UNIVERSITEPICARDIEJULESVERNEFACULTEDEMEDECINED’AMIENS

Année:2018 N°176

EVOLUTIONDELAFONCTIONDIAPHRAGMATIQUECHEZLEPATIENTDEREANIMATIONEXPOSEALAVENTILATION

MECANIQUEETAUSEPSIS

THESEPOURLEDOCTORATENMEDECINE(DIPLOMED’ETAT)

SPECIALITEPNEUMOLOGIEPRESENTEEETSOUTENUEPUBLIQUEMENT

LE11OCTOBRE2018

JérômePinotPRESIDENTDUJURY:MadameleProfesseurClaireANDREJAKJUGES:MonsieurleProfesseurPascalBERNA MonsieurleProfesseurJulienMAIZEL MonsieurleDocteurMartinDRES MonsieurleDocteurPierre-AlexandreROGERDIRECTEUR:MonsieurleDocteurMartinDRES

Dédicace

1)MadameleProfesseurClaireANDREJAK

ProfesseurdesUniversités–PraticienHospitalier

(Pneumologie)

MerciClaired’avoiracceptéd’être laprésidentedemon jurydethèse.Celareprésente

beaucoup pourmoi. J’ai énormément appris à tes côtés et tu sais toujours te rendre

disponibleavecunemploidutempstrèschargé.

2)MonsieurleProfesseurPascalBERNA

ProfesseurdesUniversités–PraticienHospitalier

ChefdeServicedeChirurgieThoraciqueetdesSoinsContinusVasculaireset

Thoraciques

CoordinateurAdjointduPôle"Thorax-Coeur-Vaisseaux"

MerciPascald’avoiracceptédefairepartiedemonjurydethèse.Tusaisalliertravailet

rire,qualitérare.

3)MonsieurleProfesseurJulienMAIZEL

ProfesseurdesUniversités-PraticienHospitalier

(Réanimation,médecined’urgence)

MerciJuliend’avoiracceptédefairepartiedemonjurydethèse.J’aiadorémonsemestre

enMédecineIntensiveetRéanimation.J’aieulachancedefaireplusieursgardesavectoi

dontjegardeunexcellentsouvenir,tantsurleplandel’apprentissagequepourlabonne

humeurquiyrégnait.Tapédagogieettaculturemédicalesontextrêmementappréciables

quandontravailleavectoi.

4)MonsieurleDocteurMartinDRES

(Réanimation,médecined’urgence)

MerciMartind’avoiracceptéd’êtremondirecteurdethèse.Jen’aipaseu lachancede

travaillerdirectementavectoienréanimationàlaPitié;néanmoinsj’aiétéimpressionné

partalogique,tonreculsurlamédecineetl’étenduedetesconnaissances.Jesuisfierdu

travailquenousavonseffectuéensembleetjeteremerciepourtesencouragements.

5)MonsieurleDocteurPierre-AlexandreROGER

(Réanimationcardio-thoraciquevasculaireetrespiratoire)

MerciPierre-Alexandred’avoiracceptédefairepartiedemonjurydethèse.Tuasétémon

premiermentor en réanimation, et celui quim’a laissé fairemes premiers gestes. J’ai

appréciétavolontédemechallengeràtoutmomentsurmesréflexions,mesdiagnostics

etmesprescriptionsenréanimation.Etau-delàdel’aspectprofessionnel,j’apprécietout

simplementtaperspicacité,taconversationettongoûtpourlebonwhisky.

Remerciements

Avanttouteschoses,ungrandmerciauProfesseurJounieaux.Vousm’avezénormément

apprisetinspirépendantmoninternat.J’aipucomptersurvotresoutienetvotreécoute.

Nos longs débats sur la médecine et l’hôpital restent de très bons souvenirs. Je me

rappelleraitoujoursd’unedevosphrasesprononcéeunjouràlavisite:«vieuxmaispas

obsolète».Définitivementpasvieux,etloind’êtreobsolète!

MerciàJulienpournoslonguesdiscussionsettonreculsurl’hôpital,pourtavolontéde

nouslaisserprendrenotreindépendanceentantquemédecin.MerciàIsabellepourton

sang-froid,tonrire,leLasilixn’aplusdesecretpourmoi.MerciBénédictepourtarigueur

ettonespritsibienstructuré,j’aibeaucoupaimétravailleravectoi.MerciDamienpour

avoirsupportémesobligationssyndicales,tonaisanceenendoscopienousmontrelavoie.

MerciÉlinepourtonhumourpincesansrire,tesKTdroitsettesblaguesauxexternes

qu’ilsnesavaientjamaiscommentinterpréter.MerciClairePpourtoutcequej’aiappris

à tes côtés, ton implication dans le service et pourm’avoir fait apprécier l’oncologie

thoracique. Merci Géraldine aka Gégé pour m’avoir accueilli gentiment quand je suis

arrivé tout innocent de la gynécologie. Merci JB pour ta patience, ta pédagogie et ta

résistanceauxblaguesdouteuses.MerciElodied’avoirtoujoursréponduàmesappelsde

détresse!

Merci Charles et merci Youcef pour nous montrer autre chose que le CHU, pour

l’endoscopieetpourvosfousrires.

Merciàmes«collègues»,Mélaniebiensûr,pourcessemestresenPneumo1etàSQ.Ugo

(président), pour ton humour et ta disponibilité, Lola parce que ççça me sssssoule,

MatthieuetcesemestreenU2,Fanny(TMTC),Mickael,Hortense(sansoublierHubertet

Joseph),Camille,Warda,Maxime,Coco,Florence,Charlotte,Nat,Céline,Alice,Florence,

ChloéetOzaire.

Merciauxcollèguesderéaamiénois:MatthieuSage(rienqued’écriretonnommefait

rire), laGakan,Martoni,Popo,Dobo,Anne.Merci aux chefs: Julien,YoannetClément.

Merciauxseniors:Bertrand,Loay(ahbon??),Thierry.

UngrandmerciauxéquipesdePneumo1,Pneumo2etRéaRespi:lesNico,lesAudrey,

lesXavier,Marie,Sophie,Delphine(Dédé,quiparlecommeço)etceuxquej’oublie.Merci

auxcadresquiontacceptétoutesmesremarques(quiétaientnombreuses).

Évidemment mention spéciale à Nouara, pour tes cafés, pour m’avoir sauvé de

l’hypoglycémietantdefoisetpourtabonnehumeur!

Mercià laRéaMontyonetauSRPR,àAlexandrebiensûr,à Julien,Elise, Julie,Maxens,

François,Marie,Clémence,Suela,àmesco-internesetévidemmentàtoutesleséquipes.

Merciàl’USIR/SRPRdeForcillesettoutparticulièrementleDrGeraldChoukrounpour

cetteannéeécoulée.

MonplusgrandmerciestpourtoiLucile.Pendantlarédactiondecettethèse,mercipour

tes encouragements et ton soutien sans faille, tes astuces word et ta relecture

bienveillantem’ontétéd’uneaideprécieuse.Mercipourtonintelligencequimeséduitun

peupluschaquejour.Mercipourcetteénergiepermanentequetudéploiespourtoujours

nousrenouveler.Mercipourtesrecettesquide3ingrédientsserévèlentêtreunfestin.

Merci pour ta curiosité qui nous rapporte son lot d’idées, débats, BDs et livres en

abondance.Envisagerl’aveniravectoiestparticulièrementgrisantetexcitant.Jet’aime.

Merci àma famille, etplusparticulièrementmesparents. J’ai grandi avec2personnes

profondémentbonnesetinspirantes.Papa,avectoutescesvaleursquetum’astransmis

avecMaman, tuaurais faituntrèsbonmédecin.Merciàmes frèreetsœur,Thierryet

Anne-Sophie, àMaloetTiphaine, àGrand-mère,Mamy, JacquesetBlanche les2petits

trésors.

Merci àma belle-famille, Florence et François pour votre accueil, votre bienveillance.

MerciLaurepourtagentillesse,tonindépendanceettacuriosité,Clairepourtonhumour,

tabellevoixettonsensdel’observation.MerciAurélienpourtonaccueiletnosfutures

coursesenmontagne.Rentrerdansvotrefamilleaétéàlafoisfacilepourcesvaleursque

nouspartageonsmaisaussitrès

Merciàmesamis,nousavonspartagédesmomentstrèsfortscetteannée.Thomasquime

suit depuis le début, Jb aussi (Teamtomdjs).Marine, Antonin, Geo, Adi et Clem, on a

commencéensemble.Auxcopainsvillersois,Antoine,Alexis,Marie,Louise,Alex,Laure-

Anne,Maxime,Julienetjem’yperds.Auxcopainsdelafac:Matou,Margaux,Jeanne,Nino,

MC,Nico,Max,PA,Julien,Anthoettouslesautres.MentionspécialeàEtienne,mercipour

toncoupdepouceavecmesstats.

