Un courant favorable : l’EIT éclaire le pronostic du SDRA en décubitus ventral

Question évaluée

L’amélioration du rapport ventilation/perfusion (V/Q) durant la première séance de décubitus ventral (DV), évaluée par tomographie par impédance électrique (EIT), peut-elle prédire le pronostic des patients présentant un syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) modéré à sévère ?

Type d’étude

Étude observationnelle bicentrique réalisée en Chine.

Population étudiée

Patients adultes, sédatés et ventilés, présentant un SDRA avec un rapport PaO₂/FiO₂ < 150.

Méthode

Les patients étaient curarisés, ventilés avec un volume courant (VT) réglé entre 6 et 8 ml/kg, et une pression expiratoire positive (PEP) ajustée afin d’obtenir la meilleure compliance du système respiratoire.

La distribution de la ventilation et de la perfusion était analysée par EIT. En résumé, l’EIT consiste en une ceinture en plastique entourée d’électrodes, placée sur le thorax du patient et reliée à un moniteur. L’application d’un courant de faible intensité sur une coupe transversale thoracique, puis le recueil des variations d’impédance de ce courant, permettent à l’EIT de fournir une image en temps réel de la ventilation pulmonaire.

Afin de décrire la distribution de la ventilation, l’image était divisée en 4 régions d’intérêt (ROI) antéro-postérieures. Deux indices supplémentaires ont été utilisés :

• L’index d’inhomogénéité (GI), reflétant l’importance de la variation de la distribution de la ventilation.
• Le centre de ventilation (CoV), décrivant la distribution verticale de la ventilation (plus cet indice est élevé, plus la ventilation est distribuée dans les zones dorsales).

La perfusion était ensuite visualisée lors d’une pause expiratoire, après injection de sérum salé, et analysée grâce à différents indices :

• Le pourcentage d’espaces morts (zones ventilées non perfusées).
• Le pourcentage de shunt (zones perfusées non ventilées).
• Le « V/Q matching », correspondant au pourcentage de régions à la fois perfusées et ventilées, reflétant le rapport ventilation/perfusion.

Ces analyses étaient réalisées avant la mise en DV, 4 h après la mise en DV, avant le retour en décubitus dorsal, et 4 h après le retour en décubitus dorsal.

Les patients présentant une amélioration du V/Q matching de ≥10 % après 4 h de DV étaient classés comme répondeurs. Le critère de jugement principal était la mortalité en réanimation.

Principaux résultats : 

Parmi les 77 patients inclus, 46 (59,7 %) étaient considérés répondeurs et 31 (40,3 %) non répondeurs. Les deux groupes étaient comparables à l’inclusion : âge moyen de 61,5 ans, majorité masculine à 64,9 %. La première cause de SDRA était la pneumonie infectieuse à 58,4 %. La première séance de DV avait lieu en moyenne après 7 heures de ventilation mécanique.

Les 2 groupes ont amélioré leur rapport PaO₂/FiO₂ au cours de la séance de DV, mais cette amélioration était significativement plus marquée chez les patients répondeurs (de 112 à 194), comparativement aux patients non répondeurs (de 115 à 155). Ces mêmes patients amélioraient également davantage leur compliance par rapport aux non répondeurs.

Comme attendu, le DV a entraîné une redistribution de la ventilation vers les zones dorsales (avec un CoV évoluant de 44,2 % à 52,6 %), et une homogénéisation de la ventilation (GI de 0,59 à 0,5), et ce dans les 2 groupes.

L’analyse de la perfusion a montré une réduction significative du shunt dans les régions dorsales et de l’espace mort dans les régions ventrales. En conséquence, le V/Q matching a progressé dès 4 h après le début du DV (de 59 % à 71 %), puis s’est stabilisé jusqu’à la fin de la séance. Ces résultats semblaient persister plusieurs heures après le retour en décubitus dorsal.

La mortalité à J28 était de 37,7 %. Elle était plus faible chez les patients répondeurs (28,3 %) que chez les patients non répondeurs (51,6 %, p=0,024). Le nombre de jours sans ventilation mécanique était également plus élevé chez les patients répondeurs (16 vs 9). L’analyse multivariée a identifié le V/Q matching 4 h après le début du DV comme facteur protecteur indépendant de mortalité (OR 0,790, IC95 % 0,681 – 0,917, p=0,002). Deux autres facteurs étaient associés à la mortalité : une pression motrice élevée avant le DV et son augmentation au cours de la séance.

Commentaires

Cette étude révèle une corrélation entre l’amélioration du rapport ventilation/perfusion lors d’une séance de DV et la mortalité chez des patients présentant un SDRA modéré à sévère. Ces résultats sont novateurs, car peu d’études ont jusqu’à présent pu mettre en évidence la capacité l’EIT à prédire le pronostic vital. Ici, l’analyse du V/Q matching à H4 de la première séance de DV pourrait permettre d’anticiper l’évolution des patients. A notre connaissance, une seule étude prospective avait jusqu’ici démontré la valeur pronostique de l’analyse de la perfusion pulmonaire au cours du SDRA (1).

Les résultats soulignent également la forte hétérogénéité de l’impact du DV sur le rapport ventilation/perfusion. Cette étude étant observationnelle, elle suggère une explication sur l’efficacité variable du DV entre chaque patient. Mais elle est aussi en accord avec d’autres travaux antérieurs réalisés par EIT qui soulignent le potentiel intérêt d’une prise en charge ventilatoire personnalisée dans le SDRA.

