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Académie de Paris
Inter-Région Ile-de-France
Coordonnateur : Professeur Christophe BAILLARD
Année 2018-2019
Mémoire pour l’obtention du
Diplômes d’Études Spécialisées d’Anesthésie Réanimation
Présenté et soutenu le 06 mars 2018 par
Maksud ASSADI
Évaluation de la dépense énergétique de repos par calorimétrie indirecte chez l’enfant brûlé
U.F.R. de Médecine : Paris 7 Denis Diderot
Directeur du mémoire : Professeur Isabelle CONSTANT
Service : Anesthésie-Réanimation CHU Trousseau
Relu et validé par : Professeur Isabelle CONSTANT et
Dr Patrick RICHARD
Rapporteur : Professeur Julien AMOUR
Jury : Professeurs Francis BONNET, Alexandre MIGNON et Mathieu RAUX
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Résumé Introduction : le métabolisme basal (MB) est augmenté chez les patients hospitalisés en
réanimation, notamment chez les patients brûlés. Cependant, il est difficile de prévoir avec
exactitude ses variations et il est communément admis que le MB est augmenté par un facteur
1,3 chez le patient sévèrement brûlé par rapport au MB estimé en période de non-agression.
L’objectif principal de l’étude est d’évaluer les variations du MB chez l’enfant brûlé à l’aide de
la calorimétrie indirecte au cours de l’hospitalisation en réanimation par rapport aux formules
de l’OMS, OMS x 1,3 et Galveston. L’objectif secondaire est d’évaluer le déficit énergétique
durant l’hospitalisation.
Matériels & méthodes : l’étude est rétrospective, observationnelle, uni centrique. L’inclusion a
été réalisée de janvier 2015 à août 2016 dans la réanimation pédiatrique des brûlés du centre
hospitalier universitaire Trousseau à Paris. Le MB a été mesuré par calorimétrie indirecte (2 à
5 mesures par patient au cours du séjour) à l’aide du calorimètre E-COVX (General Electrics®)
et comparé au MB estimé selon les formules citées ci-dessus. Les mesures ont été réalisées lors
des douches quotidiennes sous sédation par Kétamine IV en ventilation spontanée au masque
facial sous air pur.
Résultats : L’analyse porte sur 13 patients âgés de 3,5 ± 4,5 ans, admis avec une surface cutanée
brûlée de 21 ±13% de la surface corporelle et un total de 45 mesures de calorimétrie indirecte.
Le MB est mesuré à 55 ± 10 kcal/kg/j soit une variation de + 7 ± 16% par rapport au MB estimé.
Les apports énergétiques quotidiens couvrent en moyenne 98 ± 39% des besoins énergétiques
de base mesurés par calorimétrie indirecte. Seuls 2 patients ont été nourris en excès (>130% du
MB mesuré durant l’hospitalisation) et 2 patients n’ont reçu que 80% du MB mesuré.
Conclusion : dans cette étude, les enfants brûlés ont un MB mesuré par calorimétrie indirecte
plus faible que le MB estimé selon la littérature par les formules de l’OMS majorée de 30% ou
par la formule de Galveston, les besoins énergétiques auraient donc été surestimés si nous
avions utilisé cette opération pour calculer les apports énergétiques quotidiens.
Mots-clés : calorimétrie indirecte ; dépense énergétique ; brûlures sévères ; réanimation
pédiatrique
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Table des matières
ContenuRésumé .............................................................................................................................................. 3
1.Introduction .................................................................................................................................... 6
a. L’estimation des apports caloriques nécessaires en réanimation .............................................. 6
b. La mesure de la dépense énergétique ...................................................................................... 6
c. La calorimétrie indirecte : utilisation du moniteur MCOVXTM ................................................ 8
e. Les conséquences de l’hyper métabolisme chez le brûlé ....................................................... 12
f. La prise en charge des enfants brûlés en réanimation au CHU Trousseau .............................. 12
g. Objectifs de l’étude .............................................................................................................. 14
2. Matériel et méthodes ................................................................................................................... 14
a. Critères d’inclusion – Population d’étude ............................................................................. 14
b. Critère de jugement principal ............................................................................................... 14
c. Critères de jugement secondaires .......................................................................................... 15
d. Mesure de la dépense énergétique de repos ........................................................................... 15
3. Résultats ....................................................................................................................................... 16
a. Population étudiée ................................................................................................................ 16
b. Comparaison des formules d’estimation à la calorimétrie indirecte ....................................... 17
c. Objectifs secondaires ........................................................................................................... 18
4. Discussion ..................................................................................................................................... 21
a. Points positifs de l’étude ...................................................................................................... 21
b. Comparaison avec la littérature ............................................................................................ 21
c. Cas spécifiques : surpoids et sexe des patients ...................................................................... 22
d. Limites de l’étude ................................................................................................................ 22
e. Perspectives ......................................................................................................................... 24
5. Conclusion .................................................................................................................................... 24
6. Bibliographie ................................................................................................................................ 25
7. Annexes ........................................................................................................................................ 28
a. Formules estimant la DER .................................................................................................... 28
b. Données supplémentaires de l’étude ................................................................................... 29
Résumé en anglais ........................................................................................................................... 30
Résumé ............................................................................................................................................ 31
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Abréviations AINS : Anti-inflammatoires non stéroïdiens
ASA : American Society of Anesthesiology
ASPEN : American Society of Parenteral Nutrition
CHU : Centre Hospitalier Universitaire
DE : Dépense énergétique
DER : Dépense énergétique de repos
DET : Dépense énergétique totale
MB : Métabolisme basal
OMS : Organisation Mondiale de la Santé
QR : quotient respiratoire
SCB : Surface cutanée brûlée
SCT : Surface cutanée totale
VCO2 : production de CO2
VO2 : consommation d’oxygène
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1.Introduction
a. L’estimation des apports caloriques nécessaires en réanimation
La nutrition est un challenge à part entière de la prise en charge en soins intensifs. En
effet, il est primordial d’assurer un apport énergétique suffisant pour compenser le métabolisme
de base (MB) ou dépense énergétique de repos (DER) ainsi que le catabolisme lié à l’agression,
avec la difficulté supplémentaire de ne pas perturber la croissance chez les patients les plus
jeunes.
