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Amorçage («priming»)

Volume et composition

Avant d’être connecté au patient, le système doit être rempli d’une solution physiologique. Ce volume d’amorçage (priming) est variable selon les modèles, mais il oscille entre 800 mL et 2.0 L (moyenne : 1’200 – 1’500 mL), soit environ un tiers du volume circulant du patient (volume circulant = 7% du poids corporel). Sa constitution est très variable selon les institutions. Il s’agit d’une solution hydro-électrolytique, souvent additionnée d’un colloïde et éventuellement de sang allologue selon l’hématocrite du patient [42,199,306].

  • Cristalloïdes : ils diffusent dans tout le liquide extracellulaire et seuls 20% du volume reste dans l’espace intravasculaire.
  • Hydroxy-éthyl-amidons (HES) de 1ère et 2ème génération (polymère de glucose dérivé de l’amylopectine, de poids moléculaire élevé avec haut degré de substitution) : excrétion lente, altération de la fonction plaquettaire et de la coagulation ; dose maximale limitée à 1.5 g/kg/j ; risque de dysfonction rénale en cas de dépassement de cette limite.
  • Hydroxy-éthyl-amidons (HES) de 3ème génération (poids moléculaire bas et faible degré de substitution) : pas d’accumulation plasmatique ni de dysfonction rénale, moins d’effet sur la coagulation lors de CEC ; dose maximale : 3 g/kg/jour. 
  • Albumine : bon effet oncotique, absence de réactions allergiques, mais très onéreuse ; demi-vie de 20 jours. Pas d’effet sur la morbi-mortalité comparée aux autres solutions, sauf dans les cas de lésions cérébrales, où l’albumine aggrave le pronostic.

Même si le volume circulant est mieux préservé avec des colloïdes qu’avec des cristalloïdes, les fonctions pulmonaires ne paraissent pas modifiées par ce choix tant que la surcharge est évitée. La coagulation est certainement moins affectée par les cristalloïdes que par les colloïdes. L’utilisation de colloïde n’est pas recommandée en cas de troubles de l’hémostase (hémophilie, maladie de Wildebrand), chez les cirrhotiques et chez les patients dialysés. L’albumine est préférable dans ces circonstances, car elle ne modifie pas la coagulation [306].Malheureusement, la littérature récente, particulièrement en soins intensifs [204a,222a], tend à démontrer que les HES augmentent significativement le taux d’insuffisance rénale (20-35%), le risque hémorragique (40-50%) et, en cas de sepsis, la mortalité (17%). De ce fait, le Comité de pharmacovigilance de l’European Medicines Agency (EMA) a jugé en 2013 que les risques liés aux HES outrepassent les bénéfices que l’on peut en attendre, et a recommandé de retirer ces substances du marché européen. Cette décision abrupte étend à la CEC une précaution probablement justifiée en soins intensifs, en dépit de l’absence de données confirmant ces craintes en salle d’opération [260a]. De son côté, la FDA (Federal Drug Agency, USA) a préconisé le retrait des HES en soins intensifs, mais non en chirurgie. En conséquence, les HES ne peuvent plus être recommandés dans la composition des solutions d’amorçage, qui tendent à ne contenir que des cristalloïdes additionnés ou non de gélatines (Physiogel®) ou d’albumine.

Les dextrans augmentent le risque de saignement, de réaction anaphylactique et d’insuffisance rénale. Les gélatines (dérivées du collagène bovin) n’ont pas d’effet sur la coagulation, mais ont une excrétion rénale rapide et un maintien du volume très limité dans le temps (< 2 heures) ; les réactions allergiques sont fréquentes. L’albumine est probablement la moins dangereuse, mais elle reste très onéreuse.

Outre 5’000-10’000 unités d’héparine (voir Anticoagulation), plusieurs substances peuvent être ajoutées au liquide d’amorçage selon les protocoles.

  • Antifibrinolytique : il diminue les risques hémorragiques, particulièrement chez les patients sous antiplaquettaires. Depuis son retrait en 2007, la plupart des centres a choisi de remplacer l’aprotinine par l’acide tranexamique (Anvitoff®, Cyclokapron®). Bien que légèrement moins efficace, il ne déclenche pas de réactions allergiques ni de dysfonction rénale. La dose de CEC (10-30 mg/kg) est une répétition de la première dose donnée à l’ouverture du péricarde [360] (voir Antifirinolytiques).
  • Mannitol : le bénéfice de ses effets oncotique, diurétique et néphroprotecteur n’a jamais été démontré ; il est même possible qu’il péjore la fonction rénale [69] (voir Protection rénale).
  • Stéroïdes : ils réduisent l’intensité du syndrome inflammatoire systémique déclenché par la CEC et par la chirurgie [8], mais leur plein effet n’étant atteint qu’après 45 minutes, il est préférable de les administrer à l’induction plutôt que dans la CEC (voir Stéroïdes).
  • On évite la présence de glucose dans le liquide d’amorçage parce que l’hyperglycémie aggrave les risques neurologiques (voir Contrôle glycémie).

Comme exemple, la routine dans notre institution (CHUV, Lausanne) consiste en 800-1500 mL Plasmalyte® + 10’000 UI héparine. Le Plasmalyte® est une solution isotonique avec un pH neutre, ne contenant pas de Ca2+ (en mEq/L : Na+ 140, K+ 5.0, Mg2+ 3.0, Cl- 98, acétate 27, gluconate 23, 295 mosm/L, pH 7.4).