Tabledesmatières

I. JUSTIFICATION SCIENTIFIQUE ........................................................................................ 1

A. ANATOMIEETPHYSIOLOGIEDUDIAPHRAGMENORMAL ........................................................ 1 1. Rappelsanatomiquesetphysiologie ...................................................................... 1 2. Définitionsdelafonctiondiaphragmatique .......................................................... 4

B. IMPACTDELAREANIMATIONSURLEFONCTIONNEMENTDUDIAPHRAGMEETCONSEQUENCESCLINIQUESDELADYSFONCTIONDIAPHRAGMATIQUE ................................................................... 7 1. Impactdelaventilationmécaniquesurlediaphragme ......................................... 8 2. Rôledusepsis ....................................................................................................... 11

C. AUTRESFACTEURSDERISQUE ....................................................................................... 13 D. CONSEQUENCESCLINIQUES ........................................................................................... 14

II. MATERIEL ET METHODES ............................................................................................. 16

A. OBJECTIFS .................................................................................................................. 16 1. Objectifprincipal ................................................................................................. 16 2. Objectifssecondaires............................................................................................ 16

B. CRITERESDEJUGEMENTS .............................................................................................. 16 1. Critèredejugementprincipal .............................................................................. 16 2. Critèresdejugementsecondaires ........................................................................ 16

C. CONCEPTIONDELARECHERCHE..................................................................................... 16 D. ÉVALUATIONDELAFONCTIONDIAPHRAGMATIQUE ........................................................... 17 E. DEFINITIONS .............................................................................................................. 18 1. Dysfonctiondiaphragmatique ............................................................................. 18 2. Sepsis ................................................................................................................... 18

F. CRITERESD’INCLUSION................................................................................................. 18 G. CRITERESDENONINCLUSION ........................................................................................ 18 H. VARIABLESRECUEILLIES ............................................................................................... 19 I. ANALYSESTATISTIQUE ................................................................................................. 20

III. RESULTATS ................................................................................................................... 21

A. POPULATIONETUDIEE .................................................................................................. 21 B. ÉVOLUTIONDELAPTR,STIM.......................................................................................... 23 C. IMPACTDUSEPSISSURLAFONCTIONDIAPHRAGMATIQUE .................................................. 25

IV. DISCUSSION ................................................................................................................. 28

1

I. Justificationscientifique

A. Anatomieetphysiologiedudiaphragmenormal

Lediaphragmeest lemuscle respiratoireprincipal. Lorsde laventilation, l’être

humainproduituneffortinspiratoirequisetraduitparunecontractiondudiaphragme.

Cecientraîneunepressionnégativeauniveauduthoraxpermettantàl’airdepénétrer

dans les poumons,, à l’image du fonctionnement d’un piston dansune seringue. Cette

pression générée entre les cavités thoracique et abdominale est appelée la pression

transdiaphragmatique(Pdi).Ellepermetd’évaluerlaforcedecontractiondudiaphragme.

Leséchangesgazeuxpeuventalorsseproduire.Lorsdurelâchementdelacontraction,

l’airpeutalorsêtreévacué,nouspermettantderéaliserunedes fonctionssupérieures

propresàl’êtrehumain:laparole.

1. Rappelsanatomiquesetphysiologie

Lediaphragmesépareenhautlacavitéthoraciquedelacavitéabdominaleen

bas.Onluiprêteuneformedeselledufaitdelasurélévationdufoiedanssapartiedroite

etinversementdel’appuiducœurdanssapartiegauche.Ils’insèrelatéralementsurles6

dernièrescôtes,enavantsurl’appendicexiphoïde.

Enarrière,onretrouvelespilierspostérieursdudiaphragme:

o Pilieraortique:s’insèreàdroitejusqu’enL3,àgaucheenL2.Délimitel’hiatusaortique

(vertèbrethoracique12)

o Piliermusculaireœsophagien:s’insèresur leprécédent,en formede8.Délimitele

hiatusœsophagien(vertèbrethoracique10)

o Arcadedupsoas:pointedelatransversedeL1auxvertèbresadjacentes.

o Arcadeducarrédeslombes:pointedelatransversedeL1pointedeC12

2

o ArcadeentrelespointesdeC12etC11,C11etC10.

L’innervationdudiaphragme(1)provientprincipalementdesnerfsphréniques

droitsetgauches.Cesnerfssontissusentrela3èmeetla5èmeracinecervicale.Ilslongent

ensuite le péricarde latéralement pour atteindre le diaphragme. Les nerfs phréniques

droite et gauche forment 4 branches motrices : le sternum, l'antérolatéral, le

postérolatéraletlecrural. Ilexisteune innervationaccessoireprovenantdesbranches

desnerfsintercostaux.

Figure 1: Vue abdominale montrant les parties lombaire, costale et sternale dudiaphragmemusculaire.

Constitution

Lediaphragmeestconstituémajoritairementdedeuxtypesdefibresmusculaires.

OnretrouvelesfibresmusculairesdetypeIditesfibresàcontractionslentes(enanglais

Slowtwitch)etlesfibresmusculairesdetypeIIaditesfibresàcontractionintermédiaires

(enanglaisfasttwitch).LesfibresdetypeIfonctionnentselonunmétabolismeoxydatif,

elles sont très résistantes à la fatigue. Elles possèdent une vitesse et une force de

3

contraction lentes. Elles sont appelées les fibres «rouges». Elles possèdent un seuil

d’activationbasavecunecontractionàfaibleintensité.Cesontlesfibresmisesenjeuau

reposetlorsdesexercicesprolongés.Del’autrecôtéonalesfibresdetypeIIaappelées

fibres «banches». Ces dernières sont moyennement résistantes à la fatigue mais

possèdentunehautevitessedecontractionetuneforcedecontractionimportante.Elles

fonctionnentselonunmétabolismemixte.Cesfibressontmisesenjeulorsdel’effort.

Aurepos

L'action du diaphragme (le muscle inspiratoire principal) est habituellement

quantifiéeentermesdeforcedecontraction(mesuréepardespressionsinspiratoires)ou

de raccourcissement (mesurée par le changement de volume pulmonaire ou le

déplacement des structures de la paroi thoracique). Lors d’un cycle respiratoire, à

l’inspirationlediaphragmesecontractegénérantunepressionintra-thoraciquenégative

et permettant ainsi à l’air de pénétrer dans les poumons via les voies aériennes

supérieures.Leséchangesgazeuxauniveaudelamembranealvéolo-capillairepeuvent

alors se produire. A l’expiration le diaphragme relâche sa contraction et permet une

libérationpassivedel’airchargéendioxidedecarbone.

Afind’évaluerlaforcedecontractiondudiaphragme,onintroduiticileconcept

de la pression transdiaphragmatique(Pdi). Pour la déterminer,onmesure la pression

œsophagienneetlapressionauniveaudel’estomac(Pabpourpressionabdominale)pour

ainsi obtenir des pressions sus et sous diaphragmatiques. La pressionœsophagienne

permetd’estimerlapressionpleurale(Ppl).Onobtientalors:

Pdi=Pab-Ppl.

Lorsde lacontractiondudiaphragme, lapressionabdominaleaugmenteet la

pression pleurale diminue. Une pression transdiaphragmatiquepositive traduit une

contractionactivedudiaphragme.Oncomprendalors lasignificationde larespiration

4

abdominaleparadoxaleoù lediaphragmen’estpluscapabled‘assurersonrôle,du fait

d’une contraction inefficace. Les muscles inspiratoires extra-diaphragmatiques

(intercostaux,musclesinspiratoiresducou)prennentalorslerelais.Ilsproduisentune

pression intra-thoraciquenégativemotricede l’inspiration.Lediaphragmenepouvant

alors se contracter efficacement, on observe un mouvement en dedans de la paroi

abdominale«attirée»parcettepressionnégative.

2. Définitionsdelafonctiondiaphragmatique

Lafonctiondiaphragmatique

L’American Thoracic Society et l’European Respiratory Society ont publié un

documenttraitantdesdifférentesmodalitésd’évaluationdelafonctiondesmuscles(2).

La forcemusculairerespiratoireestestiméepar lacapacitédesmusclesàgénérerune

pressionetleraccourcissementdesmusclesestestimécommeunevariationduvolume

pulmonaire ou comme un déplacement des structures de la paroi thoracique. Ainsi,

l’évaluationquantitativedesmusclesrespiratoiresreposegénéralementsurdesmesures

devolumes,dedéplacementsetdepressions,etl’évolutiondecesvariablesdansletemps.

Dans le document de l’ATS-ERS, il est décrit comment évaluer la fonction

diaphragmatique. On mesure la pression inspiratoire maximale PImax et la pression

expiratoiremaximalePEmax.Deplus,c’estuneévaluationdesmesuresquirequièrent

unebonnecompréhensionetunebonneparticipationdupatient.Dansuncontextede

réanimation,cesdeuxconditionsnesontquepeusouventprésentes.Deplus,mêmesi

l'activationpeutêtremaximale,lapressionproduiteestdérivéed'unensemblecomplexe

d'interactions au sein desmuscles respiratoires ainsi qu’entre lesmuscles et la paroi

thoraciqueetsoncontenu.EncasdemesuresnormalesdePImaxetdePEmax,onpourra

5

alorsconclureàl’absencededysfonctiondesmusclesrespiratoiresmaispasàcelledu

diaphragmeenlui-même.

