ARTICLE ORIGINAL /ORIGINAL ARTICLE
Utilisation de la ceinture thoracique Autopulse ™ , dispositif automatisé de massage cardiaque externe, dans la réanimation de l ’ arrêt cardiaque extrahospitalier : quel impact sur l ’ hémodynamique ?
Use of Autopulse™ automated band chest compression device in out-of-hospital cardiac arrest resuscitation: effect on hemodynamics
F.-X. Duchateau · P. Gueye · S. Curac · F. Tubach · C. Broche · P. Plaisance · D. Payen · J. Mantz · A. Ricard-Hibon
Reçu le 10 octobre 2010 ; accepté le 6 janvier 2011
© SFMU et Springer-Verlag France 2011
Résumé Objectifs : L’objectif de l’étude a été d’évaluer l’impact de l’utilisation d’un dispositif de massage cardiaque externe (MCE) automatique (ceinture thoracique [CT] Auto- pulse™) sur la pression artérielle (PA) au cours de la réani- mation spécialisée de l’arrêt cardiaque (AC) extrahospitalier, en particulier sur la PA diastolique, déterminant de la perfu- sion coronaire.
Matériel et méthodes : Il s’agit d’une étude prospective bicentrique ayant inclus des patients adultes présentant un
AC prolongé. Les PA systoliques, diastoliques et moyennes (PAS, PAD, PAM) procurées par un MCE manuel ont été comparées à celles obtenues par MCE automatique (mesures de PA invasives). Le critère principal a été la différence entre les valeurs des PAD procurées par MCE manuel et par la CT.
Résultats: L’analyse a été effectuée pour 29 patients. La PAD médiane était augmentée après mise en route d’Autopulse™ de 17 mmHg [11–25] à 23 mmHg [18–28] (p< 0,001). La PAS était augmentée de 72 mmHg [55–105] à 106 mmHg [78–135] (p= 0,02). La PAM était augmentée de 29 mmHg [25–38] à 36 mmHg [30–15] (p= 0,002). En revanche, on n’observait pas d’augmentation de l’ETCO2 sous Auto- pulse™(21 mmHg [13–36] vs 22 mmHg [12–35],p= 0,80).
Conclusion : Ces résultats montrent que l’utilisation de la CT améliore de façon significative la PA au cours de la réanimation de l’AC, notamment la PAD, témoin de la per- fusion coronaire. En attendant la démonstration d’un éven- tuel bénéfice en termes de survie, cet accroissement de la PAD et de la PAM est prometteur.Pour citer cette revue : Ann. Fr. Med. Urgence 1 (2011).
Mots clésArrêt cardiaque · Massage cardiaque externe · Hémodynamique
Abstract Objectives: The objective of the study was to assess the effects of an automated external cardiac massage device (ECM), Autopulse™ band chest compression, on arterial blood pressure (BP) during resuscitation by specialist personnel in out-of-hospital cardiac arrest and, in particular, on the diastolic BP, which determines coronary perfusion.
Patients and methods: This was a prospective two-centre study comprising adults with prolonged cardiac arrest. Sys- tolic, diastolic and mean blood pressures (SBP, DBP and MBP) measured via an arterial catheter (invasive method) during manual ECM were compared to those recorded during automated ECM. The principal end-point was the
F.-X. Duchateau (*) · S. Curac · J. Mantz · A. Ricard-Hibon Service d’anesthésie–réanimation–Smur,
hôpital Beaujon, Assistance publique–Hôpitaux de Paris, F-92110 Clichy, France
e-mail : [email protected] P. Gueye · C. Broche · D. Payen Service d’anesthésie–réanimation–Smur,
hôpital Lariboisière, Assistance publique–Hôpitaux de Paris, F-75010 Paris, France
F. Tubach
Département d’épidémiologie, de biostatistique
et de recherche clinique, hôpital Bichat–Claude-Bernard, Assistance publique–Hôpitaux de Paris,
F-75877 Paris, France P. Plaisance
Service d’accueil des urgences, hôpital Lariboisière, Assistance publique–Hôpitaux de Paris,
F-75475 Paris cedex 10, France P. Plaisance · D. Payen · J. Mantz Université Paris-VII–Denis-Diderot, F-75010 Paris, France
ClinicalTrials: NTC000641069
Cette recherche a reçu le soutien de la SFMU au moyen d’un contrat de recherche remis lors du 1erCongrès de la SFMU (Urgences 2007). Lauréat « U d’Or » lors du 3eCongrès de la SFMU (Urgences 2009). Publié en anglais :Intensive Care Med2010;36:1256–60.
