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“Convertir les mm Hg en ml/battement"
Débit cardiaque sur la base de la pression artérielle
L’algorithme FloTrac Edwards
Récapitulatif
Edwards Lifesciences est en tête de la mesure du débit cardiaque grâce aux cathéters Swan-Ganz de débit cardiaque par thermodilution Edwards. Edwards développe à présent l’algorithme FloTrac, une méthode de débit cardiaque fondée sur la pression artérielle (DCPA) dans laquelle le débit cardiaque peut être mesuré en continu et en temps réel au moyen d’un cathéter artériel. Cette nouvelle technologie se fonde sur les principes de base de la physique et l’application d’un algorithme sophistiqué.
Physique et physiologie
Le flux est déterminé par un gradient de pression le long d’un vaisseau et par la résistance à ce flux (F=ΔP/R). L’algorithme FloTrac utilise un principe similaire pour mesurer le flux pulsatile en intégrant les effets tant de la résistance que de la compliance vasculaires à travers un facteur de conversion connu comme étant Khi (χ).
Le débit cardiaque est une composante importante de l’apport global en oxygène (DO2) il est la variable la plus manipulée dans l’amélioration de l’apport en oxygène. Le débit cardiaque se calcule en multipliant la fréquence cardiaque par le volume systolique. L’algorithme FloTrac utilise ces mêmes composantes mais remplace la fréquence cardiaque par le pouls (TP), ne capturant que les battements véritablement perfusés, et multiplie TP par un volume systolique calculé. Le volume systolique est calculé à partir de la pression artérielle du patient au moyen d’un système spécialement conçu, le capteur FloTrac et le moniteur Vigileo Edwards, pour analyser la formule d’onde de pression artérielle au moyen de l’algorithme unique FloTrac. L’algorithme FloTrac analyse l'onde de pression cent fois par seconde pendant 20 secondes capturant 2 000 points de données pour analyse. Ces points de données sont utilisés ainsi que les informations démographiques du patient pour calculer l’écart type de la pression artérielle (σAP). Ce (σAP) est proportionnel à la pression différentielle (PP). Le σAPest multiplié par un facteur de conversion connu comme étant Khi (χ) qui intègre à la fois les effets de la résistance et de la compliance (tonus vasculaire) et qui convertit aussi σAP (mm Hg) en ml/battement. Par conséquent, grâce aux variables σAP et au tonus vasculaire (χ), le flux ou le volume systolique peuvent être calculés.
Conventionnel: CO = HR * SV
FloTrac:
APCO= PR x (σAP * χ)
χ = M (HR, σAP, C(P), BSA, MAP, µ3ap, µ4ap . . .)
σAP= l’écart type de la pression du pouls artériel en mm Hg est proportionnel à la pression différentielle.
χ = paramètre multifactoriel quantifiable proportionnel aux effets du tonus vasculaire sur la pression différentielle.
M = équation polynomiale multifactorielle.
SC = surface corporelle calculée par l’équation de Dubois de calcul de la surface corporelle.
PAM = pression artérielle moyenne calculée en prenant la somme des valeurs de points de pression échantillonnés sur 20 secondes et en la divisant par le nombre de points de pression.
µ = moments statistiques déterminés par le coefficient d’asymétrie et le coefficient d’aplatissement (distinction d’une crête) calculés ainsi que plusieurs dérivées mathématiques.
Débit cardiaque sur la base de la pression artérielle
L’algorithme FloTrac est fondé sur le principe selon lequel la pression différentielle aortique est proportionnelle au volume systolique (VS) et inversement liée à la compliance aortique.
Écart type de la pression artérielle
Initialement, l’algorithme FloTrac évalue la pression différentielle en utilisant l’écart type de la pression artérielle (σAP) autour de la valeur PAM, mesurée en mm Hg, la rendant indépendante des effets du tonus vasculaire. L’écart type de la pression différentielle est proportionnel au volume déplacé ou au volume systolique. On le calcule en analysant l’onde de pression artérielle cent fois par seconde pendant 20 secondes, créant 2 000 points de données à partir desquelles σAP est calculé.