Deux approches sont possibles afin de guider l’administration du support nutritionnel :
- D’une part l’utilisation de formules estimant le MB (adaptées au sexe, poids, âge, type
d’agression) qui est la méthode la plus courante ;
- Ou mesurer directement la DER par calorimétrie indirecte, méthode utilisée dans très peu
d’équipes.
Devant le coût élevé et les difficultés organisationnelles imposées par une utilisation courante
de la calorimétrie indirecte, la plupart des équipes soignantes utilisent les nombreuses formules
existantes permettant d’estimer la DER chez le patient sain ainsi que chez le patient brûlé (Cf
Annexes Tableau 1). Les formules retenues pour cette étude sont la formule de l’OMS, la
formule de l’OMS ajustée d’un rapport 1,3 et celle de Galveston.
Le problème des formules estimant la dépense énergétique de repos (DER) chez le brûlé est
qu’elles ont été évaluées chez les patients les plus sévèrement atteints et ayant des profils de
brûlure et d’inflammation hétérogènes ; donc ces formules ont tendance à surestimer la DER
lorsqu’elles sont comparées à la mesure par calorimétrie indirecte(1).
b. La mesure de la dépense énergétique
La dépense énergétique totale (DET) est composée de la DER à laquelle il faut ajouter
la Dépense énergétique (DE) liée à la production de chaleur, la DE nécessaire à l’activité
physique et la DE nécessaire à l’oxydation des aliments. La dépense énergétique totale d’un
individu en activité normale est environ 10 à 20% supérieure à la DER en fonction de l’activité
physique (2,3).
La quantité d’énergie produite peut être extrapolée à partir des nutriments ingérés(4)
répartis en hydrates de carbones (C), protéines (P) et lipides (L). Ainsi la consommation
d’oxygène (VO2) peut être estimée par VO2= 0,829xC +0,967xP +2,019xL ; la production de
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CO2 (VCO2) =0,829xC +0,775P + 1,427L. Le quotient respiratoire QR=VCO2/V02 permet de
connaître la composition relative en nutriments de l’alimentation du sujet, en effet, plus le QR
se rapproche de 1, plus l’apport en hydrates de carbones est élevée et plus le QR se rapproche
de 0,7 plus les lipides sont utilisés pour la production énergétique (ou correspond à une période
de jeune)(5).
Figure 1. Relation entre le quotient respiratoire des nutriments non protéiques (QRnp) et la dépense
énergétique (DE) exprimée en équivalent calorique de l'oxygène (EqO2). Faisy et al., Réanimation 2009
Les différents moyens de mesurer la dépense énergétique sont la calorimétrie directe, la
calorimétrie indirecte et l’eau doublement marquée.
Le principe de la calorimétrie directe est de mesurer directement la production de chaleur de
l’individu dans une chambre de Lavoisier hermétique, peu adaptée à la mesure chez le sujet
hospitalisé du fait de la taille réduite de l’enceinte.
La calorimétrie indirecte permet de mesurer les gaz expirés VO2 et VCO2 par le patient,
analysés à l’aide d’un spiromètre et ainsi de calculer une estimation de la DER quotidienne à
l’aide de la formule de Weir (Figure 2).
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Figure 2. Combiné calorimétrie directe et spiromètre, exemple chez l'animal. La différence de température de l'air à l'entrée et à la sortie de la pièce hermétique permet de calculer la DE par la chaleur émise. PHT : Température, hygrométrie, pression. EM : analyseur de masse. Burnett et al., American Journal of Physiology 2013 (6)
La technique de l’eau doublement marquée au Deutérium H2 et à l’isotope O18 de l’oxygène
permet, après ingestion d’une quantité connue de cette eau, de déterminer la DE totale d’un
individu et la VCO2, en analysant la vitesse d’élimination urinaire quotidienne des 2 isotopes
modifiés ; car H2 est éliminé par l’eau uniquement, alors que l’O18 est éliminé par production
d’eau et de VCO2, donc la différence des constances d’élimination permet de déterminer la
VCO2. Cependant cette technique est réservée à des fins de recherche et est très coûteuse car
nécessite l’utilisation d’un spectromètre de masse(7).
c. La calorimétrie indirecte : utilisation du moniteur MCOVXTM
Si les premiers appareils de mesure étaient volumineux ; de nos jours ont été développés
des appareils peu encombrants, permettant une mesure rapide et fiable au lit du patient.
L’appareil de référence actuel pour la mesure de la DER en réanimation est le Deltatrac II™
(General Electrics® anciennement Datex-Ohmeda) (8,9).
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Figure 3. A gauche interface reliée au filtre patient, au centre moniteur de surveillance, à droite le Deltatrac IITM. Meyer et al., European e-Journal of Clinical Nutrition and Metabolism 2008 (10)
Nous avons utilisé le MCOVX™, appareil beaucoup plus petit, qui consiste en un module de
228x112x75mm de dimensions et pesant 1,6kg, qui se transporte facilement et se connecte de
façon native aux moniteurs de surveillance scopes de General Electrics® utilisés en
réanimation, dans les chambres, les salles de bain et au bloc opératoire.
Les résultats comparant le MCOVX™ de General Electrics® au Deltatrac™ sont assez
hétérogènes. Si McLellan et al.(11) avaient retrouvé que les variations de mesure étaient
acceptables. Meyer et al.(10) ont retrouvé une variation de 15% du MB avec le MCOVX par
rapport au système de référence le Deltatrac II.
Contrairement au Deltatrac II™, le MCOVX™ ne comprend pas de chambre de mixage,
il analyse les gaz expirés à chaque cycle respiratoire. A l’aide d’un pneumotachographe et d’un
analyseur d’O2 et de CO2 par infrarouge, il permet de mesurer le volume d’O2 consommé
(VO2) ainsi que le volume de CO2 produit (VCO2).
