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Effets de la chirurgie (conventionnelle et mini-invasive) sur la ventilation per et
postopératoire
F Decailliot CHU H Mondor
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• l ’AG provoque de l ’hypoxémie sous FiO2 0.21
• Hypoxémie proportionnelle à l ’importance du shunt,
lui-même proportionnel au degré d ’atélectasie
• La BPCO, l ’obésité, le tabagisme, l ’âge aggravent
cette hypoxémie sous AG
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En per-opératoire:
Effets du décubitus dorsal, de l ’AG et de la ventilation en pression positive
Effets plus ou moins marqués de la chirurgie
- chirurgie périphérique et abdominale « à ciel ouvert »: aucun effets supplémentaires
- chirurgie thoracique classique et toute la chirurgie coelioscopique thoracique et abdo: effets
notables sur la ventilation
Pathologie pulmonaire préexistante très délétère
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En post-opératoire:plus d ’effet de l ’AG et de la VVP
effets résiduels de la chirurgie surtout et de l ’AG
L ’atteinte pulmonaire pré-existante complique aussi cette période
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Un peu de mécanique ventilatoire
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• En fin d ’expiration: équilibre entre les forces de rétraction élastiques pulmonaires et les forces d ’expansion générées par la paroi ostéo-musculo-viscérale qui s ’opposent à la rétraction ; volume aérique pulmonaire à l ’équilibre = CRF
• forces de rétraction = élastine interstitielle pulmonaire;emphysème = disparition élastine diminution des forces de rétraction
• forces d ’expansion = tonus musculaire + structures ostéoligamentaires thoracique + résistance des viscères
abdominaux.
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Anesthésie générale :
• altération première de la mécanique de la
paroi thoraco-abdominale: perte du tonus musculaire (par action neurologique centrale de l ’hypnotique et de
l ’opiacé)
- postural pour les muscles intercostaux
- respiratoire pour le diaphragme et les muscles des VAS
(Rehder, 1979; Tusiewicz, 1977)
• Altération secondaire de la distribution des gaz et de la circulation sanguine
d ’ou ATELECTASIES et anomalie du VA/Q dans les premières minutes de l ’AG
La CRF diminue ( 20%) donc la compliance pulmonaire diminue et la
résistance bronchiolaire augmente mais les propriétés élastiques pulmonaires ne
varient PAS
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En ventilation en pression positive:
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La Ventilation en Pression Positive
– Ne modifie pas la pression trans-pulmonaire mais la pression intra-thoracique = pleurale retentit SURTOUT sur le retour veineux
– retentit secondairement sur l ’alvéole pulmonaire et donc les échanges gazeux par:
- altération du surfactant- initiation d ’une réponse inflammatoire (volo et
barotraumatisme)
- Pression positive dans l ’alvéole en fin « d ’inspiration »: c ’est la « pression plateau », conditionnerait le barotraumatisme
– la VVP n ’aggrave que les HTAP pré-existantes majeures
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Retentissement per-opératoire du à la chirurgie conventionnelle
Habituellement, aucun retentissement supplémentaire/AG et VPP si n ’intéresse pas le thorax
Laparotomie:• l ’ouverture pariétale fait récupérer de la CRF en améliorant la course (passive) du diaphragme mais les écarteurs peuvent la gêner
Pas de réelle conséquence clinique
• Immobilité prolongée, remplissage « excessif »: augmentation du shunt par accumulation hydrique intra-alvéolaire
(Ray JF, Arch Surg 1974)
• Réduction du flux muco-ciliaire (DEC, hypothermie, halogénés), HTAP augmentent le shunt
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La paralysie médicamenteuse
• Classiquement, déplacement supplémentaire du diaphragme en céphalique
Milic-Emili J, J Applied Physiol 1964; 19:212.
