La réanimation neurochirurgicale (Le point sur ...)

La réanimation neurochirurgicale

Springer Paris Berlin Heidelberg New York Hong Kong Londres Milan Tokyo

Nicolas Bruder Patrick Ravussin Bruno Bissonnette

Avec la collaboration de l’Association de neuro-anesthésie réanimation de langue française

La réanimation neurochirurgicale

Nicolas Bruder Département d’Anesthésie-Réanimation CHU Timone 264, rue Saint-Pierre 13385 Marseille

Patrick Ravussin Département d’Anesthésiologie et Réanimation Hôpital Régional Avenue du grand Champsec 80 CH-1951 Sion (Suisse)

Bruno Bissonnette Department of Anaesthesia The Hospital for Sick Children 555 University Avenue University of Toronto Toronto, Ontario, Canada M5G 1X8

ISBN-13 : 978-2-287-68198-1 Springer Paris Berlin Heidelberg New York

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Maquette de couverture : Nadia Ouddane

Liste des auteurs Lamine ABDENNOUR Unité de Neuro-Anesthésie-Réanimation, Département d'Anesthésie-Réanimation et Université P. et M. Curie (Paris 6) Hôpital de la Pitié-Salpêtrière 47-83, Boulevard de l'hôpital 75013 Paris Jacques ALBANÈSE Département d’Anesthésie-Réanimation et Centre de Traumatologie Hôpital Nord 13915 Marseille Cedex 20 Gérard AUDIBERT Service d’Anesthésie-Réanimation Chirurgicale 29, avenue du Maréchal de-Lattre-deTassigny Case Officielle n° 34 54035 Nancy Cedex Bruno BISSONNETTE Department of Anaesthesia The Hospital for Sick Children 555 University Avenue University of Toronto Toronto, Ontario, Canada M5G 1X8 Julien BOGOUSSLAVSKY Service de Neurologie Centre Hospitalier Universitaire Vaudois CH-1011 Lausanne-CHUV (Suisse)

Nicolas BRUDER Département d’Anesthésie-Réanimation CHU Timone, 264, rue Saint-Pierre 13385 Marseille Claire CHARPENTIER Département d’Anesthésie-Réanimation Hôpital Central, CHU Nancy 54000 Nancy René CHIOLÉRO Service d'Anesthésiologie Centre Hospitalier Universitaire Vaudois CH-1011 Lausanne (Suisse) Amel DABOUSSI Département d'Anesthésie Réanimation Hôpital Purpan Place du Dr Baylac 31059 Toulouse Cedex 9 Damien DEBATISSE Service de Neurochirurgie Centre Hospitalier Universitaire Vaudois CH-1011 Lausanne (Suisse) Xavier DEBELLEIX Centre de médecine physique et de rééducation de la Tour de Gassies 33520 Bruges

Vincent BONHOMME Service Universitaire d'AnesthésieRéanimation CHR de la Citadelle 4000 Liège (Belgique)

Vincent DEGOS Unité de Neuro-Anesthésie-Réanimation, Département d’Anesthésie-Réanimation et Université P. et M. Curie (Paris 6) Hôpital de la Pitié-Salpêtrière 47-83, Boulevard de l'hôpital 75013 Paris

Michèle BONNARD-GOUGEON Neuroréanimation CHU Gabriel Montpied 63000 Clermont-Ferrand

Paul-André DESPLAND Service de Neurologie Centre Hospitalier Universitaire Vaudois CH-1011 Lausanne (Suisse)

Géry BOULARD Département d’Anesthésie et de Réanimation CHU Pellegrin 33076 Bordeaux Cedex

Philippe ECKERT Service de médecine intensive adultes Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) 1011 Lausanne (Suisse)

Laurent BEYDON Département Anesthésie-Réanimation Chirurgicale B CHU d’Angers – Hôpital Larrey 49100 Angers

Bertrand FAUVAGE Département d'Anesthésie-Réanimation 1 Hôpital Michallon, BP 217 38043 Grenoble Cedex 09

Olivier FOURCADE Anesthésie-Réanimation Hôpital Purpan Place du Dr Baylac 31059 Toulouse Cedex 9

Pol HANS Service Universitaire d'AnesthésieRéanimation CHR de la Citadelle 4000 Liège (Belgique)

Gilles FRANCONY Département d'Anesthésie-Réanimation 1 Hôpital Michallon, BP 217 38043 Grenoble Cedex 09

Romain KOCIAN Service d’Anesthésiologie Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) 1011 Lausanne (Suisse)

Colette FRANSSEN Département d'Anesthésie-Réanimation CHU de Liège 4000 Liège (Belgique) Raymond FRIOLET Département de médecine intensive Centre Hospitalier du Centre du Valais (CHCVs) Site de Sion Hôpital de Sion, case poste 510 CH-1950 Sion (Suisse) Damien GALANAUD Service de Neuroradiologie Hôpital de la Pitié-Salpêtrière et Université P. et M. Curie (Paris 6) 47-83, Boulevard de l'hôpital 75013 Paris Thomas GEERAERTS Département d’Anesthésie-Réanimation chirurgicale Centre Hospitalier Universitaire de Bicêtre et Faculté de médecine Paris Sud 78, rue du Général Leclerc 92275 Le Kremlin Bicêtre Guillaume GINDRE Neuroréanimation CHU Gabriel Montpied 63000 Clermont-Ferrand Philippe GOMIS Département Anesthésie-Réanimation CHU Hôpital Robert Debré 51092 Reims Cedex

Jean-Jacques LEMAIRE Neurochirurgie A CHU Gabriel Montpied 63000 Clermont-Ferrand Alain LÉON Département Anesthésie Réanimation CHU Hôpital Robert Debré 51092 Reims Cedex Marc LEONE Département d’Anesthésie-Réanimation et Centre de Traumatologie Hôpital Nord 13915 Marseille Cedex 20 Claire LÉPOUSE Département Anesthésie-Réanimation CHU Hôpital Robert Debré 51092 Reims Cedex Thomas LESCOT Unité de Neuro-Anesthésie-Réanimation Département d'Anesthésie-Réanimation et Université P. et M. Curie (Paris 6) Hôpital de la Pitié-Salpêtrière 47-83, Boulevard de l'hôpital 75013 Paris Thomas LIEUTAUD Département d’Anesthésie-Réanimation Hôpital Neurologique 59, Boulevard Pinel 69393 Lyon Montchot Cedex

Jean-Pierre GRAFTIEAUX Département Anesthésie-Réanimation CHU Hôpital Robert Debré 51092 Reims Cedex

Dan LONGROIS Service d’Anesthésie-Réanimation Chirurgicale Hôpital de Brabois Adultes Rue du Morvan 54511 Vandœuvre-les-Nancy Cedex

Philippe GRILLO Département d’Anesthésie-Réanimation CHU Timone 264, rue Saint-Pierre 13385 Marseille

Paul-Michel MERTES Service d’Anesthésie-Réanimation Chirurgicale 29, avenue du Maréchal de-Lattre-deTassigny

Case Officielle n° 34 54035 Nancy Cedex Anne-Marie OSWALD Réanimation Neurochirurgicale Hôpital Saint-Anne 1, rue Cabanis 75014 Paris

CH-1951 Sion (Suisse) Service d’anesthésiologie CHU Vaudois Rue du Bugnon 17 CH-1011 Lausanne (Suisse) Patrick SCHOETTKER Service d'Anesthésiologie Centre Hospitalier Universitaire Vaudois CH-1011 Lausanne (Suisse)

Olivier PAUT Département d’Anesthésie-Réanimation Pédiatrique CHU Timone-enfants 264, rue Saint-Pierre 13385 Marseille Cedex 5

Christophe SOLTNER Département Anesthésie-Réanimation Chirurgicale B CHU d’Angers – Hôpital Larrey 49100 Angers

Jean-François PAYEN Département d'Anesthésie-Réanimation 1 Hôpital Michallon, BP 217 38043 Grenoble Cedex 09

Donat-Rudolph SPAHN Service d’Anesthésiologie Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) 1011 Lausanne (Suisse)

Étienne PRALONG Service de Neurochirurgie Centre Hospitalier Universitaire Vaudois CH-1011 Lausanne (Suisse) Louis PUYBASSET Unité de Neuro-Anesthésie-Réanimation Département d'Anesthésie-Réanimation et Université P. et M. Curie (Paris 6) Hôpital de la Pitié-Salpêtrière 47-83, Boulevard de l'hôpital 75013 Paris Jean-Loup RAGGUENEAU Réanimation Neurochirurgicale Hôpital Saint-Anne 1, rue Cabanis 75014 Paris Patrick RAVUSSIN Département d’Anesthésiologie et Réanimation Hôpital Régional Avenue du grand Champsec 80

Aram TER MINASSIAN Département Anesthésie-Réanimation Chirurgicale B CHU d’Angers – Hôpital Larrey 49100 Angers Bernard VIGUÉ Département d’Anesthésie-Réanimation chirurgicale Centre Hospitalier Universitaire de Bicêtre et Faculté de médecine Paris Sud 78, rue du Général-Leclerc 92275 Le Kremlin Bicêtre Pierre VISINTINI Département d’Anesthésie-Réanimation et Centre de Traumatologie Hôpital Nord 13915 Marseille Cedex 20 Philippe VUADENS Clinique romande de réadaptation CH-1950 Sion (Suisse)

Liste des abréviations 3-HT AA ACC ACSOS ADP AQP ARM AVC BHE BHM BNP CDA CFU DID DSC DTC DVE DVE EIC EMCG EME EMNC EOA ETE EVSA FIRDA GCS GOS HBPM HC HED HIF HSA HTIC HU IP LCR LCS LOI MAV ME NOS

: triple H Therapy : acide arachidonique : arrêt circulatoire cérébral : agression cérébrale secondaire d’origine systémique : adénosine diphosphate : aquaporines : angiographie par résonance magnétique : accident vasculaire cérébral : barrière hémato-encéphalique : barrière hémoméningée : Brain Natriuretic Peptide : coefficient de diffusion apparent : Colony Forming Unit : déficit ischémique différé : débit sanguin cérébral : Doppler transcrânien : dérivation ventriculaire externe : drainage ventriculaire externe : espace interstitiel cérébral : état de mal convulsif généralisé : état de mal épileptique : état de mal non convulsif : oto-émission acoustique : événement thromboembolique : enceinte ventriculo sous-arachnoïdienne : Frontal Intermittent Rythmic Delta : score de Glasgow : Glasgow Outcome Scale : héparine de bas poids moléculaire : hémorragie cérébrale : hématome extradural : Hypoxic Inducing Factor : hémorragie sous-arachnoïdienne : hypertension intracrânienne : unités Hounsfield : index de pulsatilité : liquide céphalo-rachidien : liquide cérébro-spinal : Lactate Oxygen Index : malformation artério-veineuse : mort encéphalique : NO synthase

OC PAM PE PIC PLEDs PPC PPM PtiO2 PVC PVI RVC SIADH SjO2 SNC SSH TAAE TC TE THRT TR TVP Vd VSC

: œdème cérébral : pression artérielle moyenne : potentiel évoqué : pression intracrânienne : Periodic Lateralized Epileptiform Discharge : pression de perfusion cérébrale : pression de perfusion médullaire : pression tissulaire en oxygène : pression veineuse centrale : index pression volume : résistance vasculaire cérébrale : sécrétion inappropriée d’hormone antidiurétique : saturation veineuse jugulaire en oxygène : système nerveux central : sérum salé hypertonique : transporteur d’acides aminés excitateurs : traumatisme crânien : temps d’écho : test de réponse hyperhémique transitoire : temps de répétition : thrombose veineuse profonde : vélocité diastolique : volume sanguin cérébral

SOMMAIRE

Physiopathologie de l’agression cérébrale Métabolisme et circulation cérébrale : modifications liées à l’agression cérébrale A. Ter Minassian............................................................................................................

15

Œdème cérébral : physiopathologie et diagnostic J.-F. Payen, G. Francony et B. Fauvage..........................................................................

43

Protection cérébrale : données expérimentales P. Hans, C. Franssen et V. Bonhomme ..........................................................................

55

Agression cérébrale secondaire d’origine systémique P. Schoettker et R. Chioléro...........................................................................................

71

Surveillance Mesure de la pression intracrânienne M. Bonnard-Gougeon, G. Gindre et J.-J. Lemaire .........................................................

83

Surveillance de la circulation cérébrale par Doppler transcrânien en réanimation neurochirurgicale A. Ter Minassian............................................................................................................

99

Surveillance du métabolisme cérébral (SjO2, PtiO2, microdialyse) G. Audibert, C. Charpentier et P.-M. Mertes .................................................................

121

Température cérébrale : physiologie et intérêt de sa surveillance T. Geeraerts et B. Vigué.................................................................................................

141

Surveillance neurophysiologique en USI-NCH. EEG, potentiels évoqués (PE) D. Debatisse, E. Pralong et P.-A. Despland ...................................................................

153

Apport de l’imagerie neurologique dans la prise en charge du patient traumatisé crânien grave T. Lescot, V. Degos, D. Galanaud, L. Abdennour et L. Puybasset ..................................

179

Pathologies Hémorragie sous-arachnoïdienne en réanimation L. Beydon, C. Soltner, L. Puybasset, G. Audibert et N. Bruder.......................................

199

Accidents vasculaires cérébraux ischémiques et hémorragiques P. Vuadens et J. Bogousslavsky.....................................................................................

217

Prise en charge des accidents hémorragiques cérébraux sous anticoagulants P. Grillo, B. Vigué et N. Bruder ......................................................................................

245

Infections neuroméningées postopératoires et abcès cérébraux J.-P. Graftieaux, C. Lépouse, P. Gomis et A. Léon .........................................................

263

État de mal épileptique J.-L. Raggueneau et A.-M. Oswald................................................................................

283

Complications postopératoires en chirurgie réglée N. Bruder et P. Ravussin ................................................................................................

301

Prise en charge du traumatisé crânien isolé P. Visintini, M. Leone et J. Albanèse .............................................................................

317

Prise en charge d’un patient atteint d’un traumatisme médullaire T. Lieutaud et N. Bruder ................................................................................................

347

Thérapeutique, organisation et éthique Principes de traitement de l’hypertension intracrânienne B. Fauvage, J. Albanèse et J.-F. Payen...........................................................................

375

Catécholamines, remplissage vasculaire et cerveau O. Fourcade et A. Daboussi ...........................................................................................

395

Hypothermie thérapeutique R. Kocian, V. Bonhomme, D.R. Spahn, R. Friolet et P. Ravussin....................................

407

Prévention et traitement de la thrombose veineuse profonde en neurochirurgie N. Bruder, J.-F. Payen et G. Audibert.............................................................................

421

Spécificités de la réanimation de l’enfant O. Paut et B. Bissonnette...............................................................................................

435

Organisation de la prise en charge des patients neurochirurgicaux en réanimation Comment concilier spécialisation et polyvalence ? R. Chioléro, P. Schoettker et P. Eckert...........................................................................

451

Réanimation et mort encéphalique P.M. Mertes, D. Longrois, G. Audibert et C. Charpentier ..............................................

461

Aspects éthiques en réanimation neurochirurgicale G. Boulard, B. Vigué et X. Debelleix ..............................................................................

489

Physiopathologie de l’agression cérébrale

Métabolisme et circulation cérébrale : modifications liées à l’agression cérébrale A. Ter Minassian

Introduction L’encéphale ne représente que 2 % de la masse corporelle mais sa consommation en O2 (CMRO2 : 5 mL/min/100 g) et en glucose (CMRglu : 31 µ mol/min/100 g) est considérable et représente respectivement 20 % et 25 % de la consommation totale de l’organisme au repos. Le débit sanguin cérébral (DSC) est élevé en conséquence : 20 % du débit cardiaque au repos (1). Ce métabolisme énergétique exceptionnel est bien évidemment lié à l’incessante activité de communication intercellulaire cérébrale. Il n’est donc guère possible de traiter du problème du métabolisme énergétique cérébral sans aborder, au moins de façon succinte, celui de la transduction du signal dans le tissu cérébral. De plus, le DSC étant étroitement corrélé à la CMRglu la compréhension des phénomènes hémodynamiques cérébraux accompagnant l’agression cérébrale passe par celle de la physiopathologie du métabolisme énergétique (2). Nous centrerons cet exposé sur les deux grandes pathologies aiguës cérébrales rencontrées en réanimation : l’ischémie cérébrale et le traumatisme crânien. Ces deux pathologies sont fréquentes et, nous le verrons, bien que leurs étiologies soient différentes, elles comportent de nombreuses similitudes physiopathologiques.

Propriétés biomécaniques et hémodynamique intracrânienne Propriétés biomécaniques Au sein de la cavité ostéoméningée rigide aux capacités de compensation volumique réduites, toute pathologie hypertensive intracrânienne quelle qu’en soit

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La réanimation neurochirurgicale

la cause, processus expansif, hématome intracérébral, hydrocéphalie, traumatisme crânien, hémorragie méningée grave (associant de façon variable troubles de l’hydraulique du liquide céphalorachidien [LCR], effet de masse intracrânien et vasospasme), peut s’accompagner d’une réduction du DSC et d’un œdème intracellulaire ischémique. Ce gonflement cellulaire va contribuer à l’augmentation supplémentaire de la PIC en un cycle d’auto-aggravation aboutissant à la diminution critique de la pression de perfusion cérébrale (PPC) qui est la différence entre la pression artérielle moyenne (PAM) et la pression intracrânienne (PIC). PPC = PAM – PIC De leur côté, les agressions cérébrales secondaires qu’elles soient d’origine systémique (hypotension, hypoxie, hypo- ou hypercapnie, fièvre, anémie excessive…) ou cérébrale (comitialité, amplification pathologique de la PIC secondaire à la vasodilatation en autorégulation) viennent se surajouter à ce cycle et contribuent à précipiter l’évolution ischémique. L’hypoxie et l’hypotension en situation d’agression cérébrale sont des déterminants majeurs des processus œdémateux. Ainsi, on sait que le traumatisme mécanique par exemple est en soi insuffisant à générer un œdème cérébral significatif. Tous les modèles expérimentaux cherchant à reproduire l’hypertension intracrânienne (HTIC) posttraumatique humaine associent un épisode d’hypotension et d’hypoxie à la lésion mécanique pour générer un œdème cérébral significatif susceptible d’augmenter la PIC (3). La tolérance volumique de la cavité cranioméningée peut être estimée par un index en coordonnée semi-logarithmique, appelé index pression-volume (PVI) PVI = ∆V/Log(Pp/P0) où ∆V est le volume additionné au LCR, P0 est la PIC à l’état de base, Pp est la PIC après addition du volume précité. Cet index indique le volume qu’il faudrait ajouter au contenu intracrânien pour multiplier par un facteur 10 la PIC. La normale de cet index est de l’ordre de 25 mL. Cela signifie en pratique que l’adjonction brutale d’un volume de 25 mL augmente la PIC de 10 mmHg (valeur physiologique de la PIC) à 100 mmHg, c’est-à-dire au niveau de la PAM. La PPC devenant nulle, on voit que l’adjonction d’un faible volume suffit à provoquer un arrêt circulatoire cérébral. Cette faible tolérance volumique de la cavité craniospinale explique notamment l’ictus de l’hémorragie méningée. La doctrine, dite de Monroe-Kelly, prévoit que au sein de la cavité craniospinale, toute augmentation de volume de l’une des trois composantes du contenu intracrânien provoque le déplacement hors de la boîte crânienne d’un volume égal d’un autre compartiment. En pratique, en dehors des phénomènes d’engagement du tissu cérébral, la compensation volumique lors de la formation d’un processus expansif intracrânien se fait essentiellement par déplacement de LCR. En effet, la circulation veineuse cérébrale se comportant comme une résistance de Starling, les veines corticales ne se collabent jamais lors de l’HTIC et le gradient entre pression veineuse corticale et pression du LCR reste constant (4). Ceci a deux conséquences :

Métabolisme et circulation cérébrale

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– le volume sanguin veineux cérébral qui représente probablement la plus grande partie du volume sanguin cérébral (4,2 mL/100 g de tissu, soit environ 50 mL pour un encéphale de 1 300 g) reste a peu près constant lors de l’HTIC ; – la constance du gradient entre pression veineuse corticale et pression du LCR permet d’assimiler la PPC à la différence entre la PAM et la PIC (qui est par définition la pression du LCR) alors que d’un point de vue physiologique la PPC réelle est la différence entre PAM et pression veineuse corticale. La visualisation directe des vaisseaux lors de l’HTIC expérimentale montre que seules les artérioles se collabent et ce, seulement à des niveaux d’HTIC et de PPC proches du seuil d’arrêt circulatoire cérébral (5). En pratique, c’est le déplacement de LCR qui permet de tamponner les augmentations de volume tissulaire ou sanguin cérébral. En effet, la résorption de LCR est passive et dépend uniquement du gradient de pression entre la pression du LCR et la pression régnant dans le sinus veineux sagittal aux parois rigides assimilé à un compartiment extracrânien. Il s’en suit que, lors d’une augmentation pathologique de la PIC secondaire à une augmentation du VSC ou du volume tissulaire (processus œdémateux, tumeur, hématome intracrânien, attrition hémorragique…), la résorption accélérée de LCR va provoquer une décroissance exponentielle de la PIC jusqu’à normalisation pour tant que la résistance à l’écoulement ne soit pas altérée. En pathologie, cette résistance à l’écoulement est souvent augmentée soit du fait d’un obstacle anatomique sur les voies d’écoulement du LCR, soit tout simplement parce que le gonflement cérébral plaque les espaces sous-arachnoïdiens où circule le LCR contre la dure-mère réalisant ainsi un obstacle fonctionnel à l’écoulement. Dans ce cas, la PIC va se stabiliser à un niveau supérieur susceptible de compromettre la perfusion cérébrale de façon durable (6). Mais le volume de LCR mobilisable est limité. Chez l’adulte, le système ventriculaire et les espaces sous-arachnoïdiens (dont la plus grande parie est lombaire et non intracrânienne chez le sujet non atrophique) contiennent chacun de 25 à 35 mL de LCR (7). On voit donc que le volume de 25 mL représente bien un volume critique puisqu’il correspond pratiquement au volume maximal de LCR mobilisable hors du système ventriculaire.

Propriété hémodynamique intracrânienne Autorégulation cérébrale Le débit sanguin cérébral normal est d’environ 50 mL/100 g/min. Il est maintenu relativement constant dans une large plage de variation de PPC (entre 60 et 130 mmHg). En dessous et au-dessus de ces bornes, le DSC varie proportionnellement à la PPC (8). Le terme « d’autorégulation » appliqué au cerveau a été introduit par Lassen à la fin des années 1950 en analogie avec la physiologie rénale. Ce principe de stabilité du débit sanguin est commun à de

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La réanimation neurochirurgicale

nombreuses circulations régionales : rénale, coronaire, splanchnique, rétinienne et musculocutanée. Il existe cependant une variabilité interindividuelle des limites de PPC entre lesquelles le DSC est maintenu constant. De plus, celles-ci peuvent être modifiées, en particulier par l’hypertension artérielle (9) et par l’activité sympathique (10, 11). Il faut noter que ce principe de stabilité statistique du DSC lors de modifications large de PPC est différent de l’autorégulation « physiologique » qui consiste en l’augmentation du DSC lors de l’activation cérébrale. Ce type d’autorégulation est connu depuis plus d’un siècle et ses mécanismes moléculaires commencent tout juste à être démembrés, nous y reviendrons. La régulation face aux variations de PPC est le fait des artérioles piemériennes de diamètre compris autour de 200 µ, et il existe de plus une hiérarchisation du recrutement artériolaire en fonction du niveau de PPC. Schématiquement, plus la PPC est basse plus les artérioles de petit diamètre sont recrutées (12). La vasodilatation secondaire à l’activation cérébrale est le fait des artérioles corticales de diamètre inférieur à 75 µ (11, 13). Il a été possible de quantifier les modifications de VSC induites par les variations de PPC. Expérimentalement, il a été estimé que les variations de PPC, dans les limites de l’autorégulation, produisaient une variation opposée du VSC de 0,015 mL/100 g/mmHg dans une gamme de PPC allant de 35 à 200 mmHg (14). Il est cependant probable que la relation entre le VSC et la PPC ne soit pas strictement linéaire.

Réactivité au CO2 Depuis les travaux de Wolf et Lennox (15), on sait que l’hypocapnie diminue le diamètre des vaisseaux cérébraux et qu’à l’inverse l’hypercapnie l’augmente. Ces modifications de calibre s’accompagnent de modification parallèle du DSC. Comme l’autorégulation, la réactivité vasculaire au CO2 n’est pas spécifique au lit vasculaire cérébral mais existe probablement, à un moindre degré cependant, dans tous les lits artériolaires systémiques. En effet, en dehors du lit cérébral, l’effet vasodilatateur systémique direct du CO2 est contrebalancé par la vasoconstriction sympathique qu’induit l’hypercapnie (16). Les modifications du tonus vasculaire cérébral ne sont pas dues au CO2 luimême mais aux modifications induites de la concentration en ions H+ (et donc du pH) du LCR et du milieu interstitiel. Les ions HCO3- ne diffusent pas à travers la BHE, tandis que le CO2 est librement et rapidement diffusable. La mesure des modifications du diamètre des artérioles pie-mériennes a permis de mettre en évidence un effet identique des modifications du pH péri vasculaire cérébral obtenu par des modifications de la PaCO2 ou de l’application locale de solutions acides titrées (17). Ces effets des modifications de la PaCO2 sur le

Métabolisme et circulation cérébrale

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tonus vasculaire cérébral sont transitoires et ne durent que quelques heures du fait d’une normalisation progressive du pH du LCR. Cette normalisation du pH est attribuée à l’activité de l’anhydrase carbonique au niveau de la BHE. Cette enzyme modifie la concentration en ions HCO3- du LCR, lors des modifications chroniques de capnie (18, 19). Bien qu’il existe une certaine variabilité des résultats de la littérature (20), un accroissement de 5 % du DSC par mmHg de PaCO2 peut être retenu comme valeur moyenne physiologique de la réactivité au CO2. Les variations de PaCO2 s’accompagnent d’une variation dans le même sens du VSC estimée à 0,05 mL/100 g/mmHg de PaCO2. Enfin, la réactivité de la substance grise est supérieure à celle de la substance blanche (21, 22). Il est cependant possible que les variations de VSC induites par les variations de PaCO2 et de PPC soient plus importantes que celles rapportées dans les études estimant les variations de VSC par les seules variations du volume globulaire. En tenant compte des variations régionales de l’Ht durant les variations de capnie, il a été retrouvé une variation de VSC de 0,1 mL/100 g/mmHg de PaCO2 (23), soit deux fois supérieure à celle retrouvée par Phelps et al. (21) et Greenberg et al. (22).

Interactions réciproques capnie-autorégulation, PPC-réactivité au CO2 La PaCO2 est un important modulateur du DSC et de l’autorégulation cérébrale. Ainsi, la vasodilatation hypercapnique limite les capacités de vasodilatation supplémentaire lors d’une diminution de la PPC. À l’inverse, à la limite supérieure du plateau d’autorégulation, les vaisseaux relaxés par l’hypercapnie augmentent moins leurs résistances. Le phénomène inverse se produit lors de l’hypocapnie. En somme, l’hypercapnie déplace les limites inférieures et supérieures du plateau d’autorégulation vers les valeurs respectivement plus hautes et plus basses de PPC rendant ainsi plus étroit le plateau d’autorégulation. L’hypocapnie de son côté élargit le plateau d’autorégulation (8, 24-27). Par ailleurs, le niveau absolu de PAM modifie la réactivité au CO2. L’hypotension artérielle modérée réduit la réactivité au CO2, tandis que l’hypotension profonde l’abolit (28-30). Il a été suggéré que l’absence de vasoconstriction cérébrale en réponse à l’hypocapnie, en situation d’hypotension, était due à la prévalence du maintien de l’apport cérébral en O2 sur les mécanismes de régulation de la réactivité au CO2. La réactivité au CO2 disparaît lorsque la PPC diminue en dessous de la limite inférieure du plateau d’autorégulation (30). L’existence d’un seuil ischémique de DSC, en dessous duquel la réactivité au CO2 est abolie, a également été confirmée en clinique (31).

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Contraintes biomécaniques et agression cérébrale L’encéphale, nous l’avons vu, ne représente que 2 % de la masse corporelle mais sa consommation considérable en O2 (5 mL/min/100 g) et en glucose (31 µmol/min/100 g) représente respectivement 20 % et 25 % de la consommation totale de l’organisme au repos. Le DSC est élevé en conséquence : 20 % du débit cardiaque au repos (1). À cette circulation sanguine rapide se superpose la circulation du LCR plus lente à un débit de 0,35 à 0,40 mL/min (soit 500 à 600 mL/24 h). Ainsi, en pathologie, dans l’enceinte rigide craniospinale, trois paramètres principaux vont interagir de façon dynamique et contribuer à l’élévation de la PIC : l’élastance craniospinale, la résistance à l’écoulement du LCR et le volume sanguin cérébral. Rosner et al. (32-34) ont proposé un modèle qualitatif tenant compte de la composante vasculaire de l’HTIC. Selon ce modèle, toute augmentation de la PIC et toute diminution de la PPC, qu’elle qu’en soit l’origine, sont susceptibles d’entraîner une diminution des résistances vasculaires cérébrales (RVC) en autorégulation et donc une augmentation du VSC. Cette augmentation de VSC provoque une élévation supplémentaire de la PIC en un véritable cercle vicieux, vulgarisé sous le nom de « cascade vasodilatatrice ». De façon notable, pour qu’une telle cascade vasodilatatrice se produise, il est nécessaire que l’élastance craniospinale et la résistance à l’écoulement du LCR atteignent des valeurs critiques et que le « gain » de l’autorégulation soit élevé (35-37). En pratique, les abolitions de l’autorégulation sont rares. En matière de traumatologie crânienne, si l’autorégulation est souvent altérée de façon variable, elle ne modifie pas la relation qualitative attendue entre variations de PAM et de PIC (38). Il en résulte que le phénomène hémodynamique majeur caractéristique de l’hémodynamique cérébrale en HTIC est le couplage pathologique entre variation des RVC et variation de PPC. Dans ces conditions, une diminution des RVC provoque une diminution proportionnelle de la PPC du fait de l’augmentation du VSC et de la PIC. À un degré d’altération supérieur, il est possible d’observer des effets paradoxaux. La diminution des RVC laisse alors le DSC inchangé et dans les cas les plus graves peut même diminuer le DSC. (fig. 1 et fig. 2) (39, 40). L’effet inverse peut être observé lors de l’augmentation des RVC qui peut laisser le DSC inchangé ou parfois l’augmenter transitoirement. En pathologie traumatique focale, l’hétérogénéité de la réactivité vasculaire expose à la redistribution des flux par effet de « vol » (41) et à une régulation inadaptée du débit local lors de l’activation cérébrale physiologique ou pathologique. Les contraintes biomécaniques régnant sur l’encéphale confiné dans l’enceinte ostéoméningée n’expliquent cependant pas l’ensemble des phénomènes pathologiques observés en clinique. Ainsi, au décours du traumatisme crânien, il est possible d’observer une extension des lésions œdémateuses initiales alors même que PPC et PIC sont

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Fig. 1 – Analyse de sensibilité du rôle du gain de l’autorégulation. Les schémas décrivent l’évolution temporelle de la PIC (A) et la relation dynamique non linéaire liant la PIC au débit sanguin cérébral (VCM) (B) calculée par un modèle biomathématique durant une variation de PaCO2 (de l’hypocapnie aiguë à la normocapnie) à différents niveaux de pression artérielle moyenne (SAP) (65 mmHg : graphiques supérieurs ; 100 mmHg : graphiques au centre ; 135 mmHg : graphiques inférieurs). Les patients simulés sont caractérisés par une élévation modérée de la résistance à l’écoulement du LCR (Ro/Ro0 = 5), une diminution modérée de la compliance craniospinale (i.e., une augmentation du coefficient d’élastance : kE/kE0 = 1,3) et différentes valeurs du gain de l’autorégulation (Gaut,2/Gaut,20) des petites artères pie-mériennes (tirets : Gaut,2/Gaut,20 = 0,25 ; pointillés : Gaut,2/Gaut,20 = 0,75 ; ligne grasse continue : Gaut,2/Gaut,20 = 1 ; tirets-pointillés : Gaut,2/Gaut,20 = 1,25 ; ligne fine continue : Gaut,2/Gaut,20 = 1,5). (D’après Lodi et al. 1998.)

apparemment correctement contrôlées. De plus, il existe une cinétique particulière des syndromes hémodynamiques cérébraux. À J1 post-traumatique, il existe une corrélation entre la diminution du DSC et la profondeur du coma apprécié par le GCS. Cependant, dès J2 post-traumatique, cette corrélation disparaît tandis que le DSC tend à augmenter (42).

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Fig. 2 – Analyse de sensibilité du rôle de la résistance à l’écoulement du LCR. Les schémas décrivent l’évolution temporelle de la PIC (A) et la relation dynamique non linéaire liant la PIC au débit sanguin cérébral (VCM) (B) calculée par un modèle biomathématique durant une variation de PaCO2 (de l’hypocapnie aiguë à la normocapnie) à différents niveaux de pression artérielle moyenne (SAP) (65 mmHg : graphiques supérieurs ; 100 mmHg : graphiques au centre ; 135 mmHg : graphiques inférieurs). Les patients simulés sont caractérisés par des gains normaux de l’autorégulation (Gaut,1/Gaut,10 = 1 ; Gaut,2/Gaut,20 = 1), une diminution modérée de la compliance craniospinale (i.e., une augmentation du coefficient d’élastance : kE/kE0 = 1,3) et différentes valeurs de la résistance à l’écoulement du LCR (ligne grasse continue : Ro/Ro0 = 1 ; tirets : Ro/Ro0 = 2,5 ; pointillés : Ro/Ro0 = 5 ; tirets-pointillés : Ro/Ro0 = 7,5 ; ligne fine continue : Ro/Ro0 = 10). (D’après Lodi et al. 1998.)

