MMD 6513 ANESTHÉSIE ET SYSTÈME NERVEUX - ANTOINE HALWAGI, MD FRCPC ANESTHÉSIOLOGISTE INTENSIVISTE
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MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC MMD 6513 ANESTHÉSIE ET SYSTÈME NERVEUX ANTOINE HALWAGI, MD FRCPC ANESTHÉSIOLOGISTE INTENSIVISTE CENTRE HOSPITALIER DE L’UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL HIVER 2023
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Ressources utiles
Revoir cours de l’hiver 2020 (vimeo) + présentiel (complément/réponse aux questions) MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Horaire et format des cours 26/01/2023 14h00-17h00 (3h), CHUM pavillon A, salle A.03.9222A 4- Traumatismes crâniens (C. Heylbroeck) •CoursRevoir de l’hiver cours de2020 (vimeo) l’hiver 2020 (vimeo) + présentiel (complément/réponse aux questions) 02/02/2023 14h00-16h00 (2h), HSC, salle à confirmer • Visionner les cours à l’avance 5- Traumatismes médullaires (M. Kerouch) • Rétroaction endeprésentiel Revoir cours et virtuel l’hiver 2020 (vimeo) +/- accessible + présentiel (réponse auxrétrospectivement questions) • Examen 16/0314h00-16h00 09/02/2023 PM (2h), CHUM, salle à confirmer • Particularités du cours 6- Neuromonitoring #7 intraopératoire (F. Yung et S. Fournier) Nouveau cours en présentiel • Préparation de14h00-17h00 16/02/2023 2 questions (3h), QCM format HSJ, salle 6.8.21 Collège Royal (référence) 7- Intégration des notions (G. Paquin-Lanthier, E. Larochelle, S. Charbonneau) Revoir cours de M. Roy « Maladies neuromusculaires et anesthésie » de l’hiver 2020 (vimeo) Réviser présentations PDF des résidents 2020 Cas cliniques interactifs en présentiel 23/02/2023 14h00-16h00 (2h), CHUM, salles à confirmer 8- Examen = 16/03/2022, salle à confirmer
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC MMD 6513 – ANESTHÉSIE ET SYSTÈME NERVEUX PHYSIOLOGIE CÉRÉBRALE ET EFFETS DES AGENTS ANESTHÉSIQUES ANTOINE HALWAGI, MD FRCPC ANESTHÉSIOLOGISTE INTENSIVISTE CENTRE HOSPITALIER DE L’UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL HIVER 2023
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Déterminants du débit sanguin cérébral Débit ~ D Pression / Résistance DSC ~ PPC / RVC PPC = PAM – PIC (PPC = PAM – PVC) RVC ~ 1 / diamètre vaisseaux Loi de Hagen-Poiseuille R = 8 µL / πr4 PAM = DC x RVS DC = VES x FC VES ~ précharge / postcharge / contractilité
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Autorégulation cérébrale HYPERPERFUSION Limite supérieure d’autorégulation Vasoconstriction maximale Débit sanguin cérébral AUTORÉGULATION Limite inférieure d’autorégulation Vasodilatation maximale HYPOPERFUSION Pression de perfusion cérébrale
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Autorégulation cérébrale – données récentes • LIA moyenne > 50 mmHg • LIA moyenne dans population probablement ~ 70 mmHg (non anesthésié) Conclusion: • LIA probablement > 50 mmHg • Plateau plus étroit • Si plateau AR, probablement légèrement ascendant 70 • Pas de « one-size-fits-all » • *Variabilité interindividuelle* • Impact de pathologie Drummond JC. Anesth Analg 2019
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Autorégulation – réserve cérébrovasculaire • OUI MAIS… si LIA est plus élevée que 50 mmHg, pourquoi si peu de préjudice observé? • Réserve cérébrovasculaire et seuil ischémique • Sujet sain: chute de DSC de 35-40% (PAM ≈ 40 mmHg? Durée?) MAIS… altération de réserve cérébrovasculaire • Dommage neurologique aigu (TCC, HSA…) • Pression régionale et pression de perfusion régionale • Hypertension chronique • Variations anatomiques et présence de collatérales • Position assise / semi-assise et perfusion cérébrale