Figure 4. Calorimètre MCOVXTM et schéma de fonctionnement. Données du constructeur
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Le MCOVX™ nécessite une période de préchauffage de 5 minutes, comprenant une calibration
automatique. Il affiche la Dépense Energétique (DE) moyennée sur les 5 dernières minutes, la
moyenne minute par minute peut être obtenue à l’aide du logiciel S5 accessoire (non disponible
dans notre cas).
Les deux appareils utilisent la formule de Weir : DE= (5,5xVO2) + (1,76xVCO2) – (1,99xurée
urinaire) afin de déterminer la DE. L’avantage du MCOVX est son prix bas, son faible
encombrement et la calibration rapide de 5 minutes, contre le Deltatrac II™ qui demande une
calibration de 30 minutes et présente un encombrement non négligeable.
Les limites des deux appareils sont que la fiabilité de la mesure requiert d’éviter les
sources de douleur et d’anxiété dans les 2 heures avant la mesure, l’appareil ne peut pas faire
la mesure avec une FiO2>60%, ni avec la présence de Protoxyde d’azote N2O dans le circuit
et la variation des paramètres respiratoires doit être inférieure à 10% afin d’obtenir un résultat.
En ce qui concerne le choix de l’interface, Hosking et al. (12) avaient utilisé le Gas
Exchange Measurement™ de Nutren Technology Ltd® chez des volontaires sains en
ventilation spontanée, avec une interface par cloche, retrouvant très peu de variations 0,3%±2%
des mesures de VO2 et VCO2.
Pour des raisons techniques (d’installation) et de faible compliance des patients liée à leur jeune
âge, nous avons préféré l’interface par masque facial, mieux adapté aux jeunes patients et à
l’environnement. De plus, Mellecker et al. (13) et Forse et al.(14) avaient retrouvé peu de
variations des mesures avec le masque facial comme interface, comparé à l’embout buccal et
pince nasale avec des scores de confort plus élevés en faveur du masque ; la meilleure qualité
de mesure était celle d’une durée d’au moins vingt minutes.
Étant donné que l’American Dietetic Association recommande une durée de mesure d’au moins
10 minutes (15), nous avons opté pour une mesure de 15 minutes afin de trouver un compromis
entre qualité de mesure et temps d’exposition.
d. Les études évaluant la dépense énergétique chez le brûlé
Le tableau 1 récapitule de façon non-exhaustive les études ayant mesuré la DER chez le
brûlé en pédiatrie.
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Etude Nombre de
patients
Age SCB(%) Résultats DER
Jeschke et al(16)
2007
118 8 ans (±1) <40% à >80% 110±10% à
150±10%
Jeschke et al.(17)
2008
30 10 ans(±2) >60% 140 à 170%
Mlcak et al. (18)
2006
100 8 ans (±5) >40% 140%
Liusuwan et al.(19)
2005
10 5 ans (±2) 35 à 97% 140 à 170%
Jahoor et al.(20)
1988
17 7 ans (±1) 65% 140 à 150%
Herndon et al.(21)
1988
24 8 ans (±5) 40 à 82% 140 ± 39%
Hart et al. (22)
2003
46 8 ans (±1) 50% (±10) 130 à 160%
Mlcak et al. (23)
2004
76 9 ans (±5) 50% (±20) 130% ±10
Hart et al. (3)
2002
250 7,2ans (±0,6) 38% (±6) 120 à 180%
Goran et al. (24)
1991
127 9 ans (±5) 50% (±24) 130 à 150%
Mayes et al.(25)
1996
48 <3 ans vs 5 à
10ans
30% (±5) 120 à 160%
Jeschke et al. (26)
2015
55
70
63
0 à 3,9 ans
4 à 10 ans
11 à 17 ans
58%±5
56% ±3
57%±5
115 ±5 %
130 ±10 %
140 ±10 %
Jeschke et al(27)
2008
189 1 à 16 ans >40% G : 140±10%
F : 120±10%
Tableau 1 Études ayant évalué la DER par calorimétrie indirecte chez l'enfant brûlé
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e. Les conséquences de l’hyper métabolisme chez le brûlé
Une étude de Suman et al.(2) retrouvait une différence de 525 à 638 Kcal entre les
formules estimant le MB et la DER mesurée par calorimétrie indirecte.
Plusieurs études ont montré une augmentation de la DER de 50% à 200% chez le patient brûlé
(Tableau1), cependant il s’agit d’études portant sur des patients assez hétérogènes, avec souvent
une surface cutanée brûlée élevée.
L’augmentation de la DER reste élevée dans le temps, d’après Jeschke et al. (16), l’hyper
métabolisme persiste 6 à 9 mois après la brûlure. Celui-ci est responsable d’une baisse de la
masse maigre, d’une faiblesse musculaire, d’une immunodépression et d’une mauvaise
cicatrisation (28).
Ces variations du métabolisme sont difficiles à anticiper. Il est habituellement admis
d’appliquer une majoration de 30% au métabolisme de base afin de faire face à l’augmentation
des besoins énergétiques chez le patient brûlé (25).
Bartlett et al.(29) avaient retrouvé qu’une nutrition hypercalorique avec une balance calorique
positive permettait d’obtenir un meilleur taux de survie, une durée d’hospitalisation plus courte
et une réhabilitation plus rapide.
Cependant, une surestimation des besoins peut être délétère, plusieurs études retrouvent qu’une
nutrition excessive au-delà de 1,2xDER était associée à une augmentation de la masse grasse
sans augmentation de la masse maigre (3).