Cette augmentation du DSC peut être relative ou absolue : – l’augmentation relative du DSC par rapport à la consommation cérébrale en O2 (CMRO2) est largement documentée tant au décours du TC que lors de l’ischémie-reperfusion ; – l’augmentation absolue du DSC quant à elle apparaît comme un phénomène banal à la périphérie des plages de contusion cérébrale dans les régions

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ou la récupération fonctionnelle est possible (43-45). Cette augmentation de débit est couplée à une hyperglycolyse locale (46). Il existe ainsi un paradoxe où l’hyperdébit semble à la fois lié à des processus de récupération fonctionnelle et accompagner l’extension progressive des lésions initiales. Cela soulève plusieurs interrogations, tant sur le phénomène à l’origine de l’augmentation du DSC et de la consommation cérébrale en glucose (CMRglu) dans les régions périlésionnelles, que sur la nature de l’œdème cérébral (OC) notamment post-traumatique. Il n’est cependant guère possible d’appréhender ces phénomènes pathologiques sans quelques rappels sur l’activation cérébrale physiologique.

Physiologie du métabolisme énergétique et de la transduction du signal dans le tissu cérébral Cycle glutamate-glutamine Chez l’Homme, le principal neurotransmetteur excitateur est un acide aminé : le glutamate. Sa libération par les terminaisons synaptiques exerce ses effets excitateurs sur les neurones postsynaptiques via des récepteurs spécifiques ionotropiques et métabotropiques (47). Les concentrations extracellulaires de glutamate sont en permanence finement régulées et son action excitatrice est rapidement neutralisée, essentiellement du fait de son recaptage par les prolongements astrocytaires qui couvrent la fente synaptique. Le maintien du glutamate extracellulaire à de faibles concentrations de l’ordre de 2-3 µM répond à une double nécessité d’optimisation du rapport signal-bruit lors de sa libération par les terminaisons glutamatergiques et de prévention des conséquences d’une excitation excessive. Ce recaptage se fait par un système de transporteurs d’acides aminés excitateurs (TAAE). Bien que plusieurs types spécifiques de TAAE aient pu être isolés sur les astrocytes que les neurones (48), ce sont les transporteurs astrocytaires qui assurent de façon prépondérante le recaptage du glutamate (49, 50). Ce recaptage se fait essentiellement le long d’un gradient électrochimique de Na+ de telle façon que, pour chaque molécule de glutamate transportée, trois ions Na+ pénètrent dans l’astrocyte (48, 51). Ce cotransport glutamate-Na+ est si étroit que le courant sodique ainsi généré reflète avec une grande précision temporelle l’activité synaptique excitatrice (52). Une fois recapté par les astrocytes, le glutamate est aminé sous forme de glutamine sous l’action de la glutamine-synthétase, enzyme spécifique aux astrocytes qu’on ne retrouve pas dans les neurones (53). Les ions ammoniums nécessaires à cette réaction proviennent du sang circulant mais aussi de la production mitochondriale des neurones postsynaptiques activés (54, 55). La

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glutamine est alors larguée puis captée par les neurones et de nouveau stockée sous forme de glutamate dans les vésicules présynaptiques après hydrolyse sous l’action d’une glutaminase phosphate dépendante spécifique des neurones (56). L’alanine et les acides aminés branchés et notamment la leucine sont d’autres précurseurs possibles du glutamate et de la glutamine. La consommation neuronale et astrocytaire de glutamate sous forme d’acides cétoniques et l’échange de glutamine contre des acides aminés neutres au travers de l’endothélium capillaire serviraient de tampon à ce cycle et permettraient de moduler le stock relargable. La synthèse de novo de glutamate par amination d’α-cétoglutarate permet de son côté la restauration du pool (fig. 3) (1, 57). Neurone

Astrocyte

Capillaire

Fig. 3 – Principales voies métaboliques du glutamate. Dans les astrocytes : la principale source de glutamate provient du recaptage du glutamate synaptique. La modulation des concentrations intracellulaires est assurée par la synthèse de novo à partir de l’amination de l’aKT issu du cycle tricarboxylique, ou en cas d’excès par son entrée dans le cycle tricarboxylique. Le glutamate est aminé en glutamine délivrée aux neurones. PC et GS sont des enzymes spécifiques aux astrocytes. La PC assure l’entretien d’une réaction anaplérotique du cycle tricarboxylique lorsque l’αKG est soustrait du cycle pour la synthèse de glutamate. Dans les neurones : la principale source de glutamate provient de la désamination de la glutamine relarguée par les astrocytes. La Glase est spécifique des neurones. L’amination de l’αKG délivré par les astrocytes et également issu du cycle tricarboxylique des neurones assure la modulation du pool. L’Ala nécessaire au processus d’amination est délivré par les astrocytes. Le métabolisme du glutamate neuronal apparaît critiquement dépendant de l’apport astrocytaire. (AAT : aspartate aminotransférase. AcCoA : acétyl co-enzyme A. Ala : alanine. ALAT : alanine aminotransférase. αKG : α-cetoglutarate. Asp : aspartate. GDH : glutamate déhydrogénase. Glase : glutaminase. GS : glutamine synthétase. Leu : leucine. LT : leucine transaminase. OxA : oxaloacétate. PC : pyruvate carboxylase. PDH : pyruvate déshydrogénase. Pyr : pyruvate. TCA cycle : cycle tricarboxylique de Krebs). (D’après Magistretti 1999.)

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Couplage du cycle du glutamate au cycle du glucose Nous avons vu que le recaptage astrocytaire de glutamate se faisait conjointement à une entrée de Na+. Cette entrée de Na+ active les pompes Na+ – K+ ATPase dépendante dont le métabolisme énergétique est glycolytique ; l’extrusion du Na+ échangé avec le K+ se fait donc conjointement à une production accrue de lactates. Des mouvements d’eau accompagnent les modifications des gradients ioniques : ces mouvements d’eau pourraient être à l’origine des diminutions transitoires du coefficient de diffusion apparent de l’eau (CDA), traduisant un gonflement cellulaire, observées lors de l’activation cérébrale (58). D’un point de vue énergétique, le rendement de la glycolyse anaérobie est faible et génère deux molécules d’ATP. L’une sera consommée lors de l’activation de la glutamine-synthase, la seconde par celle de la pompe Na+ – K+ ATPase dépendante. Il peut sembler paradoxal que la glycolyse de faible rendement énergétique soit préférentiellement utilisée par les astrocytes. Une explication possible est la rapidité avec laquelle cette réaction produit l’ATP nécessaire à la neutralisation du glutamate. De son côté, le lactate astrocytaire généré par ces processus régulant la neurotransmission est utilisé comme substrat énergétique par les neurones après transformation en pyruvate et incorporation dans le cycle aérobie de Krebs. Ce schéma du couplage de l’activité neuronale à l’utilisation du glucose (fig. 4) explique les pics de lactate observés en spectroscopie IRM lors de l’activation corticale physiologique (59, 60) et constitue l’une des avancées récentes dans la compréhension de la compartimentalisation fonctionnelle des métabolismes énergétiques complémentaires des astrocytes et des neurones (50, 61-63).

Découplage du métabolisme énergétique et du débit sanguin cérébral : réalité ou erreur de raisonnement ? Nous l’avons vu, le métabolisme énergétique cérébral est considérable. Rappelons-le encore une fois, la masse cérébrale ne représente que 2 % de la masse corporelle mais consomme 20 % et 25 % de l’O2 et du glucose au repos (1, 64). Le DSC est logiquement en rapport : 20 % du débit cardiaque au repos. Lors de l’activation cérébrale physiologique, le DSC augmente de 30 % alors que la CMRO2 n’augmente que de 5 % (65). Cette augmentation en apparence disproportionnée du DSC en regard de la CMRO2 a pu être qualifiée de « découplage » (65) entre ces deux paramètres. Ainsi, la saturation veineuse cérébrale est paradoxalement plus élevée lors de l’activation cérébrale et ceci est à la base de l’imagerie fonctionnelle de l’activation en IRM selon l’al-

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Fig. 4 – Couplage du métabolisme énergétique au métabolisme du glutamate. Le transport astrocytaitre du glutamate se fait le long d’un gradient électrochimique de Na+ qui active les pompes NA+/K+ ATPase dépendantes dont l’énergie provient du métabolisme glycolytique. Il en résulte une production de lactate délivré aux neurones où il rentre dans le cycle tricarboxylique. Le métabolisme astrocytaire est essentiellement glycolytique alors que le métabolisme neuronal est aérobie et dépendant de l’apport en lactate astrocytaire réalisant ainsi une compartimentalisation du métabolisme énergétique. Le métabolisme énergétique aérobie s’accompagne d’une production obligatoire de radicaux libres neutralisés par le GSH. Les neurones dépendent de façon critique de l’apport de GSH astrocytaire. (D’après Haid-Aissouni et al. 2002.)

gorithme utilisant la déoxyhémoglobine comme agent de contraste paramagnétique. Il faut cependant noter que, du fait du conflit existant entre la diffusion et la convection de l’O2 (quand le DSC augmente, le temps de transit diminue et moins de temps est laissé à la diffusion), 30 % d’augmentation de DSC est nécessaire à une augmentation de 5 % de la CMRO2 (66). Il est donc impropre de parler de « découplage » DSC/CMRO2. L’augmentation de débit est en réalité adaptée à l’augmentation de la demande métabolique et la restriction du DSC pourrait avoir de graves conséquences dans les situations pathologiques d’activation cérébrale. De même, la CMRglu augmente de 50 %, ce qui apparaît disproportionné en regard de 5 % d’augmentation de la CMRO2 (67). Nous avons vu que le captage et la neutralisation du glutamate par les astrocytes s’accompagnaient d’une glycolyse accrue dont le rendement énergétique est faible. Le calcul montre là aussi que, malgré la disproportion apparente dans l’augmentation de ces deux paramètres, plus de 70 % de l’énergie produite et requise par l’activa-

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tion cérébrale sont fournis par le métabolisme aérobie. La restriction de la disponibilité en O2 en situation d’activation pathologique pourrait, là aussi, avoir des conséquences graves sur le métabolisme énergétique cérébral.

Le NO : un neurotransmetteur et un vasodilatateur Le NO est un messager moléculaire produit de l’oxydation de la L arginine par une enzyme, la NO synthase, (NOS). Il existe plusieurs isoformes de cette dernière. dans le système nerveux central : NOS endothéliale (eNOS), NOS neuronale (nNOS) et NOS dite inductible (iNOS) (68). Cette dernière n’est normalement pas présente mais s’exprime dans les cellules microgliales (et probablement macrogliales) sous l’effet d’un stimulus immunologique (69). Cette classification reste cependant schématique, différentes formes de NOS pouvant être exprimées par une même population cellulaire. Les NOS constitutives eNOS, nNOS et aussi NOS astrocytaire (70) sont Ca++ dépendantes (71) et ne produisent de NO que lors de l’augmentation du [Ca++]i, alors que iNOS est Ca++ indépendante. Il en découle que la production régulée en petite quantité de NO par les NOS constitutives semble particulièrement adaptée à un rôle de neurotransmission, tandis que la production permanente et en grande quantité de NO par les NOS inductibles correspondrait à une fonction toxique associée aux processus inflammatoires (72, 73). Il est établi qu’au niveau cérébral la eNOS participe à la régulation du DSC en relaxant la fibre musculaire lisse endothéliale en réponse aux forces de cisaillement (74), à la stimulation des récepteurs protéine-G dépendants cholinergique, muscarinique (75) et B2 bradykinine (76) qui tous trois augmentent le [Ca++]i. Le NO formé ne se fixe pas sur un récepteur membranaire spécifique mais interagit avec un second messager du système des récepteurs protéines-G. Le NO stimule notamment la guanylyl-cyclase, augmente la concentration de GMPc et active la proteine kinase G. L’action pharmacologique vasodilatatrice de cette dernière n’est pas bien connue mais semble liée aux mouvements calciques générés par l’activation des récepteurs endoplasmiques ryanodine (77). Si le NO semble impliqué dans certaines réponses fondamentales de la microcirculation cérébrale, il est rarement indispensable de façon isolée à une activité vasomotrice donnée, qu’il s’agisse de la réactivité au CO2, de l’autorégulation métabolique ou de l’autorégulation face aux variations de pression. Il apparaît plus souvent comme un facteur permissif ou modulant le tonus de base que comme un effecteur obligatoire sauf sans doute dans le cervelet (78). Le NO est d’ailleurs préférentiellement produit dans les artérioles cérébrales de gros diamètre (79) qui sont les effecteurs de l’autorégulation pour les niveaux élevés de PA alors que les artérioles de petit diamètre sont les effecteurs de l’autorégulation métabolique et des bas niveaux de PA (80, 81). Il existe de plus des interactions complexes entre le NO, le système des prostanoïdes (dont nous

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verrons qu’il occupe un rôle central dans l’autorégulation métabolique) et le facteur endothélial hyperpolarisant (EDHF) dont l’action préférentielle s’exercerait sur les artérioles de petit diamètre. L’EDHF n’est pas encore isolé avec certitude, il pourrait s’agir de radicaux libres ou des acides époxyeicosatriénoïque formés par l’action d’une cyt-P450 époxygénase sur l’acide arachidonique (fig. 5). Contrairement au NO et aux prostanoïdes, l’EDHF est nécessaire à la propagation à distance de la réaction vasomotrice au travers des connexines couplant les cellules endothéliales et musculaires lisses (82). Le lecteur intéressé par le rôle du NO dans les différentes régulations cérébrovasculaires consultera avec profit la revue exhaustive de Iadecola et Niwa (83).

Fig. 5 – Représentation schématique des principaux mécanismes responsables de la relaxation de la fibre musculaire lisse et de la vasodilatation. La production endothéliale de NO de prostanoïdes et d’acides eipoxyeicosanetrieinoique module le tonus vasculaire de base. La libération synaptique de glutamate active les métaborécepteurs astrocytaires au glutamate et génère des ondes calciques par activation des IP3r. L’activation de la PLA2 et de la COX abouti à la libération de PGE2 par les astrocytes. La PGE2 astrocytaire est le facteur couplant l’activité neuronale à la vasodilatataion artériolaire locale. (AA : acide arachidonique. Ad cycl : adenyl cyclase. AMPc : AMP cyclique. Astr : Astrocyte. Bkca : canal potassique calcium dépendant. cNOs : oxyde nitrique synthase constitutive. Cox : cyclooxygenase. Cyt P 450 : cytochrome P 450. EETs : acides eipoxyeicosanetrieinoique. End cell : celule endotheliale. EP2, EP4 : recepteurs de la prostaglandine E2. GC : guanylate cyclase Glu : glutamate. GMPc : GMP cyclique. Mglu R : metaborecepteur au glutamate. IP3 : inositol tri-phosphate. IP3r : recepteur à l’ inositol tri-phosphate. K+ ATP : : canal potassique ATP dépendant. KIR : canal potassique rectifieur entrant. Kv : canal potassique voltage dépendant. NO : oxyde nitrique. N pre, N post : bouton neuronal pre et post-synaptique. PgE2 : prostaglandine E2. PgL2 : prostaglandine L2. PLC, PLA2 : phospholipase C, phospholipase A2. PLPm : phospholipides membranaires. Pka, PKg : proteine-kinase A, proteine-kinase G. Ryr : recepteur à la ryanodine. Sarc Ret : reticulum sarcoplasmique. VDCC : canal calcique voltage dépendant. – Vm : hyperpolarisation. VSM : cellule musculaire lisse vasculaire.)

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Mécanismes liant l’activation cérébrale à l’augmentation du débit sanguin cérébral Cela fait plus d’un siècle que le couplage entre l’activation cérébrale et l’augmentation du DSC des aires concernées à été décrite par Roy et Sherrington (84). Depuis, de nombreuses hypothèses ont été avancées sur la nature des mécanismes moléculaires liant l’activation à l’augmentation du débit et, jusque très récemment, aucune n’a pu être formellement démontrée. Nous avons vu que l’activation cérébrale principalement liée à la libération synaptique de glutamate s’accompagnait d’une hyperglycolyse astrocytaire. Les astrocytes de leur côté occupent une position intermédiaire stratégique entre les neurones et les cellules endothéliales recouvertes par les pieds astrocytaires dont la structure en rosette très particulière possède des rapports anatomiques privilégiés avec les transporteurs endothéliaux du glucose (85). Les astrocytes sont ainsi de bon candidats tant au plan anatomique que métabolique, pour être impliqués dans les mécanismes de la vasodilatation en autorégulation métabolique cérébrale (86). Récemment, la démonstration a été faite que ce sont bien les astrocytes qui contrôlent la vasodilatation en libérant localement un dérivé prostanoïde (probablement la PGE2). Le schéma serait le suivant : le glutamate libéré par les neurones dans la fente synaptique active les métaborécepteurs astrocytaires. Un train d’onde calcique provoqué par l’activation des récepteurs endoplasmique IP3 se propage vers les prolongements astrocytaires périvasculaires. L’activation calcique d’une phospholipase de type non encore identifié provoque la production d’acide arachidonique (AA) à partir du stock de phospholipides membranaires, l’action de la cyclo-oxygénase aboutit alors à la production de dérivés prostanoïdes vasodilatateurs. Ainsi, « le dialogue neurone-astrocyte est au centre du contrôle dynamique de la microcirculation cérébrale » (fig. 5) (87, 88).

Métabolisme des radicaux libres Comparativement aux autres organes, le cerveau est un producteur de grandes quantités de radicaux libres durant la phosphorylation oxydative du fait de sa forte consommation en O2 (20 % de la CMRO2) qui doit être rapportée à sa faible masse (2 %). On estime en effet que 5 % de l’O2 consommé par le cerveau sont utilisés dans des voies alternatives aboutissant à la formation de radicaux libres ou de molécules apparentées dont les interactions secondaires aboutissent à la formation de ces radicaux (89). Cette production de radicaux libres se fait physiologiquement au niveau des complexes I et II de la chaîne respiratoire mitochondriale et lors de la transformation de l’acide arachidonique en prostanoïdes sous l’action de la cyclo-oxygénase.

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Les radicaux libres sont essentiellement représentés par l’anion superoxide (O--), le peroxide d’hydrogène (H2O2) et l’ion hydroxyl (OH). Il faut y ajouter le monoxyde d’azote qui, sans être à proprement parler un radical libre, forme en présence d’O-- l’anion peroxynitrite (ONOO-). Les radicaux libres induisent un stress oxydatif provoquant la peroxydation lipidique qui a pour propriété de s’auto-entretenir. Cette peroxydation aboutit à la perte graduelle de l’intégrité des membranes cellulaires, à des modifications protéiques complexes altérant les propriétés enzymatiques et à des modifications et des ruptures de l’ADN. Ces cassures de l’ADN ne sont pas nécessairement irréversibles car elles induisent la synthèse d’enzymes de réparation, fortement consommatrice d’énergie, dont notamment la poly-adényl-ribose-polymérase qui assure ainsi la stabilité génomique face au stress oxydatif permanent (90). D’une façon générale, les radicaux libres sont impliqués dans les processus physiologiques de mort cellulaire aussi bien nécrotique qu’apoptotique. Un rôle particulier semble dévolu à l’anion peroxynitrite, à la fois dans le contrôle physiologique de la respiration mitochondriale et les processus de mort cellulaire (91-93). De son côté, le métabolisme de l’AA produit des radicaux libres et entraîne une peroxidation lipidique (94, 95). À l’inverse, les radicaux libres augmentent la formation d’AA en activant la PLA2 qui provoque l’hydrolyse des phospholipides membranaires (96, 97). Enfin, il existe une grande quantité de fer dans certaines régions du cerveau (substance noire) et ce fer catalyse la formation de radicaux hydroxyls (98). La dissipation permanente des radicaux libres est ainsi essentielle au maintien de l’homéostasie du système. Cependant, comparativement au foie ou au rein, le cerveau ne possède qu’une modeste activité superoxide dismutase, catalase et glutathion peroxidase. Le glutathion (GSH) représente donc le principal dissipateur de radicaux libres du système nerveux central (99-103). Le GSH est un tripeptide formé de glutamate de cystéine et de glycine. Il est retrouvé aussi bien dans les astrocytes que les neurones bien que ces derniers en contiennent de plus faibles quantités. Sa concentration intracellulaire est régulée par un mécanisme de rétrocontrôle inhibant l’une des deux enzymes clefs de sa propre synthèse. De façon intéressante, son métabolisme et donc, nous l’avons vu, la principale ligne de défense contre le risque permanent de stress oxydatif, relèvent là aussi d’une forme de coopération métabolique entre les neurones et les astrocytes (104-106). Outre les trois peptides mentionnés, les astrocytes sont capables de synthétiser le GSH à partir d’un grand nombre d’acides aminés et de peptides tandis que la synthèse neuronale de GSH est dépendante de la disponibilité extracellulaire de cystéine. En pratique, la glycine et la cystéine nécessaires à la synthèse neuronale sont fournies par les astrocytes qui libèrent des quantités importantes de GSH dans le milieu extracellulaire (10 % du GSH intracellulaire toutes les heures). Ce GSH est clivé successivement par l’action d’une γ-glutamyl transférase ectoastrocytaire et d’une ectoenzyme neuronale pour fournir les précurseurs nécessaires. La glutamine issue du cycle glutamate-glutamine entre astrocyte et

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neurone constitue le meilleur précurseur extracellulaire du glutamate nécessaire à la synthèse neuronale de GSH. Ainsi, les trois acides aminés nécessaires à la synthèse neuronale de GSH sont fournis aux neurones par les astrocytes. (fig. 4) Il n’est donc pas surprenant que les astrocytes aient une puissante action neuroprotectrice contre le stress oxydatif (104-107).

De la physiologie à la pathologie Toxicité du glutamate et métabolisme énergétique Le statut énergétique cérébral joue un rôle déterminant dans l’excitotoxicité provoquée par l’inhibition du recaptage astrocytaire du glutamate. De façon intéressante, l’inhibition transitoire et isolée du recaptage du glutamate ne provoque pas de lésions neuronales. En revanche, l’association de cette inhibition à une altération pharmacologique du métabolisme énergétique (n’entraînant pas de lésion chez les animaux témoins) provoque des lésions neuronales marquées (108). La défaillance énergétique apparaît donc comme l’élément essentiel faisant passer de l’excitation physiologique à l’excitotoxicité pathologique. Ce point est fondamental en clinique non seulement au décours d’épisodes anoxiques ou ischémiques où la défaillance énergétique constitue l’événement pathologique initial, mais également en pathologie traumatique où les causes de la défaillance énergétique sont plus complexes. On sait en effet, en matière de traumatologie crânienne, que pour générer un œdème cérébral intracellulaire significatif il est nécessaire de potentialiser le stress mécanique par un épisode d’hypotension et d’hypoxie modéré, insuffisant en soi à générer des lésions (3). Les raisons cliniques d’un épisode anoxo-ischémique surajouté au décours d’un traumatisme violent sont multiples. Il existe cependant des processus biochimiques qui par eux-mêmes, vont contribuer à la faillite énergétique lors de la libération massive et soutenue de glutamate. Ainsi, certains acides gras libres produits en excès inhibent la pyruvate déhydrogénase enzyme limitante de l’entrée dans le cycle de Krebs (109). De son côté, l’activation calcique de la NOS constitutive augmente la production de NO et de peroxynitrites qui inhibent la respiration mitochondriale (93). Une telle altération des fonctions mitochondriales a pu être mise en évidence au décours du TC humain (110) et ces altérations des fonctions mitochondriales sont atténuées par le blocage de la libération pré-synaptique de glutamate (111). De plus, le glutamate joue un rôle central dans le contrôle de la synthèse du GSH qui constitue la principale ligne de défense du tissu cérébral contre le stress oxydatif. On sait que le glutamate astrocytaire est échangé par un système de transport contre de la cystine transformée en cystéine. Il a été démontré que

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l’augmentation du glutamate extracellulaire pouvait provoquer la mort des différentes populations cellulaires cérébrales en altérant le transport de la cystine, mécanisme essentiel à la synthèse du GSH. Ainsi, à côté de la surstimulation des récepteurs, la toxicité du glutamate est largement liée au stress oxydatif et à la mort par apoptose dus à la diminution du contenu en GSH (112-119). Il existe de plus un faisceau d’arguments démontrant que la synthèse de glutathion nécessite un stock intracellulaire rapidement mobilisable de glutamate et que le glutamate est également un précurseur limitant de la synthèse de glutathion (fig. 4) (112, 113). Ainsi par exemple l’inhibition de la transformation du glutamate en glutamine permet la production soutenue de GSH en l’absence de cystine qui jusque récemment était considérée comme le précurseur limitant de la synthèse du GSH (120). Le transport intra-astrocytaire de glutamate protégerait ainsi non seulement les neurones de l’excitotoxicité mais également du stress oxydatif général.

Ratio DSC/CMRglu : un marqueur de l’agression cérébral À ces mécanismes biochimiques s’ajoutent les désordres microcirculatoires de la zone de « pénombre » autour d’un hématome, d’un foyer d’ischémie ou d’une zone d’attrition traumatique. Nous avons vu qu’il n’existe probablement pas de « découplage » de l’augmentation de DSC et des CMRO2 et CMRglu lors de l’activation cérébrale physiologique. En pathologie, la réalité d’une hyperglycolyse ne fait guère de doute dans le traumatisme crânien tant clinique qu’expérimental (121-126). Cette hyperglycolyse précoce du TCG peut être rapportée à la glycolyse astrocytaire nécessaire au rétablissement des gradients ioniques. Sa particularité est que, contrairement à l’activation physiologique, elle ne s’accompagne pas d’une augmentation du DSC mais au contraire d’une diminution de celui-ci. Il est probable que la restriction de l’augmentation de DSC lors de la libération massive de glutamate puisse limiter la disponibilité en glucose nécessaire à la production rapide d’ATP indispensable au recaptage astrocytaire du glutamate. Ce découplage entre DSC et métabolisme du glucose semble être un événement majeur de la rupture de l’homéostasie métabolique entre neurones et astrocytes qui aboutit à la faillite énergétique des populations cellulaires cérébrales et, comme les processus évoqués plus haut, à l’extension des lésions initiales. Au décours du TC, tous les types cellulaires ne sont pas également concernés par les processus œdémateux. L’analyse microscopique de tissus cérébraux contus de patients subissant une résection chirurgicale de sauvetage montre que les astrocytes sont initialement affectés (127, 128). L’œdème astrocytaire massif se voit préférentiellement entre la troisième heure et le troisième jour post-traumatique, tandis que les lésions neuronales sont plus tardives entre le troisième et onzième jour. L’œdème astrocytaire constitue donc un événement précoce qui prédispose le cerveau à des lésions neuronales surajoutées,

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secondairement à l’altération des fonctions homéostatiques et métaboliques astrocytaires (127, 129).

Physiopathologie de la « pénombre » Un aspect particulier de la physiopathologie des lésions ischémiques est leur propension à s’étendre à partir du cœur du foyer ischémique. L’imagerie de diffusion montre qu’un infarctus croît progressivement dans la zone de pénombre. Ainsi, immédiatement après une occlusion artérielle, la zone d’œdème intracellulaire caractérisée par une diminution de CDA est incluse dans une région deux fois plus grande de déplétion en ATP. En sept heures, la zone de diminution de CDA devient superposable à la zone de déplétion en ATP et ce à DSC régional stable (130). Bien que moins étudiées, il semble en être de même des lésions traumatiques et ce, indépendamment de la réduction globale du DSC due par exemple à une HTIC majeure. La raison de cette expansion dans des aires tissulaires où le DSC est préservé est essentielle à comprendre car cette expansion est la cible de toute tentative d’intervention thérapeutique dès lors que la phénoménologie hémodynamique générale est contrôlée. En pratique, l’expansion de l’infarctus dans la zone de pénombre semble liée à l’apparition d’ondes de dépolarisation semblable à la dépression propagée corticale ou « cortical spreading depression » (SD) des Anglo-saxons. La SD est caractérisée par une onde propagée d’activité électrique de dépolarisation membranaire. Elle peut être déclenchée par de nombreuses situations tant cliniques qu’expérimentales telles qu’un traumatisme tissulaire, un épisode ischémique, une crise migraineuse, la stimulation électrique, l’application de K+ extracellulaire ou d’un inhibiteur des pompes Na+/K+ ATPase dépendantes tel que l’ouabaïne. La propagation de la SD est un processus glutamate dépendant et l’augmentation transitoire de la concentration en neurotransmetteur excitateur lors du passage de l’onde de dépolarisation a pu être mise en évidence par microdialyse (131, 132). Ces ondes s’accompagnent de courants calciques astrocytaires. Ces courants calciques, malgré quelques controverses persistantes ne sont cependant nécessaires ni à l’initiation ni à la propagation de la SD (133), mais pourraient coder dans cette situation pour la vasodilatation en autorégulation qui l’accompagne. En effet, l’onde de SD induite dans un cortex sain s’accompagne d’une augmentation très importante (de l’ordre de 200 %) du DSC régional, d’une augmentation en rapport de la CMRO2 et de la CMRglu et d’une diminution du contenu en ATP accompagnée d’une acidose transitoire (134-139). L’ensemble de ces modifications évoque une amplification des phénomènes métaboliques observés lors de l’activation physiologique, amplification à laquelle la mise en phase des unités dépolarisées participe certainement. De façon essentielle, une onde isolée de SD se propageant dans ces conditions dans un tissu sain ne s’accompagne pas de lésion histologiquement

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détectable (140, 141). Il en va tout autrement lors du passage de l’onde de SD propagée dans la zone de pénombre ischémique. Dans ce cas la phase d’hyperperfusion est abolie et il existe une diminution de l’oxygénation tissulaire à chaque passage de l’onde de dépolarisation (142, 143). Les raisons pour lesquelles le DSC n’augmente pas dans la pénombre sont probablement multiples et d’importance variable selon la nature de la pathologie, ischémique ou traumatique, et selon la position sur la courbe d’élastance intracrânienne. Elles vont du couplage biomécanique pathologique entre diminution des RVC et diminution de la PPC, à l’abolition des trains d’ondes calciques codant pour la libération astrocytaire de prostanoïdes vasodilatateurs, en passant par la réduction de la circulation collatérale, la compression des capillaires cérébraux par les pieds astrocytaires œdématiés, et les perturbations microrhéologiques liées à la formation de micro-thrombi et à l’adhérence des macrophages polymorphonucléaires dans les capillaires et les veinules cérébraux (144). L’importance de la dépolarisation pathologique dans l’extension des lésions primitives ne doit pas être sous-estimée. Il existe en effet une corrélation étroite entre le volume de l’infarctus et le nombre d’épisodes de dépolarisation, chaque vague de dépolarisation augmentant le volume de l’infarctus de plus de 20 % (145-147). Il en va très probablement de même en pathologie traumatique humaine, notamment lorsqu’il existe un hématome sous-dural. L’enregistrement direct des potentiels corticaux de surface montre en effet que non seulement les épisodes de SD ne sont pas rares mais qu’ils sont au contraire fréquents dans ce contexte (148). Il est concevable à la lueur de ce que nous avons exposé de la physiologie de l’activité cérébrale que la dépolarisation neuronale en situation de bas débit sanguin dans un environnement comprenant de fortes concentrations de neurotransmetteurs excitateurs aboutisse à l’accumulation intracellulaire de Ca++, à la faillite énergétique et à l’augmentation continue du volume lésionel (149). Récemment, il a été démontré que l’endothéline était l’un des plus puissants inducteurs connus de SD. Le mécanisme suspecté est comme pour l’ouabaïne une inhibition du fonctionnement des pompes Na+/K+ ATPase dépendantes. Malgré les propriétés vasoconstrictrices de l’endothéline (150), la vague de SD ainsi induite s’acccompagne d’une augmentation du DSC (151). On sait que l’endothéline est relarguée par les astrocytes lors de la souffrance cérébrale hypoxique ou ischémique (152). De façon remarquable la coapplication d’endothéline en présence d’hémoglobine comme en présence d’un inhibiteur de la synthétase de l’oxyde nitrique déclenche une vague de SD qui s’accompagne non pas d’une augmentation mais d’une diminution importante et prolongée de DSC (153). Ainsi, la rupture de l’équilibre entre production d’endothéline et de NO participerait à l’extension ischémique lors des vagues de SD. Ceci souligne encore une fois l’importance des équilibres dynamiques nécessaires au rétablissement et au maintien de l’homéostasie au décours de l’agression cérébrale.

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Conclusion Le métabolisme énergétique cérébral et les fonctions de transduction et de traitement du signal sont étroitement liés. Le caractère rigide de la cavité ostéoméningée compromet ce couplage par les perturbations hémodynamiques induites dès que l’inflation intracrânienne dépasse le volume critique qui est toujours modeste. Au niveau moléculaire le couplage du métabolisme énergétique aux fonctions de signalisation se traduit par un métabolisme intriqué du glutamate et du glucose. L’importance de la consommation en O2 en regard de la faible masse tissulaire rend le cerveau particulièrement vulnérable au stress oxydatif et donc particulièrement dépendant du renouvellement en glutathion. La synthèse de glutathion semble dépendante des fonctions de régulation des concentrations synaptiques de glutamate par les astrocytes. La compréhension des mécanismes de protection contre le stress oxydatif physiologique apparaît indispensable à la mise au point de stratégie de protection cérébrale en situation pathologique.