Pourremédierauxlimitesdel’utilisationdelaPImax,notammentenréanimation,

et pour pouvoir mesurer spécifiquement la fonction diaphragmatique, une autre

technique, considérée comme la technique de référence, a été proposée: Stimulation

magnétiquedesnerfsphréniques.

Lastimulationdesnerfsphréniquespermetl’explorationspécifiquedelafonction

dudiaphragmeetde la conductionphrénique, indépendammentde la coopérationdu

patient.Cettetechniqueconsisteàprovoquerartificiellementunecontractionisoléedu

diaphragme par stimulation des nerfs phréniques et à mesurer en réponse à cette

stimulationdessignauxphysiologiques:pressionsetconductiondespotentielsd’action.

Acetitre,lapressionbuccaleetlapressionœsophagiennedeviennentspécifiquesdela

fonction diaphragmatique lors de la stimulation des nerfs phréniques. La stimulation

phrénique permet d’apprécier la capacité du diaphragme à produire une pression

inspiratoire, d’évaluer la conduction phrénique et de détecter l’existence d’un bloc de

conductionneuromusculaire.Lastimulationphréniquepeutêtreréaliséeaumoyend’un

stimulus électrique ou magnétique. La stimulation magnétique est préférée à la

stimulationélectriquepoursoncaractèrenondouloureuxetplussimpled’utilisation(pas

de repérage des nerfs phréniques). Cette technique a été développée pour pallier les

inconvénientsdelastimulationélectrique(3).Ellereposesurleprincipequ’unchamp

magnétiquepulséproduitparladécharged’uncourantdeforteintensitédansunebobine

defilmétalliquetraverselesbarrièresosseusesetcutanéeenétanttrèspeuatténuée.Elle

peut être effectuée par voie cervicale postérieure ou antérieure. L’utilisation de la

techniquedestimulationdesnerfsphréniquesenréanimationreposesurlerecueildu

signaldepressionmesuréauniveaudesvoiesaériennessupérieures(pressiontrachéale),

6

àl’extrémitédelasonded’intubationoudelacanuledetrachéotomie.Onpréfèrecette

techniqueàlamesuredelapressiontransdiaphragmatiquequinécessitelamiseenplace

de ballonnets gastrique etœsophagien (4). En réalité, la corrélation entre la pression

transdiaphragmatique et la pression trachéale n’est pas excellente (32, 33). Ce qui

importesurtout,c’estdemesurerlatransformationdelacontractiondiaphragmatiqueen

dépressionpleurale(c’estàdireœsophagienne)plutôtqued’évaluerlafonctionpropre

du diaphragme, comme le ferait la pression transdiaphragmatique. Et justement, la

corrélationentrelapressiontrachéaleetlapressionœsophagienneestsatisfaisante(5).

Dansl’étudedeDemouleetal(6),laPtr,stimchezlessujetsconsidéréssansdysfonction

diaphragmatiqueétaitnormalementdistribuée,avecunevaleurmoyennede23,2cmH2O

etunécarttypede6,4cmH2O,indiquantque95%delapopulationsourceavaitunePtr,

stimsupérieureà10,7cmH2O(Figure2).

Figure 2: courbes de mesure de la pression trachéale. Sur la courbe A, un patientprésentant une dysfonction diaphragmatique; sur la courbe B, un patient avec unefonctiondiaphragmatiquenormale.

Ladysfonctiondiaphragmatique

Le diaphragme, principal muscle respiratoire chez l'homme, est sensible à

diversesagressions tellesque laventilationmécanique, l'hypoxieet lesepsis,qui sont

fréquentes chez lespatientsen réanimation (7).Cesagressionspeuventaboutir àune

7

dysfonction diaphragmatique. Dans l’étude de Demoule et al (6), une dysfonction

diaphragmatiqueétaitprésentechez64%despatientsmissousventilationmécanique

lorsdel’admissionenréanimation.Lesconséquencesdeladysfonctiondiaphragmatique

sont graves. La dysfonction diaphragmatique est fortement associée à un échec du

sevragedelaventilationmécanique(8,9).Lamortalitéenréanimationethospitalièresont

plusélevéeschezlespatientsprésentantunedysfonctiondiaphragmatique(6).Ladurée

de ventilation mécanique est plus importante chez les patients présentant une

dysfonctiondiaphragmatique(10,11).

Avec la technique décrite ci-dessus, on peutmesurer la fonction diaphragmatique de

façonobjectivechezdespatientssédatésetintubésenréanimation.

Unemesuredelapressiontrachéaleàlasortiedelasonded’intubationinférieurea11

cmH2O a ainsi été décrite comme étant le reflet d’une dysfonction diaphragmatique

(5,12,13).

B. Impact de la réanimation sur le fonctionnement du diaphragme et

conséquencescliniquesdeladysfonctiondiaphragmatique

Lorsd’unehospitalisationenréanimationavecnécessitéd’uneintubationoro-trachéale,

on constate que le diaphragme comme les autres organes subit des dommages. On

constatedeuxétapesdanscetteagression:

- Unepremièrequel’onpourraitconsidérercommeunedéfaillancedudiaphragme,due

notamment au sepsis quand il est présent mais également à d’autres sources

d’agressionrencontréesparlepatientderéanimation.

- Dansundeuxièmetemps,lediaphragmesubituneagressionàcaused’uneventilation

mécanique,surtoutsicelle-ciseprolonge.

8

1. Impactdelaventilationmécaniquesurlediaphragme

Plusieursétudessesontdéjà intéresséesà l’impactde laventilationmécanique

(VM) sur lediaphragme, surdesmodèlesanimauxethumains.LaVMagit àplusieurs

niveaux.

Contractilité

La contractilité du diaphragme correspond à la capacité pour le diaphragme à

généreruneforcedecontractionetainsicréeruneffortinspiratoire.Jungetal(14)ont

montré que les réglages du respirateur ont un impact sur la force générée par le

diaphragme lors de la ventilationmécanique. En effet, si l’étirement est supérieur ou

inférieuràlalongueuroptimaledesfibresmusculaires,onobservealorsunebaissedela

forcegénérée.Lecoupleexcitation-contractionnefonctionneplusdefaçonoptimale.Le

volumecourantetlaventilationminutefontvarierl’étirementdesfibresmusculaires.On

conçoitl’importancedeleursréglages.

Dans leur étude sur des rats, Powers et al (15)montrent quemême pour des

durées courtes de VM (12, 18 et 24 heures de VM), on observe une baisse de la

contractilité du diaphragme. Il montre également que cet effet se majore avec le

prolongementdelaVM.Ainsi,après12heuresdeVMonperd25à30%delacontractilité.

Encore plus après18 à24heuresdeVMoùon observe une baisse de la contractilité

d’environ50%.

Atrophie

Uneatrophiemusculaireentraîneuneperted’efficacitédanslacontractiondece

muscle(16–18).UnpatientsousVMestconcernéparcetteatrophiediaphragmatique.En

effet,dansl’étudedeJaberetal(19),deuxgroupesontétéformés.Lepremiergroupeétait

constituédepatientsrecevantunechirurgieparvoiecoelioscopiquedurantenmoyenne

9

1à2heures,appelégroupeVMcourtterme.L’autregroupeétaitconstituédepatients

ventilés mécaniquement dans une unité de médecine intensive-réanimation (MIR)

pendantplusde5jours,appelégroupeVMlongterme.Unebiopsiede1cm3aétéréalisée

chezchaquepatient.Onretrouvaitdans legroupeVMlongtermeuneexpressionplus

importante des marqueurs histo-biochimiques en faveur d’une atrophie et d’une

altérationdudiaphragme.Dans l’étudedeLevineet al (20),onneconstataitpascette

atrophiesurlegrandpectoral,signed’uneatteintespécifiquedelaventilationmécanique.

Atteintehistologique:remodelagedesfibresmusculaires

Unpatientsoumisà laVMvoitsondiaphragmesubirdesdommagesauniveau

histologique.LanotiondeduréedeVMestprimordialedansl’installationdeceslésions

auniveaudesfibresmusculaires.Dansl’étudedeJaberetal(19)décriteci-dessus,après

étude bio-histochimique, il a été retrouvé une différence significative au niveau ultra

structural en comparant lesdeuxgroupesavecunealtérationplus importantedans le

groupeVM long terme. Il a égalementétémisenévidenceunedifférence significative

concernantl’importancedeslésionsobservéesenfaveurdugroupeVMlongterme.Ila

étéobservéunediminutiondelasectiontransversalemoyennedesfibresmusculairesde

39%chezlegroupeVMlongterme,comparativementaugroupeVMcourtterme.L’étude

montraitégalementuneubiquitinationtotaledesprotéinesplusimportante,ainsiquela

présencedetroisisoformesdecalpaïneenquantitésupérieure,danslegroupeVMlong

termecomparéaugroupeVMcourtterme.