Selon les critères de l’American Society of Parenteral Nutrition (ASPEN), les patients
hospitalisés en réanimation pour des brûlures sévères (du fait de la nature de l’agression, ainsi
que du SIRS fréquent) sont ceux pouvant bénéficier de la mesure de la DER à l’aide de la
calorimétrie indirecte afin d’optimiser les apports énergétiques (30).
f. La prise en charge des enfants brûlés en réanimation au CHU Trousseau
La prise en charge comprend :
- Une analgésie multimodale par AINS per os Ibuprofène 20mg/kg /jour en 3 prises, AINS
pendant les 48 premières heures post brûlure ou post-opératoire
- Morphine per os 1 à 2 mg/kg/j en 6 prises, ou en IV en continu pour les patients les plus
graves, adaptée selon l’évolution clinique et la surveillance par grille d’évaluation Evandol
- Kétamine IVSE 2 mg/kg/j et du Paracétamol si fièvre ;
- Pour les patients les plus sévèrement atteints, ajout de Clonidine ou Neurontin ou Lyrica ;
- Le réchauffement sous lampe chauffante et/ou lit fluidisé ;
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- Une surveillance des paramètres vitaux au scope (fréquences cardiaque et respiratoire,
saturation en oxygène, pression artérielle, diurèse) ;
- Un maintien au lit strict et un maintien à l’air libre des lésions afin de les laisser sécher
- Une désinfection pluriquotidienne par un antiseptique aqueux ;
- Une nutrition entérale continue par sonde nasogastrique par une solution adaptée à l’âge
entre 1 et 6 ans Nutrini MF™ (composé à 1kcal/ml) et apports per os selon les envies du
patient ;
- Une douche quotidienne effectuée sous sédation afin d’assurer le confort des patients et de
permettre une prise en charge optimale des lésions, lavage par Hibiscrub™ (l’ablation des
peaux mortes et des phlyctènes), pansements, y compris après la greffe de peau mince.
La nutrition entérale continue par la solution entérale Nutrini MF™ permet d’une part
d’apporter les calories nécessaires au maintien du métabolisme de base et d’éviter une perte de
poids lié au catabolisme stimulé par l’agression de la brûlure ; et d’autre part a pour avantage
de faciliter le calcul des calories apportées puisqu’on connaît le volume de nutriments quotidien
effectivement administré aux patients. En ce qui concerne les apports constitués par
l’alimentation externe du patient, la quantité de calories ingérées est estimée quotidiennement
par la nutritionniste attitrée au service. Chez les patients les plus sévèrement atteints ou en cas
d’intolérance digestive, un apport parentéral exclusif ou de complément est réalisé.
Les apports caloriques théoriques sont estimés par le praticien en charge du patient et le
plus souvent en se référant à la formule de Galveston adaptée aux enfants brûlés (apports
quotidiens en kcal/j = 1800 kcal/m2 de SCT + 1300Kcal/m2 de SCB).
Après une phase de cicatrisation initiale, une autogreffe de peau est réalisée entre J7 et J15,
avec un prélèvement habituellement effectué sur le cuir chevelu et si besoin sur les cuisses et
le dos. Les patients sortent habituellement à J21, afin d’évaluer la bonne prise de la greffe
cutanée et la nécessité d’une éventuelle deuxième greffe.
Dans l’unité de réanimation pédiatrique des brûlés de l’hôpital Trousseau :
- 20 à 30% des patients ont une surface cutanée brulée (SCB) supérieure à 25%
- 70 à 80% des patients ont une SCB entre 10 et 20%.
L’avantage du service de réanimation pédiatrique des brûlés est la douche quotidienne
réalisée sous sédation permettant une bonne qualité de la mesure et de supprimer les sources
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d’angoisse chez le patient (le masque facial chez l’enfant de moins de 3 ans, douleur,
environnement non familier).
Nous avons considéré que la mesure de la DE, effectuée sous sédation, avec maintien d’une
ventilation spontanée permettait d’être au plus proche de la dépense énergétique de repos
(DER).
g. Objectifs de l’étude
L’objectif de l’étude était d’évaluer les variations du métabolisme basal chez l’enfant
brûlé en réanimation à l’aide de la mesure de la dépense énergétique de repos (D.E.R) estimée
par calorimétrie indirecte, ainsi que de rechercher les facteurs influençant ses variations. De
plus nous avons relevé les apports caloriques afin de rechercher un éventuel déséquilibre entre
les apports et la DER mesurée.
2.Matérieletméthodes
a. Critères d’inclusion – Population d’étude
Il s’agit d’une étude rétrospective, observationnelle, uni centrique.
Des enfants âgés de plus de 6 mois et moins de 15 ans, victimes de brûlures cutanées étendues
et nécessitant une hospitalisation en réanimation pédiatrique des brûlés au Centre Hospitalier
Universitaire (CHU) Trousseau ont été inclus de mai 2015 à août 2016.
Les patients ont été répartis en 2 groupes selon leur surface cutanée brûlée :
- Groupe 1 dont la SCB était entre 10 et 20% de la surface cutanée totale,
- Groupe 2 dont la SCB supérieure à 20% de la surface cutanée totale.
Les apports énergétiques ont été effectués selon l’âge et le poids du patient par le médecin
responsable de l’unité.
Les critères d’exclusion étaient une atteinte du visage ne permettant pas l’application du
masque facial pour la mesure de la DER et une atteinte respiratoire (toux, bronchiolite, crise
d’asthme, surcharge pulmonaire d’origine congestive) ne permettant pas la mesure dans des
conditions de sécurité adéquates.
b. Critère de jugement principal
Le critère de jugement principal est la dépense énergétique de repos, mesurée à l’aide
du calorimètre MCOVX™ et ses variations dans le temps, ainsi que la différence entre la DER
mesurée et celle estimée par les formules.
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c. Critères de jugement secondaires
Les objectifs secondaires sont :
- D’estimer le déficit énergétique des premiers jours d’hospitalisation (notamment en
calculant les calories effectivement apportées par la nutrition) ;
- D’évaluer l’évolution des critères biologiques et cliniques de réaction inflammatoire ;
d. Mesure de la dépense énergétique de repos
L’évaluation de la dépense énergétique de repos est réalisée à l’aide du calorimètre D-
fend pro MCOVX™ de General Electrics®. Cet appareil permet la mesure de la VO2, la VCO2,
le volume courant et estime ainsi la DER sur les 5 dernières minutes.
La mesure est effectuée en air ambiant, d’une durée minimale de 15 minutes, lors de la douche
quotidienne (au calme, pendant le prélèvement sanguin et avant les soins douloureux) de
l’enfant le matin, chez un patient à jeun depuis 3 heures, en ventilation spontanée. Elle requiert
un capteur placé en amont d’un masque facial appliqué en minimisant les fuites au niveau de
l’interface masque-visage et en aval du filtre patient.
