Perfusion tissulaire, impact pronostique et thérapeutique

Tissue perfusion, prognosis and therapeutic implication

• Auteur / Autrice : Matthias Jacquet-Lagrèze
• Direction : Jean-Luc Fellahi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie cardiovasculaire, métabolisme, endocrinologie, nutrition
• Date : Soutenance le 10/11/2022
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cardio-Vasculaire, Métabolisme Diabétologie et Nutrition (Lyon ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Bernard Cholley
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Luc Fellahi, Marie-Reine Losser, Emmanuel Futier, Bernard Allaouchiche, Jeanne-Marie Bonnet-Garin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Reine Losser, Emmanuel Futier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perfusion tissulaire

Insuffisance circulatoire aiguë

Maladies vasculaires

Thérapeutique

Troubles de la perfusion tissulaire

Mots clés libres

Temps de recoloration cutané

Perfusion tissulaire

Congestion

Bêta-bloquant

Dispositif de mesure

Capillary refill

Tissue perfusion

Venous congestion

Beta-blocker

Device

Résumé

L’insuffisance circulatoire aiguë est définie par la présence d’une hypotension associée à des signes d’hypoperfusion. Nous avons présenté les techniques d’évaluation de la perfusion tissulaire illustrées par l’étude sur le rôle pronostique du PCO2 gap couplé à la mesure de l’extraction en oxygène et du lactate qui permettait de prédire une durée de séjour prolongée. Sur un modèle porcin de choc septique on montrait un bénéfice microcirculatoire de l’administration d’esmolol. Dans le traitement de la fibrillation atriale on montrait que l’administration d’esmolol entraîne une tendance à l’amélioration de la perfusion tissulaire. En revanche dans l’étude randomisée contrôlée MMELPOAF, dans un contexte de prévention de la fibrillation atriale en postopératoire de chirurgie cardiaque, on ne mettait pas en évidence d’effet microcirculatoire significatif. L’étude BLUE magic montrait l’amélioration microcirculatoire au décours de l’administration de bleu de méthylène dans le choc vasoplégique réfractaire. L’étude PPCOVID montrait le bénéfice hémodynamique macro et microcirculatoire du décubitus ventral chez les patients non ventilés avec une pneumopathie aiguë infectieuse à SARS COV2 hypoxémiante. Ce travail comprenait aussi le développement d’un dispositif automatisé d’évaluation de la perfusion tissulaire (le DiCART) par la mesure du temps de recoloration cutané (TRC). Les premiers résultats de la méta-analyse confirmaient le rôle pronostique du TRC. Une enquête de pratique auprès des membres de la SFAR et du GFRUP soulignait l’absence de standardisation de la mesure dans la pratique clinique. L’étude PeachCART montrait que les variations du TRC après un levé de jambe passif prédisent l’amélioration du TRC après remplissage vasculaire. Une étude confirmait la reproductibilité de la pression exercée par le prototype DICART. Une étude sur banc d’essai et in silico montrait la robustesse de l’algorithme et du dispositif. Enfin nous avons présenté le projet de l’étude DICART II qui vise à valider la 3e génération de prototype DiCART en le comparant à la méthode clinique sur des patients en insuffisance circulatoire aiguë. La dernière partie de la thèse s’intéressait à la congestion et plus précisément au lien entre la mise en place de stratégie de décongestion et la survenue d’altération de la perfusion tissulaire. Une étude de cohorte illustrait le rôle de la congestion, mesurée par la PVC, dans la survenue d’insuffisance rénale aiguë. Il est nécessaire de sélectionner les patients que la déplétion n’aggrave pas. Une première étude montrait que la précharge dépendance évaluée par un lever de jambe passif associé à une mesure du débit cardiaque ne permettait pas de prédire la baisse du débit cardiaque induit par la déplétion. Deux autres études pédiatriques permettaient de valider la détection de la précharge dépendance chez l’enfant et de confirmer que la précharge dépendance ne prédit pas l’intolérance à la déplétion. Ces résultats décevants étaient probablement liés aux limites d’un modèle qui nécessite une courbe de Frank Starling unique pendant la période de déplétion. Ces résultats nous ont poussés à réfléchir à une approche basée sur la perfusion tissulaire. Les résultats préliminaires de l’étude DeepCART étaient encourageants pour établir le rôle pronostique de la perfusion tissulaire pendant la déplétion. L’étude early DRY cohorte montrait qu’une stratégie de dérescucitation en EER guidé sur la perfusion tissulaire permettait de dépléter plus sans augmenter l’hypoperfusion. Un projet d’étude randomisé est en cours pour confirmer ces résultats et montrer une baisse des dysfonctions d’organes. Le travail se termine sur des pistes de recherches concernant des stratégies de thérapies guidées sur la perfusion tissulaire dans le choc cardiogénique ou au bloc opératoire. La digitalisation du TRC permettra l’exploration de nouveaux paramètres de perfusion tissulaire.

