A n n a l e s F ra n ç a i s e s d ' A n e s t h é s i e e t d e R é a n i m a t i o n 3 1 ( 2 0 1 2 ) S 8 - S 1 1
Place de la CEC traditionnelle en transplantation bipulmonaire Place of traditional CBP in bipulmonary transplantation H. Rozéa, *, R. Sigonneyb, L. Barandonb, c, J. Jougond, A. Ouattaraa, c a
CHU de Bordeaux, Service d’anesthésie réanimation 2, F-33600 Pessac, France CHU de Bordeaux, Service de Chirurgie Cardiaque, F-33600 Pessac, France c Université de Bordeaux, Adaptation cardiovasculaire à l’ischémie, U1034, F-33600 Pessac, France d CHU de Bordeaux, Service de chirurgie thoracique, F-33600 Pessac, France b
RÉSUMÉ Mots clés : Transplantation pulmonaire Circulation extra corporelle Dysfonction primaire du greffon
Keywords:
La transplantation pulmonaire se faisait initialement en bloc bipulmonaire sous circulation extracorporelle (CEC), Ensuite un mode séquentiel sans CEC consistant à transplanter un coté puis l’autre s’est développé. Les travaux initiaux associaient l’utilisation de la CEC a un mauvais pronostic mais cela pouvait être en grande partie attribuable à un biais de sélection des patients les plus graves chez qui la CEC était utilisée et aussi par le matériel qui depuis s’est nettement amélioré. Ainsi l’utilisation systématique de la CEC lors de la transplantation pulmonaire séquentielle peut avoir un intérêt à un moment donné pour protéger les greffons de certaines lésions de ventilation et de perfusion. Cet article discute les avantages potentiels de la CEC lors de la transplantation pulmonaire.
Bipulmonary transplantation
© 2012 Société française d’anesthésie et de réanimation (Sfar). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Cardio pulmonary bypass Primary graft dyfonction
ABSTRACT Initially double-lung transplantation (DLT) was performed with airway anastomosis at the tracheal bifurcation requiring a cardiopulmonary bypass (CBP). Complications related to ischemia of the bronchi and trachea around the carina prompted adoption of sequential single lung implantations as the method of choice for DLT. In different studies, CPB was associated with an increase in postoperative morbidity but this was probably due to the selection of more severe patients. Moreover, important progress in the technology of CPB has occurred. Therefore, the systematic use of CPB during sequential lung transplantation might have some interest by limiting the occurrence of ventilation and perfusion injuries. This article discusses the potential beneficial effects of CPB during double-lung transplantation. © 2012 Société française d’anesthésie et de réanimation (Sfar). Published by Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
Historiquement la transplantation bipulmonaire était réalisée sous couverture d’une circulation extra-corporelle (CEC) du fait d’une anastomose trachéale. L’apparition de nombreuses complications ischémiques au niveau de cette anastomose a incité les équipes chirurgicales à réaliser des anastomoses bronchiques permettant la transplantation bipulmonaire de manière séquentielle, d’un coté puis de l’autre, sans avoir recours à la CEC [1]. Ainsi au cours des vingt dernières années, le recours
systématique à la CEC pour la transplantation pulmonaire a diminué de manière significative. Ses indications se limitent à certaines conditions péri-opératoires comme l’existence d’une hypertension artérielle pulmonaire préopératoire, une mauvaise tolérance peropératoire de la ventilation unipulmonaire [2] ou encore l’apparition d’une dysfonction cardiaque droite [3]. En d’autres termes, de nos jours, le recours à la CEC au cours de la transplantation bipulmonaire en mode séquentiel témoigne
* Auteur correspondant. Adresse e-mail :
[email protected] (H. Rozé). © 2012 Société française d’anesthésie et de réanimation (Sfar). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
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d’une mauvaise tolérance pulmonaire à la chirurgie ce qui n’est pas sans créer de biais à prendre en compte dans l’analyse de la littérature. Par ailleurs, la CEC induit des lésions pulmonaires du fait, entre autres, de l’activation du complément, de la libération d’endotoxine et de l’activation de leukocytes [4,5]. Si des études cliniques ont rapporté des effets délétères de la CEC sur la fonction primaire des greffons [6,7], une étude rétrospective incluant 50 patients bronchopathes chroniques transplantés pulmonaires n’a pas retrouvé d’augmentation du risque de dysfonction primaire des greffons après utilisation de la CEC [8]. Enfin, les importants