• En réanimation, sur des ALI ou SDRA, aucune modification de la compliance pariétale et pulmonaire par la curarisation
Conti, ICM 1995
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La chirurgie thoracique « ouverte »:La thoracotomie
Le décubitus latéral:
- sujet éveillé: poumon « INFERIEUR » mieux ventilé et perfusé car gradient pleural et meilleure condition mécanique pour l ’hémi-diaphragme
- sous AG à thorax fermé: poumon « inférieur » mieux vascularisé (gravité) et moins bien ventilé (AG, poids des viscères)
- sous AG à thorax ouvert: aggravation des inégalités de VA/Q : poumon « supérieur » encore plus « sur ventilé » et « sous perfusé »
Retentissement sur la ventilation par:
- la position en décubitus latéral + billot
- la ventilation uni-pulmonaire
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La ventilation uni-pulmonaire (1):interruption de la ventilation d ’un poumon alors que sa
vascularisation se fait toujours modèle expérimental de shunt pulmonaire
donc retentissement sur la PaO2 et pas sur la PaCO2
Tarhan S, Can J Anaesth 1971
Fraction du débit sanguin sup/inf
Fraction du débit sanguin sup/inf
40%
60%
Qs/Qt= 10%
PaO2=400mmHg
Qs/Qt=28%
PaO2=150mmHg
22%
78%
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Facteurs conditionnant la distribution du sang du poumon shunté
1. La vasoconstriction hypoxique (VCH) est le mécanisme exclusif (facteur mécanique passif négligeable)
2. Drogues per-anesthésiques:
3. VCH maximale quand pression sanguine pulmonaire normale et PvO2 normale
4. VCH maximale quand FiO2 du compartiment normoxique BASSE
5. Amines pressives constricteraient préferentiellement le compartiment normoxique
6. Hypocapnie diminue la VCH
7. PEP sur le poumon ventilé dévierait le sang vers le poumon non ventilé
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Les paramètres ventilatoiresBENUMOF et ALFERY, Anesthesiology, R Miller ed
1. Maintenir la ventilation bipulmonaire aussi longtemps que possible
2. FiO2 = 1 au départ
3. Vt = 10ml/kg
4. FR pour PaCO2 = 40 mmHg
5. Monitorer en continu oxygénation et ventilation
• Il faut diminuer la FiO2 dès que l ’on peut
• Pourquoi normocapnie ??
Hypercapnie > 50 mmHg : craindre plutôt TDR, décompensation droite, HTAP sur terrain particulier
Thorens, anesthesio 1990; 73:393-400
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La ventilation uni-pulmonaire (2)terrain BPCO fréquemment
• BPCO = hyperinflation
la vidange expiratoire est ralentie par la réduction des forces qui ouvrent les VA à l ’expiration; l ’augmentation de CRF ré
accélère cette vidange
• Risque de la VC, du décubitus latéral et de la ventilation uni-
pulmonaire = aggravation de l ’hyperinflation retentissement hémodynamique et ventilatoire
• Les paramètres ventilatoires: allongement maximal du temps expiratoire, débit aérique > 60 l/min, PEP sans intérêt (PEPi)
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La chirurgie mini-invasive = coelioscopie
Ce qui change par rapport à la chirurgie classique
• Modification de pression dans 1 compartiment de
l ’organisme par un gaz sec et froid
• Augmentation de charge en CO2 ventilation/mn
• Position opératoire « extrême »
• Réponse neuro-humorale spécifique
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• Réponse neuro-humorale spécifique: conséquence hémodynamique surtout, présente lors de l ’insufflation intra-péritonéale
• Position opératoire « extrême »: effets ventilatoires si trendelenbourg prononcé, donc chirurgie pelvienne et rectosigmoïdienne.
Aggrave la diminution de CRF sans modifier les pressions
transpulmonaires bien que la Paw augmente
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• Augmentation de charge en CO2: aucune conséquence si
ventilation/mn n ’est pas augmentée. Si augmentée, augmentation pression alvéolaire donc du barotraumatisme potentiel
• Modification de pression dans 1 compartiment de l ’organisme par un gaz sec et froid:
- dans le thorax comme l ’abdomen, retentissement surtout hémodynamique par le jeu des
pressions
- tendance à la DEC et à l ’hypothermie
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Thoracoscopie = pleuroscopie, médiastinoscopie antérieure ou
parasternale, péricardoscopie
Pleuroscopie: - englobe la vidéoscopie et les interventions avec caméra vidéo et
mini-thoracotomie d ’assistance (introduction d ’agrapheuse, extraction pièce) 3 trocarts habituellement
- PAS d ’insufflation de CO2 habituellement ventilation uni-
pulmonaire- Insufflation possible si ventilation bi-pulmonaire (patient de réa)
indications larges = pneumothorax, ep pleural chro, biopsies pleurale et pulmonaire dirigées, traitement d ’1 empyème ou pleuresie, bilan d ’un cancer, traumatisme
- dans toutes les études publiées, AUCUN arrêt ou conversion pour complication ventilatoire hypoxémiante
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Médiastinoscopie
• Insufflation de CO2 sans conséquences importantes sur les
fonctions cardiaque et pulmonaire (pas de pneumothorax)
Résorption de CO2 assez importante (comme en
rétropéritonéal)
• Indications beaucoup plus limitées: biopsies gglionnaires,
stadification cancer, ttt chylothorax.