Stressoxydatif

Lestressoxydatifcorrespondàuneagressiondescomposantsd’unecelluleparles

dérivésréactifsdel’oxygèneetdel’azote.Cetteinactivitéentraîneuneaugmentationde

10

laconcentrationdecalciumetmarqueuneintensificationdel’activationdesprotéases.

Cesprotéasessontresponsablesdelaprotéolyse(cfparagraphee).

Onpeutévaluercestressoxydatifparlamesuredelaconcentrationduglutathion

dansunebiopsiediaphragmatique.Cetravailaétéeffectuéparl’équipedeLevineetal

(20)enprélevantdesfragmentsdediaphragmedans2groupes.Ungroupecontrôleétait

constituédepatientsbénéficiantdechirurgiethoraciquedecourteduréedeVM(2à3

heures).Ledeuxièmegroupeétaitconstituépardespatientsenétatdemortencéphalique

ventilés entre 18 et 69 heures en attente d’un prélèvement d’organe. Les auteursont

constatéunediminutionsignificativede23%delaconcentrationenglutathiondansles

biopsiescomparativementaugroupecontrôle.Onpourranéanmoinsconvenirqueces

résultatsproviennentdepatientsventilésde façoncontrôlée.Eneffet,dans l’étudede

Gayan-Ramirezetal(21),laisserdesmomentsdeventilationspontanéeaffectemoinsle

diaphragmechezlesrats,contrairementàceuxuniquementventilésenmodecontrôlé.Le

modeventilatoireetsonimpactsurlediaphragmenesontpasclairementélucidés.Une

des hypothèses pour expliquer le stress oxydatif serait l’absence d’activité propre du

diaphragmelorsqu’ilestsoumisàlaVM.

Synthèseprotéique/Enzymesmétaboliques

Si nous revenons à l’étude de Jaber et al (19), ils retrouvaient sous VM une

instabilité de la membrane mitochondriale. Ils observaient alors une altération de la

chaîne respiratoiremitochondriale.Le coupleexcitation-contractionétantatteint sous

VM,onobservealorsuneinadéquationdel’utilisationdel’énergiecréée.Enl’absencede

contractioniln’yapasd’utilisationdel’énergieproduiteparlamitochondrie.Ilexisteune

protéolysemarquéeauniveaududiaphragme.L’augmentationdutauxdecalpaïneschez

lespatientsventiléspluslonguementestlatraductiondecetteprotéolyse.Dansuneautre

étudedeLevine et al, l’activitédu systèmeubiquitine-protéasomeestbien supérieure

11

chezdespatientsventilésmécaniquementde18à72heurescomparéeàcelledugroupe

ventilémoinsde3heuresetdemie(22).Onobservedoncunemajorationdelaprotéolyse

chezlepatientventiléàlaquelles’ajouteunediminutiondelasynthèseprotéique.

2. Rôledusepsis

Lesepsisestuneréponseinappropriéedel’hôteenversuneinfectionentraînant

une dysfonction d’organes. Lorsque le score SOFA (Sepsis-related Organ Failure

Assesment) atteint 2 ou augmente de 2 points on considère alors le patient comme

septique. Cette réponse a pour conséquence une libération accrue de médiateurs de

l’inflammation (telles que des cytokines). Il permet une meilleure diffusion de ces

médiateursverslesiteoùsetrouvel’infection.

De nombreuses études depuis les années 1990 ont montré chez le patient de

réanimationquelesepsisétaitunfacteurderisquedemyopathieetdepolyneuropathie

(23–26). Dans ces études il est montré que 70 à 100% des patients présentent une

asthénieprolongéeencasdesepsisgrave.Ilestégalementmontréquelesepsisentraîne

des diminutions profondes de la fonction des muscles des membres et des muscles

respiratoires.Lamyopathieinduiteparlesepsisestcaractériséeparuneréductiondela

capacité de contraction des muscles, une atrophie musculaire et une bioénergétique

altérée.Trèstôt,Hussainetalontmontré(27)quel’injectiond’endotoxineEscherichia

Coli chez des chiens respirant spontanément provoquait une insuffisance respiratoire

hypercapnique,preuvedelaparticipationdusepsisdansl’atteintediaphragmatique.

Myopathieinduiteparlesepsis

Callahanetal(28)ontétudiél’atteintemusculaireaucoursdusepsis.Onconstate

deuxtypesd’atteintemusculairedanslesepsis.Lesepsisentraînedansunpremiertemps

unediminutiondelacapacitédumuscleàsecontracter.Puisdansundeuxièmetempson

12

constateunebaissedelamassemusculaire.C'estunconceptimportantcarlesprocessus

quirégulentetmodulentlaforcedecontractionmusculairepourunequantitédonnéede

masse musculaire (force par section transversale) et les processus qui régulent et

modulentlamassemusculairetotalesontdifférents.

Auniveaucellulaireonretrouveunealtérationducouplageexcitation-contraction

par diminution de l’excitabilité membranaire. Le sepsis induit une atteinte de la

membrane du sarcolemme, une altération de l’homéostasie du calcium et il vient

perturberlesinteractionsdesprotéinescontractiles.

La perte musculaire imputable au sepsis (qu’on constate plus tardivement)

provientdeladégradationprotéolytique,delabaissedelasynthèsedesprotéinesetde

l’altération du fonctionnement des mitochondries des cellules musculaires. Les

mécanismespourexpliquercesaltérationssontlessuivants:onobservelorsdusepsis

uneproductionlocaliséeexcessivedecytokinespro-inflammatoires,uneaugmentation

delaproductiondesradicauxlibresetuneactivationdesvoiesprotéolytiquesenamont

duprotéasome(viacaspasesetcalpaïnes,dontl’activationestcalcium-dépendante).

Atteintediaphragmatiqueaucoursdusepsis

Lorsd’unchocseptique,l’électromyographieetl’étudehistologiqueontrévéléune

agressiondesmusclesstriésdontfaitpartielediaphragme(29).

Aubieretal(30)ontprovoquéunsepsischez17ratsventilésdefaçonmécanique.

Ilaensuiteétudiél’effetdusepsissurleursdiaphragmesenlescomparantà17ratssains

ventiléségalementdefaçonmécanique.Danscetteétude,onconstataitunebaissedela

contractilitésansatteintedelamassemusculaire.

Comme tout muscle, les altérations dues au sepsis concernent le diaphragme.

Demouleetal(6)ontmontréquesousventilationmécanique(plusde24heures)dansun

contexte septique la dysfonction diaphragmatique peut être considérée comme une

13

défaillance d’organe liée au sepsis. Cette étude se basait sur lamesure de la pression

trachéaleparstimulationmagnétiquebilatéraledesnerfsphréniqueslorsdel’occlusion

desvoiesaériennes(Ptr,stim)au1eretau3ejourdeventilationmécanique.Lesauteurs

ontconcluquelesepsisétaitindépendammentassociéàladysfonctiondiaphragmatique.

PlusPtr,stimétaitbasselorsdela1èremesureetpluslamortalitéenréanimationpuisà

l’hôpitalétaientélevées.Onobservaitdemanièregénéraleunpronosticmoinsbons’il

existaituneDD.

Dans leur étude, Jung et al (29) ont montré que dans le sepsis l’atteinte

diaphragmatiqueétaitspécifiquecomparéeauxmusclesdel’appareillocomoteur.Trois

groupes ont été formés: un groupe de patients septiques, un groupe de patients non

septiquesetungroupecontrôle.Ilsontévalué2paramètres:d’unepartlacontractilité

dudiaphragmeparlamesuredePtr,stimetd’autrepartlevolumedudiaphragmeetdu

psoasparévaluationtomodensitométriquetridimensionnellevolumétrique.Lesauteurs

ontmisenévidenceunebaissedelacontractilitédudiaphragmedanslegroupeseptique

comparée au groupe non septique. Ils ont également constaté une atrophie

diaphragmatiqueplusimportantedanslegroupeseptiqueversusnon-septique.Ilexistait

unecorrélationentrevolumediaphragmatiqueetPtr,stim.

C. Autresfacteursderisque

Dans cette partie nous aborderons les autres facteurs de risque connus de

dysfonctiondiaphragmatique.

La dysfonction diaphragmatique (DD) est un mécanisme de plus en plus étudié en

réanimation.Onconnaîtlesdifférentesétiologiesàl’originedecetteDD(4):

- Hypercapnie(31,32).

- Choccardiogéniquepardéfautd’oxygénation(33).

14

- Sepsis(cfsupra).

- Métabolique:hyperglycémie.

- Chirurgie(34,35).