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Particularités de position assise sur PPC • PPC = PAM - PIC • PAM perçue a/n polygone Willis • Estimée: SAFE PRACTICE: INVASIVE ARTERIAL PAM axe phlebostatique BLOOD PRESSURE – 15 mmHg M (ABP) • Mesurée: PAM tragus NSDUCERS TO BE POSITIONED AT EAR LEVEL FOR AL • PIC semi-assise < PIC couchée A • PIC couchée 8 mmHg • PIC semi-assise 2 mmHg 20 cm / 1.36 = 15 mmHg Si PAM 70 mmHg au brassard • PPC couchée = 70 – 8 = 62 mmHg WE MEASURING ABP AT EAR LEVEL? • PPC semi-assise = 70 – 15 – 2 = 53 mmHg easons. The first is that pressure measured at ear level accurately reflects ABP driving cerebra
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Particularités de position assise sur PPC • Plus l’élévation est importante, plus l’impact est notable… SAFE PRACTICE: INVASIVE ARTERIAL BLOOD PRESSURE (ABP) MONITORING RANSDUCERS TO BE POSITIONED AT EAR LEVEL FOR ALL NCCU PATIENTS • Impact sur retour veineux et DC (et PAM) A • Impact réel sur PIC dépend deRUN compliance intracrânienne (cf cours #2) • ATTENTION aux position assises « beach chair » 20 cm / 1.36 = 15 mmHg RE WE MEASURING ABP AT EAR LEVEL? • Éviter PNI au mollet wo reasons. The first is that pressure measured at ear level accurately reflects ABP driving cerebral perfusion. When the transducer is • Distance mollet et polygone Willis = 45 cm è 33 mmHg ned at heart level we are at risk of overestimating cerebral perfusion pressure (CPP) by up to 15 mmHg (depending patient’s height and position). econd reason is that this practice complies with a joint position statement by NASGBI and SBNS “arterial transducer used to estimate mean arterial • PNI sur-estimée avec brassard trop petit au mollet ure (MAP) for the calculation of CPP [MAP – ICP] should be positioned at the level of the tragus”. HE “STANDARD” CPP TARGET FOR TBI PATIENTS CHANGE? Target CPP will be 50-70 mmHg as per international guidelines. • Garder marge de manœuvre sécuritaire GIRAFFE? ABP 130/80 HERE BE A DISCREPANCY BETWEEN NIBP AND ABP? • Limiter périodes d’hypotension relative ABP 280/180 ABP will be lower than NIBP by up to 15mmHg, depending on patient’s height and position. This is not a problem.
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Évaluation de l’autorégulation cérébrale statique • D PIC en réponse à ↑ PAM (bolus vasopresseur) • Réponse dichotomique (présente ou absente) Rose JC et al. Neurocrit Care 2004
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Évaluation de l’autorégulation cérébrale dynamique • Impact des variations spontanées continues de PAM sur le DSC • Coefficient de corrélation entre la PAM et un paramètre substitut du DSC • Relation PAM ~ FV ACM è Mx DOPPLER TRANSCRANIEN • Relation PAM ~ PIC è PRx MONITEUR DE PRESSION INTRACRÂNIENNE • Relation PAM ~ PbO2 è ORx MONITEUR D’OXYGÉNATION CÉRÉBRALE • Relation PAM ~ ScO2 è COx MONITEUR DE SATURATION CÉRÉBRALE (NIRS) • Corrélation positive (↑ PAM ~ ↑ PIC) è absence d’autorégulation (pressure passive) • Corrélation négative è autorégulation préservée
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Évaluation de l’autorégulation cérébrale dynamique • Indices d’autorégulation cérébrale (PRx – pressure reactivity index) • Permet d’identifier limite inférieure d’autorégulation • Individualisation de cible thérapeutiques • Évaluation de l’intégrité et performance de l’autorégulation • PRx > 0,3 è défaillance d’autorégulation • PRx < 0,3 è présence d’autorégulation • PRx
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Détermination PPC optimale Valeur de PPC à laquelle on retrouve l’indice d’autorégulation témoignant de la meilleure réactivité (PRx le plus négatif) Lazaridis et al. Neurol Res 2013
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Réponse vasomotrice PCO2 Débit sanguin cérébral (mL/100g/min) 50 PO2 25 50 75 Pression partielle artérielle (mmHg)