Khi et la conversion de mm Hg en ml/battement
La conversion de l’écart type des pressions artérielles (mm Hg) en ml/battement est réalisée en le multipliant par un facteur de conversion connu comme étant Khi (χ). Khi est une équation polynomiale multifactorielle qui évalue l’effet du tonus vasculaire évolutif du patient sur la pression du pouls. Khi se calcule par l’analyse du pouls, de la pression artérielle moyenne, de l'écart type de la pression artérielle moyenne, la compliance des gros vaisseaux du patient, estimés par les données démographiques du patient et les coefficients d'asymétrie et d'aplatissement de l'onde artérielle. Khi est actualisé et appliqué à l’algorithme FloTrac en moyenne toutes les 60 secondes.
- Pouls
Le pouls du patient est calculé en calculant le nombre de pulsations en une période de 20 secondes et extrapolé en une valeur par minute. - Pression artérielle moyenne (PAM)
Une augmentation de la pression moyenne indique souvent une augmentation de la résistance et vice versa. - Écart type de la pression artérielle (σAP)
La pression différentielle est proportionnelle à σAP et au volume systolique. Des augmentations et des diminutions de l’écart type fournissent aussi des informations sur l’amplitude de la pression. Lorsque cette amplitude de pression est corrélée au coefficient d’aplatissement, elle compense la compliance différentielle et le coefficient de réflexion ondulatoire qui varient d'un emplacement artériel à un autre. Cela permet alors la surveillance du débit cardiaque depuis différents sites artériels. - Compliance des gros vaisseaux
Les travaux rapportés par Langewouters ont trouvé une corrélation directe entre l'âge, le sexe et la PAM pour ce qui est de la compliance aortique. Une équation a été déduite de ces études, selon laquelle la compliance d'un patient pourrait être estimée en fonction de son âge et de son sexe. Selon Langewouters et coll, la compliance artérielle (C), en tant que fonction de la pression, pourrait être estimée au moyen de l’équation suivante : 
L = longueur aortique estimée.
Amax = superficie maximale de la coupe transversale de l'aorte.
P = pression artérielle.
P0 = pression à laquelle la compliance atteint son maximum.
P1 = largueur de la courbe de compliance à la moitié de la compliance maximale. On a aussi observé une corrélation entre des mesures supplémentaires du poids et de la taille (E772SC) et le tonus vasculaire, qui ont été ajoutées pour améliorer le calcul de la compliance aortique.
- Coefficient d’asymétrie (µ3ap)
Des caractéristiques de symétrie sur la pression artérielle peuvent indiquer une variation dans le tonus et/ou la résistance vasculaire. Deux fonctions différentes peuvent avoir les mêmes moyenne et écart type, mais ont rarement le même coefficient d’asymétrie. Par exemple, une onde de pression artérielle, dans laquelle les points de données augmentent rapidement pendant la systole et chutent lentement, peut entraîner une augmentation de la vasoconstriction et aurait un coefficient d'asymétrie augmenté. 
- Coefficient d’aplatissement (mesure de la répartition des points de données de pression pointus et aplatis par rapport à une répartition normale,µ4ap)
Les données de pression ayant un coefficient d’aplatissement élevé ont une augmentation de pression et une chute très rapide par rapport à une pression différentielle normale et peuvent être directement associées à la compliance de gros vaisseaux. 1) Une valeur de coefficient d'aplatissement élevé indique un pic distinct proche de la moyenne, présentant une chute par la suite, suivie d'une « queue » de distribution épaisse. 2) Une valeur de coefficient d’aplatissement faible tente à indiquer que la fonction est relativement plate dans la région de son pic et suggère une diminution du tonus central, comme cela est souvent observé, par exemple, dans le système vasculaire néonatal. 
