Exploration de la fonction musculaire respiratoire et de l'amyotrophie des patients de soins intensifs : intérêt des techniques échographiques

Exploration of respiratory muscle function and amyotrophy in intensive care patients : interest of ultrasound techniques

• Auteur / Autrice : Emmanuel Vivier
• Direction : Armand Mekontso Dessap
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pathologie et recherche clinique
• Date : Soutenance le 04/12/2019
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Créteil ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Mondor de Recherche Biomédicale (Créteil) - Institut Mondor de Recherche Biomédicale / IMRB
• Jury : Président / Présidente : Alexandre Demoule
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Armand Mekontso Dessap, Jean-Christophe Richard, Éric Maury
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Christophe Richard, Éric Maury

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diaphragme (anatomie)

Amyotrophie

Mots clés libres

Echographie

Diaphragme

Ventilation mécanique

Amyotrophie

Ultrasound

Diaphragm

Mechanical ventilation

Amyotrophy

Résumé

Le diaphragme des patients de soins critiques subit une agression fréquente et précoce principalement en rapport avec la ventilation mécanique et le sepsis. Cette agression entraine une dysfonction diaphragmatique souvent méconnue dans les premiers jours de réanimation car cliniquement silencieuse. Au moment de la levée de sédation, elle peut se révéler un facteur pronostic décisif sur la durée de sevrage ventilatoire, la durée de séjour et la survie. Des méthodes simples et robustes sont nécessaires pour mieux caractériser certaines propriétés du diaphragme des patients de réanimation : sa trophicité, sa puissance et son couplage à la ventilation mécanique. L’échographie est une technique simple et accessible qui permet l’observation superficielle et en profondeur de ce muscle respiratoire. Objectifs Comprendre et préciser la signification physiologique de différents indices échographiques utilisables par le clinicien pour aborder le diaphragme. Caractériser l’atrophie musculaire associée aux premiers jours de ventilation mécanique. Déterminer la pertinence de l’échographie du diaphragme dans différentes situations cliniques : aide à la décision d’extubation et dépistage des asynchronies patient-ventilateur. Populations et Méthodes Trois études cliniques prospectives descriptives (dont une multicentrique) et une étude chez le volontaire sain ont servi de support à la thèse. Résultats La fraction d’épaississement mesurée au niveau de la zone d’apposition du diaphragme semble corrélée au travail respiratoire chez des patients sous ventilation non invasive mais l’indice est influencé par de multiples facteurs et sa précision affaiblie par une variabilité élevée. Une atrophie du diaphragme pendant les cinq premiers jours de ventilation est visualisable par échographie de la zone d’apposition et ne semble pas corrélée à l’atrophie du pectoral. Ni l’excursion, ni l’épaississement mesurés après réussite d’une épreuve de ventilation spontanée et avant extubation ne peuvent aider à prédire l’issue de l’extubation. En revanche l’observation combinée des mouvements diaphragmatiques enregistrés en mode temps-mouvement couplés aux courbes de pression des voies aériennes permet le dépistage et la caractérisation des principales asynchronies en ventilation non invasive chez le volontaire sain. Conclusion L’échographie permet d’investiguer l’atrophie du diaphragme en réanimation. L’appréciation du travail respiratoire par la fraction d’épaississement doit tenir compte des nombreuses limites de cet indice. L’échographie du diaphragme semble peu judicieuse pour orienter la décision d’extubation en réanimation mais pourrait être pertinente pour dépister et caractériser les principales asynchronies patient-ventilateur sous ventilation non-invasive.

Patient diaphragms experience frequent and early aggression related to mechanical ventilation and sepsis in critical care. This aggression causes a diaphragmatic dysfunction which is often underestimated in the first days of ICU stay because it is clinically silent. It can however be a decisive prognostic factor associated with duration of weaning from mechanical ventilation, length of stay and mortality. Simple and robust methods are needed to better characterize some diaphragm properties in ICU: its trophicity, strength and coupling to mechanical ventilation. Ultrasound is a simple and accessible technique that allows superficial and deep observation of the diaphragm. Objectives Understand and clarify the physiological significance of the different ultrasound indices that can be used by the clinician to explore the diaphragm. Characterize the muscular atrophy associated with the first days of mechanical ventilation. Determine the relevance of diaphragm ultrasound in different clinical situations: support for the order-to-extubate decision and screening for patient-ventilator asynchronies. Populations and Methods Three descriptive prospective clinical studies (including one multicenter) and one study in healthy volunteers were used to support the thesis. Results Measurement of the thickening fraction of the diaphragm in zone of apposition appears to be correlated with work of breathing in patients under non-invasive ventilation, but the index is influenced by multiple factors and its precision weakened by a high variability. An atrophy of the diaphragm during the first five days of ventilation is noticeable by ultrasound in zone of apposition and does not seem to correlate with the atrophy of the pectoralis. Neither the excursion nor the thickening fraction measured after a successful spontaneous breathing test and before the extubation can help to predict its success. On the other hand, the combined analyze of diaphragmatic movements in time-motion mode and airway pressure curves makes it possible to diagnosis and characterize the main asynchronies in noninvasive ventilation in healthy volunteer. Conclusion Ultrasound enables the investigation of the diaphragm atrophy in ICU. The appreciation of the respiratory work of breathing by the thickening fraction of thickening must be tempered by the numerous limits of this index. The diaphragm ultrasound seems injudicious to guide the decision to extubate in ICU but could be relevant to detect and characterize the main patient-ventilator asynchronies under non-invasive ventilation.