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Œdème cérébral : physiopathologie et diagnostic J.-F. Payen, G. Francony et B. Fauvage

Introduction L’œdème cérébral (OC) est défini par l’accumulation nette d’eau et de solutés dans le secteur intracellulaire et/ou dans le secteur extracellulaire cérébral, à l’origine d’une augmentation de volume de la masse cérébrale. Il existe de nombreuses façons de classer l’OC : selon son type (cytotoxique, vasogénique, interstitiel, osmotique), sa localisation (intracellulaire ou extracellulaire), son atteinte tissulaire (substance grise ou blanche), la présence ou non d’une rupture de la barrière hémato-encéphalique (BHE), le mécanisme en cause. À l’heure actuelle, la classification proposée en 1967 par Igor Klatzo reste la plus simple et la mieux admise par tous (1, 2). Cette classification est basée sur deux types d’OC : l’œdème cytotoxique, qu’il est préférable d’appeler œdème cellulaire, est lié à une atteinte de la perméabilité membranaire de la cellule, conduisant à l’accumulation intracellulaire d’eau et d’ions (Na+, Ca++) ; l’œdème vasogénique, où l’ouverture de la BHE provoque un passage d’eau, d’électrolytes et de protéines dans le secteur interstitiel. Certains auteurs distinguent aussi l’œdème osmotique, lié à un gradient osmotique de part et d’autre de la BHE, combinant un œdème cellulaire et un œdème interstitiel pauvre en protéines (BHE intacte) (3). Les causes d’OC en clinique humaine sont très nombreuses, étant responsables soit d’un OC diffus, soit d’un OC localisé (tableau I). Dans la plupart des cas, les deux types d’OC, cellulaire et vasogénique, coexistent, avec un délai d’apparition entre 1 et 6 heures, une amplitude maximale à 24-48 heures, et une résolution spontanée entre 5 et 15 jours en l’absence de complications. Cela étant, des différences dans le mode d’apparition selon le type d’OC peuvent avoir lieu ; par exemple, l’œdème vasogénique fait suite à l’œdème cellulaire en cas de lésion ischémique complète avec reperfusion (4). L’OC post-traumatique a longtemps été considéré comme purement vasogénique en

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Tableau I – Principales causes d’œdème cérébral (OC) associé (+) ou non (–) à une augmentation de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Caractères de l’OC

Causes

Diffus

Traumatisme crânien Hémorragie sousarachnoïdienne Encéphalopathie hypertensive Méningite bactérienne (pneumocoque) Encéphalite virale (herpès) Hépatite fulminante Épuration extrarénale Mal aigu des montagnes Acidocétose diabétique Intoxication à l’eau Encéphalopathie anoxique Syndrome de Reye Accident vasculaire ischémique Tumeur primitive ou secondaire Hémorragie intracérébrale

Localisé

Perméabilité de la BHE + + + + + + + + ? – – – + + +

raison de la présence de contusions hémorragiques (BHE rompue). En fait, le type d’OC post-traumatique dépend des lésions initiales (diffuses ou focales) et de la présence ou non de facteurs secondaires aggravants (hypotension artérielle, hypoxémie, ischémie). Dans la majorité des lésions post-traumatiques, en clinique comme en expérimental, l’œdème cellulaire est prédominant (3) ; il pourrait être précédé d’un œdème vasogénique de survenue ultraprécoce (60 minutes post-traumatique) (5). Enfin, il a été clairement montré que le « brain swelling » post-traumatique n’est pas lié à un engorgement vasculaire mais correspond à un œdème cellulaire (6). Quel que soit son type, la survenue d’un OC représente une double menace pour le cerveau : une ischémie et un risque d’engagement cérébral. Un OC localisé (hématome, tumeur) peut provoquer un déplacement de structures encéphaliques à l’origine d’un engagement temporal, sous-falcoriel ou cérébelleux. Au cours de l’OC diffus, une augmentation de 1 % du contenu en eau intracérébrale équivaut à 13 mL dans un cerveau de 1 300 g ; cette augmentation est largement suffisante pour élever la pression intracrânienne (PIC) de 10 à 20 mmHg dans un cerveau à compliance réduite (index pression-volume de 20 mL). L’apparition d’une hypertension intracrânienne (HTIC) compromet alors la perfusion cérébrale et entraîne une ischémie cérébrale qui, à son tour, aggrave l’OC (7). L’OC devient alors un œdème ischémique, associant un œdème cellulaire et un œdème vasogénique. La figure 1 illustre ce que pourrait être l’évolution temporelle de l’OC post-traumatique : vasogénique puis cellulaire, et ischémique en présence d’une HTIC. Cependant, en l’absence d’ischémie secondaire à l’HTIC, l’évolution spontanée de l’OC se fait vers sa résorption, débutant à la fin de la première semaine postagression. Trois mécanismes sont possibles pour expliquer un tel phénomène : un mouvement d’eau vers le LCR sous l’influence des gradients de pression, un recaptage cellulaire actif des protéines accumulées dans le secteur interstitiel, ou une réabsorption d’eau par les capillaires (8). Le mécanisme préférentiel de drainage de l’OC

Œdème cérébral : physiopathologie et diagnostic

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Fig. 1 – Evolution temporelle de l’œdème cérébral post-traumatique. Un œdème vasogénique (V) pourrait survenir de manière ultraprécoce, suivi d’un œdème cellulaire (C). En cas d’hypertension intracrânienne, avec ou sans facteurs systémiques d’aggravation secondaire, l’OC serait de type ischémique (OI).

serait le LCR, soit par les ventricules cérébraux, soit par les espaces sous-arachnoïdiens (9). La définition de l’œdème vasogénique dépend de l’état de la BHE. La BHE représente une authentique barrière entre le tissu cérébral et le sang afin de protéger et de réguler l’environnement cérébral. La BHE se caractérise par la présence de cellules endothéliales séparées par des jonctions serrées (7-9 Å), une lame basale continue, des pieds astrocytaires et de nombreux canaux et transporteurs transmembranaires (fig. 2). Ceci rend la BHE imperméable aux protéines, aux ions et peu perméable à l’eau (faible conductivité hydraulique). En raison de cette disposition très particulière, la régulation des mouvements d’eau de part et d’autre de la membrane capillaire cérébrale obéit à une loi de Starling modifiée, qui tient compte des gradients de pression hydrostatique (∆P), de pression oncotique (∆p) entre le capillaire et le tissu cérébral, et du gradient de pression osmotique (∆Ω) : Q = K (∆P – σ∆π – ∑∆Ω) (Eq. 1) avec Q, le débit de filtration transcapillaire, K, le coefficient de filtration de la paroi capillaire (fonction de la perméabilité capillaire et de la surface d’échange), σ le coefficient de réflexion oncotique et ∑ le coefficient de réflexion osmotique. Quand la BHE est intacte, ces deux coefficients de réflexion sont proches de 1. Le gradient de pression hydrostatique ∆P et le coefficient de filtration K sont des forces qui favorisent la sortie d’eau du capillaire, tandis que les autres forces (oncotiques et osmotiques) s’y opposent. Comme un gradient osmotique de 1 mOsm est équivalent à un gradient hydrostatique de 19 mmHg, on peut estimer la part respective de ces gradients de pression dans la régulation des mouvements d’eau en conditions physiolo-

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Fig. 2 – La barrière hémato-encéphalique avec ses principaux transporteurs (cercles) et canaux (cylindres). TJ : jonctions serrées ; AQP4 : aquaporine 4. (D’après Kimelberg (2).)

giques : 10-30 mmHg pour ∆P, 25 mmHg pour ∆p, et 50 mmHg pour ∆Ω (2). La valeur négative qui en résulte est purement théorique, soulignant que le débit net d’eau de part et d’autre de la BHE est proche de 0 quand la BHE est intacte. Cet effet est lié essentiellement au gradient osmotique exercé par les ions (Na+, K+, Ca++) en solution, puisque leur pouvoir osmotique (285 mOsm/kg) est largement supérieur à celui des protéines circulantes (1 mOsm/kg). En revanche, quand la BHE est lésée, le passage transcapillaire des ions et des protéines diminue l’influence des forces osmotiques et oncotiques ; les mouvements liquidiens deviennent fonction de la pression hydrostatique et du degré de perméabilité membranaire induit par l’atteinte de la BHE.

L’œdème cellulaire Le cerveau ne se comporte pas comme un osmomètre idéal : de grandes variations de l’osmolalité plasmatique entraînent des changements beaucoup plus modestes du contenu en eau intracérébrale (10). Ceci est lié à la régulation fine et rapide du volume cellulaire sous la dépendance de pompes ioniques trans-

Œdème cérébral : physiopathologie et diagnostic

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membranaires : cotransporteur Na+/K+/Cl-, échangeurs Na+/H+ et HCO3-/Cl-. Ainsi, la perte d’eau intracellulaire induite obligatoirement par une augmentation de l’osmolalité plasmatique est compensée en partie par une accumulation intracellulaire d’ions osmotiquement actifs. Cependant, en cas d’hyperosmolalité plasmatique prolongée, il y a une synthèse intracellulaire d’osmoles idiogéniques (sorbitol, myoinositol, taurine, alanine), pérennisant l’état d’hyperosmolarité intracellulaire et rendant toute baisse ultérieure de l’osmolalité plasmatique plus difficile à réguler (11). Il faut intégrer actuellement les aquaporines (AQP) dans les processus de régulation des mouvements transmembranaires d’eau ; ce sont des canaux spécifiques du transport de l’eau, très largement répandus dans l’organisme, fonctionnant selon le gradient osmotique pour faciliter le transport rapide des molécules d’eau (12). Dans le cerveau, le type 4 (AQP4) est particulièrement présent dans les pieds astrocytaires et aurait un rôle majeur dans le développement de l’OC : des souris transgéniques n’exprimant pas l’AQP4 ont eu un OC cellulaire nettement moins important au cours d’une intoxication à l’eau (13, 14). L’œdème cellulaire résulte d’une accumulation intracellulaire d’osmoles, avec transfert concomitant d’eau. Le volume de l’espace interstitiel peut être alors réduit. L’OC cellulaire prédomine au niveau des cellules gliales et, accessoirement, des dendrites neuronales. Cette réaction est davantage un mécanisme adaptatif visant à protéger les neurones qu’une faillite énergétique de la cellule, incapable de maintenir des gradients ioniques transmembranaires. La lésion tissulaire induit la libération et l’accumulation extracellulaire d’ions H+, de K+, d’acide arachidonique, de radicaux libres et de glutamate, pouvant générer la mort des cellules neuronales. La capacité de recaptage de ces éléments par les cellules gliales est alors stimulée, entraînant, par le jeu des cotransporteurs ioniques, une accumulation intracellulaire de Na+ et d’eau et une baisse intracellulaire de K+ (2, 15). La dépolarisation membranaire ainsi induite provoque une accumulation intracellulaire de Ca++, à l’origine d’une cascade de réactions biochimiques délétères pour la cellule.

L’œdème vasogénique L’œdème vasogénique correspond à un filtrat du plasma à travers la BHE. Il prédomine dans la substance blanche en raison de la meilleure compliance liée à l’orientation parallèle des fibres à ce niveau. D’après l’équation de Starling modifiée (Eq. 1), on peut distinguer deux grands mécanismes à l’origine de l’œdème vasogénique, qui sont étroitement liés : une augmentation du gradient de pression hydrostatique (origine mécanique) et une augmentation de la perméabilité membranaire (origine biochimique). Ces mécanismes ont été détaillés récemment (16). L’encéphalopathie hypertensive est la traduction clinique d’une rupture de la BHE par augmentation excessive du gradient de pression hydrostatique. Ainsi, l’élévation de la pression artérielle moyenne

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(PAM) au-delà de 170 mmHg entraîne une distension passive des parois artériolaires sur vaisseaux isolés (17) : la limite supérieure de l’autorégulation cérébrale est dépassée, et toute augmentation de la PAM est source d’une extravasation d’eau et de solutés dans le tissu cérébral. Il est connu depuis longtemps qu’un gradient excessif de pression hydrostatique est un élément majeur dans l’apparition d’un œdème vasogénique dans la zone de pénombre entourant le territoire ischémié : un œdème vasogénique apparaît précocement si la PAM est augmentée de 40-50 mmHg par rapport à sa valeur initiale (18, 19). Au cours du traumatisme crânien, la séquence hypoperfusion initiale-hyperhémie secondaire a été bien décrite (20). Le rôle joué par le gradient de pression hydrostatique dans la survenue ou la majoration de l’œdème vasogénique est alors à la base de conceptions très différentes dans le choix d’une pression de perfusion cérébrale (PPC) optimale chez un patient traumatisé. Selon la théorie de Rosner, le maintien d’une PPC au-dessus de la limite inférieure de l’autorégulation (PPC supérieure à 70 mmHg) évite la cascade vasodilatatrice, source d’aggravation de la PIC (21). Cette théorie suppose que l’autorégulation cérébrale reste intacte, et le plateau d’autorégulation réduit avec la limite inférieure de la courbe déviée vers la droite. Inversement, le concept de Lund s’appuie sur l’équation de Starling afin de réduire au maximum le débit de filtration transcapillaire (22). Dans ce cas, le niveau de PPC est plus bas (PPC 50-60 mmHg). Ce concept suppose que l’autorégulation cérébrale est altérée au cours du traumatisme crânien, et que la BHE est perméable après traumatisme crânien. En l’absence d’essais comparatifs, il est difficile d’adopter une attitude définitive en clinique humaine. Il semble cependant prudent de maintenir des valeurs de PPC de 60-70 mmHg pour la plupart des patients traumatisés crâniens (23). Au rôle joué par le gradient de pression hydrostatique s’associe de manière très étroite celui d’une perméabilité membranaire accrue. Sous l’influence de médiateurs chimiques, les propriétés mécaniques de la BHE sont altérées. Schématiquement, deux mécanismes peuvent être mis en cause : une réaction inflammatoire locale et une atteinte de l’intégrité physique de la BHE. Au cours du traumatisme, de l’ischémie et des processus infectieux, il y a très précocement une réaction inflammatoire locale, avec libération par les cellules endothéliales de nombreux médiateurs chimiques : histamine, acide arachidonique, radicaux libres, NO, bradykinine. De tous ces médiateurs, la bradykinine est le candidat le plus intéressant, répondant à certains critères : une capacité d’augmenter la perméabilité de la BHE, des propriétés vasodilatatrices, le pouvoir d’induire un œdème vasogénique, une concentration élevée dans le secteur interstitiel après lésion tissulaire, un effet œdémateux inhibé par l’emploi d’antagonistes (24). La bradykinine est libérée après activation du système kinine-kallicréine et se lie spécifiquement à son récepteur, BK2, présent sur les cellules endothéliales, les neurones et les astrocytes. Ceci explique l’intérêt suscité par l’emploi des antagonistes de ce récepteur dans le traitement de l’OC (25, 26). Cependant, la bradykinine, qui a une demi-vie très brève (30 secondes), serait libérée dans les minutes qui suivent la lésion

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tissulaire. Ceci pourrait expliquer l’absence d’effet d’un antagoniste BK2 administré 30 et 60 minutes après création d’un œdème vasogénique (27). Par la suite, une amplification de cette réaction inflammatoire initiale est possible, avec la mise en jeu par les cellules endothéliales d’une activation en cascade de médiateurs pro-inflammatoires, en particulier des cytokines (Il-1, Il-6, Il-8, TNF) et des molécules solubles d’adhésion leucocytaire (ICAM-1) (28). Ceci permet le développement d’une extravasation leucocytaire et macrophagique qui, à son tour, prolonge le phénomène inflammatoire. Ainsi, la production d’ICAM-1 soluble et d’Il-6 dans le LCR de patients traumatisés est notablement élevée dans les trois premiers jours post-traumatiques, au prorata de la sévérité de l’atteinte de la BHE (29). Tout cela témoigne d’une fragilisation secondaire de la BHE, pouvant être à son tour source d’œdème vasogénique. L’intégrité physique de la BHE peut être altérée, de manière transitoire ou permanente. On sait depuis longtemps que l’élévation brutale de l’osmolarité plasmatique par mannitol (0,5-1,5 g/kg administré en intracarotidien ou intravertébral en 30 secondes) provoque une ouverture transitoire de la BHE (30). La durée d’ouverture de la BHE est comprise entre 4 et 40 minutes chez l’Homme, selon les études (31, 32). Ces propriétés ne doivent pas restreindre l’usage du mannitol dans le traitement de l’HTIC, les conditions d’emploi étant très différentes. Par ailleurs, il est clair qu’une destruction permanente de la BHE peut faire suite à un traumatisme, à une ischémie, à un processus tumoral. Parmi les facteurs en cause, il faut citer les métalloprotéinases, enzymes protéolytiques capables de dégrader la lame basale continue. Trois heures après une ischémie transitoire (ischémie/reperfusion), ces substances sont retrouvées en quantité importante dans la zone lésée, avec, de manière conjointe, une augmentation de la perméabilité membranaire (33). De manière différée dans le temps, la prolifération de néovaisseaux dotés d’une BHE absente ou partiellement rompue augmente le risque de développement d’un œdème vasogénique. Quatre jours après une ischémie transitoire (5 min), il y a néovascularisation autour de la zone de nécrose et développement parallèle d’un œdème vasogénique (34). Parmi les facteurs mis en cause, figure la stimulation de la synthèse du facteur de croissance endothélial (VEGF), induite par l’hypoxie de la nécrose tumorale ou de la zone ischémiée (35). Bien que beaucoup de zones d’ombre persistent, il est probable que ces différents mécanismes impliqués dans l’œdème vasogénique se mettent en place selon certaines étapes : – probablement dans les minutes qui suivent l’agression tissulaire, il y aurait activation d’une réaction inflammatoire non cellulaire (bradykinine, NO, histamine, prostaglandines). Ceci pourrait expliquer l’augmentation très précoce de la perméabilité de la BHE observée par imagerie RMN dans un modèle de traumatisme crânien qui ne s’accompagne pas d’hypertension artérielle immédiate (36) ; – dans les heures suivantes, il y aurait hyperhémie réactionnelle avec perte de l’autorégulation dans la zone lésée, d’où le rôle du gradient de pression

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hydrostatique. De manière concomitante, il y aurait induction de la destruction de la BHE par les métalloprotéinases ; – les jours suivants, il y aurait activation d’une réaction inflammatoire cellulaire et d’une prolifération vasculaire. Ceci pourrait rendre compte d’un œdème vasogénique retardé, décrit après ischémie globale (4). En conclusion, l’œdème cellulaire et l’œdème vasogénique relèvent de nombreux mécanismes, souvent intriqués. L’exemple type est l’OC post-traumatique qui peut être vasogénique pendant les premières minutes (poussée hypertensive, réaction inflammatoire) avant d’être cellulaire. L’ensemble des mécanismes à l’origine de l’OC post-traumatique est illustré par la figure 3.

Fig. 3 – Mécanismes possibles à l’origine de l’OC post-traumatique.

Œdème cérébral : physiopathologie et diagnostic

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Diagnostic de l’œdème cérébral Dans les études expérimentales, le diagnostic d’OC repose habituellement sur la mesure du contenu en eau intracérébrale (poids sec/poids frais, gravité spécifique) et sur le passage transmembranaire du bleu Evans et/ou de l’albumine marquée à l’iode 125 pour déterminer l’état de la BHE. En clinique humaine, le diagnostic d’OC repose d’abord sur des aspects visibles en tomodensitométrie (TDM) : effacement des sillons corticaux et des espaces sous-arachnoïdiens de la base, réduction de taille des ventricules cérébraux, hypodensité globale du parenchyme avec perte de la différenciation normale entre les substances grise et blanche. Cependant, le diagnostic d’OC par TDM est difficile à établir au début de la réaction œdémateuse, la distinction entre un œdème péri-lésionnel et une zone d’ischémie est souvent délicate en l’absence d’injection d’iode, et la nature exacte de l’œdème n’est pas déterminée par la TDM. La technique de choix pour le diagnostic de l’OC reste l’imagerie RMN, soit par imagerie de diffusion de l’eau, soit après injection intravasculaire d’un agent de contraste (gadolinium) à la recherche d’une rupture de la BHE. Le coefficient de diffusion apparent (CDA) est un paramètre largement exploité pour détecter précocement l’apparition de l’OC postischémique ou post-traumatique, à un stade où la TDM est négative (37, 38). Sa valeur (mm2/sec) est calculée pixel par pixel d’après une série d’images pondérée en diffusion ; la valeur du CDA est élevée en cas d’œdème vasogénique et diminuée en cas d’œdème cellulaire, sans qu’on ait une explication claire sur ce phénomène. Sur un modèle de traumatisme crânien, il a été montré une évolution biphasique du CDA : d’abord élevé pendant les soixante premières minutes post-traumatiques, avec en parallèle une prise d’eau (œdème vasogénique), puis abaissé pendant la semaine suivante (œdème cellulaire) (5). Ces données doivent être confirmées, mais elles illustrent l’intérêt de la méthode. Chez des patients victimes d’un traumatisme crânien, la majorité des lésions sont associées à un œdème cellulaire (baisse du CDA) quand l’imagerie de diffusion est réalisée avant la quarante-huitième heure post-traumatique (39). Les autres méthodes d’imagerie par RMN permettent une analyse globale de l’OC, en rapportant la variation d’intensité du signal à une image de référence (imagerie pondérée T1 et T2), ou en estimant le contenu en eau intracérébrale (imagerie quantitative T1) (6). Cependant, l’accessibilité de l’outil RMN pour des patients en état hémodynamique ou neurologique instable est un frein réel à sa plus large utilisation.

Conclusion Les types d’OC (œdème cellulaire et œdème vasogénique) coexistent dans la plupart des causes d’OC, selon un ordre chronologique qui peut être différent selon la lésion intiale. L’œdème cellulaire prédomine au cours de l’OC post-

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traumatique. L’œdème cellulaire implique les pompes ioniques transmembranaires et les aquaporines. Une augmentation du gradient de pression hydrostatique et une augmentation de la perméabilité de la BHE sont les deux grands mécanismes à l’origine de l’œdème vasogénique. La connaissance de la physiopathologie de l’OC doit éviter de le majorer au cours de la phase thérapeutique.

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Protection cérébrale : données expérimentales P. Hans, C. Franssen et V. Bonhomme

Introduction Le concept de protection cérébrale fait référence à toute mesure pharmacologique ou non pharmacologique, qui, instaurée avant ou concomitamment à une agression hypoxique ou ischémique, entraîne une amélioration significative de la fonction neurologique. La protection cérébrale reste encore aujourd’hui un formidable défit. En effet, en ce début du troisième millénaire, les médecins confrontés aux patients à risque d’hypoxie ou d’ischémie s’interrogent toujours pour savoir dans quelle mesure cet objectif doit être considéré comme un rêve impossible ou une réalité naissante. Deux raisons essentielles sont à l’origine de cette étonnante perplexité. La première réside dans la connaissance de cette pathologie, qui est un préalable indispensable à l’instauration d’une thérapeutique efficace, préventive et curative. Or, l’ischémie cérébrale déclenche une cascade extrêmement complexe de réactions physiopathologiques et entraîne une multitude de réactions biochimiques, inflammatoires et géniques dont la finalité reste imparfaitement comprise. La seconde raison est liée au fait qu’une thérapeutique bénéfique au plan expérimental ne peut être transposée de manière systématique à une situation clinique. En d’autres termes, en dépit des avancées indéniables de la recherche fondamentale et de l’expérimentation animale, les mesures de protection cérébrale qui ont fait leur preuve en clinique humaine restent encore à ce jour très limitées. La connaissance des données fondamentales et des études expérimentales s’impose cependant en préambule avant toute évocation de la protection cérébrale chez l’homme. Dans cette optique, ce chapitre a pour ambition de décrire les bases physiopathologiques de l’ischémie cérébrale et de discuter les données expérimentales de la protection cérébrale dans une dialectique profitable au

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clinicien, à l’exception de l’hypothermie qui sera traitée par ailleurs de manière spécifique.

Physiopathologie de l’ischémie Tout déficit énergétique au niveau cellulaire entraîne une déplétion immédiate des réserves en ATP, la formation d’hypoxanthine, et une acidose lactique qui résulte de la glycolyse anaérobie. Le déficit en ATP et le dysfonctionnement de la Na/K ATPase provoquent une dépolarisation membranaire et une libération excessive de neurotransmetteurs excitateurs que sont le glutamate et l’aspartate, au niveau présynaptique. Il en résulte une activation des canaux calciques et sodiques voltage dépendants ainsi qu’une activation des récepteurs du glutamate (NMDA et AMPA), responsables d’un influx intracellulaire de Na+ et de Ca++. L’augmentation intracellulaire de Na+ provoque un œdème et une lyse cellulaire. Le Ca++ active les lipoperoxydases, les protéases et les phospholipases qui entraînent une dégénérescence membranaire et une destruction protéique conduisant à la mort cellulaire. La mort neuronale d’origine hypoxique ou ischémique peut se présenter sous deux formes : la nécrose et l’apoptose (fig. 1). La nécrose survient immédiatement après l’ischémie. Elle résulte d’un déficit énergétique sévère et se caractérise par une perte de l’intégrité membranaire. Elle se traduit par un

Fig. 1 – Voies métaboliques conduisant à la mort neuronale pouvant être la cible de mesures de protection.

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gonflement puis une lyse cellulaire osmotique et s’accompagne d’une réaction inflammatoire importante. Le TNF-α et l’interleukine 1 jouent un rôle prépondérant dans la réaction inflammatoire après une agression cérébrale ; ils entraînent la libération de composants pro- et anti-inflammatoires, et de facteurs de croissance. L’apoptose est d’apparition plus tardive que la nécrose et constitue l’expression morphologique de la mort cellulaire programmée. Elle se caractérise par le respect de l’intégrité membranaire, une accumulation de chromatine résultant de la fragmentation du DNA nucléaire, une réduction du volume cellulaire, et finalement l’apparition de vésicules membranaires que sont les corps apoptotiques. Il s’agit d’un phénomène retardé qui fait suite à une ischémie modérée, et « énergie-dépendant » dans la mesure où il requiert une synthèse protéique de novo. La lésion mitochondriale joue un rôle déterminant dans la physiopathologie de la nécrose et de l’apoptose. Elle participe à la nécrose cellulaire en étant le siège de l’accumulation excessive de calcium et la cible des espèces activées de l’oxygène et de l’azote générées au cours de l’ischémie et de la reperfusion. Elle peut également initier la voie intrinsèque de l’apoptose en libérant des protéines pro-apoptotiques telles que le cytochrome C et la pro-caspase 9 dans le cytosol, à partir de médiateurs tels que le Ca++, les espèces activées de l’oxygène, la céramide et certaines protéines. La libération de cytochrome C traduit ainsi un déséquilibre de la balance entre facteurs pro- et anti-apoptotiques. Les caspases activées sont les véritables effecteurs du phénomène d’apoptose. L’activation de la procaspase 9 entraîne in fine une activation des caspases 3, 6 et 7 responsables d’un clivage enzymatique des protéines cellulaires. L’apoptose peut aussi être déclenchée par des signaux extracellulaires qui résultent d’interactions spécifiques entre certains ligands et récepteurs. Cette voie extrinsèque implique l’activation des caspases 8 et 10 qui activent ensuite les caspases 3, 6 et 7. Enfin, il existe également une voie non mitochondriale de l’apoptose qui peut être activée dans certaines conditions.

Stratégies de protection Au fil des années, une meilleure compréhension de l’ischémie cérébrale et de la cascade de réactions biochimiques qu’elle déclenche a conduit à l’élaboration de différentes stratégies de protection, pharmacologiques et non pharmacologiques : hypothermie, modulateurs des pompes ioniques, antagonistes des acides aminés excitateurs, bloqueurs calciques, piégeurs d’espèces activées de l’oxygène et de l’azote et agents antioxydants, anti-inflammatoires, antineutrophiles et antiplaquettes, facteur de croissance, et plus récemment thérapie génique. Bon nombre de ces stratégies ont montré une certaine efficacité sur des systèmes de cultures cellulaires ou dans des modèles expérimentaux d’ischémie

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focale ou globale chez l’animal, sans pour autant légitimer l’extrapolation de ces résultats en clinique humaine.

Homéostasie de la glycémie, pression artérielle et température L’hyperglycémie est reconnue comme un facteur d’évolution défavorable dans les modèles expérimentaux d’ischémie cérébrale, chez les patients victimes d’infarctus cérébral (1) et chez les patients hospitalisés en soins intensifs (2). Sur des cultures d’hippocampe, des taux élevés de glucose, et non de lactate, associés à l’acidose, majorent la lésion neuronale par un mécanisme indépendant des récepteurs au glutamate (3). Chez l’animal hyperglycémique, la lésion neuronale postischémique a été corrélée davantage avec les taux plasmatiques de corticostérone qu’avec ceux de glucose (4). Les données de la littérature plaident en faveur du contrôle de la glycémie dans la prévention de l’aggravation des lésions ischémiques. L’hypertension artérielle pour améliorer l’évolution neurologique en cas de vasospasme après hémorragie sous-arachnoïdienne n’a pas fait l’objet d’études contrôlées. En revanche, l’hypotension artérielle aggrave l’évolution après traumatisme crânien (5) et clampage d’anévrisme cérébral (6). L’hyperthermie entraîne une déplétion en ATP, augmente l’influx intracellulaire de Ca++ et aggrave le devenir neurologique (7, 8). À l’inverse, l’hypothermie préserve l’ATP, réduit l’influx de Ca++ et améliore la récupération électrophysiologique posthypoxique. En dehors de la chirurgie cardiovasculaire (9), les études cliniques récentes ne valident pas l’hypothermie modérée comme moyen efficace de protection cérébrale (10). Aujourd’hui, le concept de contrôle assisté de la température chez les patients hospitalisés, qui vise à maintenir la température à une valeur de 36 °C, fait l’objet d’investigations cliniques (11). L’intérêt de l’hypothermie comme mesure de protection cérébrale est discuté dans un autre chapitre.

Modifications de la balance énergétique cérébrale En présence d’un déséquilibre de la balance énergétique cérébrale, la réduction de la consommation d’énergie apparaît comme une mesure logique de protection. Cette réduction peut intéresser le seul métabolisme d’activation et consister dans l’abolition de l’activité électrique cérébrale par certains agents pharmacologiques comme les barbituriques, de manière à préserver l’énergie disponible pour assurer le métabolisme de base et maintenir l’intégrité cellulaire. Elle peut aussi intéresser à la fois le métabolisme d’activation et le métabolisme de base et est alors obtenue par l’hypothermie et, dans une certaine mesure, par la lidocaïne. Lorsque la consommation cérébrale de glucose est réduite de manière équivalente par l’hypothermie, les barbituriques

Protection cérébrale : données expérimentales

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et l’isoflurane, le délai d’apparition de la dépolarisation corticale postischémique est significativement plus long en cas d’hypothermie (12). Chez l’animal, les barbituriques ont un effet protecteur cérébral en cas d’ischémie focale mais cet effet ne requiert pas l’abolition de l’activité électroencéphalographique (13). La réduction du métabolisme cérébral ne constitue donc pas un mécanisme déterminant de la protection cérébrale. La lidocaïne à fortes doses diminue le métabolisme d’activation et le métabolisme de base. Elle possède également d’autres propriétés intéressantes et son effet neuroprotecteur sera discuté plus loin. Il est également possible de stimuler le métabolisme énergétique cérébral par des voies alternatives à l’oxydation du glucose. En effet, l’inhibition postischémique de la pyruvate déshydrogénase limite l’apport énergétique au niveau de la chaîne mitochondriale de transport d’électrons et entrave la phosphorylation oxydative. L’administration d’acétyl-carnitine permet de court-circuiter cette étape et de stimuler le métabolisme aérobie en réduisant la production cérébrale de lactate (14).

Prévention de la nécrose ischémique/hypoxique La prévention de la nécrose peut s’exercer par l’inhibition des différentes réactions de la cascade ischémique. Les principaux mécanismes impliquent le blocage des canaux sodiques, l’inhibition de la libération des neurotransmetteurs excitateurs et le blocage de leurs récepteurs NMDA, AMPA et kaïnate, l’inhibition de l’influx calcique, le piégeage des radicaux libres et l’inhibition des peroxydations lipidiques, et enfin le blocage de la réaction inflammatoire associée à la nécrose.

Blocage des canaux sodiques L’influx cellulaire de sodium est la première étape de la cascade ischémique et constitue à ce titre une cible potentielle et privilégiée de neuroprotection. Sa réduction par blocage des canaux sodiques voltage dépendants diminue l’activité des récepteurs NMDA dans les cultures d’hippocampe où la phosphorylation oxydative et la glycolyse ont été bloquées (15). Le blocage des canaux sodiques peut être obtenu avec la lidocaïne, les barbituriques, le riluzole, et d’autres agents pharmacologiques. À faibles concentrations, la lidocaïne améliore la récupération posthypoxique des cellules d’hippocampe en diminuant l’afflux intracellulaire de Na et la dépolarisation (16). Elle protège les neurones soumis à un stress ischémique (17). Chez l’Homme, deux études ont montré un bénéfice de la lidocaïne sur les tests neuropsychologiques après chirurgie cardiaque (18, 19). Une étude récente n’a pas retrouvé ce bénéfice et a mis en évidence un effet délétère de la lidocaïne chez les patients diabétiques (20).

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Réduction de l’excitotoxicité (glutamate) La libération de glutamate peut être inhibée par les agents anesthésiques volatils, les bloqueurs du récepteur A1 de l’adénosine, les alpha2 agonistes, l’hypothermie, les inhibiteurs des canaux sodiques, la lamotrigine, les barbituriques, l’étomidate, et le propofol. Ce dernier permettrait de restaurer l’activité du transport cellulaire du glutamate (21, 22). La toxicité du glutamate sur les neurones en cultures est aussi inhibée par certaines statines (23). Les antagonistes des récepteurs NMDA sont de type compétitif ou non compétitif. Parmi les antagonistes non compétitifs figurent la dizocilpine (MK801), la phencyclidine, la rémacémide, le dextrométorphan, la kétamine et d’autres molécules. Le site glycine du récepteur NMDA est bloqué par le kynurenate tandis que le magnésium bloque l’entrée cellulaire de calcium et de sodium au niveau du même récepteur par un mécanisme voltage dépendant. Plusieurs antagonistes des récepteurs NMDA ont fait l’objet d’essais cliniques et ont été abandonnés en raison d’une mauvaise pénétration cérébrale, d’effets secondaires importants ou d’intolérance (24). La kétamine est un antagoniste non compétitif potentiellement neurotoxique. Le S(+) énantiomère de la kétamine semble plus intéressant que la kétamine elle-même (25). L’effet neuroprotecteur du magnésium est très controversé. Un effet neuroprotecteur a été rapporté dans différents modèles traumatiques ou ischémiques chez l’animal et cet effet est encore présent lorsque le magnésium est administré après l’agression (26, 27). Un déficit en magnésium exacerbe la lésion neurologique traumatique alors qu’une charge en magnésium la réduit (28). Cette efficacité relève de différents mécanismes physiologiques impliqués dans l’ischémie cérébrale : antagonisme de la libération de glutamate, blocage des récepteurs NMDA, antagonisme calcique et maintien du débit sanguin cérébral. Selon certains auteurs, le magnésium administré à des doses ≤ 3 mmoles/L réduit la taille de l’infarctus cérébral chez le rat sans entraîner d’effet cardiodépresseur (29, 30). Pour d’autres, il ne diminue pas le volume de l’infarctus après ischémie cérébrale focale chez le même animal (31). Chez les patients victimes d’accident vasculaire, des essais préliminaires ont rapporté un effet bénéfique du magnésium sur la mortalité et la récupération fonctionnelle (32). Ceci n’a pas été confirmé par une étude récente dans la même pathologie, qui a démontré que le magnésium n’a pas d’effet neuroprotecteur et peut augmenter la mortalité (33). Le xénon est un gaz anesthésique et un inhibiteur de récepteurs NMDA qui possède des propriétés neuroprotectrices dans des modèles animaux de traumatisme et d’ischémie (34, 35, 36). Il est en cours d’investigation chez l’Homme. Les anesthésiques volatils (isoflurane, sévoflurane et desflurane) possèdent un effet neuroprotecteur in vitro, et in vivo dans des modèles expérimentaux (37, 38). La réduction de l’excitotoxicité glutamatergique qu’ils entraînent peut en partie expliquer cet effet bénéfique. Il a également été démontré in vitro que la stimulation des récepteurs GABA A et B, notamment par les anesthésiques volatils, protège les cultures cellulaires placées en condition d’hypoxie (39, 40).