La sédation est effectuée par des bolus de 0,5mg/kg de Kétamine en IVD, après une
prémédication par Midazolam 0,3mg/kg et Morphine 0,2 mg/kg per os une heure avant le bain.
Les différents paramètres relevés étaient :
- Lors des dates clés : J1 à J3 – J7 – J10 - J15 – J21,
- Les caractéristiques des patients : âge, sexe, poids, taille, Surface corporelle, classification
ASA,
- Les caractéristiques de la brûlure (surface, profondeur, type de brûlure)
- Pendant la procédure : Fréquence cardiaque (FC), Température, CO2 expiré, Fréquence
respiratoire, SpO2, D.E.R mesurée, Quotient respiratoire (QR)
- Les indices de qualité de la mesure : courbe de PCO2 dans l’air expiré, niveau d’agitation
(pleurs-calme), difficulté ventilatoire
- Le relevé des apports énergétiques du jour en calculant les calories ingérées (soit issues de
l’alimentation par sonde gastrique et portions alimentaires consommées évaluées par la
diététicienne, soit provenant des apports de glucose des solutions parentérales perfusées)
- La consommation de morphiniques
- Les constantes vitales du jour : T° mini et maximale, FC min/max, PA min/max
- Le bilan biologique du jour (NFS, GB, CRP, Ionogramme sanguin, albuminémie)
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- Les infections associées (identifiées ou suspectées, prélèvements bactériologiques positifs).
3.Résultats
a. Population étudiée Les résultats sont présentés sous la forme de moyenne ± erreur standard à la moyenne.
L’analyse porte sur 13 patients âgés de 3,5 ± 4,5 ans, admis avec une surface cutanée brûlée de
22 ± 13% de la surface corporelle. Les patients étaient beaucoup plus jeunes dans le groupe 1
avec un âge moyen d’1,7 ± 0,5 ans contre 6,4 ± 6,9 ans dans le groupe 2. Il y avait beaucoup
plus de garçons dans le groupe 1 avec une proportion de 75% contre 20% dans le groupe 2. La
surface cutanée brûlée était de 13 ± 2 % dans le groupe 1 contre 35 ± 15% dans le groupe 2.
Total
(n=13)
Groupe 1 SCB <20%
(N=8)
Groupe 2 SCB>20%
(N=5)
Age (années) 3,5±4,6 1,7±0,5 6,4±6,9
Sexe Masculin 54% 75% 20%
Poids (kg) 18±12 14±2,5 25±18
Taille (m) 0,98±0,2 0,92±0,06 1,1
ASA 1,15 1,13±0,4 1,2±0,4
Surface corporelle (m²) 0,7±0,3 0,6±0,1 0,9±0,5
% SCB 22±14 13±2 35±15
Tableau 2 Caractéristiques des patients
Quarante-cinq mesures de DER ont été retenues, soit 3,5 mesures par enfant avec une
DER moyenne de 55 ± 10 kcal/kg/j (de 44 à 77 kcal/kg).
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b. Comparaison des formules d’estimation à la calorimétrie indirecte
Figure 5. Courbes de Corrélation et de Bland et Altman entre les formules estimant la DER et la calorimétrie indirecte
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Il existe une forte corrélation entre les valeurs de la DER estimée par l’OMS et les valeurs
obtenues par mesure de la calorimétrie avec un R2 =0,71 ; p<0,0001, (Figure 5A) ; il n’existait
pas de biais significatif entre les 2 valeurs (p = 0,06).
En revanche la précision de l’estimation de l’OMS par rapport à la calorimétrie était médiocre
avec une moyenne de la différence à 65 Kcal/j et des valeurs situées entre -508kcal et 378 kcal
(Figure 5B).
29 estimations sur 45 (64%), étaient dans les 10% de variations de la mesure par calorimétrie
indirecte.
Il existe une forte corrélation entre les valeurs de DER estimée par la formule OMSx1,3 et les
valeurs obtenues par calorimétrie avec un R2=0,80 ; p<0,0001 ; en revanche la formule
OMSx1,3 expose à un biais statistiquement significatif avec une moyenne de la différence à
184 kcal/j avec une précision de l’estimation similaire à celle de l’OMS de -168 à 535kcal
(Figure 5C et D).
Seules 5 estimations sur 45 (11%) étaient dans les 10% de variations de la mesure par
calorimétrie indirecte.
Il existe une forte corrélation entre les valeurs de la DER estimée par la formule de Galveston
et celles obtenues par calorimétrie indirecte avec un R2=0,85 ; p<0,0001 ; en revanche la
formule de Galveston expose également à un biais statistiquement significatif avec une
moyenne de la différence à 578 kcal/j avec une précision de l’estimation médiocre de -239 à
+1395Kcal/j (figure 5F).
On note une grande imprécision de l’estimation de la DER par les formules pour les hautes
valeurs de calorimétrie (>2000Kcal/j), avec une tendance à la sous-estimation de la DER par
les formules de l’OMS et OMSx1,3 et une franche surestimation par la formule de Galveston.
c. Objectifs secondaires La mesure de la DER par calorimétrie indirecte retrouvait des variations de +7 ± 16% par
rapport à la DER calculée par la formule de l’OMS à l’état basal. Dans le groupe 1, la variation
était de +3 ±12% contre +14 ±21% dans le groupe le plus sévère.
Les apports nutritionnels quotidiens (comptabilisés uniquement les jours de mesure par
calorimétrie indirecte) couvraient en moyenne 99 ±39% de la DER mesurée par calorimétrie
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indirecte. Seuls 2 patients ont été nourris en excès (>130% de la DER mesurée durant
l’hospitalisation) et 2 patients n’ont reçu que l’équivalent de 80% de la DER mesurée.
Dans le groupe 2 le plus sévère, les apports nutritionnels ne couvraient que 61±34% de
la DER mesurée lors de la première semaine de prise en charge, avec un rattrapage à
102±26% lors de la suite de la prise en charge contre respectivement 97±32% et 119±36%
dans le groupe 1.