DOI 10.1007/s13341-011-0033-4
difference in DBP between values measured during manual ECM and during thoracic band ECM.
Results: Data on 29 patients were analysed. The median DBP increased once the AutopulseTMactivity was initiated, from 17 mmHg [11–25] to 23 mmHg [18–28] (P < 0.001).The SBP rose from 72 mmHg [55–105] to 106 mmHg [78–135]
(P = 0.02). The MBP went from 29 mmHg [25–38] to 36 mmHg [30–45] (P= 0.002). However, no increase was seen in ETCO2 (end-tidal carbon dioxide) with Autopulse™ (21 mmHg [13–36] vs 22 mmHg [12–35],P= 0.80).
Conclusion: These results show that thoracic band cardiac compression significantly improves the BP during cardiac resuscitation, particularly the DBP, which controls coronary perfusion. While we do not yet have evidence for a possible benefit in terms of survival, this increase in DBP and MBP is promising.
KeywordsCardiac arrest · External cardiac massage · Haemodynamics
Introduction
Les plus récentes recommandations pour la prise en charge spécialisée de l’arrêt cardiaque (AC) placent le massage cardiaque externe (MCE), efficace et continu, comme un des facteurs primordiaux de succès de la réanimation cardio- pulmonaire (RCP) spécialisée [1,2]. Pourtant, un MCE de bonne qualité permet de produire un débit de perfusion coro- naire et cérébral qui ne correspond qu’à 30 % du débit nor- mal [3]. De plus, l’efficacité du MCE manuel est incertaine et se dégrade après la première minute de massage [4–6].
Des études sur modèle animal et humain ont montré un béné- fice très net de la ceinture thoracique, dispositif automatisé de MCE, en termes de pression de perfusion coronaire [7,8].
La pression de perfusion coronaire lors de la réanimation de l’AC est un facteur de survie démontré [9].
Au cours des premières études cliniques, la comparaison du MCE manuel à la ceinture thoracique a montré des résul- tats discordants en termes de survie [10,11]. Il n’existait pas jusqu’alors d’étude évaluant l’efficacité du dispositif en médecine d’urgence préhospitalière. L’objectif de cette étude a été d’évaluer l’impact de l’utilisation de la ceinture thoracique sur la pression artérielle (PA) au cours de la réa- nimation spécialisée de l’AC extrahospitalier et en particu- lier sur la PA diastolique, déterminant de la perfusion coronaire [12]. Le présent article reprend les résultats publiés initialement dans l’article princeps [13].
Méthodes
Il s’agit d’une étude prospective bicentrique ayant reçu l’accord du comité d’évaluation de l’éthique de la recherche
biomédicale du groupe hospitalier universitaire Paris-Nord, hôpital Bichat, après avis du comité de protection des personnes « Île-de-France 1 », et enregistrée dans clinicaltrials.gov sous le numéro NTC000641069, réalisée par les services mobiles d’urgence et de réanimation de Beaujon (Clichy, France) et de Lariboisière (Paris, France) de janvier à décembre 2008. Cette étude incluait des patients adultes présentant un AC prolongé, où chaque patient était son propre témoin : tous les patients ont d’abord reçu un MCE manuel, puis un MCE automatique par Autopulse™. Le MCE manuel était réalisé selon la technique de compres- sion–décompression active Ambu Cardiopump® (Ballerup, Danemark), selon la procédure habituelle des centres parti- cipants [14]. L’utilisation de l’Ambu Cardiopump®, grâce au témoin de force appliquée, permettait en outre un contrôle de la qualité du MCE manuel. La ceinture thoracique (CT) Autopulse™ (Zoll®, Chelmsford, MA) comportait une bande s’ajustant automatiquement au gabarit du patient et comprimant le thorax, connectée à une planche, positionnée sous le patient, contenant le moteur permettant la rétraction de la bande [15]. La rétraction de la bande assurait la com- pression thoracique par réduction de 20 % de l’axe antéro- postérieur, contrôlé électroniquement. Le MCE automatique était pratiqué à une fréquence de 100/minute en mode continu.