Il convient toutefois de rappeler une limite majeure de l’EIT : cette technique ne permet de visualiser que des zones ventilées et perfusées. Elle reste aveugle aux territoires atélectasiés qui ne se recrutent pas malgré le DV, ou aux zones non perfusées à cause d’une vasoconstriction hypoxique persistante. Les résultats obtenus chez les malades les plus graves peuvent donc être biaisés. Les auteurs suggèrent par ailleurs que l’impact du DV sur la ventilation et la perfusion est maximal en début de séance puis se stabilise, ce qui contredit certaines études suggérant un bénéfice de séances plus longues (2,3). Il est donc possible que, chez les patients les plus sévères, des séances prolongées auraient permis d’améliorer le recrutement et/ou la perfusion de zones supplémentaires, et les auraient reclassés comme répondeurs.

Bien que prometteuse, l’analyse de la perfusion par EIT n’est pas encore disponible sur la majorité des appareils commercialisés et reste en cours d’évaluation (4). De plus, cette méthode requiert une pause expiratoire et l’injection d’un bolus de sérum salé via un cathéter veineux central, limitant pour l’instant sa diffusion clinique.

Points forts :

Le nombre de patients inclus, relativement élevé pour une étude physiopathologique utilisant l’EIT, confère une robustesse particulière aux résultats. Peu d’études similaires atteignent ce volume.

Le recueil séquentiel des données (avant, pendant et après le DV) illustre clairement la dynamique temporelle des effets régionaux du DV. 

Les indices choisis sont simples, cohérents et accessibles en pratique quotidienne pour les équipes disposant d’un EIT (hormis l’analyse de la perfusion pulmonaire).

L’absence de modification des paramètres ventilatoires pendant le protocole limite le risque de biais liés à des facteurs confondants.

Points faibles : 

La principale limite reste la disponibilité de la perfusion pulmonaire par EIT, encore inaccessible pour la majorité des cliniciens et, bien que validé chez l’animal, toujours en cours de validation chez l’homme. 

Cette étude est observationnelle et ne peut conclure à une causalité entre V/Q matching et pronostic vital.

La réalisation de séances plus longues ou l’analyse de séances répétées auraient pu influencer les résultats et modifier la classification des patients.

Le seuil arbitraire de 10 % d’amélioration du V/Q matching utilisé pour classer les patients, basé sur quelques petites études préalables, ne reflète pas l’hétérogénéité observée dans les réponses (5). Ce choix reste donc arbitraire et ne correspond pas nécessairement à une limite physiologique ou pronostique validée.

L’absence de mesure de l’évolution du débit cardiaque durant le DV constitue une limite, celui-ci pouvant influencer les résultats de perfusion (6).

Implications et conclusion :

L’évolution du rapport ventilation/perfusion au cours de la première séance de DV chez des patients présentant un SDRA modéré à sévère semble associée à la survie. Parallèlement, le DV améliore le V/Q matching en homogénéisant la ventilation régionale et la perfusion pulmonaire. Ce mécanisme pourrait contribuer à réduire les lésions induites par la ventilation mécanique et expliquer l’effet protecteur du DV.

Des recherches ultérieures sont nécessaires pour mieux identifier les patients « répondeurs » et « non répondeurs », afin de personnaliser la prise en charge et anticiper plus finement leur évolution.

Références cités dans les commentaires :

1. Spinelli E, Kircher M, Stender B, Ottaviani I, Basile MC, Marongiu I, et al. Unmatched ventilation and perfusion measured by electrical impedance tomography predicts the outcome of ARDS. Crit Care Lond Engl. 2021 Jun 3;25(1):192.
2. Franchineau G, Bréchot N, Hekimian G, Lebreton G, Bourcier S, Demondion P, et al. Prone positioning monitored by electrical impedance tomography in patients with severe acute respiratory distress syndrome on veno-venous ECMO. Ann Intensive Care. 2020 Feb 3;10(1):12.
3. Okin D, Huang CY, Alba GA, Jesudasen SJ, Dandawate NA, Gavralidis A, et al. Prolonged Prone Position Ventilation Is Associated With Reduced Mortality in Intubated COVID-19 Patients. Chest. 2023 Mar;163(3):533–42.
4. Scaramuzzo G, Pavlovsky B, Adler A, Baccinelli W, Bodor DL, Damiani LF, et al. Electrical impedance tomography monitoring in adult ICU patients: state-of-the-art, recommendations for standardized acquisition, processing, and clinical use, and future directions. Crit Care Lond Engl. 2024 Nov 19;28(1):377.
5. Wang YX, Zhong M, Dong MH, Song JQ, Zheng YJ, Wu W, et al. Prone positioning improves ventilation-perfusion matching assessed by electrical impedance tomography in patients with ARDS: a prospective physiological study. Crit Care Lond Engl. 2022 May 27;26(1):154.
6. Tuffet S, Maraffi T, Lacheny M, Perier F, Haudebourg AF, Boujelben MA, et al. Impact of cardiac output and alveolar ventilation in estimating ventilation/perfusion mismatch in ARDS using electrical impedance tomography. Crit Care Lond Engl. 2023 May 8;27(1):176. 

CONFLIT D'INTÉRÊTS

Commenté par Guillaume Franchineau, praticien hospitalier, service de médecine intensive – réanimation, Centre Hospitalier Intercommunal de Poissy-Saint-Germain-en-Laye, 10 rue du champ Gaillard, 78300 Poissy, France.

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