Khi (χ) MMHG en ml/battement
En prenant ces variables en considération, l’algorithme FloTrac évalue en continu l’effet du tonus vasculaire sur la pression, toutes les 60 secondes. Le résultat de l’analyse est un facteur de conversion connu comme étant Khi (χ). Khi est alors multiplié par l’écart type de la pression artérielle pour calculer le volume systolique en millilitres par battement. Ce volume systolique est multiplié par le pouls pour obtenir le débit cardiaque en litre par minute.
Volume systolique (ml/battement) = σAP (mmHg)* χ (ml/mmHg)
Développé avec la référence clinique
Le facteur du tonus vasculaire (Khi) a été développé sur la base des principes hémodynamiques cardiovasculaires, le traitement avancé des signaux de l’onde de pression artérielle et l'analyse comparative avec la référence clinique en matière de débit cardiaque par thermodilution.
Khi (χ) a été modélisé et comparé avec une large gamme de valeurs de débit cardiaque, profils de patients, pathologies et conditions hémodynamiques.
Depuis sa disponibilité clinique, le système FloTrac a été validé par rapport à différentes technologies de débit cardiaque, y compris le débit cardiaque par thermodilution.
Aucun étalonnage manuel nécessaire
D’autres dispositifs de débit cardiaque par pression artérielle (par contour de pouls ou puissance de pouls) nécessitent un étalonnage puisqu’ils ne peuvent pas effectuer d’autocorrections pour le tonus vasculaire évolutif du patient. Puisque l’algorithme FloTrac s’adapte en continu au tonus vasculaire évolutif du patient, il ne nécessite pas d'étalonnage manuel. En tant que composante de l’étalonnage, Khi effectue une autocorrection en fonction des variations du tonus vasculaire par une analyse complexe des ondes. Cette fonction élimine aussi la nécessité d’une ligne veineuse centrale ou périphérique, requise pour les méthodes de dilution avec indicateur utilisées dans l'étalonnage manuel.
Considérations techniques
L’algorithme FloTrac dépend d’un tracé de pression haute fidélité. Il convient d’accorder une attention aux meilleures pratiques dans la surveillance de la pression en: amorçant par gravité, maintenant la poche de pression à 300 mm Hg, rinçant la poche I. V. de façon adéquate, maintenant le robinet du capteur à niveau par rapport à l'axe phlébostatique et en testant régulièrement l'amortissement optimal au moyen d'un test d'onde carrée. Les kits de capteurs FloTrac sont spécialement configurés pour optimiser la réponse de fréquence, en conséquence l'ajout de tubulures ou robinets de pression supplémentaires est fortement déconseillé.
Limites
Lors de cette publication, l’emploi du capteur FloTrac n’est indiqué que chez l’adulte et n’a pas été validé chez des patients porteurs de dispositif d’assistance ventriculaire ou de pompe intra-aortique à ballonnet. Des valeurs absolues pendant la régurgitation aortique peuvent être affectées bien que la tendance reste appropriée. Une constriction périphérique sévère pendant un état de choc ou un épisode hypothermique peut influencer les valeurs mesurées sur des artères radiales. Pendant ces épisodes, l’introduction d’un cathéter dans un site fémoral ou dans une artère pulmonaire peut être envisagée.
Conclusion
Edwards a conversé la complexité et le caractère invasif traditionnellement associé à la surveillance du débit cardiaque continu dans la simplicité de l’emploi d’un seul cathéter artériel. La facilité d’utilisation du système FloTrac permet une mise en place précoce de la surveillance du débit chez des patients dont l’état est critique. Les cliniciens ont désormais la possibilité de surveiller le débit cardiaque chez tout patient qui nécessite une ligne artérielle.
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Usage professionnel. Consulter le mode d’emploi pour connaître l'ensemble des informations de prescription, y compris les indications, les contre-indications, les mises en garde, les précautions d'utilisation et les effets secondaires.
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