- Médicamenteux:corticostéroïdes,curares,propofol,hypnotiques(6).

- Ventilationmécanique(cfsupra).

- Unechargedetravailaugmentée,lorsd’asynchroniesaveclerespirateurparexemple.

D. Conséquencescliniques

Undesprincipauxtraitementssymptomatiquesdusepsisnécessitederecourirà

laventilationmécanique.Paradoxalement,ilexisteuneatteintedudiaphragmeàlafois

parlesepsisetparlaventilationmécanique,commenousvenonsdelevoir.Laventilation

mécaniqueestelle-mêmepourvoyeusedecomplicationstellesquelevolotraumatismeet

lebarotraumatisme(36,37).Parailleurslaventilationmécaniqueaunretentissementsur

l’hémodynamique du patient intubé(38). Et enfin la ventilation mécanique expose au

risque de pneumopathie acquise sous ventilation mécanique (PAVM)(39). Ces

complicationsentrainentdespériodesdeventilationmécaniqueprolongées,dessevrages

ventilatoires compliqués, des séjours prolongés en réanimation et à l’hôpital, une

surmortalitéetdoncunsurcoût(40,41).

Deplus,unsevragedelaVMcompliquéetunéchecd’extubationreprésententune

surmortalité,unrisquedecomplicationsplusimportant,desduréesdeséjoursprolongée

etdoncunsurcoûtégalement(3,5,38,39).

Nous avons voulu étudier l’évolution de la fonction diaphragmatique chez une

populationdepatientsmissousventilationmécaniquelorsdeleurséjourenréanimation.

Nous avons entrepris de définir les facteurs cliniques associés à la diminution ou à

15

l’augmentation de la fonction diaphragmatique dans cet intervalle. Nous avons voulu

notamment étudier l’impact du sepsis sur le diaphragme chez les patients ventilés de

façonmécaniqueaumoins24heures.

16

II. Matérieletméthodes

A. Objectifs

1. Objectifprincipal

Étudier l’évolution de la fonction diaphragmatique chez les patients de

réanimationexposésàlaventilationmécaniqueetausepsis.

2. Objectifssecondaires

Étudierleseffetsdeladysfonctiondiaphragmatiquedansuncontexteseptiquesur

letempsdeventilationmécanique.

B. Critèresdejugements

1. Critèredejugementprincipal

Nous avons choisi comme critère de jugement principal lamesure de Ptr,stim,

pression trachéale en réponse à une stimulation magnétique bilatérale des nerfs

phréniques.

2. Critèresdejugementsecondaires

Nousavonschoisicommecritèredejugementsecondairelenombredejoursde

ventilationmécanique.

C. Conceptiondelarecherche

L’étudeaétémenéependant9mois(1erNovembre2014au31Juillet2015)dans

le service de Pneumologie, Médecine Intensive – Réanimation du Groupe Hospitalier

Pitié-Salpêtrière - Charles Foix à Paris. Cette étude a été approuvée par le Comité de

ProtectiondesPersonnesIle-de-FranceVI(IDRCB:2014-A0071542).Unconsentement

oralaétérecueilliauprèsdetouslespatientsouleursfamilles.

17

Lafonctiondiaphragmatiqueaétéévaluéeàdeuxmomentsclésduséjourenréanimation.

Chaqueévaluationcomprenaitlamesuredelapressiondesvoiesrespiratoires(Ptr,stim).

La première évaluation («1ère mesure») a été effectuée dans les 24 heures suivant

l’initiationdelaventilationmécaniquealorsquelespatientsétaientventilésaveclemode

«volume assisté contrôlé» (VAC). La deuxième évaluation (« 2ème mesure ») a été

réalisée le premier jour lorsque les patients pouvaient tolérer aumoins 2 heures de

ventilation avec le mode « ventilation spontanée avecaide inspiratoire» (VSAI). En

pratique courante dans le service, la décision de passer du mode «volume assisté

contrôlé» au mode «ventilation spontanée avec aide inspiratoire» est prise sur la

documentationdescritèresuivants:dèsquelespatientsontpumainteniruneventilation

spontanéeavecaide inspiratoire (AI,appelée«passageenVSAI»)pendantaumoins1

heureavecuneaideinspiratoire≤24cmH2O,unepressionexpiratoirepositive(PEP)≤12

cmH2O, soit un niveau total de pression inspiratoire < 30 cmH2O, une fréquence

respiratoire≤24/minetunvolumecourant≥5ml/kgdepoids corporel idéal, sans

signesdelutterespiratoire,telsquedéfinisparuntirage(sus-sternal,intercostalsous-

sternal),ouuneutilisationimportantedesmusclesrespiratoiresaccessoires.Cescritères

sontrecherchésquotidiennementparl’équipemédicaleetparamédicaleenchargedes

patients.

Tous les patients ont été étudiés avec la tête de lit surélevée entre 20 ° et 40 °. Les

paramètresduventilateurontétédéfinisparl’équipemédicalequis’occupaitdupatient

etn'ontpasétémodifiésaucoursdel'étude.

D. Évaluationdelafonctiondiaphragmatique

L’évaluationdelafonctiondiaphragmatiqueaétéréaliséeparlatechniquede

référence dans ce contexte; la mesure de la pression trachéale en réponse à une

stimulation magnétique bilatérale des nerfs phréniques (Ptr,stim). La stimulation

18

phréniqueaétéréaliséeparstimulationmagnétiqueantérieurebilatérale.Desbobines

ont été positionnées autour de chacun des nerfs phréniques dans leur trajet cervical

antérieur. Afin de s’assurer d’un recrutement supramaximal des fibres nerveuses,

l’intensité maximale permise par le stimulateur a été utilisée à chaque fois

(100%)(5,13,19).Lafonctiondiaphragmatiqueétaitmesuréeparladépressiontrachéale

induiteparlacontractiondiaphragmatiquelorsdelastimulationpendantuneocclusion

brèvedesvoiesaériennes.

E. Définitions

1. Dysfonctiondiaphragmatique

Les patients avec une mesure de Ptr,stim inférieure à 11 cmH2O étaient considérés

commeayantunedysfonctiondiaphragmatique(2,6).

2. Sepsis

Enaccordavec les recommandations internationales (45), lesepsis à l’admissionétait

définiparlaprésenced’aumoinsdeuxdescritèressuivants:

- Fréquencecardiaque≥90battementsparminute.

- Fréquencerespiratoire≥20cyclesrespiratoiresparminute.

- Températuredupatient≤36°Celsiusou≥38°Celsius.

- Leucocytes≥12000/mm3ou≤inférieursà4000/mm3.

- Documentationd’unpathogène(bactérie,virusouparasite).

F. Critèresd’inclusion

Lespatientsintubésetventilésmécaniquementdepuisplusde24heuresétaientéligibles.

G. Critèresdenoninclusion

o Uneduréeprévisibledeventilationmécaniqueinférieureà48heures;

19

o Une contre-indication à la stimulation magnétique du nerf phrénique (comme un

pacemakerouundéfibrillateurimplantable,desimplantscervicaux);

o L’utilisation de curares dans les 24 heures précédant la première mesure (à

l’exception de la succinylcholine utilisée dans les séquences d’induction rapide au

momentdel’intubation);

o Unepathologieneuromusculairepréexistante;

o Untraumatismedelamoellecervicale;

o Lesfacteursquipourraientinterféreraveclamesuredepressionintra-trachéaleen

réponseàlastimulationdunerfphrénique(laprésencededrainsthoraciques,une

pathologiepulmonairechroniqueobstructive);

o Laparticipationàunautreessaicliniquedansles30joursayantprécédél’inclusion;

o Unepersonnemineure;

o Unegrossesseconnue;

o Unedécisiondelimitationdesthérapeutiquesactivesderéanimation.

H. Variablesrecueillies

Nous avons recueilli les caractéristiques des patients à l’admission: âge, sexe,

poids, taille, les antécédents, l’exposition au tabagisme, la fréquence respiratoire, la

fréquencecardiaque,lapressionartériellesystoliqueetlapressionartériellemoyenne,la

diurèse(sur24heures),lescoredeGlasgow,lasaturationenoxygène,latempérature,le

tauxdelactate,laprocalcitonine(PCT),laprotéineCréactive(CRP),laleucocytose.Les

scores de sévérité ont également été recueilli: score SOFA (Sequential Organ Failure

Assessment)(46),scoreqSOFA(quickSequentialOrganFailureAssessment)(45)etl’IGS

2(IndicedeGravitéSimplifié2)(47)pourchaquepatientàl’entréeetàchaquemesure

de la fonction diaphragmatique (sauf pour l’IGS 2 qui se calcule à l’admission

uniquement). Nous avons recueilli les durées de ventilationmécanique (durée totale,

20

duréenenVACetduréeenVSAI),laduréedeséjourenréanimationetladuréedeséjour

àl’hôpitalainsiquelamortalitéenréanimation.