progrès technologiques dont a bénéficié la pratique de la CEC doivent être pris en compte. Par conséquent l’utilisation de la CEC au cours de la transplantation bipulmonaire reste controversée avec vraisemblablement un regain d’intérêt pour ces techniques [9,10]. La dysfonction primaire des greffons en postopératoire d’une transplantation est un syndrome dont les étiologies sont variables [11]. En effet, elle peut impliquer un œdème lésionnel mécanique ou alors des lésions d’ischémie reperfusion liées à de mauvaises conditions de conservation des greffons et/ou une durée d’ischémie trop longue [12,13]. Comme pour la pneumonectomie, les lésions mécaniques liées à la ventilation mécanique et celles liées à la perfusion du greffon tout juste implanté doivent être impérativement jugulées par l’anesthésiste en per opératoire [14]. C’est parce que la CEC permet d’appréhender ces deux aspects de protection du greffon que son utilisation devrait être préconisée pour toute transplantation bipulmonaire et pas seulement aux patients ayant une hypertension artérielle pulmonaire ou souffrant d’une dysfonction hémodynamique et/ou respiratoire. L’objectif étant ainsi de prévenir une partie des risques de dysfonction primaire du greffon qui peuvent entrainer le recours au final à l’assistance extracorporelle respiratoire et parfois hémodynamique en postopératoire. Dans cet optique l’utilisation de la CEC ne se justifie pas d’emblée en début d’intervention chirurgicale dès lors que la situation hémodynamique et respiratoire est stable lors de l’implantation du premier greffon en mode séquentiel. Si la reperfusion par le chirurgien et la ventilation par l’anesthésiste du premier greffon implanté se doivent d’être progressive afin de limiter les lésions des capillaires intra et extra alvéolaires et des alvéoles, la problématique est entière lors de la transplantation du second greffon [15-18]. En effet, lors du clampage de l’artère pulmonaire du deuxième poumon à explanter le premier greffon jusque là préservé va recevoir brutalement tout le débit cardiaque. Cela peut entrainer des lésions de la circulation pulmonaire responsable d’un œdème pulmonaire en fin d’intervention sur le greffon ayant eu la durée d’ischémie la plus courte et d’une dysfonction primaire de celui-ci [19,20]. Certains greffons vont être capables d’appréhender cet hyperdébit et cela explique la faisabilité de la transplantation séquentielle. À l’inverse, d’autres auront le plus grand mal à tolérer cet état d’hyperdébit et cela est difficile à prévoir puisque lors de la circulation unipulmonaire la pression artérielle pulmonaire moyenne est souvent supérieure à 30 mmHg donc peu discriminante et les signes cliniques correspondent à une lésion déjà établie. Cette situation potentiellement délicate donne tout un sens à l’utilisation d’un shunt grâce à une assistance circulatoire afin d’éviter les lésions vasculaires d’hyperdébit à haute pression dans le premier greffon [19,20]. De plus, sous CEC la ventilation
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« ultra protectrice » associant une ventilation à faible volume courant avec une pression téléinspiratoire basse < 25 cmH2O et une pression expiratoire positive sur le premier greffon pourra être maintenue jusqu’au retour à une ventilation bipulmonaire des greffons. La CEC et l’ExtraCorporeal Membrane Oxygenation (ECMO) sont deux techniques d’assistance peropératoire pouvant être utilisées. Cependant les objectifs de ces deux techniques sont différents et dépendent des problématiques que l’on se pose. Dans une étude retrospective concernant 147 patients ayant eu une assistance circulatoire lors de leur greffe pulmonaire entre 2001 et 2006, Aigner et al. ont rapporté leurs indications des différentes techniques entre la CEC conventionnelle, l’ECMO vénoartérielle périphérique ou centrale et l’ECMO véno-veineuse [21]. L’utilisation de la CEC conventionnelle centrale par thoracotomie antérolatérale droite sans sternotomie transverse est réalisable. Cette technique de CEC permet de limiter le risque d’hypoperfusion cérébrale qui existe en cas d’utilisation de l’ECMO véno-artérielle périphérique avec réinjection artérielle iliaque à contre courant chez un patient dont la fonction cardiaque gauche est conservée. La CEC permet de maintenir facilement des objectifs précis d’hématose alors qu’une ventilation ultra protectrice est utilisée sur les greffons. Il est aussi possible de dériver en partie la circulation pulmonaire en la déchargeant à l’aide de la pompe à galet associée au réservoir de cardiotomie. En