Figure 6. Évolution du métabolisme de base mesuré (base 100 = MB estimé par équation)
Figure 7. Pourcentage des besoins énergétiques mesurés par calorimétrie, couverts par l’alimentation
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La fréquence cardiaque moyenne était plus élevée dans le groupe 2 avec 143±16
battements/minute contre 132±14 dans l’autre groupe malgré un âge moyen beaucoup plus
jeune de ces derniers, traduisant possiblement un état inflammatoire plus élevé dans le groupe
2.
Le sous-groupe des filles souffrait de lésions plus sévères avec une SCB de 26±15% contre
17±12% chez les garçons.
Le Quotient Respiratoire moyen était de 0,75±0,09.
Total
(n=13)
Groupe 1
SCB <20%
Groupe 2
SCB>20%
DER/poids (Kcal/kg) 55±10 58±6 51±13
%var DER mesuré/base 107±17 103±12 114±21
% besoins couverts
par l’alimentation
99±39 108±35 87±42
%besoins J1-J5 83±44 97±32 61±54*
%besoins J7-J21 110±32 119±36 102±26*
QR 0,75±0,09 0,71±0,03 0,87 ± 0,06
Fc moyenne (/min) 138±16 132±14 143±16
Tableau 3. Dépense énergétique de repos et apports nutritionnels
Aucun critère biologique n’était corrélé à la DER.
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4.Discussion
a. Points positifs de l’étude
Les forces de l’étude sont d’avoir une population à peu près homogène, les patients
avaient moins de 3 ans en majorité avec une surface corporelle brûlée de moins de 20%,
correspondant aux patients habituellement hospitalisés dans notre unité et peu étudiés dans la
littérature.
L’étude de T. Mayes et al. (25) retrouvait que l’application d’un facteur de majoration
de 30% au MB estimé par les équations permettait d’approximer au mieux les variations de MB
chez l’enfant brûlé de moins de 10 ans. Cependant dans notre étude, on retrouve des variations
du métabolisme de base entre -24% et +50%. En appliquant cette majoration, la majorité des
patients se serait retrouvé avec un apport calorique nettement supérieur à leur dépense
énergétique de repos. Et les patients les plus graves n’avaient pas un apport calorique couvrant
la DER augmentée.
b. Comparaison avec la littérature
Plusieurs arguments permettent d’expliquer cet écart par rapport aux études publiées
dans la littérature. D’une part, la différence de variation de métabolisme observée dans cette
étude est en partie explicable par la grande proportion de patients avec une surface corporelle
brûlée de moins de 20%. Contrairement aux études américaines comportant des patients plus
sévèrement brûlés (30 à 90% de la surface corporelle totale).
D’autre part, une étude de Hart et al. (22) retrouvait que les patients ayant une prise en
charge chirurgicale précoce (excision des surfaces brûlées et greffe de peau à J1, stratégie
fréquente aux États-Unis) avaient une DER qui s’élevait plus précocement que celle des patients
ayant une prise en charge chirurgicale plus tardive (chirurgie à J7, stratégie employée dans notre
centre), mais les niveaux de DER étaient similaires trois à quatre semaines plus tard, délai hors
période dans notre étude. Peut-être aurions-nous constaté une poursuite de l’élévation de la
DER en la mesurant plus tardivement ?
De plus, la grande majorité, 84% des enfants dans notre étude étaient brûlés par de l’eau
bouillante, alors que les études américaines comportaient beaucoup plus de patients brûlés par
flamme, 74% dans l’étude de Kraft et al. (31), or cette dernière retrouvait que la DER était
beaucoup plus élevée sur les brûlures occasionnées par flamme, ainsi que l’incidence des sepsis
et des dysfonctions multiples d’organes.
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La variation de la DER dans notre étude peut avoir été affectée par la sédation utilisée
pour la douche, notamment l’association Kétamine IV et Midazolam en prémédication, qui
diminue initialement la VO2, mais l’augmente secondairement(32) alors que la Clonidine
diminue la VO2 et donc la DER, cependant aucun patient n’en a bénéficié dans notre série.
L’effet des hypnotiques sur la DER des enfants brûlés est peu étudié, les médicaments les plus
étudiés dans ce cadre sont les Bêtabloqueurs qui permettent de diminuer sensiblement la DER
et de limiter la réponse hyper métabolique des patients (17,21,33).
c. Cas spécifiques : surpoids et sexe des patients
Un des sujets était un jeune nourrisson en surpoids, dont la DER était plus élevée que
pour celle des enfants du même âge, l’étude Hofsteenge et al. (34) retrouvait que les équations
de prédiction de la DER étaient peu précises pour le cas des adolescents obèses. Une autre étude
de Kim et al. (35) retrouvait que l’équation la plus précise pour les enfants de plus de 7 ans
obèses, était celle de Molnar(36).
L’étude de Jeschke et al. (27) ne retrouvait pas de différence de devenir chez les filles
comparées aux garçons et retrouvait une DE plus basse traduisant un état inflammatoire moins
élevé. Dans notre étude, nous avons effectivement constaté que bien que les filles eussent des
lésions plus sévères avec une SCB de 26±15% contre 17±12% chez les garçons, leur rapport
DER mesurée/DER attendue les équations était plus bas avec respectivement 105±11% contre
109±20% chez les garçons.
Comme retrouvé par Venter et al. (37), la nutrition entérale par sonde nasogastrique et
l’alimentation orale précoces ont été bien tolérées, avec peu d’épisodes de vomissements.
Seulement deux patients ont reçu moins de 80% de leur DER mesurée par calorimétrie
indirecte.
d. Limites de l’étude
Les limites de l’étude sont d’une part la fiabilité de la mesure, nous avons tenté de garder
uniquement les mesures provenant d’états stables. Nous n’avons pas utilisé le dispositif de
référence étant le Deltatrac II™. Les études dans la littérature sont hétérogènes sur la fiabilité
des dispositifs de taille réduite face au Deltatrac II™. Stewart et al. (38) n’avaient pas retrouvé
de différence entre ce dernier et un dispositif similaire au MCOVX™.