I. Analysestatistique

Lesvariablescontinuessontexpriméesenmédiane(intervalleinterquartile)etles

variables catégorielles sont exprimées en fréquence absolue ou relative. Les variables

continuesontété comparéesavec le testdeMann-Whitneyou le testTdeStudenten

fonctiondeleurdistribution.Lesvariablescatégoriellesontétécomparéesavecletestdu

Chi2ouletestexactdeFisherenfonctiondelatailledeséchantillonscomparés.

Deuxgroupesdepatientsontétéconstitués.Unpremiergroupearassemblélespatients

ayant présenté une augmentation de la Ptr,stim entre les deuxmesures. Le deuxième

groupearassemblélespatientsayantprésentéunediminutiondelaPtr,stimentreles

deux mesures. Une analyse univariée a recherché les variables associées avec

l’augmentationetladiminutiondePtr,stim.Ensuiteunerégressionlogistiquebinairea

étéutiliséeafind’identifierlesfacteursinfluençantlavariationdePtr,stimenintégrant

lesfacteursidentifiésenanalyseunivariéeavecunp<0,20.Nousavonsensuiteclasséles

groupes en fonction de la présence d’un sepsis ou non et nous avons recherché des

variablesassociéesaveclaprésenced’unsepsisoupas.

Le logiciel StatPlus:mac Pro v6.5 parAnalysoft Inc a été utilisé pour réaliser les tests

statistiquesainsiquelelogicielSPSSversion23.0(IBM,Chicago,Illinois).Unevaleurdep

≤0,05aétéconsidéréecommestatistiquementsignificative.

21

III. Résultats

A. Populationétudiée

Entrele1erNovembre2014etle31Juillet2015,330patientsontétéadmisdans

leservicedeMédecineIntensive–RéanimationduGroupeHospitalierPitié-Salpêtrière-

Charles Foix à Paris. Cent quatre-vingt-quatre patients ont reçu de la ventilation

mécanique pendant plus de 24 heures, et soixante patients ont été finalement inclus

(Figure3).

Lescaractéristiquesdespatientsà l’admissionenréanimationsontrapportéesdans le

tableau1.Al’admission,44patients(73%)présentaientunsepsis.Lapremièremesure

de Ptr,stim a été réalisée après une durée médiane de 1 jour [1 - 1] de ventilation

mécaniqueetladeuxièmemesureaprèsuneduréemédiane4jours[3-6]deventilation

mécanique.

Tableau1.Caractéristiquesdespatientsàl’admission

Lesdonnéessontprésentéesenmédiane[interquartile]oun(%).SOFA:sequentialorganefailureassessment;IGS2:indicedegravitésimplifié2;BPCO:bronchopneumopathieobstructivechronique.

DonnéesdémographiquesAge,années

63[53-71]

Sexemasculin,n(%) 41(68)Indicedemassecorporelle,kg/m2 24[22-27] AntécédentsBPCO,n(%) 15(25)Tabagismeactif,n(%) 29(48)Cirrhose,n(%) 11(18)Diabète,n(%) 14(23) Sévérité IGS2 58[38-70]SOFA 5[4-9] IndicationàlaventilationmécaniqueChoc,n(%) 23(38)Arrêtcardio-respiratoire,n(%) 7(12)Insuffisancerespiratoireaiguë,n(%) 24(40)Coma,n(%) 6(10)

22

Figure3:Diagrammedefluxdel’étude.

330patientsadmis

245patientsontreçudelaventilationmécanique

184patientsontétéventiléspendantplusde24h

14patientsn’ontpaspuêtreinclus

14patientsavectrachéotomie

28patientssontmortsavantl’inclusion

15patientssesontauto-extubés

23patientsavecimpossibilitéderéaliserlastimulationmagnétique-3pourdesraisonstechniques-10pourunecontre-indication-8pourundrainthoracique-2pourunePEPintrinsèque

76patientsinclusavecunepremièremesuredePtr,stim

60patientsinclusavec2mesuresdePtr,stim

33patientsavecaméliorationPtr,stim55%

27patientsavecdiminutionPtr,stim45%

29patientsavecunsepsis88%

4patientssanssepsis12%

18patientsavecunsepsis67%

9patientssanssepsis33%

16patientssans2èmemesure:5ontétéextubésenmoinsde48heures,2ontététransférésdansuneautreréanimation,9sontmorts.

23

B. ÉvolutiondelaPtr,stim

LaPtr,stimglobalelorsdelapremièremesureavaitpourvaleurmédiane7,0cmH2O[4,6

-10]etlorsdeladeuxièmemesure6,9cmH2O[4,5-9,5](p=0,92).Entrelesdeuxmesures,

laPtr,stimaaugmentéchez33patients(+47%)etadiminuéchez27patients(-37%).Les

caractéristiques des patients à l’admission sont comparées entre les groupes

«augmentationdePtr,stim»et«diminutiondePtr,stim»dansletableau2.Laduréede

ventilationmécaniquedepuis l’intubationlorsde ladeuxièmemesuredePtr,stimétait

pluslonguedanslegroupe«augmentationdePtr,stim»(5jours)comparativementau

groupe«diminutiondePtr,stim»(4jours).Lesepsisétaitplusfréquentdanslegroupe

«augmentationdePtr,stim»etlenombredepatientsadmispourunarrêtcardiaque,plus

élevé dans le groupe «diminution de Ptr,stim». A l’admission en réanimation, la

dysfonction diaphragmatique était moins fréquente dans le groupe «diminution de

Ptr,stim» comparé au groupe «augmentation de Ptr,stim» (67% contre 91%).

Lorsqu’elle était présente, la dysfonction diaphragmatique étaitmoins sévère dans le

groupe «diminution de Ptr,stim» comparativement au groupe «augmentation de

Ptr,stim».

24

Tableau2:CaractéristiquesdespatientsenfonctiondelavariationdePtr,Stimentrelesdeuxmesures

VariationdePtr,stimentrelesdeuxmesures Diminution Augmentation pn,% 27(45) 33(55) Age,années 57[43-68] 66[41-69] 0,68Sexemasculin,n(%) 20(74) 21(64) 0,38Indicedemassecorporelle,kg.m-2 23,7[22,3-28,7] 24[21-25] 0,24 Comorbidités,n(%) Tabagismeactif,n(%) 15(56) 14(42) 0,31BPCO,n(%) 7(26) 8(24) 0,88Diabète,n(%) 5(19) 9(27) 0,42Cirrhose,n(%) 5(19) 6(18) 0,97 Indicationàlaventilationmécanique Choc,n(%) 8(30) 15(46) 0,37Coma,n(%) 2(7) 4(12) 0,65Arrêtcardio-respiratoire,n(%) 6(22) 1(3) 0,02Détresserespiratoireaigüe,n(%) 11(41) 13(39) 0,71 Al’inclusion Sepsis,n(%) 18(67) 29(88) 0,04Pressionartériellemoyenne,mmHg 78[70-81] 75[69-90] 0,98Lactate,mmol.l-1 2[1,2-2,5] 1,8[1,2-3] 0,82IGS2 64[47-73] 46[29-64] 0,08SOFA 11[8,5-12,5] 8[5-11] 0,09PaO2/FiO2 210[155-285] 237[188-295] 0,34Ptr,stim,cmH2O 9[7-12] 5,6[3,8-7,2] <0.01Dysfonctiondiaphragmatique,n(%) 18(67) 30(91) 0,02 Depuisl’intubation Duréedepuisl’intubation,jours 4[2-6] 5[4-7] 0,02Duréedepuisl’admission,jours 4[2-5,5] 5[4-6] 0,02Injectiondecurares,n(%) 2(7) 2(6) 0,79Injectiondecorticostéroïdes,n(%) 2(7) 4(12) 0,58 EvolutiondePtr,stim VariationdePtr,stim,% -37[-61--16] 47[17-62] <0.01VariationdePtr,stim,cmH2O -2,6[-5,5--1,3] 2,5[1,1-4,3] <0.01

Lesdonnéessontprésentéesenmédiane[interquartile]oun(%).SOFA: sequential organe failure assesment; IGS 2: indice de gravité simplifié 2; BPCO:bronchopneumopathieobstructivechronique;PaO2/FiO2=rapportentrepressionartérielleenoxygèneetlafractioninspiréeenoxygène;Ptr,stim:pressiondutubeendotrachéalinduiteparlastimulationbilatéraledunerfphréniquelorsdel'occlusiondesvoiesrespiratoires.

25

Devant ces résultats lors de l’analyse univariée nous avons créé unmodèle pour une

analysemultivariéeafinderechercher les facteurs influençant lavariationdePtr,stim.

Nousavonsdoncréaliséunerégressionlogistiquebinaireincluantlefaitd’êtreseptique

àl’admission,lescoreSOFAàl’admissionetladuréedeventilationmécaniquecomme

facteursinfluençantlavariationdePtr,stim(Figure4).

