétrospe cti v e françai se multice ntri que nous avons donc voulu décrire le systè m e respira toi re, dans ses aspects mécani que s, foncti o nnel s et morphol o gi q ue s à la phase initiale de la prise en cha rg e des patients admis en réanim ation dans les suites d’un ACR extra hospitalier réanimé.

MÉTHODES

1. Aspects méthodologiques

1.1. Type d’étude

Il s’agit d’une cohorte rétrospective multicentrique visant à décrire l’hématose, les propriétés mécaniques, et aspects radiolo gi que s du systèm e respiratoi re ainsi que sa prise en charge ventilatoi re initiale chez les pati e nt s ayant prése nté un arrêt cardiaque extra-ho spi talie r récupé ré, massés au moins 5 minutes et ayant survécu à la 48^{èm e} heure après leur admissi o n en réanima ti o n.

1.2. Objectif et critères de jugement

L’objectif était de décrire l’hématose, les propriétés mécaniques, et aspects radiolo gi que s du systè m e respira toi re ainsi que la prise en charge ventilatoi re initiale des patients admis en soins intensi fs après arrê t cardia que extraho spi tal ie r, toutes causes confo ndue s, réanim é s penda nt plus de 5 minute s.

Les critère s de jugeme nts utilisés étaient le taux de patients présenta nt un SDRA, défini par les critère s de Berlin, au cours des 48 première s heures, et la corrélati o n entre la surve nue de ce SDRA et les donné e s épidémi ol o gi que s et clinique s recueilli e s.

1.3. Population étudiée

Les critères d’inclusion étaient un âge supérie ur ou égal à 18 ans, une admissio n en unités de soins intensi f s après ACEH d’origine respiratoire ou extra-respira toire et ayant été pris en charge par MCE d’une durée minim ale de 5 minutes, par des témoins et/ou des secouri ste s. Les patients étudiés devaient avoir survécu au-del à de 48 heure s après leur admissio n en unité de soins intensi fs.

Les critères d’exclusion étaient une grosse sse en cours, un âge inférie ur à 18 ans, le statut de majeur pro té g é ou privé de liberté, l’absence de donné es dans les 48 heure s après arrêt cardiaque, une limitation posée dè s l’admission ou un échec de réanima ti o n immédiate.

1.4. Evaluation du nombre de sujets nécessaires

Le manque de donné e s sur le sujet dans la littérature nous a conduit, pour ce travail explora toire et desti né à servir de base de réflexion à d’autres travaux, à opter pour une étude rétrospective nous permettant un aperç u réaliste des atteinte s respira toi re s et de leur prise en charge actuelle, ainsi qu’à fixer arbitrairem ent à 300 le nombre de dossie rs à inclure.

1.5. Déroulement de la recherche

Centre s participa nts

Les centre s partici pa nts étaient le centre hospital o -universitaire d’Angers, le Centre hospitalier du Mans et le Centre Hospital o -Univ e rsitai re de Besanço n. Les dossie rs ont été recherché s dans les service s de réanima ti o n médico -chi rurgi cal e du CH du Mans (dépa rte m e nt 72), de réanimation médicale du CHU d’Angers (départe m e n t 49) et de réanimatio n médicale du CHU de Besanço n (dépa rte m e nt 25).

Métho de de sélectio n des dossie rs

était de 2015 à 2019. Les dossiers étaient ensuite examinés par les investiga te urs à la recherche des critè re s d’inclusion et de non-incl usi o n.

Donnée s recueilli e s

Les donné e s initiales recueilli e s permettai e nt de détermi ne r dans un premier temps, le terrain :

- Sexe

- Age - Poids - Taille

- Antécé de nts respira toi re s - Antécé de nts cardiov a scul ai re s

Dans la seconde partie, nous avons recueilli les données relatives aux caractéristiques de l’arrêt cardiaque :

- Cause de l’arrêt - Durée de no flow,

- Durée de massage cardia que externe par les témoins, secouri stes/S A M U et planche à masser - Le rythme initial constaté,

- Le nombre de chocs électrique s externe s réalisés.

- Donnée s de ventilatio n initiale avec inhalati o n, timing de l’intubation, ventilation initiale instauré e et dél a i d’arrivée entre l’ACR et l’arrivée en réanim ati o n.

Dans la troisièm e partie, nous avons récupé ré les donné e s de surveill a nce de ventilati o n en réanima ti o n à l’admission (de H0 à H6), à jour 1 (H12 à H24) et à jour 2 (H24 à H48) :

- Gaz du sang artériel le plus grave pour chaque période

- Radiogra phi e pulmo nai re interpré tée selon la techni que des 4 cadra ns au cours de chaque période , - Les paramètre s ventilatoi res pour chaque période avec fractio n inspira to ire en oxygè ne, m o de

ventilato ire, volume courant si ventilatio n assistée contrôl é, pressi o n expiratoi re positive, fréqu e n c e respira toi re.

- Volume courant moyen si ventilati o n en aide ou assistée contrôl é e, pressio n expiratoi re positive externe, pression expiratoire totale, pression de plateau, données de pression œsophagien ne si disponi bl e s.

- A partir de ces donné e s, nous avons pu détermi ner complia nce et résista nce du système respiratoi re.

Enfin, nous avons récupéré les données d’évolution : - Autres comorbi dité s

- Scores IGS 2 et SOFA à l’admission - Durée de séjour et mortalité

Concernant l’interprétation des imageries, les radiographies pulmonaires ont été relues une premiè re fois sa ns aveugle par les investigateurs principaux de l’étude et une seconde fois à l’aveugle par un assistant en radiolo gi e du CH du Mans afin de conclure sur l’existence ou non d’opacités bilatérales.

Le Cahier de Recueil (CRF) est disponi bl e en annexe VI.

2. Analyse statistique

Les donnée s ont été décrite s sous forme de moyenne ± déviatio n standa rd (média ne et intervall e s inte r- quartile s si l’hypothèse de normalité n’était pas vérifiée ) pour les variable s continue s. Les variable s qualit ati v e s ont été décrite s par les effectifs et les pource nta ge s correspo nda nts.

Les moyenne s ont été comparé e s en utilisant le test de Chi -de ux pour les variable s qualitati v es. Pour le s variable s quantita tiv e s, les tests statistique s utilisés étaient le test t de Stude nt (ou le test non param étri que de Mann-W hi tney selon la distributi o n de la variable ).

Nous avons vérifié la normalité de la distributi o n pour chacune de nos variable s quanti ta ti ve s. Celle s - ci suivaie nt toutes la loi normale.

3. Aspects éthiques et réglementaires

3.1. Personnes impliquées dans la recherche

3.2. Approbation par un comité d’éthique

Le protocole de l’étude a été soumis et approuvé par le comité d’éthique du CH du Mans (Avis favora bl e en date du 18/07/20 19, disponi ble en annex e VIII).

3.3. Approbation par les autorités de tutelle

Le protocole rétrospectif a fait l’objet d’une déclaration auprès de l’INDS conform ément à la règleme ntati o n en vigueur (Enre gi stre m e nt auprès de la CNIL en date du 21/01/2 020, numéro ar20 -000 6 - v 0 annexe IX)

3.4. Méthode de recueil et confidentialité

Toutes les inform ati o ns requise s par le protocol e ont été consignées sur les cahiers d’observation papier puis secondairement saisies dans une base de données inform atisée à l’usage strict des investigateurs et des perso nnel s de recherche habilités et soumis e au secret professi o nnel. La liste des investigate urs est dispon i bl e

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