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Les récepteurs AMPA sont bloqués de manière spécifique par le NBQX. Cet agent exerce un effet protecteur neuronal sans modification des échanges calciques et sodiques postischémiques au niveau cellulaire (41, 42).

Blocage des canaux calciques L’influx cellulaire de calcium peut être réduit par des agents comme le propofol, la kétamine, le magnésium, les anesthésiques volatils, et par l’hypothermie, mais il est surtout inhibé spécifiquement par les bloqueurs des canaux calciques tels que la nimodipine et la nicardipine. Au plan expérimental, l’effet protecteur de ces agents est également controversé. Des méta-analyses suggèrent que la nimodipine améliore l’évolution des patients victimes d’une hémorragie sous-arachnoïdienne mais sans entraîner une réduction significative de la mortalité (43). Les études cliniques n’ont pas montré d’effet bénéfique de la nimodipine administrée chez les patients victimes d’un accident ischémique cérébral (44).

Piégeage des radicaux libres et inhibition des peroxydations lipidiques Les espèces activées de l’oxygène et de l’azote sont principalement générées au cours de la réoxygénation. Elles participent à la fois à la mort cellulaire nécrotique en détruisant les lipides et les protéines, et à l’apoptose en favorisant la libération de cytochrome C. Il est possible de piéger ces espèces activées ou d’inhiber leurs effets avec différents agents tels que la superoxyde dismutase, le mannitol, le tirilazad, le propofol, et les œstrogènes. La superoxyde dismutase diminue la perte neuronale dans le traumatisme expérimental chez le rat (45). Chez l’animal femelle, la surexpression de cette enzyme entraîne une neuroprotection régionale spécifique après ischémie cérébrale globale (46). Un traitement associant le mannitol et la nimodipine réduit la mort cellulaire programmée et l’ischémie cérébrale focale chez le rat (47). Le tirilazad est un inhibiteur des peroxydations lipidiques mais les essais cliniques pratiqués avec cette molécule chez les patients victimes d’hémorragie sous-arachnoïdienne ne se sont pas révélés convaincants (48). Cet agent serait en définitive peu efficace (49) et susceptible d’aggraver la mortalité et la morbidité après infarctus cérébral (50). Le propofol possède des propriétés antioxydantes et inhibe les peroxydations lipidiques (51). Il protège les macrophages de souris de la mort cellulaire et de l’apoptose induites par l’oxyde nitrique (52). Chez le rat, il réduit le volume d’infarctus cérébral provoqué par injection d’endothéline, un puissant vasoconstricteur. Il diminue la lésion cérébrale après ischémie-reperfusion et améliore le pronostic fonctionnel (53, 54). Il n’a cependant pas d’effet protecteur démontré en clinique. L’albumine et l’acide ursodéoxycholique ont également des propriétés antioxydantes et stabilisatrices membranaires. Les œstrogènes pourraient exercer un effet neuroprotecteur par inhibition des

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peroxydations lipidiques indépendamment des récepteurs œstrogéniques ERα et ERβ (55).

Modulation de la réaction inflammatoire La réaction inflammatoire associée à la mort neuronale peut être inhibée par l’hypothermie, des agents anti-inflammatoires tels que l’aspirine et les inhibiteurs de la COX2, et enfin des agents comme le propofol qui agissent spécifiquement sur d’autres vecteurs de l’inflammation comme la NO synthase inductible et le peroxynitrite (51, 56, 57). Chez le lapin, l’administration de bloqueurs de l’adhésion leucocytaire et de piégeurs de radicaux libres dans les cinq minutes qui suivent un accident hémorragique cérébral diminue l’hémorragie et l’infarctus (58). D’autres agents comme la dexmédétomidine, la cyclosporine A, les antagonistes de la substance P, le dexanabinol, etc. présentent un intérêt potentiel dans le domaine de la neuroprotection et peuvent affecter différentes étapes de la cascade postischémique, mais ils sont le plus souvent mentionnés dans des rapports anecdotiques.

Prévention de l’apoptose L’apoptose postischémique est le résultat d’un déséquilibre de la balance entre des signaux de vie et de mort cellulaire qui interagissent avec certains récepteurs, et de facteurs pro-et anti-apoptotiques. Ce déséquilibre aboutit à une voie commune qui consiste en l’activation des caspases 3, 6, 7, responsables du clivage des protéines cellulaires. La stratégie de prévention de la mort apoptotique s’articule ainsi autour de trois axes principaux : le blocage des signaux de mort et l’activation des signaux de survie, la modulation de l’expression des protéines pro-et anti-apoptotiques, et l’inhibition des caspases. Les expérimentations portant sur les souris transgéniques exprimant un dysfonctionnement de certains facteurs de mort cellulaire (FasL, TRAIL) ont montré des résultats intéressants dans les ischémies focales. La réduction de ces facteurs de mort cellulaire par un agent immunosuppresseur (FK506) réduit également l’infarctus cérébral (59). À l’opposé, il est également possible de prévenir l’apoptose en favorisant l’expression des signaux de survie. L’hypoxie entraîne en effet l’expression de récepteurs cérébraux à l’érythopoïétine qui activent alors certaines kinases intracellulaires et favorisent ainsi l’expression de protéines anti-apoptotiques (Bcl) aux dépens des protéines pro-apoptotiques (Bad). Par ailleurs, il est possible d’inhiber ou de réduire la libération des facteurs apoptotiques en agissant sur les médiateurs qui facilitent leur libération comme le cytochrome C, les espèces activées de l’oxygène, etc. Par exemple, la lidocaïne réduit la zone de pénombre ischémique en bloquant les étapes de la mort cellulaire apoptotique qui impliquent la libération de cyto-

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chrome C et l’activation des caspases (17, 60, 61, 62). Le propofol réduit également le dommage de l’ADN induit par le peroxynitrite ainsi que l’apoptose des astrocytes en cultures (57). La balance des protéines intervenant dans l’apoptose peut également être modulée par d’autres mécanismes indépendants des signaux d’amont. Ces mécanismes visent à promouvoir l’expression des protéines anti-apoptotiques (Bcl) aux dépens des protéines pro-apoptotiques (Bad et Bax). Certains sont basés sur la thérapie génique et utilisent des protéines porteuses et des vecteurs de virus qui traversent les membranes cellulaires (63, 64). Ces protéines antiapoptotiques peuvent aussi être incluses dans des liposomes (65). Enfin, la balance entre les protéines anti-et pro-apoptotiques peut être modulée par l’hypothermie (66), la dexmédétomidine et la S+ kétamine (67), et le propofol (53, 57). Le dernier mécanisme permettant de prévenir l’apoptose consiste en l’inhibition des protéases et en particulier des caspases. Les inhibiteurs synthétiques de caspases ont donné des résultats mitigés (68), ce qui s’explique à la fois par leur mauvaise pénétration cérébrale et par l’intervention d’autres protéases dans la mort cellulaire apoptotique.

Préconditionnement Préconditionnement ischémique Le préconditionnement ischémique est un état de tolérance à l’ischémie, induit par une ischémie préalable de courte durée. Ce phénomène a d’abord été observé au niveau cardiaque et ensuite rapporté pour de nombreux organes dont le système nerveux (69). L’effet bénéfique que constitue la résistance à une ischémie sévère, induite par une ischémie moins importante, est précédé d’un intervalle libre dont la durée permet de distinguer deux types de tolérance. La tolérance aiguë ou de courte durée se caractérise par un intervalle libre de quelques minutes et dure quelques heures au plus. La tolérance différée ou tardive implique un intervalle libre de plusieurs heures mais peut durer plusieurs jours. Le mécanisme du préconditionnement est complexe et comporte trois étapes. L’étape initiale est celle du signal ischémique. Elle se caractérise par la libération de médiateurs biochimiques (NMDA, NO, adénosine, espèces activées de l’oxygène) qui se fixent sur la protéine G et entraînent la production de diacylglycérol et d’inositol triphosphate. La deuxième étape, qui est la conversion intracellulaire du signal ou transduction, implique principalement l’activation de la protéine kinase C. La troisième étape est la conséquence de cette activation. Elle se traduit d’abord par l’activation ou l’ouverture de canaux potassiques au niveau de la mitochondrie, et ensuite, dans les cas de tolérance différée, par un phénomène de transcription génique. L’activation des canaux

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potassiques a pour conséquence la restauration du potentiel de membrane interne, l’augmentation de la production d’ATP, la production d’espèces activées de l’oxygène qui activent la protéine kinase C, la diminution de la charge mitochondriale de calcium, et la prévention de l’apoptose. La transcription génique est médiée au niveau du noyau cellulaire par le NF-κB. Elle a pour effet la synthèse et l’expression de différentes protéines qui ont un rôle protecteur et assurent la survie cellulaire. Le phénomène de préconditionnement se caractérise par une tolérance croisée. En d’autres termes, la tolérance à l’ischémie ou à l’hypoxie peut être induite par un stimulus non ischémique ou non hypoxique. Il existe donc des inducteurs non ischémiques qui simulent le préconditionnement ischémique, ce qui ouvre des perspectives intéressantes en matière de protection cérébrale.

Préconditionnement non ischémique Un état de résistance à l’ischémie similaire à celui obtenu avec le préconditionnement ischémique peut être provoqué par différents inducteurs. Parmi ceux qui sont dépourvus d’effets délétères intrinsèques, il faut principalement retenir l’hypothermie, l’oxygénothérapie hyperbare, certains agents pharmacologiques, certains agents anesthésiques et la thérapie génique. Le préconditionnement hypothermique à 28,5 °C réduit l’infarctus cérébral chez le rat et cet effet persiste sept jours après l’ischémie focale (70). L’oxygénothérapie hyperbare pendant trois ou cinq jours diminue également l’infarctus cérébral et améliore l’évolution neurologique chez l’animal soumis à une ischémie focale (71). Les principales drogues qui peuvent induire une résistance à l’ischémie en mimant le préconditionnement ischémique sont les molécules qui augmentent l’expression de certaines protéines comme l’Hsp 70, l’érythropoïétine, les inhibiteurs de la succinate déshydrogénase, certains antibiotiques comme l’érythromycine et la kanamycine, et l’acide acétylsalicylique. Les œstrogènes, en plus de leur effet anti-apoptotique, augmentent aussi l’expression des protéines de stress dans le cerveau normal et le cerveau ischémique (72). L’érythropoïétine, outre des propriétés anti-apoptotiques (73, 74), diminue l’infarctus cérébral et améliore l’évolution neurologique lorsqu’elle est administrée pendant trois jours après un infarctus cérébral (75). Le nitropropionate, inhibiteur des phosphorylations oxydatives, augmente la tolérance des cellules d’hippocampe à l’hypoxie (76). L’érythromycine et l’acide acétylsalicylique préservent l’activité électrophysiologique des cellules d’hippocampe soumises à un stress hypoxique (77,78). Le préconditionnement par les agents anesthésiques concerne les anesthésiques volatils et les opiacés. Les anesthésiques volatils induisent la synthèse de protéines protectrices par l’activation de certains gènes (immediate early genes) et activent la forme inductible de la NO synthase. Ils favorisent également la production d’espèces radicalaires au niveau mitochondrial et, en conséquence, l’ouverture des canaux potassiques ATP dépendants et l’activation de la

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protéine kinase C. L’halothane réduit l’infarctus cérébral en cas d’ischémie focale chez l’animal (79). L’halothane et l’isoflurane réduisent l’apoptose neuronale induite par privation en oxygène et en glucose (80). L’isoflurane réduit l’infarctus cérébral après ischémie focale (81). Le préconditionnement par la morphine et ses dérivés synthétiques a également des effets protecteurs tissulaires démontrés sur des cellules en culture et chez l’animal d’expérience. À titre d’exemple, la morphine réduit l’apoptose neuronale induite par la privation en oxygène et en glucose (82). Le mécanisme responsable de cet effet est probablement multifactoriel et implique les récepteurs morphiniques delta et kappa (83, 84). Les agents hypnotiques intraveineux n’entraînent pas de préconditionnement et n’ont pas d’effet sur les canaux potassiques de la mitochondrie (85). Le préconditionnement par la thérapie génique est basé sur le fait que certains gènes (hypoxic inducing factor HIF) ou protéines (HSP72) qui ont des propriétés neuroprotectrices et sont présents dans le cerveau normal sont surexprimés en situation d’hypoxie ou d’ischémie (86, 87). L’objectif de la thérapie génique, évoqué dans la prévention de l’apoptose, est de favoriser l’expression intracellulaire de ces protéines protectrices.

Conclusion La mort cellulaire neuronale à la suite d’une agression ischémique ou hypoxique peut revêtir deux formes distinctes que sont la nécrose et l’apoptose. Les caractéristiques, les mécanismes, les réactions biochimiques et les modifications géniques associés à ces deux processus lésionnels sont différents. Les stratégies de protection cérébrale qui sont proposées interfèrent avec l’une ou l’autre étape dans la cascade de réactions qui conduisent à la mort cellulaire. Bon nombre d’agents qualifiés de neuroprotecteurs ont un effet multifactoriel et peuvent affecter différentes étapes physiopathologiques. En outre, la résistance à l’hypoxie ou à l’ischémie induite par le préconditionnement ischémique peut être obtenue par différents agents ou techniques qui apportent un nouvel espoir dans l’avenir de la neuroprotection.

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Introduction De nombreuses affections cérébrales conduisent à des lésions et à des troubles fonctionnels définitifs. Ces atteintes peuvent être observées lors d’affections traumatiques, infectieuses, inflammatoires ou néoplasiques. Le mécanisme commun de ces complications est l’apparition d’un déséquilibre entre l’apport et les besoins en oxygène du cerveau qui produisent des lésions ischémiques focales ou diffuses. La nature des lésions cérébrales initiales observées est largement déterminée par le type de traumatisme et sa biomécanique, le type de l’inflammation ou l’extension de la néoplasie. Le développement de lésions cérébrales secondaires suite aux lésions cérébrales initiales est une spécificité du traumatisme cérébral, il est habituellement décrit sous le terme d’agressions cérébrales secondaires d’origine systémique (ACSOS) (tableau I). Tableau I – Agressions cérébrales secondaires. Extracrâniennes ou systémiques

Intracrâniennes

Hypoxémie

Processus expansif (hématome, tumeur)

Hypotension artérielle

Hypertension intracrânienne

Hypercapnie

Vasospasme

Anémie aiguë

Convulsion

Hyperthermie

Infection

Hypertension artérielle Hyperglycémie Hypocapnie Hyponatrémie / Hypernatrémie

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Des lésions secondaires sont retrouvées chez 90 % des patients décédant d’une affection cérébrale (1) ; plus de 80 % des patients avec un traumatisme crânien létal ont des lésions ischémiques à l’examen anatomopathologique (2). Le but de ce chapitre est de résumer les mécanismes des ACSOS, les causes principales et les implications thérapeutiques.

Physiopathologie cérébrale Lors de lésion traumatique crânienne, l’impact primaire du taumatisme sur le cerveau provoque des modifications de perméabilité de la barrière hématoencéphalique, des lésions encéphaliques focales ou diffuses, des lésions axonales diffuses et des foyers d’hémorragies dans le tissu cérébral. Ces processus aboutissent, lors d’agressions sévères, à une souffrance cellulaire et sont par la suite associés à des anomalies métaboliques, à une autodestruction des cellules cérébrales avec phénomène d’aggravation en cascade. Ces lésions dites « secondaires » peuvent être d’origine intracrânienne, conséquence de désordres métaboliques et inflammatoires liés au traumatisme primaire, ou d’origine systémique lorsque la défaillance des fonctions vitales cardiorespiratoires conduit à une ischémie cérébrale. On parle alors d’agressions cérébrales secondaires d’origine systémique (ACSOS) (tableau I). Ces deux mécanismes des lésions cérébrales secondaires peuvent être étroitement liés et provoquer la « spirale infernale » qui aboutit à la mort cellulaire par des mécanismes complexes. Ceux-ci incluent l’œdème cérébral de la vasoplégie et la libération de médiateurs toxiques. Si le traumatisme est répercuté directement sur la boîte crânienne et le cerveau, il s’ensuivra des fractures et des déformations de la boîte crânienne, des contusions du cortex cérébral, des atteintes vasculaires et tissulaires sousjacentes et la formation d’hématomes avec effet de masse. Adjacentes aux zones du traumatisme, se trouvent des zones tissulaires lésées mais sans lésions morphologiques (zone de pénombre). Elles sont sensibles à des variations de l’homéostase centrale. Des perturbations modérées telles qu’œdème, ischémie ou inflammation seraient susceptibles de les aggraver pour aboutir à la mort cellulaire. La définition des ACSOS varie avec les auteurs, tant en termes de valeur seuil que de durée. L’échelle de gravité la plus complète est celle développée par l’Université d’Édimbourg (Edinburg University Secondary Insults Grade, EUSIG) (3). Les agressions cérébrales secondaires sont classées en quatorze atteintes indépendantes et selon trois niveaux de sévérité. Il s’agit d’une échelle développée pour les patients de réanimation nécessitant un monitorage complet. Elle est d’une utilité limitée pour la prise en charge précoce du patient traumatisé crânien, mais présente l’avantage d’être précise et exhaustive. Afin qu’une valeur soit considérée comme une ACSOS, le seuil doit être atteint durant au minimum cinq minutes à l’exception de l’hyperthermie dont la

Agression cérébrale secondaire d’origine systémique

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durée doit excéder une heure. Les principaux déterminants et les valeurs critiques sont rappelées dans le tableau II. Tableau II – Échelle de gravité des agressions cérébrales secondaires d’origine systémique selon l’Université d’Edimbourg (3). Agression

Variable

Seuil

SaO2

≤ 90 %

PaO2

≤ 60 mmHg

Hypercapnie

PaCO2

≥ 45 mmHg

Hypocapnie

PaCO2

≤ 22 mmHg

Hypotension artérielle

Tension artérielle systémique

≤ 90 mmHg

Tension artérielle moyenne

≤ 70 mmHg

Hypoxémie

Hypertension artérielle Fièvre

Tension artérielle systémique

≥ 160 mmHg

Tension artérielle moyenne

≥ 110 mmHg

Consommation O2 cérébrale

38 °C

Lésions secondaires d’origine systémique Les lésions cérébrales secondaires apparaissent lors des minutes, des heures ou des jours suivant le traumatisme ou l’agression initiale, elles induisent des lésions additionnelles du système nerveux central. Le dénominateur commun des lésions secondaires est l’ischémie cérébrale, qu’elle soit globale ou focale. Si les besoins métaboliques régionaux des neurones excèdent les ressources à disposition, une ischémie cérébrale focale s’installe qui constitue l’origine principale des lésions secondaires d’origine cérébrale (2). Le patient polytraumatisé souffrant d’un traumatisme crânien produit le modèle typique de la combinaison de lésions cérébrales primaires et secondaires. Sur les lieux des accidents ou lors des phases initiales de traitement, les épisodes ischémiques sont fréquents (4) et sont suivis de phases ischémiques tardives, comme par exemple lors d’augmentations de la pression intracrânienne, d’instabilité hémodynamique ou de ventilation insuffisante ou excessive. Les causes les plus fréquentes de lésions secondaires d’origine systémique sont l’hypotension artérielle et l’hypoxie, fréquemment observées, dues en partie à des dysrégulations du système nerveux central liées au traumatisme (5) et à la perte de l’autorégulation cérébrale (6). Ces lésions se retrouvent par ailleurs lors de chaque phase de la prise en charge de ces patients (3, 5, 7-9) (tableau III). Une meilleure connaissance de la physiopathologie des agressions secondaires d’origine systémique consécutive aux traumatismes crâniens a conduit à des implications thérapeutiques et cliniques. L’ischémie peut être considérée

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La réanimation neurochirurgicale

Tableau III – Prévalence des ACSOS au cours des différentes étapes de la réanimation du patient souffrant de traumatisme crânien. Préhospitalier Transfert Période opéTransfert Unité de réa(5) interhospitalier (7) ratoire (8) intrahospitalier (9) nimation (3) Patients (n)

774

200

53

50

124

Hypoxémie

19

15

Hypercapnie

Ø

Ø

Ø

8

39

Ø

Ø

24

Hypocapnie

Ø

Ø

Ø

Ø

32

Hypotension artérielle

35

7

32

12

73

Hypertension artérielle

Ø

Ø

Ø

20

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Les résultats sont en pourcentages. Ø : valeur non mesurée.

comme le facteur le plus significatif dans la genèse des ACSOS suite à un traumatisme crânien (10), et induit des phénomènes inflammatoires et cytotoxiques. L’œdème joue également un rôle important dans la genèse des ACSOS, particulièrement chez l’enfant et l’adulte jeune, et peut conduire dans les cas extrêmes à la mort par engagement. À l’inverse de l’ischémie, l’œdème peut être causé par de nombreux facteurs et constitue la conséquence de nombreux processus cellulaires pathologiques. La physiopathologie commune à toutes ces lésions est l’apparition d’un cercle vicieux entre l’hypertension intracrânienne et la réduction de l’approvisionnement sanguin et en oxygène, qui favorise ainsi le développement de l’œdème.

Hypoxémie Le cerveau traumatisé est extrêmement vulnérable, peu capable de tolérer une hypoxie, même modérée. Suite au traumatisme, une phase précoce est décrite pendant laquelle le débit sanguin cérébral (DSC) est abaissé durant les premières 12-24 heures. Elle est suivie d’une phase intermédiaire pendant laquelle le DSC s’accroît au-delà des besoins en oxygène (phase d’hyperhémie) pour finalement aboutir à une phase vasospastique (11, 12). Les causes de détresses respiratoires sont multiples chez les traumatisés cérébraux. Les traitements spécifiques pour combattre l’hypoxémie incluent l’intubation endotrachéale systématique. Celle-ci a montré son utilité dans la réduction de la fréquence de l’hypoxémie, elle améliore significativement le devenir du patient traumatisé (13, 14). Les objectifs de la ventilation mécanique initiale incluent la normoxie ou même l’hyperoxie. Toute hypoxémie doit être considérée comme potentiellement dangereuse. Le maintien d’une PaO2 au moins supérieure à 60 mmHg (SpO2 > 95 %) est donc un objectif prioritaire (15).

Agression cérébrale secondaire d’origine systémique

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Hypotension artérielle La restauration d’une hémodynamique stable constitue l’une des priorités de la prise en charge des traumatisés crâniens. L’hypotension artérielle est l’un des facteurs prédictifs de gravité les plus significatifs et doit être activement prévenue et jugulée. Si l’on considère l’ensemble des facteurs liés aux ACSOS, l’hypotension artérielle constitue l’élément le plus significatif du pronostic cérébral. (5). La pression de perfusion cérébrale (PPC) est par définition la différence entre la pression artérielle moyenne (PAM) et la pression intracrânienne (PIC). Toute lésion augmentant la PIC (hémorragie intracérébrale, œdème cérébral) ou diminuant la TAM (hypovolémie) concourt à agresser le cerveau. L’objectif de la réanimation circulatoire initiale est de maintenir une pression de perfusion cérébrale (PPC) de 70 mmHg (16, 17).

Hypercapnie et hypocapnie Les objectifs thérapeutiques en termes de capnie reposent sur une littérature abondante. Les effets de l’hyperventilation prophylactique (PaCO2 à 25 mmHg ± 2 mmHg) comparés à ceux du maintien d’une PaCO2 à 35 mmHg ± 2 mmHg ont montré une amélioration du pronostic des patients non hyperventilés (18, 19). L’hyperventilation accentuée et prolongée (PaO2 ≤ 25 mmHg) est proscrite après un traumatisme crânien grave et l’hyperventilation prophylactique modérée (PaO2 ≤ 35 mmHg) est à éviter durant les premières vingt-quatre heures, car elle compromet la perfusion cérébrale à un moment où le débit sanguin cérébral est déjà réduit (15). Ce n’est qu’en cas de signes cliniques évocateurs d’engagement ou d’hypertension intracrânienne décompensée que l’hyperventilation peut être justifiée pour un bref laps de temps. Les objectifs de la prise en charge initiale de patients souffrant d’un traumatisme cérébral sévère sont donc de maintenir une PaCO2 entre 35-40 mmHg.

Anémie En cas de traumatisme crânien grave, une augmentation du débit sanguin cérébral est présente après la réanimation initiale. Une diminution du transport d’oxygène, suite à une hémorragie ou à une anémie préexistante, peut avoir des conséquences délétères. Des valeurs d’hématocrite basses mais excédant 20 % sont bien tolérées par les patients sans traumatisme crânien, essentiellement par une amélioration de la rhéologie et une baisse de la viscosité. Lors de traumatisme crânien grave,

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l’existence d’une anémie est associée à un taux de mortalité plus élevé, notamment chez les enfants atteints d’un traumatisme crânien grave (20). Le même constat a été reporté dans une analyse rétrospective de patients adultes souffrant d’un traumatisme crânien suivi d’une mort cérébrale (21). Pour un patient traumatisé crânien, un seuil minimal d’hématocrite de 30 % est recommandé, au besoin par transfusion de concentrés érythrocytaires (7).

Localisation des ACSOS au cours de la prise en charge d’un patient traumatisé crânien Préhospitalier Les ACSOS sont identifiées et connues des soignants extrahospitaliers mais sont malheureusement encore trop souvent présentes malgré une attention particulière (22-24) (tableau III). L’intubation endotrachéale permet, outre une protection des voies aériennes supérieures, une meilleure oxygénation des patients traumatisés, mais nécessite une technique rigoureuse et une surveillance spécifique. Une hyperventilation involontaire quasi systématique a été rapportée dans de nombreuses séries extrahospitalières (25, 26) et mérite une attention particulière de la part de l’équipe de prise en charge de même que l’hypotension artérielle. L’utilisation d’un capnomètre semble donc indiquée. La recherche active des agressions cérébrales d’origine systémique fait partie de la prise en charge préhospitalière afin de les minimiser. Des recommandations ont été publiées (27). Elles recommandent une attention particulière à la prévention des ACSOS.

Salle d’urgence et d’opération La réanimation initiale en salle d’urgence et d’opération s’inscrit dans la continuité de celle réalisée au stade préhospitalier. Les objectifs sont les mêmes lors des premières heures de la prise en charge : évaluer les lésions traumatiques, assurer le traitement chirurgical et la réanimation, prévenir les ACSOS. L’hypotension artérielle peropératoire est la cause de lésions cérébrales secondaires (8). Dans certaines séries, une hypotension était présente dans 32 % des cas. L’identification de ces lésions secondaires nécessite une prise en charge organisée du patient selon un ordre de priorités bien établi. Toute hypotension artérielle persistante nécessite la recherche active de la cause : c’est le plus souvent une hypovolémie par perte hémorragique. La ventilation invasive nécessite une surveillance attentive du volume courant afin d’éviter toute hyperventilation, ainsi que le contrôle régulier des gaz sanguins. L’anémie mérite également une surveillance particulière (28, 29).

Agression cérébrale secondaire d’origine systémique

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Unité de réanimation Malgré le monitorage continu et l’intensité de la prise en charge infirmière et médicale, la salle de réanimation constitue un lieu où les ACSOS peuvent survenir (tableau III). Dans l’étude de Jones (3), une hypoxémie était présente dans 39 % des cas et l’hypotension artérielle dans 73 % des patients. Les transferts intrahospitaliers pour effectuer des examens diagnostiques ou un traitement chirurgical sont associés au risque d’agressions secondaires et nécessitent une surveillance accrue (30, 31). Des recommandations pour la prise en charge du transfert et le transport de ces patients ont été édictées par différentes sociétés savantes européennes et nord-américaines (32, 33).

Implications thérapeutiques Les priorités dans la prise en charge initiale du traumatisé crânien grave sont largement les mêmes que pour tout polytraumatisé, c’est-à-dire l’obtention de la perméabilité des voies aériennes avec une intubation si nécessaire, la protection de la colonne cervicale, l’administration généreuse d’oxygène, le contrôle de la ventilation, le maintien de la pression de perfusion cérébrale ainsi que le contrôle de l’hémorragie. Si l’équipe soignante se focalise sur ces éléments fondamentaux, la survenue des ACSOS devrait être diminuée. Les risques liés à l’hypotension sont minimisés par la recherche et le contrôle précoce de l’hémorragie, ceux de l’hypoxémie par une oxygénation maximale, ceux de l’hypercapnie par un contrôle soigneux de la ventilation et la survenue de l’anémie minimisée par l’hémostase chirurgicale et la transfusion précoce. Le traitement des agressions cérébrales secondaires d’origine systémique repose ainsi essentiellement sur l’identification précoce des facteurs étiologiques. La prévention repose sur une prise en charge respectueuse de la physiopathologie cérébrale ainsi que sur l’observation des recommandations émises par les sociétés savantes.

Conclusion La prise en charge des patients victimes de traumatismes crâniens graves implique des décisions thérapeutiques séquentielles dès la phase préhospitalière et tout au long de la chaîne des soins. Les agressions cérébrales secondaires d’origine systémique s’ajoutent rapidement aux lésions mécaniques primaires constituées lors de l’impact. Les facteurs de gravité les plus significatifs en dehors des lésions primaires sont essentiellement l’hypotension artérielle, l’hypoxémie, l’hypercapnie et l’anémie. Ils doivent être prévenus par une prise en charge précoce et agressive.

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Depuis quelques années, des progrès considérables ont été réalisés dans la compréhension de la physiopathologie cérébrale post-traumatique, primaire et secondaire. Sur le plan thérapeutique, les progrès ont été plus limités, mais la publication aux États-Unis et en Europe de recommandations officielles pour la prise en charge des traumatisés crâniens constitue une avancée substantielle (15, 34). D’après ces recommandations, la qualité de la prise en charge extrahospitalière constitue un point clé de même que l’optimisation des paramètres respiratoires et circulatoires. Les ACSOS sont accessibles à des traitements simples visant à assurer la normoxie, la normocapnie et une volémie normale. La lutte active contre la survenue des lésions secondaires d’origine systémique fait partie intégrante de la prise en charge de ces patients. Le prochain progrès majeur sera sans doute la reconnaissance et le traitement précoce des lésions secondaires.

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Agression cérébrale secondaire d’origine systémique

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Surveillance

Mesure de la pression intracrânienne M. Bonnard-Gougeon, G. Gindre et J.-J. Lemaire

Introduction En 1897, la technique de mesure de la pression du liquide cérébro-spinal (LCS) par ponction lombaire est décrite par Quincke. Elle est alors considérée comme une mesure indirecte de la pression intracrânienne (PIC). La surveillance directe devient possible grâce aux capteurs. C’est ainsi qu’en 1950 Janny donne les premiers résultats cliniques (1), étendus et complétés par Lundberg en 1960 (2). Les facteurs influençant la PIC sont à la fois physiologiques (position relative de la tête par rapport au corps, facteurs métaboliques, pression sanguine) et pathologiques (œdème cérébral, volume des lésions, troubles de la circulation du LCS, modifications du volume sanguin et des pressions artérielle et veineuse). Chez l’adulte, les variations fréquentes et brutales de ces paramètres au sein de l’enceinte crânienne rigide font de la PIC l’élément essentiel du monitorage multimodal de neuroréanimation. Cette mesure permet d’évaluer des éléments de la biomécanique intracrânienne et une partie de l’hémodynamique cérébrale. L’élévation de la PIC ou hypertension intracrânienne (HTIC) est associée à une importante mortalité et à un mauvais pronostic lors de lésions expansives ou de traumatisme crânien grave. La mesure de PIC n’est pas seulement utilisée dans le but de diagnostiquer et de traiter une HTIC mais, couplée à la pression artérielle moyenne (PAM), elle permet d’optimiser la pression de perfusion cérébrale (PPC), et ainsi de limiter l’apparition de lésions ischémiques secondaires. Bien que son utilisation ne soit toujours pas scientifiquement validée par des études randomisées, la mesure de la PIC reste pour la plupart des équipes le paramètre principal de la surveillance du traumatisé crânien grave, et devient indispensable dans les autres pathologies neurologiques ou neurochirurgicales susceptibles d’en affecter la valeur (3, 4).

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La réanimation neurochirurgicale

Pression intracrânienne et ses composants Enceintes anatomiques et pression intracrânienne Chez l’adulte, l’enceinte crânienne est souvent considérée comme rigide et close bien qu’elle communique avec un important secteur intrarachidien offrant physiologiquement une possibilité d’expansion. La PIC physiologique d’un adulte en décubitus strict est inférieure ou égale à 15 mmHg mais sa valeur peut osciller jusqu’à 20 mmHg (5). Dans ces conditions, elle est identique tout le long de l’axe cérébro-spinal. Chez le nourrisson, elle oscille entre 2 mmHg et 4 mmHg (6). Liée à la pression atmosphérique, elle fluctue avec les rythmes cardiaques et respiratoires ainsi qu’avec des rythmes de l’arbre vasculaire ou ondes lentes, sous contrôle neurovégétatif (7). La cavité crânienne est divisée par la tente du cervelet en un compartiment supratentoriel, luimême séparé en deux dans un plan sagittal par la faux du cerveau, et un compartiment sous-tentoriel. Ce dernier communique avec le canal rachidien par le foramen magnum. L’enceinte qui contient le LCS est appelée enceinte ventriculo sous-arachnoïdienne (EVSA). Son volume physiologique est de l’ordre de 140 mL. L’enceinte durale craniorachidienne est composée de trois secteurs volumiques : le parenchyme cérébral (70 % à 80 %), l’EVSA (5 % à 20 %) et le volume sanguin cérébral (VSC) (5 % à 15 %).