La présence du sepsis à l’admission était un facteur indépendant d’augmentation de

Ptr,stim(OddsRatio4,2IC95%[1,2–15,2]p=0,03).UnscoreSOFAélevéàl’admission

étaitquantà luiun facteur indépendantdediminutiondelaPtr,stim(OddsRatioO,81

IC95%[0,71-0,99]p=0,05).Enrevanche,laduréed’expositionàlaventilationmécanique

n’étaitpasunfacteurindépendantdevariationdelaPtr,stim(OddsRatio1,10IC95%[0,94

-1,33]p=0,17).

Figure 4: forest plot montrant les facteurs significativement associés avec une

améliorationdelaPtr,stim.

C. Impactdusepsissurlafonctiondiaphragmatique

Laprésencedu sepsis à l’admissionaété identifiée chez44patients (73%).La

répartitiondescritèresutiliséspourdéfinirunpatientseptiqueounonestrassemblée

dansletableau3.Hormislatempératurequin’étaitpasdifférenteentrelesdeuxgroupes,

Sepsisàl’admission

SOFAàl’admission

TempsdeVM

0,5 1 4 15

26

lesautrescritèresl’étaient.Lescaractéristiquesdespatientsseptiquesetnonseptiques

sontprésentéesdansleTableau4.Danslegroupe«septique»,Ptr,stimlorsde la1ère

mesure était inférieure à celle du groupe «non septique». La dysfonction

diaphragmatiqueétaitplusfréquentedanslegroupe«septique»(93%contre44%).Lors

de la 2èmemesure on constatait cette fois unemesure de Ptr,stim supérieure dans le

groupe«septique».AuseindechaquegroupelaPtr,stimavariéavecuneaugmentation

danslegroupe«septique»(p=0,05)etunediminutiondanslegroupe«nonseptique»(

p=0,04)(Figure5).

Figure 5: Valeur de Ptr,stim lors des 2 mesures. Dans le groupe septique (bleu),1èremesureàgaucheet2èmemesureàdroite.Danslegroupenonseptique(enblanc),1èremesureàgaucheet2èmemesureàdroite.*Ptr,stimsignificativementdifférenteentreles2groupeslorsdela1èreetla2èmemesure.#Ptr,stimvariedefaçonsignificativeauseindechaquegroupeentreles2mesures.Tableau3:Répartitiondescritèresdesepsisdanslesgroupessepsisetpasdesepsis.

Septique Nonseptique p n=44 n=16 Fréquencecardiaque≥90min-1,n(%) 40(91) 8(50) <0,01Fréquencerespiratoire≥20min-1,n(%) 41(93) 7(44) <0,01Température≥38°Cou≤36°C,n(%) 33(75) 9(56) 0,16Globulesblancs≥12000/mm3ou≤4000/mm3,n(%) 38(40) 6(86) <0,01Documentationd’unpathogène,n(%) 41(93) 0 <0,01

27

Tableau4:Caractéristiquesdespatientsenfonctiondelaprésenced’unsepsis

Septique Nonseptique p n=44 n=16 Donnéescliniquesàl’inclusion Duréedepuisl’admission,jours 1[1-1] 1[1-2] 0,88Duréedepuisl’intubation,jours 1[1-1] 1[1-2] 0,29SOFA 10[6-12] 10[8-11] 0,92SAPS2 52[35-70] 58[45-64] 0,95Fréquencecardiaque,min-1 95[76-104] 86[71-99] 0,41Pressionartériellemoyenne,mmHg 75[67-86] 79[72-89] 0,15Fréquencerespiratoire,min-1 24[20-30] 22[20-24] 0,15Température,°C 36,5[36-37,8] 37,2[36,8-37,6] 0,40 Indicationàlaventilationmécanique Choc,n(%) 21(48) 2(13) 0,01Arrêtcardio-respiratoire,n(%) 0 7(44) <0,01Détresserespiratoireaigüe,n(%) 20(46) 4(25) 0,25Coma,n(%) 3(6) 3(18) 0,17 Fonctiondiaphragmatique Dysfonctiondiaphragmatique,n(%) 41(93) 7(44) <0,01Ptr,stimàlapremièremesure,cmH2O 6,5[4,6-8,0] 11,8[7,5-14,5] <0,01Ptr,stimàladeuxièmemesure,cmH2O 7,1[6-9,7] 4,5[3,5-7,8] 0,02 Traitementsreçusavantl’inclusion Injectiondecurares,n(%) 11(26) 3(20) 0,55Injectiondecorticostéroïdes,n(%) 9(21) 3(20) 0,90InjectiondeMidazolam,n(%) 19(44) 7(44) 0,97InjectiondeNorépinéphrine,n(%) 32(73) 9(56) 0,22InjectiondePropofol,n(%) 20(47) 10(63) 0,27InjectiondeSufentanil,n(%) 29(70) 12(75) 0,65Expansionvolémique,L 1,5[0,5-2,8] 1,5[1,0-2,1] 0,59 Paramètresbiologiques PCT,Procalcitonine(�g.L-1) 2,73[0,75-21,08] 1,2[0,19-5,7] 0,05Lactate,mmol/L 1,7[1,1-3,0] 2,15[1,6-2,4] 0,43PaCO2,mmHg 37[32-45] 43[37-51] 0,06PaO2/FiO2ratio 218[163-288] 247[184-306] 0,43

Lesdonnéessontprésentéesenmédiane[interquartile]oun(%).SOFA :sequentialorgane failureassesment ;SAPS2:simplifiedacutephysiologyscore2 ;BPCO:bronchopneumopathieobstructivechronique;PaCO2:pressionartérielleendioxydedecarbone;PaO2/FiO2= rapportentrepressionartérielle enoxygèneet la fraction inspiréeenoxygène ;Ptr,stim:pressiondutubeendotrachéalinduiteparlastimulationbilatéraledunerfphréniquelorsdel'occlusiondesvoiesrespiratoires.

28

IV. Discussion

Cetravails’estintéresséàl’évolutiondelafonctiondiaphragmatique–évaluéepar

la capacitédudiaphragmeàgénérerunepression– chezdespatientsde réanimation

exposésà laventilationmécaniqueetausepsis,deux facteurssuspectésd’induireune

dysfonctiondiaphragmatique.

Nosprincipauxrésultatssontlessuivants:

1)Laprésenced’unsepsisàl’admissionétaitassociéeàuneplusgrandefréquence

dedysfonctiondiaphragmatiqueetàunedysfonctionplussévère.

2)Laprésenced’un sepsis à l’admissionétait associéeàune réversibilitéde la

dysfonctiondiaphragmatiquelorsdeladeuxièmemesurecontrairementauxpatientsnon

septiques.

Ladysfonctiondiaphragmatiqueinduiteparlaventilationmécanique(Ventilator

Induced DiaphragmDysfunction, VIDD) est lemodèle expérimental le plus décrit chez

l’animal,ladysfonctionprogressantàmesurequeladuréedelaventilationmécanique

augmente.Cependant, lesétudescliniquesmontrantunedysfonctiondiaphragmatique

induitepar leventilateurontété réaliséesdansdes contextes spécifiques,notamment

chez des donneurs d’organe en mort encéphalique ou dans de petites cohortes.

L’extrapolationdesdonnéesexpérimentalesauxpatientsderéanimationn’estdoncpas

évidente. Au-delà de l'impact négatif de la ventilation mécanique sur la fonction

diaphragmatique,d'autresfacteursontétérapportés.Parmieux,lesepsisestsusceptible

dejouerunrôledepremierplan.Danslaprésenteétude,nousavonsconstatéqu'avant

les conséquencesde laventilationmécanique, lespatientsseptiquesprésentaientdéjà

unedysfonctiondiaphragmatiquesignificativementplusimportantequelespatientsnon

septiques,cequiconfirmedesdonnéesdéjàpubliées.L’autregroupedepatients«non

29

septiques»présentaitunefonctiondiaphragmatiqueanormalemaistrèsprocheduseuil

définissantladysfonctiondiaphragmatique.

Leprincipalrésultatdenotreétudeest:aprèsuneduréemédianedeventilation

mécanique de 4 jours, la fonction du diaphragme s'est améliorée chez les patients

septiques (dont l’état clinique s’améliorait), alors qu’elle a significativement diminué

(commeattendu)chezlespatientsnonseptiques(dontl’étatcliniques’améliorait).En

outre,lesepsisétaitleseulfacteurprédictifd'uneaugmentationdelaPtr,stim.Cerésultat

suggèrequelaventilationmécaniquen'apasempêchélaréversibilitédeladysfonction

induiteparlesepsis.Lefaitquelespatientsseptiquesprésentaientuneaugmentationde

leur Ptr,stimsuggère que l’effet de la ventilationmécanique n’était pas suffisant pour

aggraverladysfonctiondiaphragmatiqueinduiteparlesepsis.Cen'étaitpaslecasdans

unmodèleanimalderatsseptiquesexposésàlaventilationmécanique.Dansl’étudede

Powersetal (15), lesauteursavaientrapportéque laventilationmécaniqueaggravait

l’atteinte diaphragmatique des animaux. Ceux-ci étaient étudiés pendant une courte

période(12heures),cequipeutêtreinsuffisantpourobserverlemêmephénomèneque

dansnotreétude.Laréversibilitédeladysfonctiondiaphragmatiqueinduiteparlesepsis

faitéchoauphénomènedéjàdécritdeladysfonctionmyocardiqueinduiteparlesepsis.