Tous les médecins, infirmiers et ambulanciers participant à la RCP spécialisée avaient reçu une formation assurée par Zoll®Medical France. Des référents locaux ont été désignés pour la poursuite de la formation et le maintien de compétences.
Procédure
La CT Autopulse™était positionnée sous le patient en décu- bitus dorsal, dès l’arrivée auprès du patient, et le MCE manuel immédiatement repris. Le patient bénéficiait de la prise en charge de l’AC selon les recommandations de l’European Resuscitation Council (ERC) : intubation endo- trachéale, abord veineux périphérique, choc électrique externe si besoin, adrénaline toutes les quatre minutes [1].
Après intubation trachéale, le MCE (manuel puis automa- tique) était réalisé en continu et les patients ventilés mécani- quement par un respirateur (Elisée®250, Saime™, Savigny le Temple, France) en FiO2 100 % ou manuellement au moyen d’un ballon autoremplisseur alimenté par de l’oxy- gène. En plus du tracé ECG, il bénéficiait d’un monitorage du dioxyde de carbone expiré (End Tidal CO2, EtCO2) par capnographie, et d’un monitorage hémodynamique invasif de la PA, selon la procédure habituelle du service en cas d’AC prolongé [16–18]. Le monitorage invasif continu de la PA permettait d’optimiser la réanimation spécialisée de l’AC extrahospitalier [17]. Le cathéter artériel était un cathé- ter fémoral (Seldicath®, 5F, 12 cm, Plastimed®, Le Plessis
Bouchard, France) avec un circuit et des têtes de pression usuels (Sorensen Transpac III®, Abbott Systems, Chicago, IL) reliés à un moniteur M-series® CCT, Zoll. La tête de pression était fixée par une bande adhésive au niveau de la ligne axillaire moyenne. L’EtCO2était également mesuré en continu par capnométrie (type main-stream, M-series®CCT, Zoll). Après mise en condition, les patients étaient inclus (Fig. 1). Trois mesures des PA systoliques, diastoliques et moyennes (PAS, PAD, PAM) procurées par un MCE manuel par Cardiopump®ont été réalisées à une minute d’intervalle.
La CT (Autopulse™Modèle 100, Zoll®, Chelmsford, MA) était ensuite mise en route. Les PAS, les PAD et les PAM observées sous MCE par CT ont été à nouveau recueillies à une minute d’intervalle, chaque patient étant son propre témoin. L’administration d’autres traitements, comme
l’amiodarone, une éventuelle fibrinolyse et des bicarbonates, était à la discrétion du médecin en charge de l’intervention, en accord avec la procédure thérapeutique [1].
Acquisition des données
Les caractéristiques des patients, le rythme initial, les diffé- rents temps, les traitements ont été recueillis sur place au moment de l’intervention. Les données de PA ont été obte- nues à partir de l’impression continue des courbes tout au long de l’étude (six minutes). Les courbes de PA ont été digitalisées afin d’obtenir des valeurs de PA à partir de l’aire sous la courbe au moyen du logiciel ImageJ (National Institute of Health, Bethesda ML). Les valeurs de PAD mesurées par le moniteur n’ont pas été analysées, car elles correspondaient au nadir de la courbe, valeurs très différen- tes de la valeur moyenne réelle de la PA au cours de la diastole (Fig. 2). Le temps diastolique a été défini comme le dernier tiers du cycle, non pas parce qu’il s’agit d’une définition physiologique mais pour s’assurer que les valeurs de PA obtenues correspondaient sans ambiguïté à une PAD.
