Effets de la chirurgie (conventionnelle et mini-invasive) sur la ventilation per et postopératoire

1. Effets de la chirurgie (conventionnelle et mini-invasive) sur la ventilation per et postopératoire F Decailliot CHU H Mondor

2. 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

3. 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

4. En post-opératoire:plus d ’effet de l ’AG et de la VVPeffets résiduels de la chirurgie surtout et de l ’AGL ’atteinte pulmonaire pré-existante complique aussi cette période

5. Un peu de mécanique ventilatoire

6. 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.

7. 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

8. En ventilation en pression positive:

9. 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

10. 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

11. 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

12. La chirurgie thoracique « ouverte »:La thoracotomie Retentissement sur la ventilation par: - la position en décubitus latéral + billot - la ventilation uni-pulmonaire 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 »

13. 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 PaCO2Tarhan S, Can J Anaesth 1971 Fraction du débit sanguin sup/inf Fraction du débit sanguin sup/inf 22% 40% Qs/Qt=28% PaO2=150mmHg Qs/Qt= 10% PaO2=400mmHg 78% 60%

14. 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

15. Les paramètres ventilatoires BENUMOF 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

16. 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)

17. La chirurgie mini-invasive = coelioscopieCe 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

18. 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

19. 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

20. 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 CO2habituellement  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

21. 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

22. 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 cutané FREQUENCE PNEUMOTHORAX TRES FAIBLE

23. 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

24. 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

25. 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

26. 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 Dysfonction ventilatoire aussi lors de sternotomie Estenne M, Thorax 1985; 40:293

27. 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)

28. effet bénéfique de la coelioscopie sur la fonction ventilatoire post-opératoireil 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 rapide Schwenk W, Surg Endosc 1998; Hellberg A, British J Surg 1999 Harkki-Siren P, Acta Obstet Gynecol Scand 2000 Nilsson G, British J Surg 2000

29. Postoperative pulmonary function after laparoscopic and open cholecystectomyKarayiannakis 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

30. 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