Acute circulatory failure is best defined as hypotension associated with hypoperfusion. Tissue perfusion surrogate’s marker available at the bedside are described. We showed the prognostic benefit of tissue perfusion evaluation using PCO2gap, Oxygen extraction ratio, and lactate to predict prolonged ICU stay. In a piglet model of septic shock, we showed that esmolol administration was able to improve gut perfusion. In another study, we showed that esmolol administration as a treatment of atrial fibrillation tends to improve tissue perfusion. Contrarywise, in a randomized controlled study testing the administration of landiolol in the prevention of atrial fibrillation we failed to show any improvement in microcirculation in the landiolol group. The blue magic study showed that methylene blue administration improved both macro and microcirculation, in a process of dechatecholamination. PPCOVID study showed tissue perfusion benefit induced by prone position in patients with acute respiratory failure due to SARS COV2 pneumonia. This work encompasses the development of a device that measures capillary refill time (the DiCART). The first results of our meta-analysis showed that CRT is a prognostic factor. A survey among SFAR and GFRUP members highlights the lack of standardization of the measurement process in clinical practice. The PeachCART study showed that the variation of capillary refill time induced by a passive leg raising predicted the variation of CRT after a fluid challenge. A study confirmed the reproducibility of the pressure applied by the DiCART. A bench and in silico study confirmed the repeatability and robustness of the algorithm. The project of DiCART II study was planned to validate the third generation of DiCART in a clinical setting of acute circulatory failure. The last part of the manuscript is focused on congestion, precisely on the link between its treatment and the risk of hypoperfusion. We first presented a cohort of patients and the link we established between increased central venous pressure and acute kidney injury. To avoid any arm during a depletion strategy we are supposed to select patients that will benefit from the fluid overload reduction without causing any adverse events due to the reduction of the intravascular volume. We conducted a study that showed that preload dependence before a fluid removal challenge failed to predict the decrease of the cardiac index during the fluid removal. Then we performed two pediatric studies to validate the concept of abdominal compression to assess preload status and then to use it to predict fluid removal intolerance. We also failed to predict fluid removal intolerance by preload evaluation status. Those disappointing results may be explained by the fact that a model based on a unique Frank-Starling curve is too simple to explain the many factors involved during the fluid removal process. We then thought of an approach based on tissue perfusion. The Deep CART study results established the link between depletion-induced hypoperfusion and kidney outcome. The early Dry Cohort study tested a tissue perfusion-driven derescucitation strategy during Continuous renal replacement therapy. We found that this strategy was able to deplete more without jeopardizing tissue perfusion. We then worked on a project of randomized control trial based on this perfusion-based protocol to assess its ability to reduce organ dysfunctions. We then evoked the possibility to conduct studies evaluating perfusion-based protocol based on tissue perfusion during cardiogenic shock and anesthesia. Capillary refill time digitalization may enable the exploration of new variables associated with the process of refill after skin compression.