Les valeurs de PAM ont été calculées à partir de l’aire sous la courbe de l’ensemble du cycle. Les PAS prises en compte pour l’analyse étaient celles données par le moniteur.
Analyse statistique
Le critère principal de jugement était la différence entre les valeurs des PAD procurées par MCE manuel et celles obte- nues sous MCE par la CT. Le calcul d’effectif préalable pour le critère principal a été calculé à partir d’une série précé- dente où la PAD moyenne était de 20 mmHg sous MCE manuel [19], et d’une hypothèse d’élévation de 25 % (ou 5 mmHg) de la PAD, avec un risque alpha de 5 % et un risque bêta de 10 %. Selon ce calcul, 28 patients étaient nécessaires. L’ajout d’une marge de sécurité a porté à 32 le nombre de sujets envisagés pour l’étude.
Les données ont été exprimées en médianes [intervalle interquartile : 25–75] pour le critère principal et comparées par un test de somme des rangs de Wilcoxon pour séries appariées. Une valeur depinférieur à 0,05 a été considérée comme significative, et les comparaisons statistiques ont été effectuées en situation bilatérale.
Résultats
Trente-deux patients ont été inclus dans cette étude. Pour trois patients, les courbes de PA n’ont pas pu être digitalisées à cause d’un problème d’étalonnage. L’analyse n’a pu donc être effectuée que sur 29 patients. L’âge moyen était de 62 ± 16 ans. Le rythme initial était asystolie chez 23 patients, Fig. 1 Déroulement de l’étude AC : arrêt cardiaque ; MCE :
massage cardiaque externe ; CEE : choc électrique externe ; PAS : pression artérielle systolique ; PAD : pression artérielle diastolique ; PAM : pression artérielle moyenne ; EtCO2: dioxyde de carbone expiré
une activité électrique sans pouls chez quatre patients et une fibrillation ventriculaire chez deux patients. L’origine suppo- sée de l’AC était majoritairement cardiaque (50 %). L’inter- valle de temps médian entre la survenue de l’AC et le début de la RCP de base était de six minutes [5–14] et entre la survenue de l’AC et le début de la RCP spécialisée de 19 minutes [13–30]. La dose d’adrénaline médiane avant le début du recueil de PA était de 7 mg [4–8]. Aucun patient n’a reçu de bicarbonates. Aucune récupération d’activité car- diaque spontanée n’a été observée. La PAD était en moyenne de 17 mmHg [11–25] sous MCE manuel et de 23 mmHg [18–28] sous MCE par la CT (p< 0,001), soit une augmen- tation de 35 % (Fig. 3). La PAS était de 72 mmHg [55–105]
et de 106 mmHg [78–135], soit une augmentation de 47 % (p= 0,02), et la PAM de 29 mmHg [25–38] et de 36 mmHg [30–45], soit une augmentation de 24 % (p= 0,01), sous MCE manuel vs MCE par CT respectivement (Fig. 3). En revanche, l’EtCO2n’était pas significativement augmenté : 21 mmHg [13–36] vs 22 mmHg [12–35] (p= 0,80) (Fig. 3).
À noter qu’aucune complication immédiate liée à l’utilisa- tion de l’Autopulse™n’a été observée.
Discussion
Les résultats de cette étude montrent une amélioration signi- ficative des PAD, des PAS et des PAM sous Autopulse™, comparées au MCE manuel au cours de la RCP spécialisée de l’AC extrahospitalier prolongé. Il s’agit de la première étude clinique réalisée en préhospitalier évaluant l’impact hémodynamique de ce dispositif de MCE automatique en préhospitalier. Ces résultats sont concordants avec les résultats observés en réanimation [8].
Il n’existe pas d’innovation récente dans la RCP de l’AC.