Relation pressions-volumes intracrâniens Le principe de Monroe-Kellie (8) donne comme constante la somme des trois volumes du contenu intracrânien : Volcérébral + VolEVSA + Volsanguin = constante. Toute addition volumique extrinsèque, ou simplement le changement de volume d’au moins l’un des trois, entraînent une augmentation de la PIC en l’absence d’une réduction réciproque ou équivalente d’au moins l’un des autres compartiments. Ainsi le cerveau, structure viscoélastique, est lentement compressible par modification des secteurs intra- et extracellulaires et le VSC peut se modifier très rapidement par le jeu de la vasomotricité cérébrale. Le volume du LCS est fonction de l’équilibre entre la production et la résorption, physiologiquement d’environ 0,35 mL/min, et du volume de l’EVSA. Ce dernier peut être modifié par expansion du secteur rachidien au dépens de l’espace extradural. Lors d’HTIC, ces mécanismes compensateurs sont dépassés par des modifications pathologiques de volume (tumeur, hématome, œdème, hydrocéphalie, vasoplégie). Des compressions vasculaires intraparenchymateuses et des déplacements des structures cérébrales entre les différents compartiments, à l’origine d’engagements, deviennent source d’ischémie (5). Les structures supratentorielles se déplacent sous la faux du cerveau et par l’orifice tentoriel vers la fosse postérieure ; les structures infratentorielles se

Mesure de la pression intracrânienne

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déplacent vers le haut par l’orifice tentoriel, ou descendent à travers le foramen magnum. L’efficacité des systèmes tampons de compensation volumique peut être évaluée de plusieurs façons. Ainsi, l’étude de la circulation résorption du LCS faite par injection de LCS artificiel (ou son équivalent proche : NaCl à 0,9 %) en perfusion continue ou après un bolus (de 1 mL à 4 mL), permet le calcul de la résistance à l’écoulement, normalement inférieure à 12 mmHg/mL/min. La compliance de l’EVSA, témoin de sa capacité de distensibilité, s’évalue en étudiant la relation pression/volume. Le calcul de l’index pression volume (PVI) est la méthode la plus courante d’évaluation de la compliance. Il se définit comme le volume de liquide nécessaire pour augmenter la pression par un facteur 10, PVI = ∆V/Log10 (P2/P1) ; il est supérieur à 25 mL chez l’adulte et à 10 mL chez l’enfant. Le réservoir spinal du LCS étant plus petit chez l’enfant, l’effet compensateur en est diminué. À moins de dix-huit mois, les fontanelles sont ouvertes et peuvent se disjoindre si l’augmentation du volume intracrânien est lente et progressive. En revanche, l’absence d’extensibilité de la dure-mère empêche la compensation d’une augmentation brutale de volume (9). La relation pression/volume générale suit une courbe de type exponentielle, décrite par Langfitt (8), dont la pente, faible dans la zone physiologique, s’accentue très rapidement lorsque s’installe une HTIC traduisant un dépassement des systèmes compensateurs.

Liquides intracrâniens et variations de pression Le parenchyme cérébral est composé des secteurs intracellulaire et interstitiel. La barrière hémato-encéphalique (BHE) sépare le secteur interstitiel du compartiment sanguin. Les mouvements hydroéléctrolytiques au niveau de la BHE, du fait des jonctions étanches entre les cellules endothéliales, répondent aux lois de l’osmose. Lors de l’altération de la BHE, ces mouvements obéissent à la pression hydrostatique, le libre passage des protéines et des électrolytes annule les gradients osmotiques et oncotiques. Le volume de l’espace interstitiel cérébral (EIC) est déterminé uniquement par le gradient osmotique transmembranaire. Les variations brutales de volume sont limitées par la présence d’osmoles actives dites protectrices (électrolytes, acides aminés, polyols, triéthylamine). Leur efficacité est cependant limitée si le trouble est d’installation rapide (10, 11). Le LCS, ultrafiltrat plasmatique, est principalement sécrété dans les ventricules par les plexus choroïdes. La production de LCS, constante pour les valeurs physiologiques de PIC, est diminuée dans un contexte d’HTIC. La PIC est directement proportionnelle aux capacités de sécrétion, de circulation et de résorption du LCS. Cette dernière est fonction du gradient transvillositaire entre la PIC et la pression veineuse des sinus crâniens et des veines périradiculaires, principaux sièges des villosités. La résorption passive du LCS s’effectue dès lors que la PIC est supérieure à la pression veineuse périvillositaire. Des

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La réanimation neurochirurgicale

gradients de pression dans l’EVSA s’instaurent lorsqu’il existe un trouble de la circulation du LCS avec obstacle en amont des villosités (12).

Relation débit sanguin cérébral et PIC Les mécanismes de régulation du volume sanguin cérébral sont indirectement liés au débit sanguin cérébral (DSC) et à la vasomotricité cérébrale. La pression sanguine des artères intracrâniennes est proche de la pression artérielle systémique (en décubitus strict et en ne tenant pas compte du gradient le long de l’arbre vasculaire) estimée par la pression artérielle moyenne (PAM). La pression veineuse centrale (PVC) reflète la pression des sinus veineux intraduraux (avec les mêmes restrictions que pour la pression artérielle) aux parois fibreuses et peu compressibles, relativement protégés des variations de PIC. Les veines extraparenchymateuses, ou veines ponts, traversent l’espace sous-arachnoïdien baigné par le LCS, où elles sont sous la dépendance de la PIC. La PPC correspond à : pression artérielle (Pa) d’entrée – pression veineuse de sortie (Pv). Par simplification, en clinique, la formule suivante est utilisée : PPC ≅ PAM – Pression IntraCrânienne (PIC), car on estime que Pv est ≅ à la PIC et que la PA périphérique reflète la Pa cérébrale (sous certaines conditions, voir supra).

Dynamique de la PIC La PIC doit être envisagée dans un sens dynamique, c'est-à-dire en tenant compte de ses variations spontanées et adaptatives. Il s’agit principalement des ondes de PIC et de la dynamique de l’autorégulation. Les ondes sont liées au secteur vasculaire, soit directement comme le pouls (onde de pouls) et les ondes lentes, soit indirectement par les gros vaisseaux intrathoraciques soumis aux variations de pression lors des mouvements respiratoires (onde respiratoire). Les ondes lentes sont représentées par les ondes B oscillants entre 5 mHz et 50 mHz (0,5 à 3 ondes/min), les ondes Infra B (IB, les plus lentes) dont les ondes en plateau sont les plus classiques et les ondes Ultra B (UB, les plus rapides) (13). Elles sont provoquées par des modifications rythmiques de la vasomotricité, sous l’influence du système neurovégétatif contrôlant le secteur systémique pour les B et IB et sous l’influence du métabolisme local des vaisseaux intraparenchymateux pour les UB (7, 14). Les ondes IB sont toujours considérées comme pathologiques alors que les ondes B et UB sont rencontrées physiologiquement. L’apparition d’ondes en plateau en situation de gradients de pression intracrâniens (cas le plus fréquent) signe un risque d’engagement. Le sommeil, en particulier paradoxal, provoque des oscillations cycliques selon ses phases. Toutes les situations susceptibles de modifier la ventilation ou le rythme cardiaque sous dépendance mécanique ou neurovégétative peuvent modifier la PIC comme la toux, le rire, l’éveil, la peur, ou la perception d’un

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bruit. Les manœuvres de réanimation (ventilation, intubation, pose de cathéter) provoquent des ondes vasomotrices qui retentissent sur la PIC. L’autorégulation débit-perfusion adapte les résistances vasculaires en fonction des variations de la pression de perfusion (dans la gamme physiologique). L’autorégulation statique, la plus classique, agit en quelques minutes. Elle est mise en jeu en situation artificielle lors de tests thérapeutiques (par exemple en augmentant la PAM) et lors d’HTIC où elle est rapidement dépassée. L’autorégulation dynamique correspond aux mécanismes adaptatifs rapides (de l’ordre de la seconde) en situation physiologique pour chaque variation cyclique de pression (pouls, respiration) ou artificiellement lors de tests dits dynamiques (par exemple par compression ou décompression brutale de vaisseaux) (fig. 1).

Fig. 1 – Secteurs intracrâniens. Ondes de PIC.

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Techniques de mesure de la pression intracrânienne L’immense majorité des techniques de mesure de la PIC font appel, en clinique, à des procédés invasifs qui utilisent des transducteurs, permettant de transformer des variations de pression en variations électriques (effet piézoélectrique en particulier). La force appliquée sur le capteur le déforme, ce qui modifie sa résistance électrique de manière inversement proportionnelle. Les variations de résistance sont détectées grâce à un système type « pont de Wheatstone », ou réseau de résistances en parallèle, jouant le rôle d’amplificateur. Les spécificités communément admises pour un capteur de PIC sont : une sensibilité de – 40 mmHg à + 100 mmHg, une précision de +/– 2 mmHg entre 0 et 20 mmHg, une erreur inférieure à 10 % entre 20 mmHg et 100 mmHg et une stabilité dans le temps (dérive minime). L’ensemble du système implanté doit être responsable d’une faible morbidité (saignement, traumatisme encéphalique, infection) et avoir un coût raisonnable (15). Les sites d’implantation des capteurs sont multiples, extra-dural, sous-dural, intraparenchymateux, intraventriculaire ou lombaire.

Systèmes externes à transmission liquidienne Le cathéter intraventriculaire est la méthode de référence pour mesurer la PIC. Il est siliconé, multifenêtré et se place dans la corne ventriculaire frontale. C’est la technique de mesure la plus simple, elle est précise et permet un drainage thérapeutique de LCS, si survient une HTIC (16). Les principaux défauts de cette technique sont le risque de colonisation bactérienne, la mise en place parfois difficile en cas de petits ventricules et lors de dégâts cérébraux importants, la fuite ou l’obstruction du cathéter. Il est préférable de le mettre en place au bloc opératoire dans des conditions d’asepsie rigoureuse et par une équipe entraînée. La calibration peut se faire sans retrait du drain. Le niveau du zéro de référence intervient dans l’interprétation des valeurs de la PIC et, bien qu’il n’existe aucun consensus, la plupart des équipes admettent comme zéro le milieu d’une ligne joignant le conduit auditif externe à la partie externe du rebord orbitaire. Les cathéters sous-duraux ou sous-arachnoïdiens, peu utilisés, simples à insérer, épargnent le parenchyme et entraînent un taux d’infection faible mais sont moins fiables et peuvent s’obstruer partiellement ou totalement, ce qui induit un amortissement des mesures et une sous-estimation de la PIC. Le cathéter à double courant possède un système de transmission liquide spécifique (indépendant du canal drainant le LCS), ce qui diminue les problèmes d’amortissement car le « capteur » est dans la cavité ventriculaire, en permettant une recalibration in vivo (17). Il existe en version épidurale, sousdurale, intraventriculaire (avec la possibilité de drainage du LCS), et intraparenchymateuse.

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Systèmes à capteurs internes Ils utilisent des transducteurs par miroir déformable avec fibre optique ou par système piézo-électrique. Ils sont directement placés dans l’EVSA ou le plus souvent dans le parenchyme cérébral. Dans ce dernier cas, ils peuvent être mis en place dans l’unité de soins intensifs, par une équipe entraînée, respectant une parfaite asepsie. Le capteur extradural assimilable à un capteur interne comporte une jauge de contrainte placée directement à la surface de la duremère. Il peut aussi s’agir d’une simple chambre de pression où la dure-mère fait office de membrane transductrice (type De Rougemont). Ils n’entraînent pas d’effraction durale, ce qui limite les risques traumatiques et septiques, mais ils sont aujourd’hui peu utilisés car peu fiables (précision, dérive). Le capteur à fibre optique coiffe l’extrémité d’un cathéter à fibre optique et peut être placé dans le parenchyme ou dans le ventricule (avec les contraintes particulières de pose liée à l’abord ventriculaire). Il est muni d’un diaphragme flexible réfléchissant. La fibre optique achemine la lumière vers le capteur ainsi que la lumière réfléchie par le diaphragme (18). Le changement d’intensité de la lumière réfléchie est lié directement aux contraintes appliquées au capteur (déformation de la surface réfléchissante) et est interprété en termes de changement de pression. Il existe une corrélation étroite entre la mesure intraventriculaire et la mesure intraparenchymateuse par fibre optique (19). La limite principale de cette technique est la dérive progressive (20). La calibration in vivo est impossible, ce qui impose théoriquement le remplacement du capteur si la durée de la mesure dépasse cinq jours. Le capteur piézo-électrique utilise une jauge de contrainte avec piézo-résistance intégrée. Les variations infimes de résistance sont directement liées à la contrainte appliquée au capteur à travers un diaphragme en silicone. Le changement de résistance est reflété par le changement de voltage, converti en unité de pression. La mesure précisément corrélée à la pression intraventriculaire obtenue par drainage est soumise à une dérive minime. Ce capteur permet une mesure intraparenchymateuse ou intra ventriculaire (21).

Autres méthodes de mesure En marge des méthodes utilisant des transducteurs, se développent des procédés non invasifs permettant d’approcher des mesures de variations de PIC en s’affranchissant de la morbidité liée à l’implantation intracrânienne de capteur ou cathéter. Toutes ces techniques sont actuellement à un stade expérimental. Elles présentent un intérêt en association avec une mesure absolue, au moins intermittente, de la PIC. L’impédancemétrie tympanique a pour principe la détection de variations de tension de la membrane tympanique reflétant des variations de PIC. C’est une mesure peu précise de la PIC. La mesure du flux transcutané par laser Doppler repose sur le principe d’une

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corrélation inverse entre la PIC et le flux sous-cutané au niveau du scalp. Cette technique permet une approche des variations relatives de PIC. L’ophtalmo dynamométrie repose sur la mesure des variations de diamètre de la veine centrale de la rétine (dont la pression est corrélée avec la PIC du fait de son trajet intracrânien). Elle permet d’obtenir une mesure approchée de la PIC, lorsqu’elle est comparée à des variations provoquées de la pression intraoculaire. L’étude des variations des oto-émissions acoustiques (EOA) est une technique au principe différent. Elle utilise l’analyse spectrale des vibrations spontanées émises par l’oreille interne après stimulation. Les variations du spectre émis sont corrélées aux variations de pression intracrânienne. La précision imparfaite et le nombre important de sujets aux EOA non décelables (50 %) limitent son application (22). Le Doppler transencéphalique, développé récemment, permet de détecter les variations de vitesse de transmissions d’ultrasons à travers l’encéphale (23). Ces variations de célérités sont liées aux variations de pression régnant dans la boite crânienne. La corrélation entre la courbe de pression obtenue par cette technique et celle obtenue par mesure invasive est correcte, cependant elle ne permet qu’une estimation relative de la PIC. Avec le Doppler transcrânien, la comparaison des flux dans les compartiments intracrânien et extracrânien de l’artère centrale de la rétine permettrait également une approche de la mesure de la PIC.

Lieu de mesure de la pression intracrânienne Compte tenu des différences de pression existant à l’intérieur de l’enceinte craniorachidienne, il est recommandé de mesurer la pression à proximité de la lésion (24) (fig. 2).

Fig. 2 – Mesure de la PIC.

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Analyse de la pression intracrânienne La mesure de la PIC nécessite souvent d’être complétée par une analyse pour être interprétée. Soumise aux nombreuses oscillations physiologiques ou pathologiques, elle est labile. En première approximation clinique, même pour une mesure ponctuelle, dite instantanée, seule une valeur moyenne doit être prise en compte car de nombreux facteurs peuvent être confondants dès lors que l’on doit prendre une décision thérapeutique ou diagnostique.

Mesure ponctuelle La PIC instantanée peut être mesurée à partir de capteurs (par mesures intermittentes et après exclusion transitoire de la tubulure de drainage en cas de dérivation externe concomitante) ou plus directement à l’occasion d’une simple ponction lombaire (après élimination de risques d’engagement) en mesurant la hauteur de la colonne d’eau remontant dans un simple cathéter (1 cm H2O = 0,735 mmHg ; 1 Pascal = 0,0075 mmHg). La durée de la mesure doit être d’au moins trois minutes pour minimiser le risque d’interprétation erronée d’une valeur relevée fortuitement au sommet d’une onde B physiologique. Le patient doit être calme, en décubitus strict, en normoventilation, ne pas parler et ne pas subir de pression abdominale. Aucun médicament susceptible d’influencer la PIC ne doit être utilisé, si une anesthésie est réalisée.

Enregistrements lents ou de longue durée Il s’agit de la mesure en continue de la PIC et des signaux liés (PAM, PPC calculée). Les contraintes seront différentes selon l’objectif. Si l’on veut interpréter les ondes lentes B ou IB, il faut que l’échantillonnage du signal (en pratique celui affiché sur le moniteur) soit supérieur ou égal à 0,5 échantillon par seconde. La chaîne en amont du moniteur (transducteur, moniteur intermédiaire éventuel) et celle en aval (enregistrement numérique) doivent être adaptées à cette contrainte (le taux d’échantillonnage de chaque élément ne doit pas descendre au dessous de 0,5 échs/s). Si l’intérêt ne porte que sur les variations de la PIC moyenne, un échantillonnage à 1 point/min semble un bon compromis (les ondes IB sont visibles).

Enregistrement et analyse dynamique Il s’agit de l’analyse de l’onde pouls, de l’onde respiratoire et de l’autorégulation dynamique. Bien que la première soit de peu d’intérêt pratique, et que les autres relèvent de la recherche, leur réalisation doit faire appel à un environne-

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ment spécifique adapté à la fréquence de l’onde étudiée : la fréquence de résonance du capteur doit être valide et l’échantillonnage doit être suffisant pour la numérisation du signal (en pratique ≅ 100 échs/s pour le pouls). L’analyse concomitante du signal Doppler (test d’autorégulation dynamique) relève des mêmes contraintes.

Analyse des informations liées à la pression intracrânienne Le minimum d’analyse de la PIC est un calcul de valeur moyenne. Pour les enregistrements longs, l’information peut être condensée sous la forme de tendance ou d’histogramme. La tendance offre une représentation en fonction du temps après rééchantillonnage lent permettant de visualiser une longue période de temps. L’histogramme offre une représentation de la distribution des pressions (par gammes) pour une période de temps définie. Les deux perdent tout ou partie de l’information dynamique mais peuvent permettre d’anticiper l’évolution de la situation clinique et renseignent sur l’efficacité des traitements. Pour faire un diagnostic d’HTIC, sans évaluation des ondes, l’histogramme est probablement plus approprié. La prise de décision en temps réel, pour modifier un traitement de l’HTIC ou la PPC, s’appuie sur une lecture simple des courbes en tenant compte ou pas de la présence d’ondes lentes selon la configuration matérielle utilisée. En pratique, la constatation d’une onde IB signe une HTIC avec ses risques d’engagement (surtout lors de plateau) et d’importantes ondes B (pics de pression pathologiques ou occurrence spontanée élevée) traduisent une HTIC patente ou latente.

Indications de la mesure de pression intracrânienne Chez le traumatisé crânien grave La corrélation entre une PIC élevée et un pronostic défavorable a été démontrée par de nombreux auteurs (25). Bien que les risques liés à la mise en place d’un capteur de mesure de pression soient faibles, il convient de réserver cette technique aux patients susceptibles de développer une HTIC. Les objectifs principaux sont de guider la thérapeutique en limitant l’utilisation abusive de traitements agressifs et de contrôler les modifications de PIC susceptibles d’entraîner engagements et altération de la perfusion cérébrale. Dans tous les cas, la surveillance de la PIC doit être couplée à celle de la PAM avec calcul de la PPC. Le monitorage de la PIC est depuis longtemps, pour la plupart des équipes, une intervention à faible risque et à haut rendement avec un coût raisonnable. Son utilisation est recommandée : lorsque le score de Glasgow est inférieur à 8 et la TDM anormale, lorsque la TDM est normale et qu’il existe deux des critères suivants : âge supérieur à 40 ans, déficit moteur uni- ou bila-

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téral, épisodes de pression artérielle systolique inférieurs à 90 mmHg. L’indication doit être discutée au cas par cas chez les patients de moins de 40 ans dont le score de Glasgow est inférieur à 8, la TDM normale et l’état hémodynamique stable (26). Dix à 20 % des traumatisés crâniens modérés (score de Glasgow de 9 à 12) étant susceptibles de s’aggraver, la mesure de la PIC peut être alors proposée s’il existe des lésions intracrâniennes avec effet de masse. Une PIC normale chez des patients porteurs de lésions focales (hématomes ou contusions) avec risques d’engagements ne doit pas retarder l’acte chirurgical (27). La mesure de la PIC par voie ventriculaire est préférable si la taille des ventricules le permet, et si un drainage thérapeutique de LCS est nécessaire. Un capteur miniature placé dans un cathéter intraventriculaire apporte les mêmes avantages pour un coût plus élevé. Sinon un capteur intraparenchymateux sera mis en place.

Hémorragies sous-arachnoïdiennes par rupture anévrismale

La rupture ou la fissuration vasculaire entraîne l’irruption brutale de sang artériel dans les espaces sous-arachnoïdiens, parfois dans le parenchyme cérébral ou dans le système ventriculaire. Un œdème cérébral peut se constituer secondairement, lié à une diminution du DSC (28). L’hémorragie sous-arachnoïdienne de grade clinique élevé s’accompagne de façon quasi constante d’une HTIC. L’augmentation de la résistance à l’écoulement ainsi que l’obstruction des voies de circulation et de résorption du LCS favorisent l’hydrocéphalie aiguë qui complique 20 % des hémorragies méningées tous grades de Hunt et Hess confondus (29). Le diagnostic précoce de l’hydrocéphalie n’est pas toujours évident et l’HTIC peut apparaître une à trois heures avant la dilatation ventriculaire (30). Ultérieurement, la mesure de PIC permet d’optimiser la PPC lors de l’apparition d’un vasospasme. La surveillance de la PIC, indispensable, est proposée préférentiellement par le biais d’une dérivation ventriculaire externe (DVE) dont l’intérêt supplémentaire est de permettre le drainage thérapeutique du LCS. Elle sera utilisée avec une contre-pression de 15 cm d’eau au-dessus du zéro afin de limiter le risque de rupture anévrismale. Une fois l’anévrisme traité, ce niveau peut être abaissé. La mise en place de la DVE doit être très précoce, avant le traitement de l’anévrisme, compte tenu de l’utilisation d’héparine lors de la procédure d’embolisation. Pour certains auteurs, la mesure de la PIC pourrait guider la prise en charge de l’anévrisme. Ainsi, ce dernier ne serait pas traité chez les patients présentant une HTIC non médicalement contrôlée. En effet 64 % de bons résultats sont retrouvés chez les patients de grade IV ayant subi une intervention chirurgicale après contrôle de la PIC entraînant une amélioration clinique (31).

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Autres situations cliniques Dans l’hépatite fulminante, le développement d’une HTIC est un facteur de mauvais pronostic. Si les paramètres de la coagulation le permettent, la surveillance de la PIC et l’optimisation de la perfusion cérébrale aident au traitement des patients et à une sélection pour la transplantation hépatique (32). Dans les hydrocéphalies tardives ou chroniques, conséquences d’une HSA, la surveillance de la PIC avec enregistrements des tendances, associée au calcul de l’index bi-caudé sur la TDM peut être une aide au sevrage de la DVE et à la décision de pose d’un shunt. La mesure de PIC peut également aider au diagnostic et à la compréhension de certaines hydrocéphalies communicantes (33). Des tests dynamiques d’étude de la compliance de l’EVSA et de la circulation/résorption du LCS peuvent contribuer à l’orientation du traitement. Dans les processus expansifs intracrâniens, la mesure de PIC est devenue inutile en préopératoire depuis l’utilisation systématique de l’imagerie (TDM et IRM) et l’efficacité de la corticothérapie sur les signes cliniques. En revanche, en postopératoire, dans le cas de certaines tumeurs d’exérèse difficile avec possible constitution secondaire d’hématomes, ou de tumeurs très œdématogènes (gliomes malins, certains méningiomes, métastases), la mesure de PIC peut aider à la surveillance du réveil, et favorisera la rapidité d’une réintervention éventuelle. En effet, 20 % des patients seraient dans ce contexte susceptibles de développer une HTIC (34). Chez l’enfant, dans certaines craniosténoses (syndromes de Crouzon, ou Pfeiffer) la mesure de PIC permet de définir le retentissement fonctionnel, le moment de l’intervention et la surveillance postopératoire (35). Dans d’autres processus à haut risque d’HTIC, neurologiques, infectieux, viraux, inflammatoires, dans les états de mal épileptiques, et dans certaines hypertensions intracrâniennes aiguës bénignes, cette mesure peut être aussi utile.

Complications liées à la mesure de la pression intracrânienne Infection Principal risque de la DVE pour la majorité des auteurs, elle se définit par une culture positive du LCS, associée à l’hypoglycorachie et à la pléiocytose caractéristiques d’une méningite. L’incidence varie dans les études rétrospectives entre 0 et 22 %, avec une moyenne de 10 %. Une hémorragie intraventriculaire, une PIC supérieure à 20 mmHg, une craniotomie concomitante, une fracture de la base avec fuite de LCS, une méningite préexistante, augmentent le risque des ventriculites sur DVE. Une infection systémique, l’âge et l’état

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clinique du patient jouent également un rôle favorisant. Le rôle de la durée d’utilisation de la DVE reste une notion controversée, mais il semblerait que le risque maximum se situe dans les dix premiers jours. Lorsque la durée d’utilisation est supérieure à cinq jours, le changement systématique n’apparaît pas licite s’il n’y a pas colonisation. Le lieu de pose, réanimation ou bloc opératoire, ne semble pas modifier le risque infectieux. En revanche, il convient de détecter rapidement après retrait du cathéter la fuite de LCS, source d’infection, et ce, même plusieurs jours après l’ablation de la DVE. Aucune étude ne permet de conclure à l’intérêt d’une antibioprophylaxie lors de la pose ou du maintien du système (36). Ces complications sont diminuées par une asepsie rigoureuse, une fréquence limitée des ouvertures des lignes de drainage, l’utilisation de systèmes clos avec deux robinets et une grande vigilance dans la surveillance qui doit faire l’objet d’un protocole écrit. Les prélèvements bactériologiques doivent être guidés par la clinique (37, 38). En ce qui concerne les capteurs intraparenchymateux, le taux d’infections est estimé à 2,1 % (39).

Complications hémorragiques Le taux d’hématomes intracérébraux induit par la mesure de PIC est inférieur à 4 % si les troubles de l’hémostase sont corrigés avant la pose du capteur (40). Les troubles sévères de la coagulation sont une contre-indication à la pose d’un capteur intracrânien.

Complications mécaniques Les malpositions, dysfonctionnements, obstructions, déconnections, collapsus ventriculaires n’induisent pas de morbidité à long terme, mais peuvent entraîner des erreurs de mesures de la PIC, et une augmentation des coûts liée aux changements de capteurs. Ces complications sont rares si l’équipe est entraînée à la pose et à la maintenance des systèmes.

Pression intracrânienne et multimonitorage : quel avenir ? La mesure de la PIC doit être couplée avec d’autres paramètres pour être efficacement interprétée, du moins dans les situations les plus complexes et aussi les plus fréquentes en neuroréanimation. Au-delà du calcul direct de la PPC, l’analyse des données de la PIC est utile en parallèle avec d’autres moyens devenus, ou en voie de devenir, d’utilisation courante comme le Doppler transcrânien, la mesure des pressions partielles, intraparenchymateuse, la

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microdialyse et l’imagerie cérébrale tomodensitométrique en résonance magnétique nucléaire ou en tomographie par émission de positons. Ainsi, par exemple, la simple évaluation de l’autorégulation (statique ou dynamique) ou du retentissement d’un mécanisme physiopathologique ou d’un traitement peut être réalisée plus facilement et surtout plus objectivement. Il est important d’associer ces différentes modalités d’informations pour mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques et ainsi optimiser les traitements (la « targeted therapy » définie par Miller (41) est plus que toujours d’actualité), tout en s’ouvrant sur de nouvelles solutions. La mesure non invasive de la PIC ne supplantera la mesure invasive que si des solutions techniques améliorent la fiabilité de la mesure. Elles sont encore du domaine de la recherche et doivent contraindre le praticien à une meilleure maîtrise des données « invasives ». Force est de constater qu’en dépit des informations fournies, la difficulté de réduire efficacement mortalité et morbidité en situation critique de souffrance cérébrale (avec ou sans HTIC) continue à faire désespérer certains et favorise la sous-utilisation du monitorage invasif comme le montrent des enquêtes récentes (42). Comme toujours, il existe un décalage entre les moyens et les objectifs qui freine la mise en application des consensus les plus rationnels et l’évolution des pratiques thérapeutiques et diagnostiques. Néanmoins, l’évolution technologique nous conduit vers un environnement de soins de plus en plus sophistiqué pour les patients gravement atteints. L’intégration des systèmes simplifie la gestion de nombreuses situations qui ont été banalisées grâce aux progrès médicaux.

Conclusion Les techniques invasives, en particulier le cathétérisme ventriculaire, restent les méthodes de référence pour la mesure de la PIC. Les microcapteurs implantables s’accompagnent d’une morbidité inférieure pour une fiabilité et une précision équivalentes. Les méthodes non invasives, toujours en cours d’expérimentation, permettront une indication plus large de cette mesure indispensable pour l’orientation thérapeutique en cas de pathologie intracrânienne. Les indications de mesure de la PIC sont en grande partie consensuelles mais sa mise en application reste encore en retrait. Ceci semble plutôt le fait des contraintes organisationnelles médico-économiques et d’une insuffisance de l’évaluation des pratiques (en termes de soin et de recherche) que celui des systèmes de mesure.

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Surveillance de la circulation cérébrale par Doppler transcrânien en réanimation neurochirurgicale A. Ter Minassian

Aspects méthodologiques C'est en 1981 que Rune Aaslid a apporté la démonstration qu'il était possible de recueillir un signal Doppler au travers de la barrière osseuse de la boîte crânienne (1). Historiquement, il était généralement considéré que les ultrasons ne pouvaient être utilisés dans cette application, les ruptures d'impédance successives dissipant l'énergie de l'onde émise. Cet obstacle théorique a été surmonté grâce à deux caractéristiques du Doppler transcrânien (DTC) : – l'atténuation du signal Doppler étant proportionnelle au carré de la fréquence, l'onde émise du DTC est à basse fréquence : 2 MHz ; – les DTC sont de forte puissance 100 mW/cm2, 90 % de l'énergie émise étant dissipée sous forme de chaleur au travers des différentes interfaces. Cependant malgré ces particularités, la barrière osseuse ne peut être franchie qu'au travers de « fenêtres » anatomiques particulières où l'os est particulièrement mince et peu stratifié ou au travers des fenêtres transophtalmique et transforaminale. Ainsi, chez 10 % de la population, l'insonation transcrânienne est impossible. Le DTC est un Doppler pulsé permettant ainsi une certaine définition spatiale. Le corollaire qui en découle est qu'il est limité dans l'estimation des hautes vitesses, et ce de façon croissante avec la profondeur de l'échantillonnage selon le principe découlant du théorème de Nyquist. La variable analysée est le gradient entre la fréquence émise et rétro-diffusée lié à la vitesse de déplacement des éléments réflecteurs, c’est-à-dire les éléments figurés du sang (hématies principalement), selon l'équation de von Doppler : ∆F = 2F0v cos .τ/ c. Ainsi pour une onde émise à 2 MHz, + 1 KHz de ∆F correspond à une vitesse de déplacement de 39 cm/s vers l'examinateur. La vitesse mesurée ne

100 La réanimation neurochirurgicale

peut être assimilée à la vitesse réelle que lorsque l'angle d'insonation par rapport au vecteur de déplacement tend vers 0 et donc cos τ vers 1. Ainsi un angle τ égal à 60° provoque une erreur de 50 % dans la mesure, un angle τ égal à 30° provoque une erreur de 13,5 % dans la mesure, un angle τ égal à 10° provoque une erreur de 2 % dans la mesure. La conclusion pratique importante qui en découle est qu'en matière de Doppler seules les hautes vélocités sont vraies : l'opérateur doit toujours rester critique vis-à-vis des basses vélocités et se demander s'il n'est pas possible d'optimiser l'angle d'insonation de l'axe vasculaire examiné. Enfin, lors de la réalisation pratique de l'examen on gardera à l'esprit que l'oreille humaine est un excellent fréquence-mètre dans la bande 0-20 KHz qui est précisément la bande de fréquence analysée en DTC. C'est à l'oreille plus que par l'analyse de la représentation graphique du signal sonore qu'on procédera au manœuvres d'optimisation de la position de la sonde en recherchant le signal le plus aigu et de plus forte puissance. Le DTC en réanimation est un examen effectué à l'aveugle sans échographie associée, ces derniers appareils étant beaucoup plus onéreux et généralement réservés aux services d'exploration fonctionnelles. L'identification formelle des artères intracrâniennes repose ainsi sur cinq critères : – la fenêtre acoustique utilisée et la direction de la sonde ; – le sens de déplacement des éléments réflecteurs ; – l'angulation de la sonde ; – la profondeur d'échantillonnage ; – la modification du signal aux tests de compression carotidiens cervicaux. Ces tests de compression ne doivent être réalisés qu'en l'absence de pathologie athéromateuse emboligène ou de dissection artérielle.

Examen normal Les vélocités Doppler sont habituellement exprimées en cm/s. Les appareils affichent la vitesse systolique, diastolique et moyenne. Cette vitesse moyenne (Vm) est la moyenne temporelle des pics de vélocité au cours d’un cycle cardiaque. La vitesse diastolique est également importante à prendre en compte car c’est la valeur la plus rapidement perturbée lorsque la pression de perfusion cérébrale (PPC) est compromise. Des valeurs normales pour les vitesses ont été établies (tableau I). Mais de nombreux facteurs physiologiques qui modifient le DSC modifient également les vitesses. Celles-ci sont donc à interpréter en fonction du contexte clinique : – les vélocités varient avec l’âge. La vitesse dans l’ACM est basse chez le nouveau-né (24 cm/s) mais augmente rapidement en quelques jours. Les vélocités augmentent ensuite lentement pour atteindre 100 cm/s entre 4 et 6 ans.

Surveillance de la circulation cérébrale par Doppler transcrânien 101

Tableau I – Vitesses circulatoires et index de pulsatilité : valeurs normales chez l’adulte. Artère

Profondeur (mm)

Moyenne

Diastolique Systolique

IR

IP

ACM

40-55

62 ± 12

45 ± 10

90 ± 16

0,4-0,7

0,90 ± 0,24

ACA

60-75

50 ± 13

35 ± 10

71 ± 18

0,83 ± 0,17

ACP

55-80

37 ± 10

26 ± 7

53 ± 11

0,88 ± 0,20

TB

85-100

39 ± 9

31 ± 9

52 ± 9

ACM : artère cérébrale moyenne ; ACA : artère cérébrale antérieure ; ACP : artère cérébrale postérieure ; TB : Tronc basilaire ; IR : index de résistance ; IP : index de pulsatilité Tableau II – Vitesses circulatoires cérébrales et profondeur d’insonation (valeurs moyennes) en fonction de l’âge. Âge

ACM

ACI

ACA

TB

Vm (cm/s) 0-10 jours 11-90 jours 3-12 mois 1-3 ans 3-10 ans 10-18 ans

24 42 74 85 94 81

25 43 67 81 93 79

19 33 50 55 71 56

51 58 46

Vd (cm/s) 0-10 jours 11-90 jours 3-12 mois 1-3 ans 3-10 ans 10-18 ans

12 24 46 65 72 60

12 24 40 58 68 59

10 19 33 40 48 46

35 44 36

Profondeur (mm) 0-3 mois 3-12 mois 1-3 ans 3-6 ans 6-18 ans

25 30 35-45 40-45 45-50

40-50 45-55 50-55

55-65 60-65 60-70

50-60 55-70 60-80

Vm : vitesse moyenne ; Vd : vitesse diastolique ; ACM : artère cérébrale moyenne ; ACI : artère carotide interne ; ACA : artère cérébrale antérieure ; TB : tronc basilaire. D’après (2).