La recherche des déterminants de la réversibilité de la dysfonction diaphragmatique

induiteparlesepsismérited’êtredavantageexplorée.Onpeut toutefoissupposerque

l'un des facteurs clés serait l'amélioration globale de l'état du patient. À cet égard, il

convient de souligner que nous n’avons étudié que l’évolution de la fonction du

diaphragmechezlespatientsprésentantuneévolutionfavorabletellequeconsidéréepar

lemédecinenchargedupatient.Pourdesraisonséthiques,nousn'avonspasrépétéla

mesurechezlespatientsprésentantuneaggravationdeleurétatclinique.

30

Limites:

Notreétudeaquelqueslimites.Premièrement,laduréeentreles2mesuresn’étaitpas

standardisée.Cechoixs’expliqueparlefaitquecetteétudeaétémenéepourrefléterla

gestion quotidienne des patients par les équipes médicales en réanimation. Comme

préciséantérieurement,nousavonslaissélescliniciensdécidésdumomentpourbasculer

lemodeventilatoiredumodeassistécontrôléaumodespontanéavecaideinspiratoire.

Cemomentestengénéralchoisiparlesclinicienscarilreflètel’améliorationdel’étatdes

patients.Cemoment sembleunmarqueur cliniquementpertinentpourpréjugerde la

modification de l’état des patients. Comme chaque patient se caractérise par une

évolutiondistincte,nousavonschoisidefairecorrespondrelaconceptiondel’étudeaux

évolutionsindividuellesdupatient.

Deuxièmement,nousavonsutilisé lapressiond'occlusiondesvoiesrespiratoirespour

évaluer la contractilitédu diaphragme, qui a été validée dans ce contexte. Cependant,

certaineslimitationsliéesàlatechniquedoiventêtrereconnues.PuisquePtr,stimestliée

auvolumepulmonaire,nousnepouvonspasexclurequedesmodificationsduvolume

pulmonaire entre deux mesures auraient induit une surestimation ou une sous-

estimation de Ptr,stim. Cependant, toutes les stimulations ont été effectuées en fin

d’expiration(débitexpiratoirenul)avecunepressiondefind’expirationnulle.

Troisièmement, seuls les patients ayant survécu jusqu’à la deuxièmemesure ont été

inclusdansl’analyse.Surles76patientsayanteuunepremièremesure,16n’ontpaseu

de deuxièmemesure. Parmi eux, 5 ont été extubés enmoins de 48 heures, 2 ont été

transférés dans une autre réanimation et 9 sont morts. Ces 16 patients avaient des

caractéristiquesdebasesimilaire.Néanmoins,celainduitunbiaisdesélectioninhérentà

l'analysedeschangementstemporelsdanslescaractéristiquesdudiaphragme.

31

Conclusion

Dans cette étude nous avons mis en évidence une augmentation de la fonction

diaphragmatiquechezcertainspatientssoumisàlaventilationmécanique.Lesepsisétait

associé à une amélioration de la fonction diaphragmatique. Les voies

physiopathologiquesàl'originedecettepremièreobservationcliniqued'unedysfonction

diaphragmatique réversible induite par le sepsis méritent d'être étudiées plus

précisément.Desinvestigationssurlesmécanismesderéparationmusculaire,aprèsun

sepsisnotammentsontnécessaires.

On pourra ensuite d’une part proposer des thérapeutiques pharmacologiques et

physiquesde réentrainement du diaphragme ; et d’autre part on pourra établir un

calendrierd’interventionthérapeutiquepourprendreenchargelespatientsdecepoint

devue.

32

Abréviations:

MIR:médecineintensive-réanimation

IMC:indicedemassecorporelle

BPCO:BronchoPneumopathieChroniqueObstructive

PCT:Procalcitonine

CRP:protéineCréactive

°C:DegréCelsius

SOFA:sequentialorganfailureassessment

qSOFA:quicksequentialorganfailureassessment

SAPSII:simplifiedacutephysiologyscoreII

SSS:Survivingsepsiscampaign

IOT:intubationoro-trachéale

Ptr,stim:mesuredelapressiontrachéaleparstimulationmagnétiquebilatéraledes

nerfsphréniqueslorsdel’occlusiondesvoiesaériennes.

Pdi:pressiontransdiaphragmatique

VM:ventilationmécanique

33

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36

AbstractIntroduction

Diaphragmatic dysfunction is a well-known phenomenon in patients receiving

mechanical ventilation.Wewanted to study the evolution over time of diaphragmatic

functioninintubatedpatientsinintensivecare.

Materialsandmethods

Thisisasingle-centerretrospectiveobservationalstudyina10-beduniversityhospital

intensive care unit. Patients were included consecutively and received mechanical

ventilationforatleast48hours.

Diaphragmaticfunctionwasassessedbyairwayocclusionpressure(Ptr,stim)within24

hoursofintubation.Asecondassessmentwasobtainedoncethepatientcouldtolerateat

least2hoursofpressuresupportventilation.

Results

Sixtypatientswereenrolled.Atonset,Ptr,stimwas7.0[4.6 -9.9]cmH2Owhileat the

secondmeasurePtr,stimwas6.9 [4.5 -9.5] cmH2O.Between the2measuresPtr,stim

increased by 47% in 33 patients (55%), decreased by 37% in 27 patients (45%).

Univariate analysis found that sepsis was significantly more frequent in patients

associated with an increase in Ptr,stim (88%) compared to patients with a decrease

(67%)(p=0.04).Logisticregressionidentifiedsepsisatadmissionastheonlypredictor

ofanincreaseinPtr,stim(OddsRatio=4.2CI95%[1.2-15.2]p=0.03).Comparedtonon-

septicpatients,septicpatientshadalowerPtr,stim,atonset[6.5cmH2O[4.6-8.0]vs11.8

cmH2O[7.5-14.5],p<0.01]butasignificantincreaseinPtr,stimfromonsettorecovery

7.1cmH2O[6-9.7]vs4.5cmH2O[3.5-7.8](p=0.02).

Conclusion

Sepsis is associated with a more severe diaphragm dysfunction at baseline, but this

dysfunctiontendstorecoverovertimedespiteexposuretomechanicalventilation.

Keywords: diaphragm dysfunction, sepsis, mechanical ventilation, sepsis induced

diaphragmdysfunction

37

RésuméIntroduction

Ladysfonctiondiaphragmatiqueestunphénomènebienconnuchezlespatientssoumis

à la ventilation mécanique. Nous avons voulu étudier l’évolution de la fonction

diaphragmatiquechezlespatientsintubésenréanimation.

Matérieletméthodes

Lespatientsétaientinclusdefaçonconsécutiveetrecevaientdelaventilationmécanique

pendantaumoins48heures.

La fonction diaphragmatique était évaluée par la pression d’occlusion des voies

respiratoires(Ptr,stim)dansles24heuressuivantl’intubation.Unedeuxièmeévaluation

étaitobtenuequandlepatienttoléraitaumoins2heuresdeventilationspontanéeavec

aideinspiratoire.

Résultats

Soixantepatientsontétérecrutés.A l’inclusion,Ptr,stimétaitde7,0[4,6 -9,9]cmH2O.

Entreles2mesuresPtr,stimaaugmentéde47%chez33patients(55%),adiminuéde

37% chez 27 patients (45%). L'analyse univariée a montré que le sepsis était plus

fréquentchezlespatientsassociésàuneaugmentationdePtr,stim(88%)parrapportaux

patientsprésentantunediminution(67%)(p=0,04).Larégressionlogistiqueaidentifié

lesepsisàl'admissioncommeunfacteurprédictifd'uneaugmentationdePtr,stim(Odds

Ratio=4,2IC95%[1,2–15,2]p=0,03).LespatientsseptiquesprésentaientunePtr,stim

inférieureaudébut:6,5cmH2O[4,6-8,0]vs11,8cmH2O[7,5-14,5]chezlesnonseptiques

(p<0,01);maisconnaissaientuneaugmentationdePtr,stimàladeuxièmemesure:7,1

cmH2O[6-9,7]vs4,5cmH2O[3,5-7,8](p=0,02).

Conclusion

Lesepsisestassociéàunedysfonctiondiaphragmatiqueplussévèreaudépart,maiscette

dysfonctionatendanceàrécupéreravecletempsmalgréuneexpositionàlaventilation

mécanique.

Mots-clés : dysfonction diaphragmatique, sepsis, ventilation mécanique, dysfonction

diaphragmatiqueinduiteparlesepsis.