L’adrénaline à forte dose, l’ajout de vasopressine, la throm- bolyse au cours de la RCP ont été évalués mais n’ont pas montré de bénéfice sur la survie [1]. Les recommandations récentes insistent surtout sur l’importance du MCE en continu, dont l’impact sur le pronostic neurologique a été démontré [20]. Les avantages théoriques du MCE automa- tique sont un meilleur débit cardiaque, une meilleure régula- rité du MCE, l’absence de perte d’efficacité du MCE au cours du temps par les sauveteurs et un meilleur respect des temps de compression–décompression. Sur la base de ces éléments, les recommandations formalisées d’experts (Société de réanimation de langue française, Société fran- çaise d’anesthésie–réanimation) pour la prise en charge de l’AC indiquent que la CT peut être utilisée pour un MCE prolongé [21]. Par ailleurs, la perspective de thérapeutiques d’exception, comme la circulation extracorporelle ou l’ECMO, peut amener à poursuivre les manœuvres de réani- mation jusqu’à l’hôpital [22]. La poursuite d’un MCE efficace pendant le brancardage, le transport puis lors de la mise en place d’une circulation extracorporelle est difficile en pratique sans dispositif automatisé de MCE. La CT rend pos- sible le transport de ces patients en AC vers l’hôpital [23].
Au-delà des perspectives thérapeutiques nouvelles, la partici- pation des Smur au recrutement et au transport de patients susceptibles de faire l’objet d’un don d’organe à cœur arrêté, dans des conditions hémodynamiques optimisées, implique également l’utilisation de ce type de dispositif [24,25].
À ce jour, l’impact positif du MCE automatique sur la survie n’a pas été démontré. Les deux principales études, dont la méthodologie est différente, ont montré des résultats discordants [10,11]. Les hypothèses formulées pour expli- quer ce résultat sont d’éventuelles inclusions excessives Fig. 2 La figure montre successivement (de gauche à droite). A. Le nadir de la courbe (flèche) qui peut être très différent de la valeur moyenne de la PA au cours de la diastole. B. L’aire sous la courbe ayant servi au calcul de la PAD (diastole définie comme le dernier tiers du cycle). C. L’aire sous la courbe ayant servi au calcul des la PAM (aire sous la courbe de l’ensemble du cycle)
(patients qui, en dehors de l’étude, n’auraient pas été réani- més), un effet étude sur la qualité des soins, qui aurait conduit les secouristes « observés » à améliorer leur pratique dans le groupe témoin, le délai d’apprentissage d’utilisation de la ceinture de massage, le délai de mise en place de la ceinture, l’impact des stratégies pharmacologiques asso- ciées, la majoration des lésions de reperfusion liées à l’aug- mentation du débit ou lésions provoquées par le dispositif lui-même.
Une étude internationale, multicentrique, randomisée (Circulation Improving Resuscitation Care, CIRC) compa- rant l’utilisation d’Autopulse™au MCE manuel en termes de survie, est en cours (clinicaltrials.gov: NCT00597207).
En attendant les résultats de cette étude, la mise en évidence d’une élévation de la PAD est encourageante pour le pronos- tic, puisque la PAD, déterminant de la pression de perfusion coronaire, est liée à la survie [26]. L’élévation de la PAM est susceptible, elle, d’avoir un impact sur le débit cérébral et
donc le pronostic neurologique [20]. En revanche, nous n’avons pas observé d’élévation de l’EtCO2, qui est un reflet indirect du débit cardiaque et de la qualité du MCE [27].
Cela paraît en conflit avec les autres résultats. Mais les diffi- cultés observées pour ventiler un certain nombre de patients sous MCE automatique peuvent expliquer ce résultat discor- dant. En effet, l’EtCO2dépend à la fois du débit cardiaque et de la ventilation alvéolaire [28]. Or, la réduction de 20 % de l’axe antéropostérieur par la machine à la fréquence de 100/minute, non synchronisée à la ventilation en pression positive, s’est révélée difficile pour une forte proportion de patients ventilés mécaniquement. À la différence du massage manuel où la compression est effectuée de façon localisée à l’aire cardiaque, sous MCE par la ceinture, l’augmentation considérable de la pression intrathoracique à chaque com- pression sternale est susceptible d’entrer en compétition avec l’insufflation. Des modalités de synchronisation de la ventilation au MCE sont en cours de développement [29].
