PET CO - JLAR

Jérôme CUNY
S.A.M.U. Régional de Lille
Pôle de l’Urgence
CHRU de LILLE
2010

INTRODUCTION
1943 : 1 ère mesure infrarouge du CO 2 (Luft)
1978 : Utilisation courante lors d’anesthésie générale (Pays-Bas)
Mesure du CO 2 dans l’air expiré
Indicateur
- direct des échanges pulmonaires,
- indirect de la production tissulaire de CO 2
Technique non invasive, reflète :
La production de CO 2 ,
La perfusion pulmonaire,
La ventilation alvéolaire,
Le mode ventilatoire,
La surveillance des circuits de ventilation.

Capnographe : appareil de mesure enregistrant la
forme de l’onde
Capnomètre : Mesure des concentrations expirées de CO 2
Capnogramme : représentation graphique
Pa CO 2 : pression partielle artérielle en CO 2
PA CO 2 : Pression partielle alvéolaire en CO 2
PET CO 2 : pression télé expiratoire en CO 2
FE CO 2 : fraction expiratoire de CO 2

Anesthesiology 1989
• Utilisation de
capnographie + SpO 2 :
prévention de 93% des
incidents
Anesth Intensive Care 1993
• Analyse de 2000
incidents : 52% détectés
par capnographie + SpO 2
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morbi-mortalité

En pré hospitalier, 2002 :
53 % des SMUR équipés d’un capnographe
32 % des polytraumatisés
FREYSZ, le traumatisé grave, actualités en réanimation, 2002-2003. p85-111
GDS fait aux urgences, patient intubé ventilé
= hypercapnie
Par mauvais réglage du ventilateur
Pathologies pulmonaires
JEUR, 2001,14,163-164

Asthme et ET CO 2
Capteur nasal
Surveillance possible de l’évolution de la crise : amélioration avec le
traitement
Pente de la Phase III
Angle α
Identique aux données du DEP réalisés aux urgences
Int J Emerg Med. 2009 feb 24;2(2):83-9
Détresse respiratoire et ET CO 2
Capteur nasal
Détresse respiratorie tout venant, quelque soit l’étiologie
Différence significative entre la Pa CO 2 et ETCO 2
Gradient de 8 à 12 mmhg
Pas de reflet de la Pa CO 2 Am J Emerg Med. 2009nov;27(9):1056-9

Polytraumatisés et Et CO 2
Utilisation prudente
Polytraumatisés graves intubés ventilés
Etco 2 entre 35 et 40
30% des patients : Pa CO 2 > 50 mmHg
80 % des patients : Pa CO 2 > 40 mmHg
J Trauma. 2009 Jan;66(1):26-31

PHYSIOPATHOLOGIE
CO 2 air ambiant = 0,03 % PaCO 2 ~ 0
Production du CO 2 par le métabolisme aérobie :consommation d’ oxygène
= 200 L / j (adulte)
Transport sous 3 formes :
Transformation hépatique et rénale
• Bicarbonates = 60 à 70 %
• Liaisons protidiques (carbamino-hémoglobine) = 20 à 30 %
• Libre dans le plasma (veineux, Pv CO 2 ) = 5 à 10 %
Élimination pulmonaire
élimination par ventilation
Équilibre RAPIDE au niveau pulmonaire entre
Pressions alvéolaires (PA CO 2 ) et pressions artérielle (Pa CO 2 )
Pa CO 2 reflète la ventilation alvéolaire

Apex pulmonaire
Ventilation > Perfusion
Base pulmonaire
Perfusion > Ventilation
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GRADIENT P (a – et) CO 2
= Gradient artério-alvéolaire
Si poumon homogène : pas de differnece entre Pa et PA
Gaz expiré = Gaz alvéolaire
Mais les rapports V / Q sont inhomogènes
Variations de l’espace mort alvéolaires de 10% à 30%
Provenant d’alvéoles ventilées, perfusées et ventilées non
perfusées
PET CO 2
< PA CO 2 des alvéoles perfusées
< Pa CO 2

ET CO 2 = 35 à 37 mmHg (ou 5 %)
A poumons sains : (sauf enfant et grossesse)
le gradient Pa CO 2 et PET CO 2
= 2 à 6 mmHg en VS
Pa CO 2
~ PA CO 2
ESPACE MORT
=
DETERMINANT PRINCIPAL
DU GRADIENT (a – ET) CO 2

PHYSIOPATHOLOGIE
PET CO 2
ne reflète l’espace
mort alvéolaire que dans les
conditions normales hors
pathologie cardiaque ou
respiratoire sous-jacente
Disparité de V/Q dans le
poumon
(a - PET CO 2
)
de l’espace mort
Inadaptation du rapport V/q
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Dc influence la PET CO 2
Dc meilleur perfusion
des alvéoles
PET CO 2

Les variations de la PET CO 2 ne sont pas proportionnelles
à celles de la Pa CO 2
• Neurochirurgie : dans 26 % des cas, Pa CO2 et PET CO 2 varient
en sens opposé
Grenier, Anesth Analg 1999 :88
PHYSIOPATHOLOGIE DE L’AUGMENTATION L
DU GRADIENT
• Anomalie du rapport ventilation / perfusion et espace mort
Embolie Pulmonaire, hypovolémie,
• Absence de vidange alvéolaire complète dans certain mode ventilatoire
Utilisation de la Jet ventilation à haute fréquence
• Erreur technique
défaut de calibrage, fuite du circuit