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effets de la PaCO2 sur le débit sanguin cérébral • Puissant modulateur de la résistance vasculaire cérébrale è DSC • Diffusion rapide de CO2 à travers la barrière hématoencéphalique • Altération pH extracellulaire è réponse vasomotrice • Variation linéaire entre 20 – 80 mmHg • D DSC de 2 mL/min/100g par 1 mmHg PaCO2 • D VSC de 0,04 mL/100g par 1 mmHg PaCO2 • HyperV PaCO2 40 à 20 è réduction DSC x ½ • HypoV PaCO2 40 à 80 è augmentation DSC x 2
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effets de la PaCO2 sur le débit sanguin cérébral • Effet s’atténue après 6-10 heures • Alcalose du LCR se normalise • Normalisation rapide de capnie • Hypercapnie chronique è hypoperfusion • Hypocapnie chronique è hyperémie Modifié de Miller’s Anesthesia, 7e éd
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effets de la PaO2 sur le débit sanguin cérébral • Variations « physiologiques » de PaO2 n’altèrent pas le DSC • Hypoxémie (< 55 mmHg) è vasodilatation cérébrale exponentielle • Hyperoxémie è réduction modeste du DSC
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effets de la PaO2 sur le débit sanguin cérébral P. N. Ainslie and others • Livraison d’oxygène demeure constante A 100 gCBF (ml. 100g. min-1) 80 * • ↓ PaO2 è ↓ CaO2 è ↑ DSC è DO2 cérébrale constante 60 * 40 125 125 20 0 25 100 B 100 CBF (mL/100 g/min) CBF (mL/100 g/min) CaO2 (ml. dl-1) 20 * 75 * 75 15 50 10 50 C 200 25 CDO2 (ml. min-1) 150 25 100 0 50 0.025 0.05 0.075 0.10 0.125 0.15 0 5 10 15 20 1 PaO2 (kPa) 0 25 50 75 100 300 400 500 A CaO2 B PaO2 (mmHg) Figure 1 Changes in gCBF (A), CaO2 (B) and CDO2 (C) during pro- Fig. 2.13 Influence of oxygen content (CaO2) and PaO2 on cerebral flood flow (CBF). A, CBF isgressive inversely proportional CaO2. B, Replotting isocapniatohypoxaemia the and hyperoxia straight line in A by applying a sigmoid O2 dissociation curve and taking the reciprocal produces the more familiar asymptotic via the elevations in gCBF. curve ∗ of PaO Denotes versus Note that despite the marked reduction in CaO2 , CDO2 was maintained 2 significant differences from nor- CBF, which disguises the dependence of CBF on CaO2. 5 kPa is approximately 40 mmHg. (Redrawn by Lesser PJA, Jones JG. In Scurr C, Feldman Modifié de Cottrell and Patel’s Neuroanesthesia, 6th Edition, 2016 Ainslie PN et al. Clin Sci 2014 moxic baseline. S, Soni N [eds]: Scientific Foundations of Anaesthesia: The Basis of Intensive Care, 2nd ed. St. Louis, Mosby, 1990, page 205; from original data
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Déterminants du DSC - récapitulatif J Neurosurg Anesthesiol ! Volume 34, Number 4, October 2022 Cardiac Output and Cerebral Blood Flow FIGURE 1. Major determinants of cerebral blood flow. The major determinants of cerebral blood flow include cerebral metabolic Castle-Kirszbaum et al. J Neurosurg Anesthesiol 2022 rate, cerebral perfusion pressure, partial pressures of oxygen and carbon dioxide as well as the sympathetic supply to the cerebral
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effet des vasopresseurs sur hémodynamie cérébrale • Difficile à isoler effet des vasopresseurs sur tonus vasculaire in vivo sans facteurs potentiellement confondant • Densité de récepteurs a/n circulation cérébrale • Effet a/n artérioles et sphinctère pré-capillaire plutôt qu’artères piales • Effet des vasoconstriction veineuse jugulaire • Éveillé vs sous anesthésie générale (impact des agent anesthésiques utilisés!) • Situation physiologique vs pathologique • Hétérogénéité spatiale et temporale d’autorégulation cérébrale en situation pathologique • Intégrité de barrière hémato-encéphalique • Pathologie en cause (HSA, AVC, CEC, etc)
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effet des vasopresseurs sur hémodynamie cérébrale • Impact d’autres déterminants du DSC (DC, PAM, RVC, PaO2, PaCO2, CMRO2) • Dépend de méthodologie de l’étude • Petites études • Populations différentes • Méthodologies variables pour mesurer DSC ou substitut
