Optimisation des techniques assistance circulatoire et ventilatoire dans l'arrêt cardiaque : apport d'un modèle expérimental porcin

Optimization of circulatory and ventilatory assistance techniques in cardiac arrest : contribution of an experimental model

• Auteur / Autrice : Caroline Fritz
• Direction : Bruno Lévy, Antoine Kimmoun
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 13/12/2021
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale BioSE - Biologie, Santé, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Défaillance cardiovasculaire aigüe et chronique (Vandoeuvre-lès-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Renaud Tissier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Lévy, Antoine Kimmoun, Sophie Rym Hamada, Florence Dumas, Salma El Batti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Rym Hamada, Florence Dumas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Coeur -- Réanimation

Réanimation cardiorespiratoire

Thérapeutique

Arrêt cardiaque

Mots clés libres

Réanimation cardio pulmonaire

Mode ventilatoire

Massage cardiaque automatisé

Ecmo

Mecanical chest compressor

Cardiopulmonary ressuscitation

Résumé

Introduction. L'arrêt cardiaque (ACR) réfractaire représente un enjeu de santé publique majeur et nécessite une prise en charge thérapeutique spécialisée. L'objectif général de ce travail était d'évaluer l'optimisation des stratégies de ventilation lors de la réanimation cardio-pulmonaire prolongée (RCP) et des stratégies circulatoires lors de la mise en place d'une assistance circulatoire type ECLS (ExtraCorporeal Life Support) dans un contexte d'ACR réfractaire (ECPR).Méthodes. Dans la première étude, l'impact de trois stratégies de ventilation (volume-contrôlé, pression-contrôlée CPV, insufflation continue B-CARD) sur les échanges gazeux et les conséquences hémodynamiques pendant la RCP était évalué dans un modèle porcin (24 animaux). La deuxième et troisième étude évaluaient les conséquences hémodynamique et microcirculatoire de deux stratégies de reperfusion par ECLS basées respectivement sur des objectifs de pression artérielle moyenne (PAM) et le débit de pompe pendant les premières heures de réanimation d'un ACR réfractaire chez le porc.Résultats. Dans la première étude, une hyperoxie majeure était observée pendant la RCP avec une stratégie en mode volume-contrôlé. L'insufflation d'O2 continue avec B-CARD, permettait une oxygénation mais pas le contrôle de la décarboxylation. Le mode à deux niveaux de pression synchronisés avec les compressions thoraciques semblait un bon compromis sur les paramètres de pO2 et pCO2. Aucune stratégie n'impactait les paramètres macro-hémodynamiques. Dans les études deux et trois, nous avons montré que la gestion hémodynamique précoce de l'ECPR avec un objectif de PAM à 65-70 mmHg avec un débit d'ECLS théorique (60-70 ml.kg-1.min-1) était acceptable en termes de réversion des conséquences métaboliques et microcirculatoires du syndrome d'ischémie-reperfusion dans les six premières heures de réanimation chez le porc.Conclusion. Notre modèle expérimental d'arrêt cardiaque chez le porc permettait d'explorer l'impact de trois stratégies de ventilation pendant la RCP sur les échanges gazeux et la perfusion d'organes, avec probablement un intérêt à une ventilation en mode pression synchronisé. Enfin, la gestion de l'ECLS à la phase précoce de la prise en charge d'un ECPR nécessite des objectifs de PAM et de débit ciblés pour limiter les conséquences métaboliques et microcirculatoires du syndrome d'ischémie-reperfusion.

Introduction. Refractory cardiac arrest is a major public health issue and needs the implementation of advanced life support. The objective of this work was to evaluate three ventilation strategies during cardiopulmonary resuscitation (CPR) and circulatory strategies during extracorporeal-CPR management (ECPR).Methods. In the first study, three different ventilation strategies (volume control, bi-pressure control CPV and continuous O2 insufflation B-CARD) during CPR were evaluated on 24 pigs concerning gas exchange and hemodynamic consequences. The two other studies were designed to assess the effect of two Extra-Corporeal-Life-Support (ECLS) strategies respectively mean arterial pressure (MAP) and blood-flow on ischemia-reperfusion parameters during the first hours of resuscitation in a pig model.Results. In study one, (i) standard ventilation at FiO2 100% appears to be associated with major hyperoxia and efficient CO2 removal; (ii) CPV was associated with normoxia and efficient CO2 removal; (iii) B-CARD was associated with normoxia and major hypercapnia. Despite these differences, the ventilatory strategy did not impact hemodynamic and cerebral parameters. Concerning study two and three, in an experimental porcine model of refractory cardiac arrest treated by ECLS, respectively high-MAP and low-blood-flow strategy during the first six hours of resuscitation were associated with lower lactate clearance with no benefit on ischemia-reperfusion parametersConclusion. Experimental pig model of cardiac arrest leads to explore the impact of ventilation modalities during CPR on gas exchange and organ perfusion. Finally, management of ECLS in the early resuscitation time needs probably standard target for MAP and flow in order to limit ischemia-reperfusion syndrome.