PET CO 2 non substituable à la Pa CO 2
PET CO 2 = alerte précoce
PET CO 2 : pression télé-expiratoire en CO 2
déterminée par :
• Production métabolique de CO 2
• Transport vers le poumon
• Élimination par la ventilation = ventilation alvéolaire
(en l’absence de trouble de la diffusion pulmonaire)

EN PRE HOSPITALIER : Pause et al, Resuscitation 1997
• Adaptation difficile de la ventilation sur la Pet CO 2
Insuffisance circulatoire, EP, asthme, insuffisance respiratoire
• Si insuffisance cardiaque ou insuffisance respiratoire :
le gradient moyen = 17 mm Hg [ e = 1 à 30 ]
• Pas d’évaluation de la Pa CO 2 par la Pet CO 2
INTERFERENCES :
• H 2 O : présence de piège à eau
• N 2 O
• CO : quantifié comme du CO 2
• Variations de température : 0,3% par °C
• Pression atmosphérique : utilisation de la fraction de CO 2
• Variation du gradient avec l’âge : augmentation de 1,5 mmHg par 10 ans

CAPNOGRAMME
Capnogramme de temps et capnogramme
de volume
Volume :
• pas de segment inspiratoire
Temps :
• Permet surveillance de patients non
ventilés
• Surveillance de l’inspi- et expiration
• Faible évaluation de l’état de V / Q
• Difficulté d’évaluer l’espace mort

A
B
C
D A • 2 SEGMENTS :
Expiratoire (3 phases)
Inspiratoire
• 2 ANGLES
PHASE I (espace D-A) D
• Fin de l’inspirationl
• CO 2 des voies aériennesa
• Vidange de l’espace l
mort anatomique
• Espace mort absolu
• [ CO 2 ] = 0

A
B
C
POINT A :
• Expiration initiale de gaz
ne participant pas aux échanges
POINT C :
D A PHASE II (espace A-B) A
• PET CO 2 (~ PA CO 2 )
• Apparition du CO 2 dans les gaz
• Mélange des gaz de l’espace l
mort au gaz alvéolaire
• Ascension lente si poumon inhomogène
ne

ANGLE α
A
B
D
C
A
• Normal à 105 °
•Reflète la spasticité
• Varie avec la pente
• Corrélé au DEP
• Indication indirecte
de l’état de V/Q
PHASE III (espace B-C B C )
• Plateau alvéolaire = Expiration du CO 2 des alvéoles
• Pente ascendante car :
• élimination du CO 2 est régulir
gulière
• vidange tardives des alvéoles distales = rapport V/Q petit
• asynchronisme de vidange
• perfusion et ventilation
• pente si poumon inhomogène
ne

A
B
C
ANGLE ß
• Angle droit
• Etat de réinhalation
D A PHASE 0 (espace C-D) C
• Inspiration
• Inhalation de gaz dépourvu d
de CO 2
• Chute rapide de [ CO 2 ] vers 0

CO 2
PaCO 2
( GDS )
ESPACE MORT
ALVEOLAIRE
PET CO 2
Espace
Mort
anatomique
ESPACE MORT
PHYSIOLOGIQUE
VENTILATION ALVEOLAIRE
EFFICACE
VOLUME EXPIRE

VARIATION BRUTALE DE PET CO 2
=
SITUATION CRITIQUE
ANOMALIES
Production de CO 2
Transport = débit cardiaque
Ventilation alvéolaire

4 méthodes m
:
– Spectrométrie trie de masse :
méthode de référencer
rence
Sépare les gaz en fonction de
leur poids moléculaires
Analyse de plusieurs gaz
simultanément
ment
Bloc
Techniques
Impossible en médecine m
d’urgenced
– Spectrométrie trie Raman :
Rayon laser argon haute intensité
Analyse multi gaz
Pas en France
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Méthode colorimétrique
:
– Semi quantitative
– Papier filtre
– Marginale
– Pourpre < 0,5 %
– Jaune > 2 %
Spectrophotométrie trie d’absorption
d
infrarouge :
– La plus employée
– Faisceau IR traversant les gaz
– Comparaison avec échantillon
référencerence
– Rapide

CO 2 absorbe fortement les Infrarouges (λ = 4,3 µm)
+
-
Comparaison de la différence d’absorption entre le mélange
gazeux et un mélange de référence à concentration connue
TYPE ASPIRATIF : (sidestream) Echantillonnage LATERAL
• Permet une étude multi gaz, cellule dans la machine, comparaison à
échantillon de référence
• secrétions = obstruction, fuite, distorsion du signal
+
-
NON ASPIRATIF : (meanstream) Echantillonnage CENTRAL
• lecture directe, rapide, sans distorsion,
• augmente l’espace mort, fragilité
Précision de 0,2 %
Mesure faussée si O 2 ou protoxyde d’azote mais correction
automatique