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Du point de vue expérimental, il aurait été plus rigoureux d’effectuer plusieurs mesures de
calorimétrie au même moment pour chaque patient afin de s’assurer de la fiabilité de la mesure,
cependant il est compliqué de prolonger la sédation des enfants afin de réaliser 2 mesures car
cela augmenterait la dose de sédatifs administrée et exposerait à un risque d’hypothermie plus
important. De plus, compte tenu du jeune âge des enfants et de leurs lésions, une mesure sans
sédation n’était pas envisageable. Par ailleurs, le moniteur n’affiche pas de résultats s’il y a trop
de variations ventilatoires et il a déjà été considéré comme acceptable en comparaison au
dispositif de référence (11).
De plus, la nature rétrospective de l’étude fait qu’il y a eu de nombreux perdus de vue soit car
la mesure n’était pas effectuée, soit car les éléments de qualité de la mesure n’étaient pas notés.
Une des hypothèses pouvant expliquer l’imprécision des formules telles que l’OMSx1,3
et Galveston seraient qu’elles sont fixes (dépendant de l’âge uniquement), alors que la DER du
sujet brûlé varie continuellement pendant le séjour à l’hôpital (en fonction du délai par rapport
à la brûlure et des interventions chirurgicales).
De plus, ces formules ont été développées il y a quelques décennies, les prises en charge
antalgiques, nutritionnelles et les mesures limitants l’hyper métabolisme ne sont probablement
pas comparables.
D’autre part, malgré la mesure de la DER, les besoins nutritionnels réels chez ces patients
restent méconnus du fait qu’il est difficile d’évaluer la DE totale sur la journée. Étant donné la
réaction inflammatoire majeure pouvant être diminuée par les traitements antalgiques
(morphiniques notamment) et par la sédation lors de la mesure, il se pourrait que la dépense
énergétique totale soit beaucoup plus élevée que la DER. Cependant nous ne disposons pas
d’outils permettant de mesurer la DET, utilisables en routine chez le patient de réanimation.
Goran et al.(39) avaient retrouvé à l’aide de la technique de l’eau doublement marquée
que la mesure de la DET correspondait à 1,2x la DER mesurée par calorimétrie indirecte,
cependant l’étude a été effectuée sur 15 patients brûlés uniquement, aux caractéristiques très
variables d’âge et de surface cutanée brûlée. Prelack et al.(40) ont retrouvé qu’à la phase de
réhabilitation, la DER n’était pas augmentée de plus de 20% et la DET était de 66kcal/kg, chez
des enfants de 10 ans ayant une SCB supérieure à 20% avec la technique de l’eau doublement
marquée.
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e. Perspectives
De futures études comparant une prise en charge de la nutrition guidée par la mesure de
la DER et la méthode d’estimation par le calcul, pourraient permettre d’évaluer le
retentissement sur le devenir métabolique des enfants en utilisant une telle approche.
En attendant, la mesure de la DER par calorimétrie indirecte lors de la douche semble
être un moyen relativement aisé de réaliser des apports nutritionnels sur mesure et de façon
ajustable dans le temps.
5.Conclusion
Dans cette étude, nous avons retrouvé que la DER mesurée par calorimétrie indirecte chez les
enfants brûlés en réanimation pédiatrique à Trousseau était légèrement augmentée par rapport
au métabolisme de base calculé par les équations estimant la DER chez le sujet sain par un
rapport 1,05 à 1 ,2. Les formules de l’OMSx1,3 et de Galveston sont peu précises dans
l’évaluation de la DER en comparaison avec la calorimétrie indirecte. En appliquant le facteur
1,3 évoqué dans la prise en charge nutritionnelle des brûlés, nous aurions alimenté ces patients
au-delà de leur DER.
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7.Annexes
a. Formules estimant la DER
- 1 kcal = 4,186 kJ
Nom Unité Formule de la DE Type Harris-Benedict Kcal/jour G: 66,47+(5,003xT) +(13,75xP) – (6,755xA)
F: 655,09+(1,8496xT) +(9,5634xP) – (4,6756xA) DER
FAO/OMS/UNU Kcal/jour Kcal/jour KJ/jour KJ/jour Kcal/jour Kcal/jour
G <3 ans: 60,9xP – 54 F < 3 ans: 61xP – 51 G 3 à 10 ans: (95xP) + 2071 F 3 à 10 ans: (94xP) + 2088 G 10 à 18 ans: (16,6xP) + (77xP) + 572 F 10 à 18 ans: (7,4xP) + (482xP) + 217
DER
Black H: (1,083xP(kg)0,48 x T(m)0,50 x A-0,13) x (1000/4,1855) F: (0,963xP(kg)0,48 x T(m)0,50 x A-0,13) x (1000/4,1855)
Molnar KJ/jour KJ/jour
H: 50,9xP(kg) + 25,3xT(cm) + 50,3xA + 26,9 F: 51,2xP(kg) + 24,5xT(cm) – 207,5xA + 1629,8
DER
Schofield-W Kcal/j F 3 à 10 ans: 22,5xP + 485 G 3 à 10 ans: 22,7xP + 495 F 11 à 18 ans: 17,5xP + 651 G 11 à 18 ans: 12,5xP + 746
DER
Schofield-HW Kcal/j F 3 à 10 ans: 16,97 x P + 1,618xT(cm) + 371,2 G 3 à 10 ans: 19,6xP + 1,033xT(cm) + 415 F 11 à 18 ans: 8,365xP + 4,65xT(cm) + 200 G 11 à 18 ans: 16,25xP + 1,372xT + 515,5
DER
Schofield Kcal/j G < 3 ans: 0,167xP + 15,174xT – 617,6 F< 3 ans: 16,252xP + 10,232xT – 413,5
DER
White KJ/jour 17xA(mois) + 48xP(kg) + 292xT(°C) - 9677 Maffei KJ/j G: 28,6xP + 23,6xT – 69,1xA +1287
F: 35,8xP + 15,6xT – 36,3xA + 1552
Fleisch Kcal/j G 1 à 12 ans: 24xSurface corp x (54- 0,885xA) F 1 à 10 ans: 24 x Surface corp x (54 – 1,045xA) G 13 à 19 ans: 24 x Surface corp x {42,5 – 0,64 x(A – 13)} F 11 à 19 ans: 24 x Surface corp x {42,5 – 0,778 x (A – 11)}
Kleiber Kcal/j 70 x Poids0,75 Dreyer Kcal/j G: P0,5 / (0,1015 x A0,1333)
F: P0,5 / (0,1127 x A0,1333)