effet, la CEC permet de décharger précisément les cavités droites afin de limiter le débit de perfusion dans le premier greffon implanté, et donc les lésions d’œdème pulmonaire liées à l’hyper débit et l’hyper pression, alors que le deuxième poumon est explanté. Chez des patients avec une fonction cardiaque conservée comme les jeunes patients mucovicidosiques, la décharge des cavités droites peut s’avérer limitée avec une pompe centrifuge. En effet, le maintien de la pression veineuse centrale pour que la pompe centrifuge fonctionne laisse une précharge suffisante au ventricule droit afin que celui-ci maintienne en grande partie son débit dans la circulation pulmonaire. L’augmentation du débit de la pompe centrifuge en ECMO mobilise préférentiellement le volume contraint du réservoir veineux et ne diminue que modérément le débit dans l’artère pulmonaire (Fig. 1). Avec la pompe à galet et la juxtaposition d’un réservoir de cardiotomie, il est possible de titrer précisément la décharge des cavités droites afin d’obtenir une réduction du débit pulmonaire adéquat dans le greffon en limitant aussi le risque d’ischémie chaude. Cela est rendu possible en adaptant le débit de CEC à une cible de CO2 expiré par le greffon ainsi qu’au retour veineux pulmonaire du greffon observé au doppler en échographie transœsophagienne. En ce qui concerne la gestion de la volémie, le réservoir de cardiotomie permet une plus grande souplesse lors de variations de volémie au déclampage vasculaire du greffon. Dans un travail récent, nous avons comparé l’oxygénation postopératoire après transplantation bipulmonaire avec et sans utilisation systématique de la CEC pendant l’implantation du deuxième greffon. Nous avons observé que la transplantation avec CEC était associée à une meilleure oxygénation à la première et sixième heure postopératoire sans que cela s’accompagne d’une surconsommation des produits sanguins labiles [22]. Cette technique est utilisée dans notre service depuis 2009 et nous n’avons plus eu recours à l’ECMO en post transplantation depuis cette date. L’anti-coagulation rendue obligatoire au cours
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Débit ECMO VA 0,5 L/min
Flux AP
Débit ECMO VA 2,5 L/min
Flux AP
Fig. 1. Échographie transœsophagienne, doppler pulsé au niveau de la valve pulmonaire sous ECMO veino-artérielle à différent débit de pompe cher un patient mucovicidosique. Cette figure montre la faible répercussion sur le flux sanguin au niveau de la valve pulmonaire de 2 débits d’ECMO veino-artérielle (0,5 l/min et 2,5 l/min) chez un patient mucovicidosique ayant un cœur sain lors d’une greffe bipulmonaire.
de la CEC pourrait augmenter le risque de saignement surtout lorsqu’il existe des symphyses pleurales importantes. Cependant à la différence de l’ECMO, la CEC permet d’avoir une aspiration du champ opératoire qui limite les pertes sanguines et donc la transfusion [23]. L’utilisation de la CEC lors de l’implantation du deuxième greffon est de courte durée ce qui limite le risque de saignement et l’exposition aux conséquences inflammatoires de celle-ci. L’utilisation de l’ECMO veino-veineuse pendant la transplantation pulmonaire permet d’assurer le maintient des objectifs d’hématose tout en garantissant une ventilation protectrice. Les effets sur le maintient des objectifs hémodynamiques et de perfusion des greffons sont très limités. L’hyper oxygénation du sang pulmonaire peut limiter la vasoconstriction pulmonaire hypoxique et donc diminuer partiellement les résistances vasculaires pulmonaires. La CEC, à la différence de l’ECMO véno-veineuse, respecte les concentrations sanguines physiologiques en oxygène dans la circulation pulmonaire du greffon. En effet, une concentration très élevée en oxygène à l’origine d’une production important d’espèces radicalaires n’est pas sans conséquence sur les lésions tissulaires d’ischémie reperfusion. En conclusion, la CEC est une technique qui a connu des avancées technologiques majeures ces dix dernières années et
qui permet très probablement d’optimiser la prise en charge des greffons sur le plan ventilatoire et circulatoire lors de la transplantation bipulmonaire séquentielle. Comme toutes techniques elle présente des inconvénients que chaque équipe doit savoir appréhender pour établir la balance bénéfice risque. Notre expérience tant vers une utilisation systématique de courte durée à visée préventive sur le premier greffon implanté.
Déclaration d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.
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