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Notions de base de DTC • Modification de fréquence d’onde sonore réfléchie par GR (effet Doppler) • ≈ Q / 2 è D vélocité = D DSC et/ou D diamètre de vaisseau ( × ∆f) = 2 × f0 × cos f0 fr
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Notions de base de DTC • Autres facteurs pouvant affecter vélocité mesurée… • Age: ↓ avec âge • Sexe: > • Hématocrite: ↑ avec anémie • Viscosité sang: ↑ avec hémodilution • Pression artérielle – dépend d’AR (MCA>ACA>PCA=BA=VA) • PaO2 (extrêmes?) – altération RVC • PaCO2 – altération RVC • CMRO2 – altération RVC • Température: ↑ si fièvre
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Vasopresseurs et hémodynamie cérébrale • Noradrénaline • Innervation adrénergique a/n artères piales • Faible effet de vasoconstriction par NA exogène • Effet artère temporale superficielle > méningée moyenne > piale • Effet B è augmentation de CMRO2
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effet de NA et phényl sur hémodynamie cérébrale • 40 patients ASA 1-2 SANS pathologie neurologique intracrânienne • Maintient isoflurane vs propofol ; augmentation PAM 20% avec NA vs phénylephrine • Autres facteurs (EtCO2, MAC) demeurés stables durant étude EFFET SUR VÉLOCITÉ A/N ACM ET CI EXTRACRÂNIENNE ISOFLURANE 1 MAC PROPOFOL = PAR RAPPORT À * NA PHENYL NA PHENYL VÉLOCITÉ DE BASE ET VS PROPOFOL ↑ PAM ↑* ↑* ↔ ↔ CHANGEMENT DE POSITOIN PERMET 20% D’ISOLER L’EFFET DU VASOPRESSEUR EN ÉLIMINANT L’EFFET DE ↔ ↔ ↔ ↔ L’AUTORÉGULATION CÉRÉBRALE SUR LA VÉLOCITÉ MESURÉE Strebel et al. Anesth 1998
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effet de phényl sur DSC • Castle-Kirszbaum et al. J Neurosurg Anesthesiol 2022 è ”Phenylephrine may reduce CBF” • Meng et al (BJA 2011): ASA 1-3, AG sous TIVA propofol + remifentanil • Bolus phenyl 100-200 mcg pour traiter hypoTA (↓ 20% PAM ou PAM < 60 mmHg) • ↑ PAM mais… • ↓ DC (↓ FC et ↓ VES) CBF pas mesuré directement! • ↓ SctO2 • Strebel et al (Anesthesiology 1998): ASA 1-2, AG sous TIVA propofol + fentanyl • Titration lente de phenyl pour augmenter PAM de 20% • ↑ PAM • FC idem • Vélocité ACM idem
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effet de NA et phényl sur hémodynamie cérébrale • Pas d’effet direct de NA ou phényl sur DSC è chez patients non-neurolésés • Effet observé dépend d’agent anesthésique en cours • Diamètre des vaisseaux (CI, ACM) assumés constants (raisonnable) • ISO altère AR: ↑ PAM (NA ou phényl) = ↑ DSC = ↑ vélocité • PROPO n’altère pas AR: ↑ PAM = pas de changement de DSC ou vélocité Strebel et al. Anesth 1998
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effet des vasopresseurs en situation pathologique 1336 Stroke June 2004 • Patients avec méningite sévère (AEC, intubés) • Altération de la BHE par inflammation • Effet de NA sur hémodynamie cérébrale directement relié à l’altération d’autorégulation cérébrale Downloaded from http://ahajournals.org by on January 3, 2023 • Aucun effet sur CMRO2 • Aucun efflux de NA dans tissus cérébral • ↑ PAM è (dysfonction AR) è ↑ DSC Møller et al. Stroke 2004
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effets théoriques du débit cardiaque sur DSC J Neurosurg Anesthesiol ! Volume 34, Number 4, October 2022 Cardiac Output and Cerebral Blood Flow FIGURE 2. Hypothetical mechanisms by which an increase in cardiac output could indirectly increase cerebral blood flow. An increase in cardiac output increases pulsatility and decreases right atrial pressure. An increase in pulsatile flow through baror- Castle-Kirszbaum et al. J Neurosurg Anesthesiol 2022 eceptors leads to withdrawal of sympathetic tone, which shifts the pressure-autoregulation plateau rightwards and upwards.