Par la suite, les vitesses diminuent progressivement avec l’âge d’environ 1 cm/s par an (tableau II) (2) ; – l’hémodilution augmente les vitesses circulatoires. Il existe une relation inverse entre la valeur de l’hématocrite et les vitesses. Chez des patients sous anesthésie, cette augmentation est de 2 % lorsque l’hématocrite diminue de 1 % (3) ; – la PaCO2 et la PaO2 sont les principaux facteurs qui modifient les vitesses. La variation est comprise entre 2 et 4 % par mmHg pour la PaCO2 lorsque la réactivité est intacte. En d’autres termes, la vélocité sylvienne varie entre 60 %

102 La réanimation neurochirurgicale

et 150 % de sa valeur de référence lorsque la PaCO2 varie de 20 à 60 mmHg. Pour la PaO2, les vitesses augmentent de manière exponentielle en dessous de 60 mmHg (4).

Artère cérébrale moyenne (ACM) C'est l'artère qui assure près de 80 % du débit sanguin hémisphérique. La fenêtre temporale est utilisée typiquement à une profondeur comprise entre 40 mm et 55 mm. Le flux se dirige vers la sonde (flux antérograde). L'artère dans son segment proximal forme un angle proche de 90° avec l'écaille temporale, ce qui signifie que la vitesse mesurée est très proche de la vitesse réelle (cosinus de l’angle d’insonation proche de 1). Le flux de l'ACM s'amortit à la compression carotidienne homolatérale sans disparaître, pour autant que le polygone de Willis soit fonctionnel. Au lever de la compression, il est observé une accélération transitoire correspondant à un hyperdébit grossièrement proportionnel à l'efficacité de l'autorégulation (fig. 1). Enfin l'ACM est normalement insensible à la compression controlatérale.

Fig.1 – Test de réponse hyperhémique transitoire (THR). Lors de la levée de la compression carotidienne homolatérale, on observe une réponse hyperhémique transitoire, liée à la vasodilatation cérébrale qui s’installe lors de la compression. Cette réponse est normale et témoigne de la persistance d’une autorégulation cérébrale. La valeur calculée est le THR ratio (THRR) qui est le rapport de la vitesse systolique après la levée de la compression sur la vitesse avant compression. La valeur normale est supérieure à 1,10.

Surveillance de la circulation cérébrale par Doppler transcrânien 103

Artère cérébrale antérieure (ACA) La fenêtre temporale est utilisée. La profondeur d’insonation est située entre 60 et 75 mm. Le flux fuit l'examinateur (variation négative de fréquence) et l’angulation est souvent plus importante (antérieure) par rapport à l'ACM. Lorsqu’il existe une artère communicante antérieure fonctionnelle, il existe une accélération à la compression carotidienne controlatérale et une inversion du flux à la compression homolatérale (fig. 2).

Fig. 2 – Enregistrement bi-sonde en fenêtres temporales des artères cérébrales antérieures droite et gauche En haut : noter le flux rétrograde (négatif sous la ligne de base) la profondeur d'échantillonnage (68 mm) la vitesse circulatoire généralement plus basse que celle de l'artère cérébrale moyenne et l' inversion du flux à la compression homolatérale. En bas : forte accélération du flux à la compression controlatérale témoignant d’une artère communicante antérieure fonctionnelle.

Le segment post-communicant de l'ACA (artère péricalleuse) n'est pas accessible au DTC car l'axe artériel forme un angle de 90° par rapport à l'axe de tir ultrasonore (cos τ = 0).

Artère cérébrale postérieure (ACP) L’insonation dans ses segments pré- et postcommunicant est possible par la fenêtre temporale. L’angulation est légèrement postérieure pour le segment

104 La réanimation neurochirurgicale

précommunicant entre 60 et 75 mm de profondeur et le flux est antérograde. Le signal est souvent associé au signal veineux de la veine basilaire de Rosenthal. Il existe une accélération à la compression carotidienne homolatérale lorsqu’il existe une artère communicante postérieure. Le flux est insensible à la compression controlatérale. Une façon élégante d'identifier l'ACP chez le sujet conscient consiste à lui demander d'ouvrir et de fermer les yeux alternativement. Le flux de l'ACP qui vascularise les aires visuelles augmente d'environ 30 % à l'ouverture des yeux avec un décalage temporel d'environ trois secondes correspondant à la constante de temps de l'aurorégulation métabolique (fig. 3).

Artère basilaire (AB) L’examen est souvent plus difficile à réaliser en réanimation. La fenêtre est foraminale, en pratique environ 2 travers de doigts en dessous de la palpation de

Fig. 3 – Enregistrement bi-sonde en fenêtres temporales des artères cérébrales postérieures dans leurs segments précommuniquants. Fluctuation sinusoidale des flux bilatéraux lors de la fermeture-ouverture des yeux.

Surveillance de la circulation cérébrale par Doppler transcrânien 105

l’écaille occipitale. Le flux est rétrograde entre 70 et 90 mm de profondeur. En deçà de 80 mm de profondeur, il est fréquent d’insonoriser une artère vertébrale au lieu de l’artère basilaire.

Artère carotide intracrânienne (ACI) En fenêtre temporale, l’artère est trouvée dans la continuité de l’ACM, à environ 60 mm de profondeur. Le signal est interrompu par la compression carotidienne homolatérale. En fenêtre transophtalmique, l’artère ophtalmique et les segments infra- et supraclinoïdien de l’ACI sont accessibles. Par voie transophtalmique, il est nécessaire de réduire la puissance d'émission à moins de 30 % de la puissance nominale et de ne pas prolonger l'examen afin d'éviter les lésions oculaires par ultrasons.

Artère carotide interne cervicale (ACIC) L'examen des carotides internes cervicales est le complément indispensable de tout examen DTC. Il se fait au mieux avec une sonde de 4 MHz en Doppler continu, le plus haut possible sous la mandibule. La difficulté, en l’absence d’échographie, est de distinguer la carotide interne d’une branche de la carotide externe. Cette dernière a toujours un indice de pulsatilité (IP) élevé. En pratique, un IP supérieur à 1,2 correspond rarement à l’ACI et doit faire poursuivre la recherche.

Interprétation et applications du Doppler transcrânien L'interprétation du DTC se fait essentiellement à partir de deux variables issues du sonogramme : les vitesses (moyenne et diastolique) et l’indice de pulsatilité IP = V syst – V diast/Vm (Vsyst = vitesse systolique maximum ; Vdiastolique = vitesse diastolique maximum). L’interprétation d’une variation des vitesses repose sur le raisonnement suivant : – à diamètre artériel constant, les variations des vitesses sont proportionnelles aux variations de débit ; – à débit constant, les variations de vitesse sont proportionnelles aux variations de diamètre artériel.

106 La réanimation neurochirurgicale

Les limites de la méthode sont implicites et tiennent au fait que le principe d'invariance du débit ou du diamètre artériel n'est pas toujours respecté, loin s'en faut. L'index IP permet de s'affranchir de l'erreur d'angulation (cos τ se retrouve en facteur du numérateur et du dénominateur de l'équation de IP). La normale de cet index est comprise entre 0,5 et 1,1. De façon notable, le lit vasculaire cérébral est l'un des moins résistifs de l'organisme et en conséquence la modulation d'amplitude du flux sanguin y est particulièrement faible. L'index IP est influencé par de nombreux facteurs : il augmente avec la pression intracrânienne et la diminution de la PPC (donc de la PAM), mais il est également influencé de façon majeure par l'état des résistances vasculaires cérébrales qui elles-mêmes varient très fortement avec le pH du LCR (environ 4 % de variations de DSC par mmHg de variation de capnie à pression de perfusion constante). Il est de plus influencé par la fréquence cardiaque : la bradycardie augmente l’IP, la tachycardie le diminue (en cas de bradycardie, plus de temps est laissé à la relaxation diastolique et la Vdiast diminue). L'interprétation de l’IP doit tenir compte de ces facteurs confondants qui doivent être impérativement contrôlés notamment lorsqu'on cherche à objectiver une hypertension intracrânienne. En outre, il a été montré que, contrairement à la mesure des vitesses, la reproductibilité de la mesure de l’IP était mauvaise (5). Cet index doit donc être interprété de manière qualitative plus que quantitative.

Hypertension intracrânienne (HTIC), arrêt circulatoire cérébral Modifications du signal Doppler transcrânien au cours de l’arrêt circulatoire cérébral L’arrêt circulatoire cérébral (ACC) au cours de la mort encéphalique est dû à l’effondrement de la pression de perfusion cérébrale (PPC) qui résulte d’une hypertension intracrânienne (HTIC). Lors de l’élévation de la pression intracrânienne à pression artérielle constante, la vitesse diastolique des artères du polygone de Willis diminue progressivement, alors que la vitesse systolique est peu affectée. Cette augmentation de la pulsatilité des artères du polygone est probablement due à la modification de l’élastance artérielle à pression transmurale décroissante. À ce stade, des mesures thérapeutiques appropriées suffisent à rétablir un profil de vélocimétrie normal. L’arrêt circulatoire diastolique se produit lorsque la pression intracrânienne (PIC) devient égale à la pression artérielle diastolique. Lorsque la PIC devient égale à la pression artérielle moyenne (PAM), et donc la PPC nulle, le sonogramme transcrânien ne disparaît pas mais l’absence de flux moyen prend un aspect caractéristique de

Surveillance de la circulation cérébrale par Doppler transcrânien 107

flux oscillant, composé d’un flux systolique antérograde persistant, suivi d’un flux diastolique rétrograde. Cette oscillation de la colonne sanguine correspond à un arrêt circulatoire absolu au niveau de la microcirculation alors que le polygone de Willis n’est pas encore collabé ou thrombosé. Plus tardivement, il est possible d’observer de brefs pics protosystoliques de faible amplitude. Cet aspect précède la disparition de tout signal lorsque l’ensemble du lit artériel est collabé (6, 7). Il existe une corrélation étroite entre l’aspect du sonogramme et le niveau de l’arrêt circulatoire angiographique. Un flux oscillant correspond à un arrêt circulatoire supraclinoïdien, les brefs pics protosystoliques à un arrêt intrapétreux et l’absence de signal à un arrêt de la colonne de contraste au niveau de la carotide cervicale. Ducrocq et al. retrouvent une corrélation moins nette. Cependant les conditions techniques de l’angiographie réalisée par voie veineuse ainsi que le délai de trois heures entre les deux examens expliquaient probablement cette discordance (8-10). Deux aspects sont donc caractéristiques de l’arrêt circulatoire : – un flux oscillant, antérograde en systole rétrograde en diastole (fig. 4) ; – des pics protosystoliques de faible amplitude. L’absence de flux par Doppler transcrânien n’est pas un critère d’arrêt circulatoire cérébral. L’absence de signal peut être due à une table osseuse épaisse et stratifiée ne présentant aucune « fenêtre » acoustique. L’arrêt circulatoire cérébral ponctuel n’est pas non plus synonyme de mort encéphalique. En effet, le monitoring continu par DTC permet de mettre en évidence des arrêts circulatoires réversibles, de brève durée, accompagnés de récupération des fonctions cérébrales. En dehors des arrêts circulatoires transitoires contemporains du saignement de l’hémorragie méningée, il a été rapporté en pédiatrie deux cas réversibles de flux oscillant caractéristique d’ACC, accompagnés d’une

Fig. 4 En A : flux oscillant systolo-diastolique sur l'artère cérébrale moyenne au cours de l'arrêt circulatoire cérébral ; En B : magnification au cours d'un cycle cardiaque, la somme des aires sous les courbes est nulle indiquant l'absence de flux antérograde.

108 La réanimation neurochirurgicale

récupération sans séquelles dans un cas et d’un handicap sévère dans l’autre (11). Bien qu’anecdotiques, ces observations indiquent que, dans certaines circonstances, le traitement rapide et adapté de l’HTIC peut s’accompagner d’une récupération fonctionnelle, et ce même lorsque le patient est pris en charge en ACC au Doppler. À l’inverse, dans certaines circonstances, après arrêt circulatoire ou bas débit extrême par HTIC ayant abouti à l’état de mort encéphalique, des mesures de réanimation à visée hémodynamique cérébrale (dérivation ventriculaire externe, osmothérapie, hypertension artérielle induite, volet décompressif ) peuvent aboutir au rétablissement transitoire ou à la persistance d’un flux diastolique sur une ou plusieurs artères intracrâniennes (8, 12, 13). D’autre part, l’ACC supratentoriel ne s’accompagne pas nécessairement d’un arrêt circulatoire au niveau de la fosse postérieure. Ainsi, l’activité du tronc cérébral peut rester préservée en présence d’un ACC supratentoriel. Il est parfois possible d’observer des flux oscillants, en l’absence de souffrance cérébrale dans des circonstances telles que l’insuffisance aortique, la contre-pulsion diastolique et d’une façon plus générale chez les enfants atteints de cardiopathie. Le reflux ne concerne qu’une partie de la diastole et l’aire sous la courbe du flux diastolique reste inférieure à celle du flux systolique : en moyenne, le flux reste positif.

Fig. 5 – Estimation semi-quantitative de la PIC chez un traumatisé crânien grave en salle de déchocage. PAS 160 mmHg, PAD 100 mmHg, la disparition de tout flux diastolique chez ce patient en HTA et hypocapnie modérée (33 mmHg) indique que la PIC est environ de 100 mmHg. Notez que le patient n'est pas en arrêt circulatoire cérébral car il persiste un flux net systolique antérograde.

Surveillance de la circulation cérébrale par Doppler transcrânien 109

Dans les recommandations de l’académie de neurologie américaine, le Doppler transcrânien fait partie des examens optionnels réalisables pour confirmer la mort encéphalique. En termes de sensibilité, il figure en troisième place, après l’angiographie et l’EEG, mais avant la scintigraphie et les potentiels évoqués somesthésiques (9, 14, 15). La fédération mondiale de neurologie, voulant promouvoir le DTC comme moyen diagnostique d’ACC, a proposé un consensus sur les critères de jugement positif. Cette approche est différente de la nôtre car, en France, l’examen Doppler n’a pas de valeur réglementaire. Il est cependant possible de s’en inspirer dans un souci de bonnes pratiques principalement pour accélérer la mise en route des moyens diagnostiques réglementaires, ou au contraire pour infirmer l’arrêt circulatoire chez des patients ayant des critères cliniques évocateurs sous barbituriques à forte dose ou en hypothermie. Ceci pourrait permettre de raccourcir le délai entre la mort encéphalique et le prélèvement d’organes et contribuer ainsi à la viabilité des organes prélevés et transplantés. Les critères d’arrêt circulatoire cérébral sont : – les flux oscillants ou pics systoliques bilatéraux sur les carotides internes ou les ACM par voie transcrânienne. En cas de flux oscillants, les aires sous la courbe des flux antérograde et rétrograde au cours du cycle cardiaque doivent être égales. Les pics systoliques doivent avoir lieu en protosystole, être d’une durée inférieure à 200 ms, et de vitesse maximale < 50 cm/s ; – la confirmation du diagnostic établi par voie transcrânienne par l’enregistrement extracrânien bilatéral des carotides communes et internes ainsi que des artères vertébrales. La persistance d’un faible flux diastolique sur les carotides communes n’infirme pas le diagnostic lorsque tous les autres éléments sont réunis ; – l’absence de signal transcrânien ne constitue pas un argument d’ACC du fait de la possibilité d’une mauvaise transmission acoustique. La disparition du signal d’un flux intracrânien au cours de deux examens successifs peut être acceptée comme une preuve d’ACC Doppler si elle est accompagnée des modifications caractéristiques extracrâniennes. Un arrêt circulatoire Doppler de brève durée lors d’un épisode d’HTIC aiguë est parfaitement réversible et peut être compatible avec une récupération fonctionnelle pour autant que les mesures thérapeutiques appropriées soient prises. De même, l’abolition des flux diastoliques n’est pas synonyme d’arrêt circulatoire et ne fait que traduire une HTIC qui devra être rapidement traitée. La constatation d’un arrêt circulatoire Doppler des deux ACM et du TB sous la forme d’un flux oscillant systolodiastolique ou de pics protosystoliques de faible amplitude est toujours prédictive d’EME. Lorsque seuls les signaux des ACM sont analysés, l’arrêt circulatoire Doppler pendant 30 minutes a la même valeur prédictive.

110 La réanimation neurochirurgicale

Hypertension intracrânienne (HTIC) En traumatologie, le DTC est un bon examen de « débrouillage » en salle de déchocage et peut permettre de prendre rapidement des mesures thérapeutiques pendant le transfert du patient au bloc opératoire pour évacuation d'un hématome intracrânien et monitorage de la PIC. En aucun cas le DTC ne se substitue au monitorage de la PIC. L'examen DTC peut en effet être normal en présence d'une HTIC majeure. C'est notamment le cas lors de l'hypercapnie mais aussi au cours du séjour en réanimation lors de la normalisation de la capnie après un épisode d'hyperventilation de quelques heures, où lorsque la pression de perfusion cérébrale (PPC) est maintenue par une hypertension artérielle. La figure 5 illustre la façon dont il est possible d'estimer grossièrement la PIC en urgence à partir du sonogramme. L'HTIC est également une complication constante au décours de l'hémorragie sous arachnoïdienne compliquée d'un hématome intracrânien. Le problème posé est alors de savoir s'il faut aller au bloc opératoire immédiatement pour l'évacuation d'hématome et le traitement chirurgical de l'anévrysme, ou s'il est encore possible de temporiser et de réaliser une angiographie cérébrale et une embolisation première. En dehors de la présence d'un hématome intracrânien, l'HTIC est une complication fréquente de l'HSA grave, justifiant la dérivation ventriculaire externe (DVE) ou le monitorage de la PIC dès qu’une HTIC est suspectée (16, 17). En présence d'un système ventriculaire de taille normale ou modérément dilaté, le DTC constitue un argument supplémentaire pour poser sans délai l'indication de DVE. Le DTC peut cependant être pris en défaut au décours de l'hydrocéphalie et ce, particulièrement, lorsque l'hydrocéphalie est sub-aiguë ou chronique notamment chez le sujet âgé. En effet, dans ce contexte, une HTIC modérée même compensée par une hypertension artérielle n'est pas nécessairement bien tolérée, et il existe d'autre part un continuum entre hydrocéphalie à pression élevée et à pression normale due à des modifications progressives des propriétés visco-élastiques du tissu cérébral. L'absence de signes d'HTIC au Doppler, n'exclue donc pas le diagnostic et encore moins une hydrocéphalie ou l'indication de shunt reste avant tout clinique.

Vasospasme, sténoses intracrâniennes L'une des premières applications du DTC a été le dépistage du vasospasme de l'HSA. Le vasospasme diminuant le diamètre artériel, la vitesse circulatoire augmente tant que le débit reste préservé. Mais une augmentation de la vitesse peut être liée aussi bien à une réduction du diamètre artériel qu'à une augmentation de débit. Les situations intriquées ne sont pas rares au décours de l'HSA

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notamment lors de l'hypertension artérielle thérapeutique où l'altération de l'autorégulation induit une augmentation du DSC régional (18) ou au décours de l'angioplastie transluminale ou l'augmentation des vélocités peut aussi bien traduire un spasme résiduel qu'un hyperdébit accompagnant la reperfusion (19). Afin de différencier l’hyperdébit du vasospasme, Lindegaard et al. ont proposé d'analyser systématiquement la vitesse circulatoire au niveau de la CIC et de calculer le ratio entre VCM et VCIC (20, 21). En cas d'hyperdébit, les vitesses carotidienne et sylvienne augmentent dans les mêmes proportions tandis qu'en cas de vasospasme seule la vitesse sylvienne augmente. La normale de l'index proposé par Lindegaard (IL) est de 1,7 ± 0.4. Un IL supérieur à trois prédit un vasospasme avec une sensibilité et une spécificité de près de 90 %. Le DTC n’est réellement fiable pour la détection du vasospasme que pour l’artère cérébrale moyenne avec une sensibilité de l’ordre de 67 % et une spécificité de 99 % (22). Le manque de sensibilité est lié aux spasmes distaux qui ne sont pas diagnostiqués par le DTC ou aux patients chez lesquels le signal est difficile à obtenir. Pour les autres artères, la spécificité et la sensibilité du DTC sont beaucoup moins bonnes. Pour l’artère cérébrale antérieure par exemple, la sensibilité est de 42 % et la spécificité de 76 % en moyenne. Il a été proposé des critères DTC de sévérité de vasospasme. Des VCM < 120 cm/s et un IL < 3 sont considérés comme normaux. Des VCM > 200 cm/s et un index IL > 6 sont associés à un vasospame sévère (20, 21) (fig. 6). Cependant la question que se pose le clinicien n'est pas de savoir si le vasospasme est sévère ou non, mais s'il existe un risque accru pour le patient de déficit ischémique différé (DID), afin de prendre des mesures thérapeutiques préventives appropriées. Si le seuil de VCM > 200 cm/s est retenu, le DTC est de peu de recours puisque la sensibilité et la spécificité de la méthode en termes de prédiction de DID est de l'ordre de 50 %. Certains patients auront des vélocités > 200 cm/s sans développer de DID tandis que d'autres présenteront un DID alors que VCM < 200 cm/s. De plus, lorsque le débit diminue lors d’un vasospasme très sévère, les vitesses peuvent être normales. Pour contourner cet obstacle méthodologique, il a été proposé de mesurer quotidiennement les vélocités. Une augmentation quotidienne de 50 cm/s est prédictive de DID avec une sensibilité et une spécificité d'environ 60 % (23, 24). Le DTC paraît donc être plutôt un examen de dépistage, demandant une confirmation angiographique, qu’un examen diagnostique. D'autres index de gravité ont été proposés, essentiellement fondés sur la notion de réserve hémodynamique cérébrale. En effet le vasospasme entraîne une chute de la pression de perfusion d'aval initialement compensée par une vasodilatation en autorégulation. En pratique, si malgré le vasospasme il persiste une réserve en vasodilatation, le vasospasme peut être considéré comme non critique. Il est possible de tester cette réserve de deux façons : soit par un test de réactivité au CO2, soit par un test d'autorégulation et les deux méthodes ont été proposées dans cette indication. La façon la plus simple de procéder à un test d'autorégulation de façon semi-quantitative consiste à comprimer la carotide cervicale pendant quelques secondes et d'apprécier la

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Fig. 6 – Hémorragie sous-arachnoïdienne grade III de Fisher. Évolution Doppler lors d’un vasospasme sévère. En haut : à J1, la vitesse dans l’artère cérébrale moyenne (ACM) est de 81 cm/s la vitesse dans la carotide interne (CIC) de 41 cm/s, l'index de Lindegaard < 2. En bas : à J10, la vitesse dans l’ACM est de 221 cm/s, la vitesse dans la CIC de 31 cm/s, l'index de Lindegaard > 7. Notez l'augmentation de la pulsatilité en carotide cervicale traduisant l'obstacle d'aval et l'aspect filiforme de la carotide terminale de M1 et de A1.

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réponse hyperhémique transitoire au lever de la compression (25-28) (voir fig. 1). L'avénement des scanners multibarettes permettant de faire des cartographies de DSC absolu devrait permettre la popularisation de l'index de vasospasme proposé par Jakobsen et al. Cet index est le ratio de VCM par le DSC régional mesuré par ces auteurs par la méthode du Xe131. La possibilité de calculer cet index par une méthode moins contaminante que le Xenon radioactif et l'analyse des paramètres mesurés en scanner de perfusion devraient déboucher sur des études précisant l’intérêt de la méthode pour prédir le DID. Le vasospasme est également fréquent au décours du traumatisme crânien grave, notamment lorsqu'il existe une importante HSA post-traumatique (2931). L'association d'une HTIC à la chute de la pression trans-sténotique est alors particulièrement délétère et peut rapidement être la cause d'infarctus massif.

Dissection carotidienne Le dépistage des dissections carotidiennes ne relève généralement pas du DTC, mais plutôt, a partir de signes cliniques évocateurs, de l'échographie et des investigations morphologiques par TDM et IRM. Cependant, dans un contexte ou l'attention est focalisée sur un traumatisme crânien grave et ou l’examen clinique est peu contributif, le diagnostic de dissection carotidienne post-traumatique est parfois méconnu ou fait avec retard (32). Dans cette situation, le DTC peut permettre de suspecter le diagnostic et faire rapidement pratiquer l'examen morphologique de confirmation qui pourra déboucher sur une décision difficile, à savoir un traitement anticoagulant chez un patient traumatisé crânien. La sémiologie Doppler d'une dissection hémodynamiquement significative est caractéristique et associe de façon variable plusieurs signes (fig. 7) : – une asymétrie de l'index de pulsatilité intracrânien. L’IP est diminué du côté de la dissection du fait de la vasodilatation en autorégulation ; – une augmentation de la vitesse sur l’ACA controlatérale ; – une inversion du flux de l’ACA homolatérale ; – une augmentation de la pulsatilité et une diminution des vélocités au niveau cervical traduisant l'obstacle d'aval. Il est parfois possible d'observer une augmentation des vélocités de la carotide interne cervicale ou intracrânienne correspondant à la dissection elle-même ; – des signaux transitoires de haute intensité (HITS) correspondant au passage d'embols intracrâniens.

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Fig. 7 – Dissection carotidienne post-traumatique. Les vitesses sont similaires sur les deux artères cérébrales moyennes (ACM) et les deux carotides internes cervicales (CIC). Les sonogrammes diffèrent uniquement par leur pulsatilité. Diminution de la pulsatilité de l'ACM droite, importante augmentation correspondante de la pulsatilité en carotidien interne cervical droit traduisant l'obstacle d'aval. Le plus souvent, on observe une asymétrie des vitesses dans l’artère cérébrale moyenne.

Malformation artério-veineuse (MAV) et autres pathologies Les MAV réalisent une communication précoce anormale entre le lit artériolaire et veineux responsable d'un shunt intracrânien. La sémiologie Doppler des MAV associe donc des signes directs sur les axes alimentant la MAV à des signes indirects traduisant l'effet de vol sur les autres axes. Les signes directs traduisent l'hyperdébit et associent une augmentation des vélocités et une diminution de l’IP avec un IL < 3. Les signes indirects sont variables et peuvent comprendre une inversion de l'ACA homolatérale à la MAV, une augmentation des vélocités sur l'ACA controlatérale et l'ACP précommunicante homolatérale, une diminution des vélocités et une augmentation de la pulsatilité sur les axes non porteurs secondaires à l'effet de vol, des comportement paradoxaux aux tests de compression dus à l'exacerbation de ce même effet de vol tels que la diminution de la VCM du côté non porteur lors de la compression controlatérale.

Surveillance de la circulation cérébrale par Doppler transcrânien 115

Les MAV sont responsables d'hypertension intracrânienne d'origine veineuse parfois très importante (50-60 mmHg) responsable de malaises orthostatiques avec arrêt circulatoire diastolique et exposent à des complications majeures : hématome intracrânien et thrombophlébite cérébrale qui peuvent venir modifier leur sémiologie Doppler. Il existe enfin des situations complexes qui peuvent faire penser à l’existence de MAV. C'est le cas des vascularites qui associent à divers degrés hyperdébit et vasospasme. Dans ces situations, si l'interprétation du DTC est rendue difficile, l'angiographie cérébrale corrigera le diagnostic.

Monitorage Doppler Des systèmes de contention et des systèmes multicanaux permettent le monitorage en continu des deux ACM. La bonne corrélation retrouvée entre les variations des vitesses de l’ACM et les variations de débit carotidien normalisé au cours des variations de pression artérielle et de capnie permettent l'utilisation du DTC pour la réalisation de tests d'autorégulation et de réactivité au CO2 (33-38). L'application la plus commune en réanimation est l'estimation de la « réserve vasomotrice » c'est-à-dire des capacités de vasodilatation ou de vasoconstriction notamment au décours du vasospasme. Les variations des vitesses lors des épreuves d’autorégulation étant faibles, l’utilisation d’un casque de monitorage permettant de fixer les sondes est importante pour obtenir une précision suffisante. Il existe différentes techniques d’évaluation de la réactivité vasculaire cérébrale grâce au DTC : évaluation de l’autorégulation cérébrale lors des modifications de PPC (épreuves statique ou dynamique), réponse hyperhémique transitoire après compression carotidienne (THRT), réactivité au CO2.

Évaluation de l’autorégulation cérébrale Statique La méthode consiste à mesurer la vitesse dans l’ACM à deux niveaux de pression artérielle. Celle-ci est augmentée par un vasopresseur n’ayant pas d’action sur le débit sanguin cérébral, la néosynéphrine. Un équivalent des résistances vasculaires cérébrales (RVC) est calculé à chaque niveau de pression par la formule RVC = PAM/VCC. On calcule ensuite l’index d’autorégulation qui est le pourcentage de variation des RVC rapporté au pourcentage de variation de la PAM. Si l’autorégulation est parfaite, la PAM et les RVC varient dans les mêmes proportions, la VCC reste constante et la valeur de l’index est 1. S’il n’y a aucune autorégulation, la valeur de l’index est nulle. On considère qu’une

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valeur supérieure à 0,7 est dans les limites de la normale et qu’une valeur inférieure à 0,4 témoigne d’une autorégulation sévèrement altérée. Les limites de cette méthode sont liées à l’utilisation d’un agent vasopresseur, au temps nécessaire pour réaliser la mesure qui nécessite une stabilisation de la pression artérielle, et à l’évaluation dans une plage limitée de pression artérielle. Dynamique Ces tests consistent à évaluer les modifications des VCC après une diminution brutale de la pression artérielle. La méthode des brassards de cuisse est la plus connue. Elle consiste à gonfler puis à dégonfler rapidement des brassards autour des cuisses, ce qui provoque une chute transitoire mais brutale de pression artérielle. Normalement, la VCC diminue lors de l’hypotension mais se normalise plus rapidement que la pression artérielle du fait de l’autorégulation. Si l’autorégulation est abolie, la VCC suit passivement la pression artérielle. Un index d’autorégulation est calculé en fonction d’un algorithme basé sur la prédiction de la vitesse de récupération. La variabilité de cette technique est importante et elle est peu adaptée aux patients de réanimation. En outre, il a été montré qu’il existait une bonne corrélation entre autorégulation statique et dynamique (39). Réponse hyperhémique transitoire (THRT) Ce test est actuellement très utilisé du fait de sa facilité de réalisation. La VCC de l’ACM est mesurée en continu. Une compression carotidienne du même côté est pratiquée, d’une durée de 10 secondes. Ceci provoque une vasodilatation distale dans le territoire de l’ACM en raison de la diminution de la pression artérielle locale, si l’autorégulation est intacte. À l’arrêt de la compression, il apparaît une augmentation transitoire de la VCC. L’index calculé est le

Fig. 8 – Test de réactivité au CO2. Lors de la diminution progressive de la PaCO2 par hyperventilation, on observe une diminution progressive de la vitesse circulatoire. Lorsqu’un nouvel état stable est obtenu, on peut calculer la réactivité au CO2 qui est la variation des vitesses (en pourcentage) divisée par la différence de PaCO2 entre les 2 états. La valeur normale est comprise entre 3 % et 5 % par mmHg de variation de la PaCO2. Sur le test, on voit le retour rapide à la vitesse initiale lors de l’arrêt de l’hyperventilation.

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rapport entre la VCC après compression et la VCC avant compression (voir fig. 1). Une valeur supérieure à 1,10 est considérée comme normale. Cette méthode est reproductible et a été validée chez le sujet sain. Ses inconvénients sont le risque lié à la compression carotidienne chez les sujets athéromateux, une mesure semi-quantitative (une valeur égale à 1,3 ne signifie pas forcément une meilleure autorégulation qu’une valeur de 1,2), l’absence de validation réelle chez les patients ayant une atteinte cérébrale. Par ailleurs, la signification du test en termes thérapeutique et pronostique n’est pas claire. Réactivité au CO2 Ce test consiste à mesurer la variation des VCC en réponse à une variation de la PaCO2. Les niveaux de PaCO2 doivent être suffisamment stables pour éviter des fluctuations importantes de la mesure. D’autre part, la mesure doit être moyennée sur une période suffisamment longue (de l’ordre de la minute) pour limiter l’effet des variations spontanées des VCC. La réactivité au CO2 est calculée comme le pourcentage de variation des vitesses par mmHg de PaCO2 (fig. 8). Cette méthode est reproductible mais n’est pas toujours corrélée à l’autorégulation en pression.

Détection d’emboles Les emboles passant dans la circulation cérébrale apparaissent sous la forme de signaux de haute intensité (HITS) et sont perçus à l’oreille comme un craquement bref. Il n’est pas possible de distinguer les emboles gazeux, fibrino-cruoriques ou graisseux. Bien qu’il existe des systèmes d’analyse automatique permettant de compter les micro-emboles, une analyse du signal a posteriori est indispensable car ces systèmes d’analyse ne sont pas capables de différencier un artefact d’un embole. Le compte d’emboles a surtout été utilisé en chirurgie cardiaque et en chirurgie carotidienne. En chirurgie carotidienne, le nombre de microemboles détectés dans la période postopératoire a été relié au risque d’ischémie cérébrale secondaire (36). Cette technique est également utilisée pour détecter un foramen ovale perméable grâce à l’injection périphérique d’un soluté colloïde agité afin de contenir des microbulles. L’apparition de HITS dans l’artère sylvienne témoigne d’un shunt droit-gauche. La technique peut être sensibilisée par une manœuvre de Valsalva réalisée cinq secondes après l’injection du soluté. Cette technique a une sensibilité et une spécificité pratiquement équivalente à celle de l’échographie cardiaque transœsophagienne. Mais elle ne permet bien sûr pas de quantifier l’importance du shunt ni sa localisation (40-41).