Caldwell-Kennedy Kcal/j 22 + 31,05xP + 1,16xA Hunter Kcal/j 22xP Brûlés Toronto Kcal/j -4343 + (10,5x%BSA burn) + (0,23xCI) + 0,84xDER +
(114xT°C) – (4,5x jours post-agression)
Harris-Benedict Kcal/jour DER x Facteur activité x facteur stress DET Galveston 1988 Kcal/j 1800xSCT + 2200xSCB si SCB>30% et A<15 DER Galveston-r 1990 Kcal/j 1800xSCT + 1300xSCB si SCB>30% et A<12 DER Curreri junior Kcal/j Basal + (15x%brûlure) si 0 à 1 an
Tableau 4. Formules estimant la DER. DER= Dépense énergétique de repos, DET = dépense énergétique totale P : Poids, T : Taille, A: Age, G: Garçons, F: Filles, H: Hommes, F: Femmes. Poids en Kg CI : Ingesta caloriques de la veille Facteur de stress : chirurgie majeure : 1,0-1,2 ; trauma squelettique : 1,2-1,5 ; brûlure majeure : 1,4-1,8
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b. Données supplémentaires de l’étude
Tableau 5. Caractéristiques détaillées des patients
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Résumé en anglais
Introduction: Basal metabolism (BM) is increased in patients hospitalized in intensive care,
especially in burn patients. However, it is difficult to accurately predict its variations, and it is
commonly accepted that BM is increased by a factor of 1.3 in the severely burned patients
compared to the estimated BM in healthy patients. The main objective of this study is to
evaluate changes in BM in burned children using indirect calorimetry during hospitalization in
intensive care compared to WHO, WHO x 1,3 and Galveston formula. The secondary objective
is to evaluate the energy deficit during hospitalization.
Materials and methods: the study is retrospective, observational, uni-centric. The inclusion was
carried out from January 2015 to August 2016 in the pediatric resuscitation of burn patients unit
at the Trousseau university hospital in Paris. The BM was measured by indirect calorimetry (2
to 5 measurements per patient during the stay) using the E-COVXTM calorimeter (General
Electrics®), and compared to the BM estimated according to the formulas mentioned above.
The measurements were carried out during daily baths, patients sedated by Ketamine IV in
spontaneous ventilation to a face mask under pure air.
Results: The analysis included 13 patients aged 3.5 ± 4.5 years, admitted with a burned area of
21 ± 13% of the body surface and a total of 45 indirect calorimetry measurements. BM is
measured at 55 ± 10 kcal / kg / d, a variation of + 7 ± 16% with respect to the estimated BM.
Daily energy intake averages 98 ± 39% of basic energy needs measured by indirect calorimetry.
Only 2 patients were fed in excess (> 130% of BM measured during hospitalization), and 2
patients received only 80% of the measured BM.
Conclusion: In this study, burned children had a lower BM when measured by indirect
calorimetry than when estimated by the formulas of the WHO plus 30% and Galveston, the
energy requirements would have been overestimated if we had used this operation to calculate
daily energy intake.
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Évaluation de la dépense énergétique de repos par calorimétrie indirecte chez l’enfant brûlé
M. ASSADI Maksud
Résumé Introduction : Le métabolisme basal (MB) est augmenté chez les patients hospitalisés en
réanimation, notamment chez les patients brûlés. Cependant, il est difficile de prévoir avec
exactitude ses variations et il est communément admis que le MB est augmenté par un facteur
1,3 chez le patient sévèrement brûlé par rapport au MB estimé en période de non-agression.
L’objectif principal de l’étude est d’évaluer les variations du MB chez l’enfant brûlé à l’aide de
la calorimétrie indirecte au cours de l’hospitalisation en réanimation par rapport aux formules
de l’OMS, OMS x 1,3 et Galveston. L’objectif secondaire est d’évaluer le déficit énergétique
durant l’hospitalisation.
Matériels & méthodes : l’étude est rétrospective, observationnelle, uni centrique. L’inclusion a
été réalisée de janvier 2015 à août 2016 dans la réanimation pédiatrique des brûlés du centre
hospitalier universitaire Trousseau à Paris. Le MB a été mesuré par calorimétrie indirecte (2 à
5 mesures par patient au cours du séjour) à l’aide du calorimètre E-COVX (General Electrics®)
et comparé au MB estimé selon les formules citées ci-dessus. Les mesures ont été réalisées lors
des douches quotidiennes sous sédation par Kétamine IV en ventilation spontanée au masque
facial sous air pur.
Résultats : L’analyse porte sur 13 patients âgés de 3,5 ± 4,5 ans, admis avec une surface cutanée
brûlée de 21 ±13% de la surface corporelle et un total de 45 mesures de calorimétrie indirecte.
Le MB est mesuré à 55 ± 10 kcal/kg/j soit une variation de + 7 ± 16% par rapport au MB estimé.
Les apports énergétiques quotidiens couvrent en moyenne 98 ± 39% des besoins énergétiques
de base mesurés par calorimétrie indirecte. Seuls 2 patients ont été nourris en excès (>130% du
MB mesuré durant l’hospitalisation) et 2 patients n’ont reçu que 80% du MB mesuré.
Conclusion : dans cette étude, les enfants brûlés ont un MB mesuré par calorimétrie indirecte
plus faible que le MB estimé selon la littérature par les formules de l’OMS majorée de 30% ou
par la formule de Galveston, les besoins énergétiques auraient donc été surestimés si nous
avions utilisé cette opération pour calculer les apports énergétiques quotidiens.