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effets théoriques du débit cardiaque sur DSC EDUCATION cognitive impairment in patients with chronic heart fa is 1.62 with the 95% CI of 1.48 to 1.79 (P < 0.0001) b onVolontaires a systematic review.sains 43 éveillés The extent of cognitive impair ↓ 30% DC ↓ diac resynchronization therapy 10% 47,48 DSC parallels the severity of chronic heart failure.42,44,46 Both è and transplantatio improved the impaired cognition. Chronic heart failure is also linked to abnormal aging and Alzheimer disease.51–54 The relentless cer hypoperfusion and neurohormonal hyperactivity likely tribute to the dysfunction of the neurovascular unit.53,5 neuronal energy crisis facilitates protein synthesis abnor ities that include impaired clearance of amyloid β and h phosphorylation of τ protein, ending up with the form of amyloid-β plaques and neurofibrillary tangles.54,55 Fig. 1. Correlation between changes in cardiac output (CO) Despite the plausible notion that there is a link am and cerebral blood flow (CBF) in unanesthetized healthy vol- chronic heart failure, cerebral hypoperfusion, and ne Mengunteers during central2015 et al. Anesthesiology blood volume alterations.5–9 All data
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Impact du débit cardiaque sur DSC • Relation demeure mal comprise et complexe • Études contradictoires, hétérogènes • Méthodologies différentes • Effet direct d’un agent vasoactif vs effet de modification du DC? • Altération de débit cardiaque - pharmacologique vs physique • Méthode d’évaluation du débit cardiaque • Méthode d’évaluation d’un substitut du DSC
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Impact du débit cardiaque sur DSC • Impact de pathologies cardiaques sur réponse aux interventions • Effet direct d’agent utilisé sur RVC (difficile à isoler) • Impact de pathologies intracrâniennes sur réponse à ↑ DC è autorégulation? • Absence de contrôle des autres déterminants potentiels du DSC
MMD 6513 – Anesthésie et système nerveux Antoine Halwagi, MD FRCPC Effets des agents anesthésiques sur le débit sanguin cérébral (DSC), Effet des agents anesthésiques - récapitulatif ta b l e au 2 4 .1 le métabolisme cérébral (CMR) et la pression intracrânienne (PIC) Agent DSC CMR PIC Protoxyde d'azote N2O ↑↑ ↑ ou → ↑↑ Sévoflurane ↓ ou → ou ↗ ↓ ou ↓↓ → ou ↗ ou ↑ Desflurane ↓ ou ↑ ↓↓ ↑ ou → Barbiturates ↓↓ ↓↓ ↓↓ Étomidate ↓↓ ↓↓ ↓↓ Propofol ↓↓ ↓↓ ↓↓ Kétamine ↑↑ ↑ ou → Seul ↑↑ Coadm → / ↗ / ↘ Benzodiazépines ↓ ↓ ↓ ou → Opioïdes → ou ↘ → ou ↘ → ou ↘ Dexmédétomidine ↓ → ou ↓ →
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