118 La réanimation neurochirurgicale

Conclusion Bien que les techniques d'imagerie permettent désormais d'avoir accès au DSC régional, le DTC reste un excellent examen de débrouillage en salle de déchocage ou en réanimation. Facile d'emploi, peu onéreux et d'apprentissage rapide il permet de dépister des situations critiques et de prendre des mesures thérapeutiques rapides. Cette technique nécessite cependant un jugement critique dans un grand nombre de situations et présente de nombreuses limitations indissociables de la méthode. Dans l'état actuel des connaissances, il ne peut et il ne doit en aucun cas se substituer au monitorage de la PIC. Couplé au monitorage multimodal, la confrontation des données du DTC à un modèle d'hémodynamique et d'hydrodynamique du liquide cérébrospinal permet d'avoir accès à des paramètres difficilement accessibles en pratique clinique et de prédire l'apparition d'ondes en plateau d'HTIC (42, 43). Il permet également de suivre les modifications du signal en réponse à une thérapeutique et ainsi de confirmer ou d’infirmer la pertinence des traitements. Ce monitorage, initialement développé pour la recherche du vasospasme cérébral est donc devenu un élément incontournable de la surveillance de la circulation cérébrale chez les patients cérébrolésés.

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Surveillance du métabolisme cérébral (SjO2, PtiO2, microdialyse) G. Audibert, C. Charpentier et P.-M. Mertes

En cas d’agression cérébrale aiguë, la réanimation s’appuie sur le monitorage de la pression intracrânienne (PIC) et l’étude de la circulation cérébrale par Doppler transcrânien. La principale limite de ces méthodes est l’absence d’informations métaboliques qui, seules, permettent d’apprécier l’adéquation de l’apport en oxygène à la demande cérébrale. La première approche de cette difficulté a été le développement de la mesure de la saturation jugulaire en oxygène. Pour la surveillance continue, cette solution ne s’est pas imposée compte tenu de contraintes techniques non actuellement résolues. Ceci a permis le développement d’autres techniques de monitorage dont deux connaissent aujourd’hui une diffusion clinique importante : la mesure de la pression tissulaire en oxygène et la microdialyse cérébrale.

Saturation veineuse jugulaire en oxygène La saturation veineuse jugulaire en oxygène (SjO2) est mesurée dans le sang veineux du golfe de la veine jugulaire qui correspond au sang veineux cérébral.

Bases physiologiques Il existe un couplage physiologique entre le débit sanguin cérébral (DSC) et le métabolisme cérébral qui est exprimé par l’équation de Fick appliquée au cerveau : CMRO2 = DSC x DajO2

(1)

où CMRO2 représente la consommation cérébrale en oxygène et DajO2 la différence artério-jugulaire en oxygène. Chez le sujet sain, le DSC est compris entre 36 et 57 mL/min/100 g et la CMRO2 entre 2,5 et 3,7 mL/min/100 g (1).

122 La réanimation neurochirurgicale

La DajO2 est mesurée par la différence des contenus artériels et veineux en oxygène, soit : DajO2 = (SaO2 – SjO2) x Hb x 1,34 + (PaO2 – PjO2) x 0,003

(2)

Soit en rapprochant (1) et (2) et en négligeant le terme lié à l’oxygène dissous : SjO2 = SaO2 – CMRO2/(DSC x Hb x 1,34)

(3)

Avec Hb : concentration en hémoglobine en g/dL. Il importe de souligner immédiatement les limites du concept : – la SjO2 reflète une balance entre les apports et la CMRO2. Le premier mécanisme d’adaptation d’une baisse du transport en oxygène sera une augmentation du débit. Après échec de ce mécanisme, une augmentation de l’extraction en oxygène compense une insuffisance d’apports, correspondant à une baisse de SjO2. Ce n’est qu’après dépassement de ce mécanisme compensateur qu’apparaît une ischémie cérébrale. À un degré supplémentaire de souffrance cérébrale, la CMRO2 s’effondre et la SjO2 va, au contraire, s’élever, les valeurs extrêmes étant atteintes au cours de la mort encéphalique (CMRO2 nulle) ; – les mesures de saturation jugulaire ne sont qu’un reflet global de l’oxygénation cérébrale. Une ischémie focale peut coexister avec des valeurs normales d’oxymétrie jugulaire. Dans le calcul de la DajO2 interviennent directement des facteurs extracérébraux : SaO2 et concentration en hémoglobine. Lorsque le métabolisme cérébral n’est pas modifié, alors la DajO2 fournit une estimation du DSC avec lequel elle est reliée par la relation hyperbolique (1) ci-dessus (fig. 1). Pour une

Fig. 1 – Modélisation mathématique de la relation entre le débit sanguin cérébral (DSC) et la différence artériojugulaire en oxygène (DajO2), pour des valeurs variables de consommation cérébrale en oxygène (CMRO2). Pour chaque paramètre est représenté un intervalle de normalité d’après des mesures effectuées chez 31 volontaires sains (d’après référence 1), les deux courbes en gras figurant les limites de normalité de la CMRO2.

Surveillance du métabolisme cérébral 123

concentration en hémoglobine à 10 g/dL, la DajO2 varie entre 3,6 et 6,7 mL d’O2/100 mL (soit 1,5-2,75 µmol d’O2/100 mL). La DajO2 s’élève en cas d’hypoxémie, d’augmentation du métabolisme et de baisse du DSC. Une valeur de 9 mL O2/100 mL est considérée comme un seuil d’ischémie cérébrale correspondant à la capacité d’extraction maximale du cerveau. La SjO2 ne dépend pas directement de l’hémoglobine mais peut subir son influence, elle varie dans le même sens que le DSC mais sa relation au DSC est complexe (voir équation 3). Il est habituellement considéré que ses valeurs normales sont comprises entre 55 et 75 %. De 40 à 55 %, on parle d’hypoperfusion cérébrale compensée (par l’augmentation de l’extraction). En deçà de 40 %, il s’agit d’une ischémie cérébrale absolue. Cependant, la valeur exacte des bornes de ces intervalles demeure l’objet de discussions et une limite inférieure à 50 %, voire à 46 %, a été récemment proposée chez le sujet éveillé (2). De plus, la valeur de SjO2 doit être interprétée en fonction de la température. En effet, quand la température s’abaisse, l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène augmente, avec déplacement à gauche de la courbe de dissociation de l’hémoglobine. En l’absence de variation du DSC et de la CMRO2, une valeur de SjO2 à 50 %, pour une température centrale de 37 °C, passe à 60 % lorsque celle-ci est abaissée à 34 °C (3). Quand la CMRO2 augmente (fièvre, comitialité), la SjO2 peut s’abaisser. Si la CMRO2 est constante, une SjO2 basse suggère une hypoperfusion cérébrale alors qu’une SjO2 élevée indique soit une hyperhémie cérébrale soit un infarctus cérébral (« perfusion de luxe »). La SjO2 permet aussi le calcul de l’extraction cérébrale en oxygène (CEO2) : CEO2 = (SaO2 – SjO2)/ SaO2. Les valeurs normales de CEO2 sont comprises entre 24 et 42 % (4). L’interprétation de la SjO2 peut être aidée par le dosage des lactates dans le sang jugulaire qui permet le calcul de la différence artériojugulaire en lactates (DajL), qui doit être interprétée à partir du lactate oxygen index (LOI) : LOI = – DajL/DajO2 (5).

Technique de mesure Le sang veineux cérébral est drainé vers le système des sinus cérébraux qui convergent vers les golfes jugulaires de la base du crâne. Le sang provenant des deux hémisphères se mélange dans les sinus, le sang veineux jugulaire ne représente donc pas l’hémisphère cérébral homolatéral. Le plus souvent, la veine jugulaire droite est dominante et draine la majeure partie du sang venant des hémisphères cérébraux. Le sang veineux de la fosse postérieure se draine plutôt vers la veine jugulaire gauche. En aval du golfe de la veine jugulaire se jettent des veines d’origine extracrâniennes. Pour éviter une contamination, l’extrémité du cathéter de mesure de la SjO2 doit bien être placé dans le golfe de la jugulaire. La bonne position du cathéter doit être vérifiée par un cliché radiographique. En cas de lésion cérébrale focale, il est recommandé de mesurer la SjO2 du côté homolatéral à la lésion. En cas de lésions diffuses, le cathéter est inséré à droite. Néanmoins, une relation entre côté de la lésion et côté de la

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désaturation jugulaire n’est pas toujours retrouvée (6). Cependant, en l’absence de pathologie unilatérale, la différence de SjO2 entre les deux jugulaires est minime. La technique de mesure fait appel soit à un cathéter simple placé de façon rétrograde dans la veine jugulaire interne et nécessitant des prélèvements itératifs, soit à des fibres optiques. Seules ces dernières permettent une surveillance continue mais les artéfacts sont très nombreux et la validité de la mesure requiert des recalibrations fréquentes et une confirmation des résultats par une mesure des gaz du sang artériel et veineux jugulaire avant d’entreprendre une modification thérapeutique. En cas de mesures intermittentes, le prélèvement doit être réalisé à vitesse lente, faute de quoi des valeurs élevées de SjO2 peuvent être observées par contamination de l’échantillon par du sang en provenance de territoires extracérébraux. Les complications du cathétérisme jugulaire rétrograde sont limitées. L’incidence des ponctions carotidiennes varie entre 1 et 4,5 % (7). Dans un collectif de 44 patients, bénéficiant d’un monitorage continu de SjO2 par une sonde de taille 4F insérée pendant une durée médiane de trois jours, un contrôle par échographie-Doppler était effectué chez 20 patients. Chez 8 d’entre eux (40 %), était noté la présence de thrombi non obstructifs. Ces patients étaient tous asymptomatiques (8).

Utilisation pratique La SjO2 comme monitorage La mesure de la SjO2 permet de détecter, au lit du patient, la survenue d’épisodes d’ischémie cérébrale globale, dont bon nombre seraient accessibles à une adaptation thérapeutique simple (9) (tableau I). En cas d’hypertension intracrânienne (HIC) aiguë, l’élévation de SjO2 est plus fréquente que son abaissement, en particulier en cas d’augmentation simultanée de la pression artérielle moyenne ; cette élévation est reliée à une perte de l’autorégulation Tableau I – Interprétation des variations de saturation jugulaire (SjO2). SjO2 < 50-55 % (CMRO2 > apport en O2) Causes extracérébrales : – anémie ; – hypoxémie. Causes cérébrales : – DSC insuffisant : • hypocapnie ; • hypertension intracrânienne. – métabolisme augmenté : • fièvre ; • comitialité.

SjO2 > 75 % (CMRO2 < apport en O2) – hyperémie – infarctus cérébral – mort encéphalique

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cérébrale (10, 11). Dans cette situation d’HIC aiguë, la valeur de SjO2 permet d’orienter le choix thérapeutique. En cas de SjO2 > 75 %, la présence d’une hyperhémie doit être vérifiée, par exemple par Doppler transcrânien. La mesure de vitesses élevées correspond à une hyperhémie ; dans ce cas, l’emploi de barbiturique ou d’hyperventilation est préconisé alors que l’osmothérapie paraît un meilleur choix en cas de SjO2 basse (7). La baisse de SjO2 peut être en rapport avec une hyperventilation, qui induit une vasoconstriction cérébrale (12, 13). A contrario, toute utilisation de l’hyperventilation doit s’appuyer sur le monitorage de la SjO2. Le plus grand défenseur de ce concept est Julio Cruz qui argue qu’une hyperhémie cérébrale (SjO2 > 75 %) étant fréquente chez les patients avec traumatisme crânien grave (TCG), ceux-ci bénéficient d’une stratégie d’hyperventilation (14). Cette opinion ne fait pas l’unanimité (15). L’utilisation très précoce de la SjO2 pourrait permettre d’ajuster la réanimation et de limiter les risques d’ischémie cérébrale quand on ne peut disposer rapidement d’un monitorage de la PIC (16). La SjO2 peut permettre d’évaluer le retentissement des médicaments sur la circulation cérébrale. Ainsi, la SjO2 est plus basse au cours d’une anesthésie par propofol par rapport à une anesthésie par sévoflurane (propofol : 55 ± 8 % vs sévoflurane 71 ± 10 %, p < 0,05) (17).

SjO2 comme marqueur pronostique Dans de larges séries, les épisodes de désaturation sont moins fréquents que les épisodes de saturation > 75 % (18). Dans une série rétrospective de 450 patients avec TCG, une SjO2 supérieure à 75 % était relevée chez 19,1 % des patients alors qu’elle était inférieure à 55 % chez seulement 4,9 % d’entre eux. Ces deux situations pathologiques partageaient le même mauvais pronostic (74 % de mauvaise évolution neurologique) (19). Chez 75 patients avec TCG, bénéficiant d’une optimisation de PPC, une mauvaise évolution neurologique à douze mois était associée à un allongement du temps passé avec une SjO2 > 75 % (20). De même, dans une récente cohorte de 229 patients avec TCG, on relevait 17,6 % d’épisodes de SjO2 > 75 % contre seulement 4,6 % de désaturation jugulaire (SjO2 < 55 %) (18). Chez les patients avec un bon résultat neurologique à six mois, était notée une DajO2 significativement plus élevée (soit une SjO2 significativement plus basse). L’explication avancée était que désaturation ne veut pas dire lésion cérébrale irréversible mais au contraire capacité conservée du cerveau à augmenter son extraction en oxygène (18). Plusieurs études ont suggéré une corrélation entre les épisodes de désaturation jugulaire et un devenir péjoratif (21, 22). Dans un groupe de 116 patients avec TCG, 46 (soit 40 %) présentaient un épisode de SjO2 < 50 % pendant 10 minutes. Dans ce groupe était notée une mauvaise évolution neurologique dans 90 % (plusieurs épisodes de désaturation) et 74 % (un épisode unique) des cas, différant significativement de 55 % des cas dans le groupe sans désatura-

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tion. Dans une autre étude, avec un effectif plus limité de 50 patients et une désaturation jugulaire définie par une SjO2 < 60 %, la même relation était retrouvée (23). Enfin, dans un collectif de 184 patients, la durée des épisodes de désaturation jugulaire (SjO2 < 50 %) était prise en compte. Celle-ci influençait le devenir neurologique à six mois mesuré par la Glasgow Outcome Scale (GOS) (22).

Pression tissulaire cérébrale en oxygène La pression tissulaire en oxygène (PtiO2) reflète l’apport en oxygène dans le milieu interstitiel. Elle augmente lorsque la PaO2 augmente mais aussi lorsque le débit sanguin cérébral local augmente. Inversement, en réponse à la vasoconstriction consécutive à une hyperventilation, la PtiO2 s’abaisse (13). La PtiO2 est globalement corrélée à la PPC avec une zone de plateau mesurée entre 40 et 75 mmHg (24) ou entre 70 et 90 mmHg de PPC (25). Le comportement de la PtiO2 en réponse aux variations de PPC est donc très voisin de celui du débit sanguin cérébral, ce qui suggère un lien étroit entre celui-ci et la PtiO2.

Principes La mesure de la PtiO2 peut faire appel à deux techniques différentes. Soit il s’agit d’une électrode polarographique de Clark (les molécules d’oxygène diffusent à travers une membrane dans une solution électrolytique, la réaction chimique entraînant l’apparition d’un courant électrique), soit il s’agit d’une technique de fluorescence (le détecteur change de couleur selon la quantité d’oxygène présente dans le milieu, l’information est transmise par fibre optique). Plusieurs produits ont été commercialisés : les sondes Licox® (Integra Neurosciences) et Paratrend® (Codman) utilisent la première technique, la sonde Neurotrend™ (Codman) la seconde. La sonde Paratrend® était initialement conçue pour la mesure en continu des gaz du sang artériel, la sonde Neurotrend™ est une version améliorée de la précédente, calibrée pour une gamme de pressions partielles en oxygène plus faibles. Actuellement, seule la sonde Licox® est disponible en France. Les valeurs fournies par Paratrend® sont plus élevées que celles de Licox® (26). La sonde, d’un diamètre de 0,5 mm, est placée dans le parenchyme cérébral par l’intermédiaire d’un boulon vissé dans la boîte crânienne, qui peut être multilumières pour permettre l’insertion simultanée d’autres sondes (capteur de PIC ou sonde de microdialyse). Pour la sonde Licox®, la mesure doit être corrigée en fonction de la température centrale ou mieux cérébrale. L’insertion du cathéter est susceptible d’endommager légèrement le tissu cérébral. Les lésions sont très localisées mais il peut parfois se produire des microhémorragies près de l’extrémité de la sonde, qui sont susceptibles d’altérer la

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qualité de la mesure. Celles-ci peuvent être trop petites pour être diagnostiquées au scanner et il est plutôt recommandé de tester la réponse de la sonde à une augmentation transitoire de FiO2. Dans une série de 118 sondes Licox® implantées chez 101 patients, 2 hématomes étaient détectés (1,7 %), aucune infection ne se produisait pour une durée moyenne de monitorage de 6,7 jours et les mesures étaient interprétables deux heures après l’insertion des sondes (27). Dans une série de 101 patients avec TCG, monitorés par une sonde Licox® implantée dans le lobe frontal supposé intact, la valeur moyenne de PtiO2 se situait entre 25 et 30 mmHg (écart-type : 10 mmHg). Les valeurs observées étaient plus basses au cours des 24 premières heures, pour atteindre un plateau à partir de la 36e heure (28). La définition d’un seuil d’ischémie cérébrale mesuré par cette technique est un objectif essentiel avant de proposer d’éventuels algorithmes thérapeutiques. Une hypoxie locale (PtiO2 < 10 mmHg pendant plus de 30 minutes) est de mauvais pronostic (pour la mortalité à 6 mois, odds ratio : 3,8 ; intervalle de confiance 95 % : 1,6-8,4) (28). Une hypoxie cérébrale plus sévère (PtiO2 < 6 mmHg) a également été associée à une probabilité accrue de décès (29). D’autres auteurs, au contraire, proposent une valeur minimale de PtiO2 de 15 mmHg comme seuil de déclenchement thérapeutique (26). La zone d’insertion du cathéter fait l’objet de débats. Certaines équipes proposent l’implantation du cathéter en zone macroscopiquement saine (lobe frontal) (28). La PtiO2 serait alors un indice global d’oxygénation cérébrale au même titre que la saturation jugulaire en oxygène. D’autres suggèrent d’implanter le cathéter dans une zone particulièrement vulnérable à l’ischémie mais susceptible de récupération, comme la périphérie des contusions (30). La manœuvre est alors techniquement beaucoup plus délicate et doit être confiée à un praticien expérimenté.

Applications cliniques de la mesure de la PtiO2 L’essentiel des données concernant la PtiO2 a été obtenu chez des patients avec TCG. Il s’agit le plus souvent d’études observationnelles où les valeurs de PtiO2 ont été corrélées avec le pronostic. La détection d’une hypoxie tissulaire cérébrale est, en général, corrélée à une augmentation de mortalité et d’évolution défavorable (29, 28). L’hypoxie tissulaire doit être interprétée en fonction d’une valeur limite inférieure (cf. supra) mais aussi du temps passé au-dessous de cette limite. Chez plus de la moitié des patients avec TCG, la PtiO2 est abaissée au cours des premières vingt-quatre heures. Ceci est probablement à relier à la baisse de débit sanguin cérébral rapportée chez ces patients dans les premières heures d’un TC grave. La PtiO2 peut servir d’indice pour tester l’hémodynamique cérébrale. Chez des traumatisés crâniens graves, l’augmentation de ventilation-minute de 20 % pendant 15 minutes abaisse la PtiO2 : un index de réactivité au CO2 peut alors

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être défini (31). La réactivité au CO2 est initialement basse, augmente avec le temps et au cinquième jour, les patients avec la plus forte réactivité au CO2 sont ceux qui ont l’évolution la plus défavorable. En réponse à une élévation de la FiO2, des augmentations de PtiO2 sont le plus souvent observées. L’importance de cette augmentation caractérise la réactivité à l’oxygène de la PtiO2. Cette réactivité est en général très basse au cours des vingt-quatre premières heures d’un TCG. Par la suite, les patients dont la PtiO2 a la plus forte réactivité à l’oxygène sont ceux qui ont un mauvais pronostic à six mois, cette forte réactivité reflétant probablement une perte d’autorégulation cérébrale (32). Néanmoins, l’observation de cette amélioration de l’oxygène tissulaire cérébrale par la simple augmentation de FiO2 a suggéré une possibilité thérapeutique. Chez 25 à 30 % des patients avec TCG, il existe un abaissement de la PtiO2 corrélé à une baisse de débit sanguin cérébral (33). Dans une série prospective de 12 patients avec TCG, la ventilation à FiO21 pendant 6 heures entraînait une augmentation de PtiO2 de 359 %. Ceci était contemporain d’une baisse du lactate tissulaire de 40 %, l’ensemble étant interprété comme une amélioration du métabolisme cérébral (34). Cette conception est cependant contestée. Chez huit patients, la même manœuvre aboutissait à la même augmentation de PtiO2 mais la baisse du lactate tissulaire était accompagnée d’une baisse du pyruvate avec un rapport lactate/pyruvate inchangé. Les auteurs concluaient que l’hyperoxie pouvait diminuer le taux de lactate après TCG mais sans pour autant modifier le potentiel redox cellulaire ni augmenter le métabolisme aérobie et contestaient donc l’intérêt thérapeutique de cette manœuvre (35). Il convient de souligner que ces patients avaient des rapports lactate/pyruvate normaux avant l’augmentation de FiO2, les cellules n’étant donc pas en dette d’oxygène.

Microdialyse cérébrale La microdialyse est une technique de dosage de substances chimiques présentes dans le tissu interstitiel de nombreux organes (tissu sous-cutané, muscle, poumon, myocarde…). La première application de cette méthode au cerveau humain a été rapportée en 1990. Initialement utilisée dans l’épilepsie, elle est rapidement devenue un outil d’exploration clinique en réanimation neurologique, dans le domaine du TCG (36) et de l’hémorragie sous-arachnoïdienne (37).

Technique Principes La microdialyse permet d’échantillonner le liquide extracellulaire d’un organe donné. Toutes les molécules solubles dans le liquide interstitiel, dès lors qu’elles

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diffusent à travers la membrane de dialyse, peuvent être extraites. L’application la plus évidente est le simple dosages des substrats présents dans le liquide extra-cellulaire (cas le plus fréquent en neuroréanimation) mais on peut également perfuser un médicament (par la sonde microdialyse ou par voie veineuse périphérique) évoquant une réponse biochimique (par exemple la libération de neuromédiateurs). La technique repose sur un principe de dialyse conventionnel. Elle fait appel à une sonde qui comporte à son extrémité une membrane semiperméable de longueur connue (entre 10 et 30 mm) constituant la chambre de dialyse. La sonde, d’un diamètre externe de 0,5 mm, est perfusée avec un liquide, appelé perfusat, dont la composition est proche de celle du liquide extracellulaire du tissu que l’on souhaite monitorer. Les molécules présentes dans le tissu interstitiel diffusent à travers la membrane selon le gradient de concentration de part et d’autre de la membrane. Au sortir de la chambre de dialyse, le liquide de perfusion, appelé dialysat est acheminé par un capillaire au centre de la sonde vers un microtube où il est collecté. Les vitesses habituelles de perfusion varient entre 0,3 et 5 µL/min. La fréquence d’échantillonnage peut aller jusqu’à 5 minutes (notamment en peropératoire) mais elle est le plus souvent de l’ordre de 30 à 60 minutes (en particulier en réanimation). Les volumes collectés sont par conséquent compris entre une et quelques dizaines de microlitres, soit un faible volume, ce qui constitue une contrainte importante pour la technique de dosage. Le choix de la durée de recueil de l’échantillon constituera donc un compromis entre le rendement des échanges, c'est-à-dire la quantité de molécules effectivement extraite du milieu extracellulaire, et la performance de la technique de dosage utilisée, c’est-à-dire la limite de détection de cette technique. Les échantillons sont analysés soit au lit du malade (ceci autorisant un véritable monitorage métabolique) soit en différé. La composition du dialysat reflète celle du liquide interstitiel mais n’en est pas une photographie exacte. Pour la plupart des substances, l’équilibre entre le dialysat et le liquide interstitiel est incomplet. La concentration dans le dialysat dépend de la vitesse de perfusion, du diamètre des pores de la membrane, de la taille de la molécule et de ses caractéristiques physiques (hydrophilie, polarité…). La taille des pores de la membrane définit un seuil de coupure (« cut-off ») définissant la limite théorique de passage à travers la membrane. La taille des pores doit être deux à trois fois supérieure à celle de la molécule à étudier. Pour les sondes habituellement utilisées en neuroréanimation, ce seuil est de l’ordre de 20 kD mais de nouvelles sondes permettent d’atteindre 100 kD. Le rendement des échanges à travers la membrane pour une substance donnée, rendement relatif (« relative recovery »), est le rapport de sa concentration dans le dialysat sur la concentration extracellulaire réelle. Ce rendement est fortement influencé par la vitesse de perfusion : pour une membrane de 10 mm insérée dans le cerveau, il varie de 70 % à 0,3 µL/min à 30 % à 1µL/min pour glucose, lactate, pyruvate et glutamate (38).

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Marqueurs biochimiques Les bases de production de l’énergie cellulaire sont rappelées dans la figure 2 (39). Les substrats les plus fréquemment dosés, dans l’exploration du métabolisme cérébral, sont le glucose, le lactate, le pyruvate, le glycérol, l’urée et le glutamate. Ces substances peuvent être dosées par des analyseurs disponibles au lit du patient (CMA 600 ou Iscus, CMA Microdialysis, Solna, Suède). Lorsque les dosages sont réalisés en différé, la stabilité des résultats a été établie sur des échantillons congelés pendant une période maximale recommandée de 3 mois à – 70 °C (40). Toutes les valeurs figurant ci-après correspondent à une vitesse de perfusion de 0,3 µL/min. Le glucose interstitiel dépend de la glycémie et reflète d’une part la perfusion d’un territoire donné, d’autre part le niveau du métabolisme cérébral. Ainsi, au cours d’un clampage vasculaire temporaire, le glucose interstitiel s’abaisse parallèlement à la pression tissulaire en oxygène dans le territoire d’aval (41). Lorsque le métabolisme cérébral s’abaisse (par exemple, lors de l’anesthésie générale), le glucose interstitiel, dont l’utilisation diminue, augmente (42). Le glutamate est un neurotransmetteur physiologique ; il est donc habituellement détectable dans les liquides extracellulaires où sa concentration varie de 2 à 10 µmol/L. En situation d’ischémie, il

Fig. 2 – Représentation schématique de l’énergétique cellulaire. [D’après (36).] PFK : phospho fructo kinase, enzyme clé de régulation de la glycolyse ; ATP : adénosine triphosphate ; ADP : adénosine diphosphate ; NADH : nicotinamide adénine dinucléotide.

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est libéré massivement, les concentrations pouvant alors atteindre 600 µmol/L (43). La concentration extracellulaire cérébrale de lactate est mesurée autour de 3 mmol/L, chez le sujet sous anesthésie générale, en dehors d’une situation d’ischémie (42). En cas d’ischémie cérébrale, sa concentration augmente et une élévation importante est prédictive de mauvaise évolution (44). Cependant, le lactate peut être utilisé comme substrat par les neurones. De plus, il sert de navette métabolique pour le glucose. En effet, celui-ci passe du capillaire cérébral au pied astrocytaire. Là, il est métabolisé en lactate et excrété dans l’espace extra-cellulaire pour être capté par le neurone où il est retransformé en pyruvate pour être incorporé dans le cycle de Krebs. L’assimilation de l’élévation de lactate à une ischémie est donc réductrice. Le rapport lactate/pyruvate est considéré comme un marqueur plus fiable d’ischémie. Sa valeur est indépendante du rendement relatif de la sonde, et donc du débit de perfusion. Le seuil pathologique est habituellement fixé au-delà de 30. Mais même une augmentation du rapport lactate/pyruvate ne signifie pas ischémie. Chez 20 patients avec TCG, un rapport lactate/pyruvate supérieur à 40 était trouvé dans 25 % des mesures, mais l’incidence de l’ischémie mesurée en PET scan n’était que de 2,4 %. L’anomalie du rapport lactate/pyruvate était interprétée comme une dysfonction mitochondriale (45). Une augmentation de lactate avec un rapport lactate/pyruvate constant témoigne plutôt d’une augmentation de pyruvate, correspondant à une accélération de la glycolyse, contemporaine, par exemple, du réveil d’une anesthésie générale (42). Dans un consensus récent, le rapport lactate/pyruvate a été proposé comme le marqueur d’ischémie le plus fiable au cours de l’hémorragie sous-arachnoïdienne et du TCG (46). Le rapport glucose/lactate peut être également utilisé : son augmentation traduit également une ischémie cérébrale. Les concentrations cérébrales de glycérol sont normalement basses, entre 20 et 160 µmol/L. L’élévation de glycérol peut être en rapport soit avec une augmentation de la glycolyse, soit surtout avec une destruction des membranes cellulaires phospholipidiques. De nombreuses autres substances ont été dosées en microdialyse cérébrale, qu’il s’agisse d’acides aminés (neurotansmetteurs ou non), de peptides ou d’adénosine.

Limites de la technique La résolution spatiale de la technique est médiocre, le volume de liquide extracellulaire échantillonné étant limité à quelques millimètres cubes. Le choix du point d’implantation de la sonde est essentiel et difficile : la zone la plus intéressante semble être la zone où l’ischémie est la plus importante c'est-à-dire la zone de pénombre qui entoure les contusions au cours des traumatismes cérébraux ou celle à risque de vasospasme dans les hémorragies sous arachnoïdiennes. En pratique traumatologique, l’implantation de la sonde est réalisée à la périphérie de la lésion diagnostiquée à l’aide de l’imagerie cérébrale. Un second cathéter peut être mis en place en zone « saine », permettant de

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comparer les valeurs (47, 48). Un troisième cathéter est parfois inséré dans la graisse abdominale pour interpréter les variations de certains substrats en fonction de leur valeur périphériques (notamment glucose et glycérol) (47). Pour obtenir un rendement de dialyse correct, les débits de perfusion utilisés sont souvent faibles (le plus souvent 0,3 µL/min), ce qui conduit à espacer les prélèvements (entre 30 et 60 minutes) : dans ce cas, la résolution temporelle est également faible. Le rapprochement des intervalles de prélèvement permet un monitorage peropératoire au prix d’une augmentation de la vitesse de perfusion et donc d’une diminution de rendement (41). Par ailleurs, l’interprétation des résultats présuppose l’existence d’un « état stable » au sein de la zone étudiée, permettant d’atteindre un équilibre de part et d’autre de la membrane de dialyse. En pratique, cette condition est rarement réalisée, ce qui peut rendre délicate l’interprétation des concentrations des différentes molécules présentes dans le milieu extracellulaire. En effet, celle-ci peut notamment être largement modifiée par les variations de débit sanguin qui vont changer à la fois l’apport en substrat exogène (glucose, lactate, oxygène…), mais aussi la clairance vasculaire des métabolites et des neuromédiateurs (lactate, glutamate…). Pour répondre à ce problème, un monitorage simultané de la PtiO2 constitue un indicateur indirect de la perfusion tissulaire (49). La sonde de microdialyse modifie le tissu dans lequel elle est implantée. Un temps d’équilibre d’environ deux heures est nécessaire à l’obtention de résultats fiables. Le traumatisme provoqué par la sonde, bien que minime, est suffisant pour entraîner un pic de glutamate, dont la disparition peut nécessiter jusqu’à six heures (47). La sonde va être responsable d’une prolifération gliale susceptible de créer une barrière mécanique autour de la membrane de dialyse et de modifier le rendement de la sonde au cours du temps (50). Les conséquences pratiques de ce problème ne sont pas évaluées mais des variations métaboliques significatives peuvent toujours être détectées après des implantations de plus de dix jours (51). Enfin, la technique reste onéreuse.

Intérêt de la microdialyse dans le monitorage cérébral La microdialyse pourrait constituer un outil séduisant de monitorage métabolique cérébral (52). Sur le plan clinique, elle a été surtout utilisée pour la détection d’une ischémie dans des circonstances pathologiques variées.

Infarctus sylvien malin Des observations isolées préliminaires ont montré l’existence d’une libération massive de glutamate et une élévation du rapport lactate/pyruvate dans le cerveau de patients présentant un infarctus sylvien malin (53, 54). À partir de

Surveillance du métabolisme cérébral 133

ces observations, a été émise l’hypothèse que des modifications métaboliques pourraient être mesurées dans la période d’ischémie réversible précédant l’infarctus, permettant alors l’institution d’un traitement. Dans une série de 31 patients avec une obstruction de l’artère cérébrale moyenne, 14 évoluaient vers un infarctus sylvien malin. Chez ces derniers, au cours des douzes premières heures de monitorage, la concentration en acides aminés non transmetteurs était significativement plus basse, ce qui était interprété comme le témoignage d’une dilution par l’œdème (55). Dans un autre travail, la même équipe confirmait l’apparition de modifications métaboliques prédictives de la survenue d’un infarctus malin (élévation de glutamate, du rapport lactate/pyruvate et du glycérol) mais elles n’étaient pas suffisamment précoces pour permettre un traitement efficace (volet décompressif ) (56).

Hémorragie sous-arachnoïdienne Une ischémie cérébrale consécutive à un vasospasme peut compliquer une hémorragie sous-arachnoïdienne (HSA). La détection précoce du vasospasme pourrait permettre la mise en œuvre de traitements étiologiques avant la survenue d’une ischémie irréversible (57). Dans un travail préliminaire, 10 patients avec HSA grave bénéficiaient de l’implantation d’une sonde de microdialyse. Chez les patients qui évoluaient mal, les taux d’aspartate et de glutamate étaient plus élevés. Les variations de lactate étaient peu interprétables alors que l’élévation du rapport lactate/pyruvate au-delà de 25 suivie d’un pic de glutamate apparaissait comme un marqueur spécifique d’ischémie (37). La microdialyse a été comparée aux autres techniques de diagnostic du vasospasme : par rapport au Doppler transcranien et à l’angiographie, elle a démontré une plus grande spécificité, accompagnée d’une sensibilité médiocre (58). Dans une autre série de 13 patients atteints d’HSA, les variations métaboliques étaient interprétées en fonction du débit sanguin cérébral mesuré en PET-scan. Le marqueur le mieux corrélé au débit sanguin cérébral était le glutamate mais un lactate supérieur à 4 mmol/L était le meilleur paramètre pour la détection d’une ischémie cérébrale (débit sanguin cérébral < 20 mL/min/100 g) : sensibilité 100 % et spécificité 75 %. Un rapport lactate/pyruvate supérieur à 25 était le meilleur prédicteur d’une ischémie clinique (59). Deux équipes ont souligné que les modifications métaboliques précédaient l’apparition du déficit neurologique. Dans un collectif de 97 patients, les modifications métaboliques précédaient l’apparition d’un déficit neurologique avec une sensibilité de 83 % (60). Dans une autre étude de 42 patients avec HSA, 18 (43 %) présentaient un déficit neurologique retardé. Un profil ischémique était défini par l’élévation des rapports lactate/pyruvate et lactate/glucose de 20 % suivie dans les 24 heures d’une élévation de glycérol de 20 %. Ce profil pouvait être utilisé comme test diagnostique avec une sensibilité de 94 % et une spécificité de 88 %. Le point

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essentiel était que les variations métaboliques précédaient les signes cliniques de 11 heures en moyenne (extrêmes : 4-50 heures) (61).