 

Hémodilution

L’hématocrite (Ht) recherché pour la CEC est de 24-28%, selon la température prévue. Cette baisse de l’Ht est nécessaire pour diminuer la viscosité sanguine et améliorer la microcirculation en hypothermie. En effet, la viscosité augmente de 30% à 27°C, mais elle chute de 30% lorsque l’Ht diminue de 40% à 25% [148]. Ainsi, en hypothermie, la viscosité reste à peu près stable lorsque la valeur de l’Ht en pourcent est la même que celle de la température en degrés C [152]. L’hématocrite recherché en cours de CEC (HtCEC) se calcule de la manière suivante:

  • HtCEC = Ht . VC / (VC + vol CEC)

où: VC = volume circulant (7% du poids corporel du patient)
vol CEC = volume d’amorçage
Ht = hématocrite actuel du patient

L’hémodilution normovolémique est bien tolérée et compense les effets de l’hypothermie, mais elle diminue simultanément le transport d’O2 et affecte différemment les organes. Pour une Hb < 70 g/L, la réserve coronarienne diminue de 50% et la perfusion splanchnique est à la limite de l’ischémie clinique, mais le flux sanguin cérébral s’élève de 45% et le flux plasmatique rénal augmente dans la zone corticale [267,343].

L’hémodilution en CEC a des limites. Un Ht inférieur à 23%, par exemple, s’est avéré être un facteur prédictif indépendant de morbi-mortalité postopératoire [141]. L’Ht n’a pas d’influence sur le status neurologique postopératoire tant qu’il reste supérieur à 30% chez l’adulte normal [365], mais les troubles cognitifs deviennent plus importants lorsque l’Ht minimal est de 15-17% [96] et le risque d’AVC augmente de 10% pour chaque pourcent d’Ht en dessous de 25% [179]. Chez les enfants, la comparaison entre un Ht bas (21%) ou élevé (28%) démontre que le score neurologique et le développement psychomoteur sont meilleurs dans le deuxième cas [170].

D’autre part, la fonction rénale s’aggrave linéairement avec la baisse de l’hémoglobine lorsque l’hématocrite est inférieur à 30% [348]. La correction de l’anémie par une transfusion n’est pas curative car, à valeur similaire d’Ht, les patients transfusés présentent systématiquement une péjoration de leur fonction rénale par rapport à ceux qui ne sont pas transfusés; leur mortalité est plus élevée (3.8% versus 1.4%) et leur incidence d’insuffisance rénale plus importante (12% versus 3.4%) (voir Figure 7.26) [142]. L’anémie aggrave donc la situation, mais la transfusion, au lieu de la corriger, ajoute un facteur délétère supplémentaire.

Une valeur de 25-28% est donc la limite inférieure de sécurité pour l’Ht en cours de CEC. Plusieurs moyens sont à disposition pour éviter de descendre en dessous de ce niveau.

  • Eviter l’anémie préopératoire en préparant les malades avec du fer et/ou de l’érythropoïétine ;
  • Limiter le volume d’amorçage ;
  • Limiter les perfusions de liquide clair ;
  • Restriction de la longueur et du volume de la tuyauterie, mini-CEC ;
  • Amorçage autologue.

L’amorçage autologue (autologous priming) consiste à remplacer le volume d’amorçage par le sang du malade dès le début de la CEC.

  • Amorçage rétrograde (retro-priming) : stockage avec la pompe artérielle d’environ 500 mL évacués dans une poche ou dans le réservoir veineux ;
  • Amorçage antérograde : siphonnage d’environ 500 mL par déclivité à partir de la canule veineuse (sens normal du circuit) ; 
  • Dans les deux cas, le sang du malade remplace une partie de la solution d’amorçage qui est évacuée vers l’extérieur. La poche de stockage ne doit jamais être en dessous du niveau de l’oxygénateur, qui serait alors en dépression (risque d’aspiration d’air et d’embolie gazeuse).

Ces deux techniques réduisent à quelques centaines de millilitres la quantité totale de cristalloïdes restés dans la machine et perfusés au patient. Elles diminuent ainsi la chute de la pression oncotique et l’hémodilution des médicaments en début de CEC ; elles diminuent également le taux de transfusion et l’œdème intersticiel dans les poumons et le coeur [107].

 

 

Amorçage
Volume de remplissage de la machine de CEC : 1’000 – 1’500 mL. Constitué habituellement pour 2/3 de cristalloïde et 1/3 de colloïde (ou albumine). Substances ajoutées : héparine, antifibrinolytique, mannitol, stéroïde.
Ce volume provoque une hémodilution (Ht 25-30%), nécessaire pour freiner l’augmentation de la viscosité du sang à basse température. En hypothermie, la viscosité reste stable lorsque la valeur de l’Ht en % est la même que celle de la température en degrés C°. Lorsque l’Ht est < 25%, le status neurologique et la fonction rénale postopératoires sont péjorés. Une valeur de 25-28% est la limite inférieure de sécurité pour l’Ht en CEC.
Pour diminuer le volume d’amorçage, on peut réduire la taille du système de CEC, supprimer le réservoir veineux et/ou remplir partiellement la machine avec le sang du patient (priming autologue).

 

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