MESURE NASALE
Surveillance d’un patient en ventilation spontanée MAIS :
• Mélange du CO 2 expiré avec O 2 inhalé
• Ventilation par la bouche
• Débit O 2
> 4 L / min
• Hypoventilation
PET CO 2
Surveillance de la variation de la valeur

ABSENCE DE CAPNO
Intubation oesophagienne :
• La SpO 2 peut rester normale pendant
plusieurs dizaines de secondes
Arrêt cardiaque:
• Spiromètrie conservée
Bronchospasme :
• Élévation des pressions dans le circuit
Déconnexion du circuit:
• spirométrie nulle
Dysfonctionnement du
capnomètre, obstruction de la
sonde, fuites

PET CO 2
Hypothermie
Anesthésie : consommation d’ O 2 , production de CO 2
Baisse progressive
de la ventilation alvéolaire, Bronchospasme,
encombrement
Chute du débit cardiaque :
perfusion pulmonaire espace mort alvéolaire
Hypovolémie, EP, AC

Production de CO 2
Ventilation alvéolaire
Hypothermie
Perfusion pulmonaire
PET CO 2
Hyperventilation (Vt, fr)
Apnée
Obstruction VA
Extubation
Dc
Collapsus
Hypovolémie
EP
ACR
Fuites
Débranchement
Anomalies du ventilateur
Problèmes techniques

PET CO 2
Hyperthermie maligne
Reperfusion après clampage
Apport exogène de CO 2
Injection de bicarbonates
Diminution de la ventilation alvéolaire

Production de CO 2
Fièvre
Hyperthermie maligne
Bicarbonates
Ventilation alvéolaire
PET CO 2
Hypoventilation
(Vt, fr)
Obstruction VA
Perfusion pulmonaire
Dc
HTA
Problèmes techniques
Fuites
Anomalies de valves
Anomalies du ventilateur

PRONOSTIC :
Cantineau et al. Crit Care Med 1996 ; 24 : 791-6.
Asplin et al. Ann Emerg Med 1995 ; 25 : 756-61
Callaham et al. Crit Care Med 1990 ; 18 : 358-62
Valeur pronostique (AC avec activité électrique !) :
Levine et al. N Engl J Med 1997;337 : 301-6
PET CO 2 > 10 mmHg au cours des 20 premières res min. de réa r
Probabilité de RACS
PET CO 2 initiale > 15 mmHg 91% de RACS

PET CO 2 10 mmHg après s 20 min de réa r
100% décèsd
ATTENTION :
• ADRENALINE : PET CO 2
(50% 1 min après s IVD)
• BICARBONATES : PET CO 2
Ne JAMAIS HYPERVENTILER un patient après s un AC :
Pa CO2 2 entraine une de D de perfusion coronaire et cérébralc

B.P.C.O.
40
Augmentation de la pente
du plateau expiratoire
20
Attention à ne pas vouloir obtenir
une ET CO 2
normale, mais celle de base
Courbe normale

BRONCHOSPASME
40
Augmentation des résistances
Expiratoires
20
Phase II : prolongée, progressive
Phase III : pente
Courbe normale

EMPHYSEME
Inversion de la pente
40
20
Courbe normale
Destruction du système capillaire alvéolaire

REPRISE DE VENTILATION SPONTANEE
Encoche lors du plateau = cleft
40
20
-Douleur
-Insuffisance de sédation
-Hypercapnie
-Hoquet
Courbe normale

ASYNCHRONISME VENTILATOIRE
DES DEUX POUMONS
Plateau biphasique
40
20
Courbe normale
Compression pulmonaire extrinsèque
Embolie pulmonaire

Fistule Broncho-pleurale
40
Plateau biphasique
+ chute ET CO2
20
- Désaturation
-Fuite
-Drain thoracique bulle a nouveau
Courbe normale

Cycle de ventilation mécanique m
pendant une
ventilation spontanée
Courbe normale
40
20

Bronchospasme avec auto-pep
Courbe normale
40
20
-Angle alpha augmenté
-Chute de la pression artérielle
-Pas de retour à la ligne de base = auto pep

Sonde d’intubation d
mobile
Courbe normale
40
20
- Plateau bosselé
- orifice de la sonde au dessus des cordes vocales
-Transmission de l’ecg

AVENIR
EVALUATION DU DEBIT CARDIAQUE :
• Technique de réinhalation, mesure non-invasive
• Mesure de l’espace mort par réinhalation de CO 2
• Estimation du shunt par SpO 2 et FiO 2
• Déduction par Equation de Fick du débit cardiaque
• Monitoring du Débit cardiaque
DIAGNOSTIC D’EMBOLIE PULMONAIRE :
• Calcul de surface sous la courbe
• Évaluation de l’espace mort alvéolaire : équation de Bohr
• Calcul d’un ratio, CHOPIN, CCM 1990
• Spécificité : 100 %, sensibilité : 48 %
EVALUATION DU BRONCHOSPASME :
• Mesure de la pente du plateau alvéolaire
• Ajustement de la PeeP
• Guider l’intubation à l’aveugle
• Surveillance d’un patient en VS.