Etude expérimentale de l’hémodynamique cérébrale au cours de la prise en charge d’un arrêt cardiaque

Experimental investigation on cerebral hemodynamics in cardiac arrest

• Auteur / Autrice : Yael Levy
• Direction : Renaud Tissier, Pierre-Louis Leger
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Pathologie et recherche clinique
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 10/10/2023
• Etablissement(s) : Paris 12
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Créteil ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Mondor de Recherche Biomédicale (Créteil)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Eq GHALEH - Cardioprotection et pharmacologie des insuffisances coronaires et cardiaques
• Jury : Président / Présidente : Nadia Bahi-buisson
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Renaud Tissier, Xavier Monnet, Ricardo Carbajal, Nadia Nathan, Bernard Kreitmann, Pierre-Louis Leger, Francine Leca
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Xavier Monnet, Ricardo Carbajal

Mots clés

Mots clés libres

Arrêt cardiaque

Ecmo

Autorégulation cérébrale

Proclive

Ballon d'occlusion intra-aortique

Cardiac arrest

E-cpr

Cerebral autoregulation

Head-up

Reboa

Résumé

L’arrêt cardiaque (AC) est la première cause de mortalité dans le monde et une source majeure de séquelles neurologiques sévères à long terme chez l’adulte et l’enfant. Près de deux tiers de ces patients admis en réanimation décèdent du fait de lésions neurologiques graves. Dans ce contexte, la mise en place de nouvelles stratégies telles qu’une cible tensionnelle « haute », la mise en position « proclive » au cours d’une assistance circulatoire (E-CPR) ou l’utilisation d’un ballon d’occlusion intra-aortique (REBOA) per-AC pourraient permettre d’améliorer le pronostic neurologique dans cette situation. L’objectif de cette thèse était d’étudier l’impact de ces stratégies sur l’hémodynamique cérébrale dans un modèle d’AC par fibrillation ventriculaire chez des porcs juvéniles. Dans un premier travail, nous avons étudié l’effet sur l’hémodynamique cérébrale d’une pression artérielle moyenne (PAM) « haute » (i.e., 80-90 mmHg) comparée à une PAM « standard » (i.e., 65-75 mmHg) au cours d’une E-CPR et après l’obtention d’un retour à une activité circulatoire spontanée (RASC). Au cours de la phase initiale de l’E-CPR (i.e. avant le RASC), une PAM « haute » était associée à un meilleur débit sanguin cérébral (DSC) et une autorégulation cérébrale préservée. A l’inverse, une fois le RASC obtenu, l’hémodynamique cérébrale était significativement meilleure dans le groupe PAM « standard ». Dans un second travail, nous avons étudié l’effet sur l’hémodynamique cérébrale de la mise en position « proclive » standardisée de la tête et du thorax comparée à la position à plat « strict » avant et après le RASC per-ECPR. La mise en position « proclive » atténuait l’augmentation de la PIC apparaissant au cours temps et tendait à améliorer la pression de perfusion cérébrale. Dans un troisième travail, nous avons étudié l’effet du REBOA comparé à l’administration d’adrénaline sur l’obtention du RASC et l’hémodynamique cérébrale. Le REBOA était aussi efficace que l’adrénaline pour obtenir le RASC mais contrairement à l’adrénaline, le REBOA augmentait transitoirement le DSC et la saturation cérébrale en oxygène au cours de la réanimation cardio-pulmonaire (RCP). En conclusion, nous avons démontré que différentes stratégies de réanimation pouvaient permettre d’améliorer l’hémodynamique cérébrale au cours d’une E-CPR ou d’une RCP conventionnelle. L’altération progressive de l’hémodynamique cérébrale lors d’un AC suggère qu’une stratégie de prise en charge individualisée et multimodale pourrait permettre d’améliorer le pronostic neurologique des patients.

Cardiac arrest (CA) is the leading cause of death in world, with poor neurological outcome in adults and children. In intensive care unit, almost two-thirds of these patients die from severe neurological damage. In this situation, new resuscitation strategies (e.g., target high mean arterial pressure (MAP), head-up position during extracorporeal cardiopulmonary resuscitation (E-CPR) or resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta (REBOA) during CA) could improve the neurological prognosis. The goal of the present study was to evaluate the effects of these different strategies on cerebral hemodynamics in an experimental model of CA induced by ventricular fibrillation in juvenile pigs. In a first study, we compared the effects of two different MAP targets on cerebral hemodynamics and metabolism during E-CPR (70 ± 5 vs. 85 ± 5 mmHg). High-MAP target improved cerebral blood flow (CBF) and cerebral autoregulation during the early phase of E-CPR (i.e., preceding return of spontaneous circulation (ROSC)) when compared to standard-MAP. This pattern is inverted after ROSC with a better cerebral hemodynamic status with standard versus high‑MAP. In a second study, we compared the effects of two different positions on cerebral hemodynamics during E-CPR (flat position vs. head and thorax elevation). Head and thorax elevation prevented intracranial pressure increase and tended to improve cerebral perfusion pressure. In a third study, we compared the effects of REBOA or epinephrine on ROSC and cerebral hemodynamics during cardiopulmonary resuscitation (CPR). REBOA is as efficient as epinephrine to facilitate ROSC. Unlike epinephrine, REBOA transitorily increased CBF, cerebral oxygen saturation and could avoid its cerebral detrimental effects during CPR. In conclusion, we demonstrated that different resuscitation strategies can improve cerebral hemodynamics during E-CPR or conventional CPR. During CA, the progressive deterioration of cerebral hemodynamics suggests that an individualized, multimodal management could improve patients' neurological prognosis.