Car le problème de la médiastino = les complications
chirurgicales,
saignement et infection
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Coelioscopie intra péritonéale
Insufflation intrapéritonéale (12-14mmHg): modification de la pression transmurale veineuses abdominale et du gradient de pression thoraco-
abdominale là encore, conséquences surtout hémodynamiques
Conséquences ventilatoires:
- Déplacement diaphragmatique supplémentaire vers le thorax: diminution du volume thoracique
- Redistribution sanguine vers le thorax et diminution volume aérique thoracique
augmentation PIT donc tendance supplémentaire au collapsus alvéolaire - résorption de CO2 minime sauf en cas d ’emphysème
sous cutanéFREQUENCE PNEUMOTHORAX TRES FAIBLE
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Coelioscopie sous péritonéale
• Chirurgie urologique, gynécologique et vasculaire (dissection
dans les cures d ’anévrisme de l ’AA)
• Aucun retentissement hémodynamique
• Retentissement ventilatoire par la charge en CO2 : résorption
supérieure en rétro-péritonéal/intra-péritonéal
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Le post-opératoireEffets de la chirurgie conventionnelle
Classiquement, pour la chirurgie thoracique et abdominale « sus-mésocolique »:
- micro et macro-atélectasies de la période opératoire persistantes en post-op (vrai la
chirurgie)
- parésie diaphragmatique
- diminution de la force de toux par la douleur
- effet (inflammatoire?) spécifique de la chirurgie
Favorisent persistance diminution CRF, encombrement
trachéo-bronchique, pneumopathie, atélectasie
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Dysfonction diaphragmatique
• 15 patients cholécystectomisés: diminution de la pression
transdiaphragmatique et du delta Peoso/P gastric (30%) à 6 heures
post-op
Diminution du ratio du delta de diamètre abdominal sur diamètre
thoracique (4 patients étudiés) à 24 heures
(Ford GT, Am Rev Resp Disease 1983; 127:431)
• Origine: reflexe inhibiteur d ’origine viscéral et pariètal ??
Improvement of diaphragmatic function by a thoracic extradural blockage after upper
abdominal surgery
Manikian B, Anesthesio 1988; 68:379
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Dysfonction ventilatoire aussi lors de sternotomieEstenne M, Thorax 1985; 40:293
•29 patients thoracotomisés: étude du mode ventilatoire par
plétysmographie et des GDS en fonction de la douleur et du type
d ’analgésie (fentanyl IVSE/épidural): technique d ’analgésie très
efficaces et équivalentes: malgré l ’absence de douleur, hypoxémie
sans hypoventilation, petits volumes courants à la pléysmographie
Putensen-himmer G, Anesthesio 1992; 77:675
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Le post-opératoireEffets de la chirurgie thoracique
mini-invasive
Inderbitzi RG, Eur J Cardiothorac Surg 1996; Jancovici R, Ann Thorac Surg 1996
•Très faible mortalité de la procédure (0,3 à 0.5%)/thoraco
• Morbidité:
- 3% de complications post-op en dehors de la chirurgie du pneumothorax (15% dans celle ci); ce sont des complications chirurgicales
- durée d ’hospitalisation = 6 jours, diminuée/ groupe comparable en thoraco, durée de drainage pleural plus courte (4j)
- moins de douleur post-opératoire
(Landreneau RJ, Ann Thorac Surg 1993; 56:1285)
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effet bénéfique de la coelioscopie sur la fonction ventilatoire post-opératoire
il existe des études de niveau 1!
Cholécystectomie, gastroplastie, colectomie,
appendicectomie, hysterectomie:
moins de douleur post-op, moins de complications
ventilatoires et sortie de l ’hôpital plus rapideSchwenk W, Surg Endosc 1998; Hellberg A, British J Surg 1999
Harkki-Siren P, Acta Obstet Gynecol Scand 2000
Nilsson G, British J Surg 2000
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Postoperative pulmonary function after laparoscopic and open cholecystectomy
Karayiannakis AJ, BJA 1996; 77:448
42 patients par laparoscopie, 40 par laparotomie
En préop et à 48 heures postop: FRC, VEMS, CVF et DEM 25-
75%
- FRC diminué de 7% en coelio vs 21%
- VEMS diminué de 22% en coelio vs 38%
- CVF diminuée de 19% en coelio vs 32%
- DEM 25-75% diminué de 23% en coelio vs 34%
L ’amélioration de la fonction ventilatoire plaide pour des indications LARGES chez le BPCO
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En conclusion
• C ’est l ’AG qui est responsable de l ’hypoxémie en FiO2 0.21= diminution de
la CRF et micro-atélectasie sur la chirurgie conventionnelle non thoracique
• ventilation uni-pulmonaire : retentissement majeur sur les échanges gazeux,
facteurs influencant la VCH à bien connaitre
• Un TVO ou restrictif doit faire modifier la conduite ventilatoire pré per et
post-opératoire car fréquence très augmentée des complications
• La chirurgie mini-invasive ne modifie pas le retentissement ventilatoire per-
opératoire mais diminue la fréquence des complications pulmonaires post-
opératoires et la durée d ’hospitalisation