Impact biologique, morphologique et clinique du maintien d'une ventilation pulmonaire lors de la circulation extracorporelle en chirurgie cardiaque : selon une approche « Open-Lung »

Biological, morphological and clinical impact of maintaining lung ventilation during cardiopulmonary bypass in cardiac surgery

• Auteur / Autrice : David Lagier
• Direction : Marie-Christine Alessi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pathologie vasculaire et Nutrition
• Date : Soutenance le 21/10/2019
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche en cardiovasculaire et nutrition (C2VN)
• Jury : Président / Présidente : Lionel Velly
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lionel Velly, Emmanuel Futier, Carole Ichai, Bernard Cholley, Catherine Paugam-Burtz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Futier, Carole Ichai

Mots clés

Mots clés contrôlés

Atélectasie pulmonaire

Complications postopératoires

Circulation extracorporelle

Chirurgie thoracique

Complications chirurgicales

Circulation extracorporelle

Coeur -- Chirurgie

Mots clés libres

Ventilation open-Lung

Chirurgie cardiaque

Circulation extracorporelle

Complications respiratoires postopératoires

Tomographie par impédance électrique

Biomarqueurs pulmonaires

Open-Lung ventilation

Cardiac surgery

Cardiopulmonary bypass

Postoperative pulmonary complications

Electrical impedance tomography

Lung biomarkers

Résumé

La chirurgie cardiaque sous circulation extra-corporelle (CEC) est particulièrement pourvoyeuse de complications respiratoires postopératoires (CRP), responsables d’une augmentation de la morbi-mortalité post-opératoire et des durées de séjour intra-hospitalier. L’atélectasie pulmonaire est une forme lésionnelle fréquente en per et postopératoire de chirurgie cardio-thoracique, pouvant faire le terrain des CRP. En chirurgie cardiaque, la ventilation est couramment interrompue lors de la phase de CEC parce que la vascularisation pulmonaire n’est plus perfusée et que l’hématose est assurée par un oxygénateur extra corporel. Cette approche traditionnelle augmenterait le risque d’atélectasie par un dérecrutement alvéolaire prolongé. Notre objectif est donc d’évaluer l’impact du maintien d’une ventilation pulmonaire lors de la phase de CEC au sein d’un protocole de ventilation open-lung en chirurgie cardiaque. Une première évaluation a été réalisée par un essai clinique randomisé contrôlé multicentrique au sein de 5 CHU Français (essai PROVECS). Une analyse morphologique périopératoire du poumon a été réalisée chez 56 patients par tomographie pulmonaire par impédancemétrie électrique. Enfin, une analyse biologique et fonctionnelle de la barrière alvéolo-capillaire a ainsi été réalisée (30 patients) par le dosage périopératoire dans le plasma de biomarqueurs épithéliaux (sRAGE) et endothéliaux (angiopoiétine 2) de lésion pulmonaire. Le maintien de la ventilation pulmonaire lors de la CEC ne modifie pas l’évolution clinique postopératoire, n’offre pas de bénéfice persistant sur le recrutement alvéolaire et pourrait induire une lésion alvéolaire.

Cardiac surgery with cardiopulmonary bypass (CPB) is responsible for a significant rate of postoperative respiratory complications that increase postoperative morbi-mortality and hospital length of stays. Pulmonary atelectasis is a common perioperative pathological presentation in cardio-thoracic surgery patients that represent a potential trigger for postoperative respiratory complications. In cardiac surgery, ventilation is routinely interrupted during the CPB as pulmonary circulation is not perfused anymore and because gas exchanges are provided by the extra-corporeal oxygenator. Such a traditional approach may increase the risk of atelectasis because of prolonged alveolar derecruitment. Our objective is to evaluate the impact of maintaining lung ventilation during CPB as a part of an open-lung ventilation strategy in cardiac surgery patients. A first study was performed through a multicenter randomized controlled clinical trial in 5 French University Hospitals (PROVECS trial). A second analysis was performed on a subgroup of 56 patients from the 2 PROVECS groups. A third evaluation (30 patients) was conducted in order to determine the impact of maintaining ventilation during CPB while lungs are exposed to ischemia. A biological and functional analysis of the alveolar-capillary membrane was thus performed with perioperative measurements of plasmatic epithelial (sRAGE) and endothelial biomarkers (angiopoietin 2). Maintenance of lung ventilation during CPB has no significant impact on the postoperative clinical course, does not offer a sustainable benefit for the alveolar recruitment and may promote epithelial injury secondary to alveolar overdistension.