Fig. 3 PAD (A), PAS (B), PAM (C), EtCO2(D) sous MCE manuel puis MCE Autopulse™ PAS : pression artérielle systolique ; PAD : pression artérielle diastolique ; PAM : pression artérielle moyenne ; EtCO2: dioxyde de carbone expiré
D’autres hypothèses sont possibles : effet traumatique du dispositif sur le parenchyme pulmonaire diminuant la DLCO et modifiant le gradient EtCO2–PaCO2notamment.
Enfin, lors de l’analyse des valeurs individuelles de PA, on observe une augmentation de la PA pour la majorité des patients, mais pour certains, on n’observe pas de bénéfice, voire une aggravation de la PA. Il y a donc une proportion de patientsnon répondeursà la technique. Dans cette série, il n’a pas été possible de corréler ce phénomène aux caracté- ristiques morphologiques (poids) ni aux comorbidités, au rythme initial, etc., mais le collectif était faible. L’absence d’élévation de la PA n’était pas non plus corrélée à l’évolu- tion de l’EtCO2. Ce point mérite d’autres investigations. Il serait également d’un grand intérêt de pouvoir corréler ces résultats à une mesure du débit cardiaque, même s’il s’agit pour l’instant d’une mesure difficile à réaliser dans de telles circonstances [30].
Cette étude présente un certain nombre de limites. Pour des raisons évidentes, l’étude n’a pas pu être conduite en insu. Cependant, les résultats sont des valeurs obtenues à partir des courbes de PA enregistrées et digitalisées secon- dairement. Ils sont donc indépendants de l’observation du médecin en charge du patient. Ensuite, le caractère avant– après a également un biais potentiel lié au temps qui s’écoule, mais l’étude ne dure que six minutes et seulement une minute sépare les deux périodes. En raison du caractère observationnel de l’étude, la séquence était la même pour tous les patients avec un MCE manuel initial puis le MCE automatique. Une méthode par randomisation de typecross- over aurait été méthodologiquement plus pertinente mais aurait nécessité une étude d’impact thérapeutique. Cepen- dant, si cette séquence fixe devait avoir un impact hémody- namique, celle-ci serait plutôt au désavantage du MCE automatique, car le temps qui passe s’accompagne plutôt d’une aggravation de l’état du malade. Enfin, le faible effec- tif empêche toute conclusion en termes de morbimortalité.
Au-delà de ces limites méthodologiques, un certain nom- bre de points méritent d’être mentionnés. Certaines valeurs de PAS peuvent sembler particulièrement élevées pour des mesures chez des patients en AC sous MCE. Il y a lieu de rappeler que la PAS observée est une pression de pic mesurée dans l’artère qui ne reflète que très imparfaitement l’hémodynamique, a fortiori quand il existe des phénomènes de résonnance tels qu’observés ici. Par ailleurs, l’utilisation du dispositif de compression–décompression active Cardio- pump®a permis de standardiser le MCE manuel. Toutefois, la Cardiopump®permet d’effectuer une compression directe (et une décompression) en regard de l’aire cardiaque et se réfère donc plutôt au modèle de la « pompe cardiaque » ; alors que l’Autopulse™est une CT, qui permet d’effectuer une compression de l’ensemble du thorax, et se réfère donc plutôt au modèle de la « pompe thoracique ». À ce titre, les deux techniques ne sont pas comparables. Néanmoins,
l’absence de décompression active lors de l’utilisation de l’Autopulse™est plutôt à son désavantage du point de vue hémodynamique. Il s’agit là d’un point positif pour cette technique, puisque ce dispositif semble efficace malgré cette différence. Enfin, malgré son bénéfice démontré en termes de survie, l’utilisation de la Cardiopump® n’est pas utilisée par toutes les équipes préhospitalières et ne repré- sente pas le standard de MCE manuel dans la littérature.
Conclusion
Chez des patients en AC prolongé, on observe une augmen- tation de la PA sous MCE automatique par Autopulse™, comparé au MCE manuel par compression–décompression active. En attendant la démonstration d’un éventuel bénéfice en termes de survie, l’augmentation de la PAD et de la PAM sont prometteurs et permettent de proposer son utilisation dans une stratégie moderne de RCP pour les AC prolongés.
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