Traumatisme crânien grave Il s’agit à ce jour de la seule indication dans laquelle la microdialyse est approuvée par la FDA aux États-Unis et a le marquage CE en Europe. Les premières publications concernent des observations isolées, décrivant des variations métaboliques en réponse à un événement clinique (36). Une étude souligne l’intérêt de la microdialyse dans la détection d’ischémie locale non diagnostiquée par la mesure de saturation jugulaire en oxygène, technique globale (62). Plusieurs équipes se sont attachées à définir un profil métabolique corrélé au devenir des patients. Ainsi, la persistance d’un glucose bas associé à une élévation du lactate et du rapport lactate/pyruvate est prédictive de mauvaise évolution (63, 44). La baisse du glucose extra-cellulaire n’est cependant pas synonyme d’ischémie. En effet, dans une étude de 30 patients, la baisse du glucose était confirmée comme un élément de mauvais pronostic mais n’était pas associée à une baisse de débit sanguin cérébral local mesuré en PET-scan (64). En revanche, le glutamate est souvent élevé en phase aiguë avec une décroissance dans les premiers jours, quelle que soit l’évolution ultérieure : c’est la persistance à des valeurs élevées ou la réascension des taux qui est péjorative. Dans une série de 80 patients où les variations de glutamate étaient étudiées, une valeur moyenne de glutamate supérieure à 20 µmol/L était notée chez 30 % des patients ; elle était corrélée à une mauvaise évolution (65). L’élévation du glycérol au-delà de 150 µmol/L semble constamment prédictive d’une mauvaise évolution alors qu’elle n’est pas du tout corrélée à la survenue d’événements cliniques, en particulier aux poussées d’hypertension intracrânienne (66). Néanmoins, ce résultat n’est pas confirmé par une étude récente ayant inclus 76 traumatisés crâniens. Les valeurs de glycérol n’avaient aucune relation avec le pronostic mais une élévation importante de glycérol était relevée lors d’épisodes d’hypoxie tissulaire sévères (PtiO2 < 10 mmHg) (67). Une évolution fatale est accompagnée par une élévation des rapports lactate/pyruvate et lactate/glucose avec libération massive de glutamate. Ce profil métabolique précède l’élévation terminale de la pression intracrânienne à condition que la sonde soit bien implantée dans l’environnement de la zone pathologique (47, 68). Les données reliant un événement clinique à une variation métabolique restent encore fragmentaires. Dans la série de 80 patients, le seul événement clinique influençant la libération de glutamate était la survenue d’une baisse de la pression de perfusion cérébrale entre 40 et 50 mmHg (65). Dans une série de 50 traumatisés crâniens traités par l’équipe de Lund, le lactate et le rapport lactate/pyruvate étaient plus élevés seulement en cas de pression de perfusion cérébrale < 50 mmHg alors que le glucose ne variait pas (69). Aucune de ces études n’a rapporté l’évolution chronologique des variables métaboliques par rapport à l’événement

Surveillance du métabolisme cérébral 135

clinique. Pour que la microdialyse devienne un outil de monitorage, il sera nécessaire de définir des seuils ou des profils pathologiques dont la sensibilité et spécificité devront être précisées.

Intérêt de la microdialyse comme évaluation de l’efficacité thérapeutique La microdialyse couplée aux autres méthodes de monitorage (pression tissulaire en oxygène (PtiO2), PIC, SjO2, Doppler transcrânien) permet une approche métabolique des effets des différentes thérapeutiques utilisées en neuroréanimation. Si de nombreux travaux ont déjà été publiés dans le domaine de la recherche expérimentale, il existe moins d’études cliniques humaines. Il s’agit pour la plupart de travaux observationnels portant sur de petits effectifs de patients.

Évaluation des effets de l’hypocapnie Les effets métaboliques de courtes périodes d’hyperventilation (30 minutes) étaient évalués chez 20 patients traumatisés crâniens graves, au cours d’une période précoce après le traumatisme (24 à 36 h après) et d’une période plus tardive (troisième ou quatrième jour). Les épisodes d’hyperventilation augmentaient de plus de 10 % (p < 0,05) les taux des marqueurs de l’ischémie tissulaire (lactate, lactate/pyruvate) ainsi que le taux de glutamate, ceci de manière plus importante lors de la période précoce. Ce travail concluait que de brèves périodes d’hyperventilation augmentaient le taux des médiateurs, susceptibles d’être responsables de lésions secondaires (70). Ces résultats ont été récemment confirmés dans un travail expérimental (71).

Évaluation des effets de l’hypothermie Plusieurs études expérimentales ont pu démonter un effet bénéfique de l’hypothermie sur le métabolisme cérébral (diminution du relargage des acides aminés excitateurs tels que l’aspartate, le glutamate ou la dopamine). Une étude décrivait les effets de l’hypothermie induite chez 6 patients avec TCG (GCS ≤ 5). Chez ces 5 patients, il existait une diminution du taux des acides aminés excitateurs (glutamate et aspartate) ainsi qu’une augmentation de la PPC et de la SjO2 lors des épisodes d’hypothermie (72). Un travail plus récent observait les effets d’une hypothermie modérée induite (34 à 36 °C) sur une cohorte de 58 patients avec TCG. Il existait une diminution significative de la PtiO2, de la PtiCO2, du relargage des acides aminés excitateurs et du métabolisme anaérobie lors des épisodes d’hypothermie. Les auteurs identifiaient une catégorie de patients ayant une hypothermie cérébrale spontanée associée à des taux plus élevés de lactate et de glutamate, et présen-

136 La réanimation neurochirurgicale

tant une évolution neurologique péjorative (73). Une autre étude s’intéressait aux effets de l’hypothermie (< 34 °C) sur le métabolisme cérébral (lactate, pyruvate, glycérol, glutamate) d’une série de 12 patients présentant un accident vasculaire cérébral ischémique malin par thrombose de l’artère sylvienne. Chez ces 12 patients, trois cathéters de microdialyse étaient placés en zone saine, en zone de pénombre et en zone ischémique. Le résultat le plus intéressant de cette étude se trouvait dans l’analyse des taux de glutamate dans les différentes zones du cerveau. Au niveau du tissu sain, les auteurs observaient un taux (taux de base) significativement inférieur en période d’hypothermie. Dans la zone de pénombre, les taux de glutamate étaient 3 à 4 fois plus importants qu’en zone saine et diminuaient jusqu’à atteindre les taux de base durant la phase d’hypothermie. Au sein du tissu ischémié, les taux de glutamate atteignaient des niveaux très élevés même pendant l’hypothermie. Les auteurs concluaient au rôle potentiellement neuroprotecteur de l’hypothermie par diminution du relargage de glutamate dans la zone de pénombre (74).

Évaluation de l’efficacité d’une intervention médicamenteuse Chez sept patients présentant une hypertension intracrânienne sévère, un coma barbiturique était instauré. Les résultats du monitorage cérébral des trois heures suivant l’intervention étaient comparés à ceux des trois heures précédentes. Le traitement entraînait une baisse de 37 % du lactate, de 59 % du glutamate et de 66 % de l’aspartate (75). Chez dix patients avec TCG, sédatés par du propofol en AIVOC, la cible plasmatique était augmentée de 2 à 4 µg/mL. La pression artérielle était maintenue par ajustement d’une perfusion de noradrénaline. Aucune modification métabolique cérébrale n’était décelable à partir de valeurs de base normales de glucose, lactate et pyruvate. Ce résultat était interprété comme le maintien du couplage débit-métabolisme par le propofol (76).

Évaluation d’interventions thérapeutiques multiples Le concept de Lund, basé sur la diminution de la pression intracrânienne (PIC) par maintien d’une pression osmotique normale et réduction de la pression hydrostatique capillaire, s’oppose au concept traditionnel basé sur le maintien d’une PPC à 70 mmHg. La microdialyse cérébrale a permis d’apporter un argument supplémentaire en faveur du concept de Lund. Dans un travail portant sur 48 patients avec TCG, le traitement selon le concept de Lund permettait la normalisation des paramètres métaboliques : réduction du lactate, du rapport lactate/pyruvate et du glutamate alors même que la PPC des 96 premières heures était < 60 mmHg pendant 30 % du temps (47). Au total, la réanimation encéphalique a longtemps été limitée par les difficultés techniques d’exploration du métabolisme cérébral au lit du malade. Les

Surveillance du métabolisme cérébral 137

techniques envisagées ci-dessus ont permis une approche multimodale de la compréhension des pathologies. Ce progrès doit désormais aboutir à l’amélioration des stratégies de prise en charge des patients.

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Température cérébrale : physiologie et intérêt de sa surveillance T. Geeraerts et B. Vigué

Introduction De nombreuses expressions populaires relient activité intellectuelle soutenue et température du cerveau. Il est effectivement aujourd’hui démontré que la température du cerveau est en grande partie dépendante de son activité métabolique, mais également que les régulations de ces deux valeurs sont complexes et fines. Le lien entre température et métabolisme est toujours interactif. D'une part le métabolisme cellulaire cérébral est l'un des principaux déterminants de la température cérébrale, et d'autre part des modifications mineures de cette température entraînent des variations significatives du métabolisme cellulaire neuronal et donc du fonctionnement cérébral. Le contrôle de la température cérébrale est ainsi essentiel pour un fonctionnement optimal du cerveau dans toutes les situations physiologiques (de l’effort physique intense au repos complet). En pratique clinique de neuroréanimation, la surveillance continue de la température centrale chez un patient ayant subit une agression cérébrale majeure est aujourd’hui fortement recommandée (1). Il est en effet démontré que le cerveau traumatisé est extrêmement sensible et vulnérable aux variations même faibles de température. La fièvre est ainsi considérée comme une véritable agression cérébrale secondaire. La compréhension de la physiologie de la température est d’autant plus essentielle que ces fluctuations thermiques sont fréquentes en neuroréanimation. L’hyperthermie est en effet un phénomène fréquent chez les patients neurochirurgicaux et l’hypothermie thérapeutique est souvent employée chez les patients les plus graves (2). De même, le refroidissement cérébral sélectif est proposé comme outil thérapeutique pour réduire les lésions ischémiques cérébrales (3).

142 La réanimation neurochirurgicale

Physiologie de la température cérébrale La production énergétique chez l’Homme provient du métabolisme du glucose, des protéines, et des graisses. Les produits finaux de ce métabolisme aérobie sont le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau. La production d’adénosine triphosphate (ATP), principal composant énergétique intracellulaire, s’accompagne de chaleur (fig. 1) L’énergie perdue au cours du transport d’électrons et de la phosphorylation oxydative est pour grande partie transformée en chaleur, et contribue au maintient à 37 °C de la température corporelle. Le rendement énergétique de ce processus est toutefois assez élevé, comparable à celui d’un moteur à explosion. Ainsi, la combustion du glucose et des protéines produit 4,1 kcal/kg et celle des graisses 9,3 kcal/kg. La production de chaleur par les organes dépend donc de leur métabolisme.

Fig. 1– Production de chaleur lors du métabolisme énergétique. Ce schéma est valable quelque soit le type cellulaire.

Température cérébrale : physiologie et intérêt de sa surveillance 143

Bien que le cerveau ne représente que 2 à 3 % du poids du corps humain, il participe respectivement à environ 20 % et 25 % de la consommation totale de l’organisme en oxygène et en glucose. Même au repos, son activité métabolique est très élevée. Il est alors, avec le cœur, l’organe le plus actif, et participe à la plupart de la production de chaleur. Dans le cerveau, le métabolisme est principalement aérobie : 95 % du glucose y subit un métabolisme oxydatif. Environ 40 % de l’énergie apportée par le glucose est utilisée pour produire de l’ATP, le reste (soit environ 60 %) est transformé en chaleur. Dans des conditions normales, la production intracérébrale de chaleur est balancée par sa dissipation. Contrairement à d’autres organes comme les muscles, la chaleur produite par le cerveau est difficilement dispersée du fait de sa protection par la boîte crânienne. La température du cerveau dépend donc principalement de trois facteurs : la production locale de chaleur, la température du sang qui le vascularise, et le débit sanguin cérébral. La dissipation de la chaleur produite est améliorée par des particularités anatomiques vasculaires permettant de véritables échanges thermiques.

Échangeurs thermiques

Chez les mammifères, il existe plusieurs échangeurs thermiques ayant un rôle important pour les échanges caloriques du cerveau. En premier lieu, les fosses nasales permettent un refroidissement du sang artériel grâce aux échanges entre l’air inhalé et le sang de la muqueuse nasale. Ensuite, dans le sinus caverneux où se draine la circulation nasale, il existe un second échangeur créé par la proximité importante entre le sang artériel provenant des vaisseaux du cou et le sang veineux provenant de la circulation cérébrale et nasale. Le sang veineux refroidi par l’échangeur nasal refroidit à son tour le sang artériel avant l'irrigation du cerveau (4, 5). En cas de court-circuit sur le premier échangeur thermique (fosses nasales), comme par exemple lors de ventilation mécanique avec intubation trachéale, le sang veineux des fosses nasales n’est plus refroidi par la ventilation, et le fonctionnement du second échangeur est alors compromis. Ces faits expérimentaux sont bien démontrés chez l’animal, notamment le chien, mais beaucoup moins chez l’Homme. Le premier échangeur correspondrait probablement à l’anastomose entre les veines perforantes comme la veine angulaire de l’œil (qui se draine dans le sinus caverneux) et les veines sous-cutanées du visage et de la peau du crâne. Le second échangeur correspond au sinus caverneux et aux espaces sous-arachnoïdiens (6). L’augmentation de la ventilation (hyperpnée) observée en cas d’augmentation de la température corporelle permettrait le refroidissement du cerveau par augmentation des échanges thermiques au niveau des fosses nasales.

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Compartiments thermiques Chez l’Homme, on décrit deux compartiments thermiques : un central et un périphérique (7). Le compartiment central comprend des tissus fortement perfusés en toutes conditions. Les échanges thermiques sont rapides au sein de ce compartiment et, en théorie, la température y est relativement homogène. Le tronc et la tête (et donc le cerveau) constituent le compartiment central. Le compartiment périphérique est formé par des tissus où la température est inhomogène et beaucoup plus variable (membres inférieurs, mains, peau). La température de ce compartiment est en général de 2 à 4 °C moindre que celle du compartiment central, et très dépendante de la vasoconstriction de ces territoires. La température centrale est régulée principalement par un centre intégrateur situé dans l’hypothalamus (8). Les mécanismes de réponse de ce centre sont encore mal connus mais feraient probablement intervenir de nombreux neurotransmetteurs comme la noradrénaline, la dopamine, l’acétylcholine, des neuropeptides, ou encore des prostaglandines comme PGE2. La température centrale présente des variations circadiennes contrôlées par la libération de mélatonine à partir du noyau suprachiasmatique. Le centre hypothalamique régule également la température du compartiment central en réponse aux informations des thermorécepteurs (voie monosynaptique) ou à l’alimentation, aux activités locomotrices ou à la sécrétion de corticostéroïdes (voie plurisynaptique). Le seuil de réponse de ce centre peut être modifié, et comme pour les barorécepteurs, on peut observer de véritables décalages des seuils de réponse appelés « resetting ».

Fluctuations physiologiques de la température cérébrale Activité cérébrale et température Le métabolisme énergétique neuronal est principalement utilisé pour la restauration du potentiel de membrane après dépolarisation cellulaire (9). Ceci suggère une relation entre métabolisme cellulaire et activité électrique. Comme toute l’énergie utilisée pour le métabolisme neuronal est finalement transformée en chaleur, la production de chaleur par le cerveau est une caractéristique importante de l’activité métabolique cérébrale. Des descriptions anciennes retrouvent chez l’animal des modifications importantes jusqu’à 2 à 3 °C de la température cérébrale à différentes stimulations comportementales (10, 11). L’augmentation intracérébrale de la production de chaleur semble être la cause première de l’hyperthermie cérébrale observée au cours de ces stimulations chez l’animal. En effet, c’est uniquement à la suite de l’augmentation de la température cérébrale que la température artérielle augmente (12, 13). Les apports sanguins au cerveau sont donc plus froids que le cerveau lui-

Température cérébrale : physiologie et intérêt de sa surveillance 145

même chez le sujet (ou l’animal) éveillé et le gradient de température entre le cerveau et le sang artériel augmente avec l’intensité des stimulations comportementales. L’augmentation de l’activité cérébrale (et de son métabolisme) s’accompagne donc d’une augmentation de sa température. De façon concomitante, chez l’animal et chez l’Homme, on observe une augmentation du débit sanguin cérébral. L’augmentation de la température locale cérébrale résultant d’une augmentation du métabolisme local pourrait donc être interprétée comme l’une des causes d’augmentation du débit local, participant ainsi au couplage entre métabolisme et débit cérébral.

Effet de l'anesthésie générale Comme nous venons de le voir, en situation d’éveil le cerveau est plus chaud que le sang artériel. La dépression du métabolisme cérébral induite par l’anesthésie générale pourrait avoir des conséquences sur la température cérébrale. Chez le rat anesthésié au pentobarbital, à l’uréthane ou à l’alpha chloralose, la température cérébrale diminue plus rapidement que la température rectale (14). Ce phénomène conduit chez l’animal anesthésié à une égalisation des températures entre cerveau et corps. Dans ces conditions expérimentales d’anesthésie générale sur cerveau sain, le sang serait donc refroidi par le cerveau. À notre connaissance et pour des raisons éthiques évidentes, il n’existe pas de donnée humaine concernant la température cérébrale sous anesthésie générale et ventilation artificielle de patients sans pathologie intracrânienne. Ces données seraient toutefois intéressantes afin d’évaluer les conséquences de l’anesthésie générale et du court-circuit des échangeurs thermiques.

Modifications physiologiques cérébrales induites par les changements de la température Les modifications de la température cérébrale affectent de façon importante des paramètres vasculaires, nerveux et métaboliques. Ces modifications sont essentielles à comprendre car elles influencent de façon majeure l’hémodynamique cérébrale.

Métabolisme cérébral L’électrophysiologie a permis de mettre en évidence une relation entre température et activité cérébrale. On considère que le métabolisme cérébral varie linéairement de 8 % par degré de température cérébrale. Ainsi, à 28°C, le méta-

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bolisme cérébral ne représenterait que 50 % de celui à 37 °C, avec une consommation en oxygène très réduite à ces niveaux de température. In vitro, la température influence les propriétés passives de la membrane neuronale, ainsi que les réponses nerveuses (post-potentiels). La transmission synaptique est donc température dépendante. L’effet de la température semble plus important sur la libération de neurotransmetteur (potentiel post-synaptique excitateur) que sur la réponse synaptique elle-même (15). Ces modifications température-dépendantes des propriétés électrophysiologiques pourraient être en relation avec des effets sur les canaux ioniques neuronaux. En effet, certains canaux calciques ou sodiques voltage-dépendants présentent une modulation de leur activité par la température (16, 17). De plus, la diffusion et la toxicité du glutamate sont accrues avec l’augmentation de la température (18). Les modifications de température cérébrale pourraient modifier la libération de neurotransmetteurs, mais également leur recapture ou leur diffusion. Dans des modèles animaux d’ischémie ou de traumatisme crânien focaux, des températures cérébrales supérieures à 39 °C sont associées à une augmentation des niveaux extracellulaires d’acides aminés excitateurs, à une rupture plus importante de la barrière hémato-encéphalique, et à une augmentation de la protéolyse du cytosquelette (19). Ainsi, l’excitotoxicité semble dépendante de la température cérébrale.

Débit sanguin cérébral Le débit sanguin cérébral varie également avec la température. Il varie en proportion avec les changements du métabolisme cérébral induit par les variations de température. Du fait du couplage physiologique entre métabolisme et débit, la baisse de la température cérébrale provoque conjointement une diminution du métabolisme et du débit. Cette baisse du débit sanguin cérébral entraîne une baisse du volume vasculaire intracérébral qui expliquerait la baisse de la pression intracrânienne observée en hypothermie.

Dioxyde de carbone, pH et oxygène La forme gazeuse du gaz carbonique (CO2), ou pression partielle en CO2 (PaCO2), dépend du coefficient de solubilité de ce gaz, lui-même dépendant de la température. Lorsque la température diminue, la quantité de forme gazeuse diminue. En d’autres termes, il y a moins de bulle dans le champagne refroidi. Par ailleurs, le métabolisme énergétique cellulaire, dont les produits finaux sont l’eau et le CO2, diminue avec la température. La production de CO2 est donc diminuée en hypothermie. Pour ces deux raisons (physique et métabolique), la PaCO2 diminue avec la température (20). De même, le pH est modifié par la température en suivant les variations de PaCO2 : l’hyper-

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thermie s’accompagne d’une acidose, et l’hypothermie d’une alcalose (21). Le CO2 gazeux traverse la barrière hématoencéphalique et transmet les modifications induites (alcalose en hypothermie) au milieu extracellulaire qui contrôle l’état de constriction des vaisseaux artériolaires. Ceci permet de comprendre pourquoi l’hypocapnie provoquée par l’hypothermie peut être responsable d’une vasoconstriction artériolaire et donc d’une baisse de la pression intracrânienne (22). La diminution de la PaCO2 est en partie le résultat d'une diminution de la consommation d'oxygène (O2) (22). Cette diminution de consommation pourrait laisser plus d'O2 disponible dans la circulation, situation bénéfique aux zones à hauts risques ischémiques. Cependant, cet effet d'une plus grande quantité d'oxygène disponible est contrecarré par l'augmentation d'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène provoqué par la baisse de température (fig. 2). Cette augmentation de l'affinité lie l'oxygène à l'hémoglobine et gène la diffusion de l'oxygène vers les tissus. On ne peut juger correctement d'un éventuel bénéfice de l'hypothermie sur la disponibilité de l'O2 qu'avec la valeur de l'oxygène gazeux (PvO2, pression partielle en oxygène dans le sang veineux directement en équilibre avec la pression tissulaire en oxygène) plutôt qu'avec la saturation veineuse en O2 (SjO2), valeur qui dépend étroitement des modifications d'affinité.

Fig. 2 – Relation entre pression partielle en oxygène (PO2) et saturation en oxygène de l'hémoglobine (SO2). L'hypothermie augmente l'affinité de l'oxygène pour l'hémoglobine. [D'après Tremey et al. (20).]

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Inflammation cérébrale et barrière hématoencéphalique Chez l’animal, après un traumatisme focal (percussion liquide), la réponse inflammatoire cérébrale des zones contuses et non contuses est dépendante de la température. L’accumulation des leucocytes est augmentée avec la température (23). Ces modifications des processus inflammatoires pourraient jouer un grand rôle dans la cascade post-traumatique. Par ailleurs, la perméabilité de la barrière hématoencéphalique semble également dépendante de la température cérébrale. Une augmentation de la température cérébrale peut endommager les cellules endothéliales du cerveau ou de la moelle épinière et conduire à un passage des protéines sériques au travers de la barrière hématoencéphalique et contribuer ainsi à la formation d’œdème cérébral (24). Même si elle survient après un délai de quatre jours après le traumatisme (modèle animal de percussion liquide), l’hyperthermie cérébrale aggrave la mortalité, les lésions de la barrière hématoencéphalique et les lésions axonales (25).

Modifications de la température cérébrale en neuroréanimation Après une agression cérébrale majeure, la température cérébrale est souvent plus élevée que la température systémique et peut varier de façon indépendante de celle-ci, rendant difficile l’extrapolation de la température cérébrale à partir de températures dites « centrales ».

Traumatisme crânien grave Deux études conduites chez des patients souffrant de traumatisme crânien grave et sédatés démontrent que la température cérébrale moyenne est plus élevée d’environ 1 °C par rapport à la température rectale dans les premiers jours post-traumatiques (26, 27). Cette différence est accentuée quand les patients deviennent fébriles. En l’absence de cause infectieuse, une hypothèse à ce phénomène pourrait être le « resetting » du centre hypothalamique thermorégulateur. Des autopsies ont en effet retrouvé une fréquence importante (42 %) de lésions hypothalamiques chez les patients décédés de traumatisme crânien grave (28). Mais cette hypothèse, si elle peut expliquer l’hyperthermie des traumatisés crâniens, ne suffit pas pour comprendre l’augmentation principalement « intracérébrale » de la température. Cette élévation de la température cérébrale pourrait être en relation avec des modifications posttraumatiques du métabolisme cérébral (hyperglycolyse) (29), du débit sanguin cérébral (hyperhémie) (30) ou de la réponse inflammatoire locale (augmentation des niveaux intracérébraux d’interleukine 1 bêta) (31). Un découplage du

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métabolisme énergétique en cas d’agression cérébrale pourrait également participer à cette production de chaleur : la synthèse d’ATP peut en effet être court-circuitée. La chute du gradient de protons et du potentiel de membrane mitochondrial accélère la respiration cellulaire qui, n’étant plus couplée à la phosphorylation de l’adénosine diphosphate (ADP), devient un processus purement thermogénique (voir fig. 1). Par ailleurs, l’inversion du gradient cerveau/corps de la température, signifiant que la température cérébrale devient inférieure à la température « générale », est associée à un mauvais pronostic neurologique chez les traumatisés crâniens graves (32). Ce phénomène est également observé au cours d’évolution vers la mort encéphalique (33). La baisse du débit sanguin cérébral liée à l’hypertension intracrânienne, très vraisemblable dans ces deux situations, est probablement la cause de la baisse de la température cérébrale au-dessous de la température centrale. Les variations de ce gradient pourraient alors refléter la survenue d’ischémie cérébrale.

Hémorragie méningée grave Après une hémorragie sous-arachnoïdienne grave, la température cérébrale est le plus souvent supérieure à la température centrale (34). La physiopathologie est moins bien connue. Les modifications du métabolisme ou du débit sanguin cérébral sont ici moins évidentes. Une hypothèse séduisante serait le rôle potentiel des produits de dégradation de l’hème. La molécule d’hème est dégradée par l’hème oxygénase pour donner de la biliverdine, du fer, du monoxyde de carbone (CO). L’injection intraventriculaire de CO augmente de plus de 1 °C la température corporelle des rats (35). Dans cette étude animale, il n’existe malheureusement pas de données sur la température cérébrale. De la même manière que pour le traumatisme crânien, une étude prospective chez des patients admis pour hémorragie méningée spontanée grave retrouve une relation entre température cérébrale et survie des patients (34). Quand la température cérébrale mesurée est inférieure à la température corporelle (vésicale), les chances de survie des patients seraient nulles. Cette diminution de température pourrait être en rapport avec la diminution importante du débit sanguin cérébral expliquant ainsi la gravité du pronostic.

Où faut-il mesurer la température ? La température centrale peut être estimée par la mesure de la température du bas œsophage, de l’artère pulmonaire, du nasopharynx et du tympan (36). La température rectale, si elle reste fiable dans les conditions normales, est imprécise lors de perturbations thermiques importantes comme l’hypothermie thérapeutique (37). La température cérébrale est le plus souvent considérée

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comme une température « centrale », et en l’absence de pathologie intracrânienne, pourrait être estimée par les températures tympanique ou œsophagienne. Ces températures, plus faciles à mesurer, sont souvent utilisées pour surveiller les modifications de température cérébrale. Cependant, comme nous l'avons vu précédemment, en cas d'agression cérébrale majeure, cette estimation peut être fausse. La mesure in situ de la température intracrânienne semble donc nécessaire. Chez l’Homme, le centre du cerveau est plus chaud que l’espace épidural (de 0,5 à 1 °C) (38). La température superficielle est toujours inférieure à la température profonde, mais elle est également plus variable. Pour ces raisons, il est recommandé d’insérer les sondes thermiques d’au moins 1,5 à 2 cm dans le parenchyme cérébral (39). D’un point de vue technique, plusieurs sondes thermiques sont actuellement commercialisées. Elles utilisent toutes la technologie du thermocouple. Certaines sont intraparenchymateuses (Neurovent-P©, Rehau, Allemagne ; Licox©, Integra Neuroscience, Royaume-Uni ; Neurotrend©, Codman & Shurrtleff, États-Unis), d’autres sont intraventriculaires (Radionics, Burlington, États-Unis). L’analyse de la littérature ne permet pas de privilégier l’une ou l’autre technique, même si la mesure intraparenchymateuse est aujourd’hui la plus utilisée (40).

Conclusion Le rôle délétère de l’hyperthermie (température systémique) est clairement établi après une agression cérébrale. La prévention de la fièvre et l’hypothermie modérée semblent donc des outils thérapeutiques importants pour limiter l’extension et la sévérité des lésions neuronales. Cependant la température cérébrale n’est le plus souvent pas mesurée, alors même que de nombreuses études démontrent qu’elle peut varier significativement de la température centrale. La température corporelle sous-estime très souvent la température cérébrale, et tout particulièrement durant les situations où le système nerveux central est singulièrement vulnérable. Une température cérébrale dissociée de la température corporelle pourrait être de mauvais pronostic. Au même titre que la pression intracrânienne, la température cérébrale devrait être surveillée en continu par une mesure in situ, et faire partie de la surveillance multimodale des patients de neuroréanimation.

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Surveillance neurophysiologique en USI-NCH EEG, potentiels évoqués (PE) D. Debatisse, E. Pralong et P.-A. Despland

Préambule Nous désirons porter à l’attention du lecteur que cette revue succincte des techniques neurophysiologiques en USI-NCH n’aurait pu être effectuée sans le concours, la compétence et le soutien inconditionnel du professeur JeanMichel Guerit (1). De même, l’élaboration d’une Unité Neurochirurgicale de Neuromonitoring (UNN) depuis maintenant trois ans n’a été possible que par le désir et la volonté du professeur Jean-Guy Villemure d’intégrer au sein de son service de neurochirurgie l’ensemble des approches et outils classiquement utilisés en clinique journalière et de recherche, et ce, dans un souci de qualité des soins fournis aux patients.

Introduction Suite à l’essor des techniques d’imagerie médicale dans l’arsenal des techniques de mise au point diagnostique, étiologique et pronostique d’un patient hospitalisé dans un service de réanimation neurochirurgicale en phase aiguë ou postopératoire, l’EEG en unité de soins intensifs (USI) neurochirurgicaux semble désuet à l’aube du troisième millénaire. Pourtant, l’EEG garde sa spécificité pour trois raisons principales. Premièrement, il constitue une technique d’évaluation de la fonction du cortex cérébral en temps réel, au contraire des techniques neuroradiologiques – scanner, IRM, artériographie – dont l’approche est limitée à la structure et à l’anatomie. Deuxièmement, il s’agit d’une technique pouvant être appliquée au lit du malade, ce qui la rend appréciable en termes des risques encourus par le patient. En effet, les autres techniques d’investigations structurelles et fonctionnelles neuroradiologiques nécessitent le déplacement du patient vers les unités spécialisées, augmentant ainsi de manière significative les contraintes et risques encourus par celui-ci. Troisièmement, à l’encontre des examens neuroradiologiques, l’approche

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neurophysiologique permet de répéter les acquisitions sans nette contrainte pour le patient et ce, chaque fois que le statut neurologique varie et que de nouvelles questions se posent tant sur le versant diagnostique que pronostique. L’association et la combinaison des acquisitions par EEG et PE s’avéreront dès lors utiles et nécessaires dans la mise au point diagnostique et pronostique du patient en USI (1, 2). L’EEG est ainsi un bel exemple d’une « vieille technique » qui a pu s’adapter au progrès des technologies en se positionnant à différents niveaux des processus de réflexion clinique chez le patient avec altération de l’état de conscience en phase aiguë, que ceux-ci soient de type étiologique, décisionnel ou pronostique. Il est évident que c’est l’ensemble de toutes les données cliniques, biologiques, neuro-anatomiques et fonctionnelles qui permettra, à terme et de manière précoce, d’orienter les stratégies thérapeutiques du patient. Ainsi, les techniques neurophysiologiques présentent donc comme caractéristique commune de reposer sur l’enregistrement des activités électriques du cerveau, de la moelle épinière ou du système nerveux périphérique. Ces techniques doivent dès lors être considérées comme des méthodes d’évaluation fonctionnelle du système nerveux, au même titre que l’examen clinique. Elles s’inscrivent en complément des techniques d’évaluation structurelle que sont le scanner cérébral et l’imagerie par résonance magnétique (IRM) (1).

Électroencéphalogramme (EEG) : rappel L’EEG a été découvert en 1929 par Hans Berger, de l’Université d’Iéna. L’EEG consiste à placer au niveau du scalp un certain nombre de capteurs de l’activité électrique cérébrale qui peuvent être, soit des électrodes de surface, soit des aiguilles sous-cutanées. Chaque électrode capte une activité provenant du cortex cérébral sous-jacent et est désignée en fonction de sa position sur le scalp (Frontal, Central, Temporal, Occipital, Pariétal)1. Le nombre d’électrodes utilisées varie en fonction du problème à résoudre : on peut se limiter à un nombre restreint d’électrodes (par exemple, de 4 à 8) lorsqu’il s’agit de rechercher des modifications globales de l’EEG ; en revanche, la recherche de dysfonctionnements cérébraux très focalisés peut nécessiter un nombre beaucoup plus important de canaux (par exemple, 16 à 32). En règle générale, il est rare que l’on utilise en USI davantage que 16 canaux. 1. La position de l’électrode sur le scalp est désignée au moyen d’une lettre (F, C, P, O, T) suivie d’un chiffre pair ou impair selon que l’électrode se trouve sur la partie droite ou gauche du scalp. Lorsque l’électrode se trouve sur la ligne médiane, le chiffre est remplacé par l’indice « z ». Par exemple, F4 est une électrode frontale droite, Pz désigne une électrode située sur la ligne médiane au niveau pariétal, etc. Cette nomenclature est connue sous le nom de « Système International 10-20 ». Chaque ligne du tracé EEG représente en fait la différence de potentiel entre deux électrodes (constituant ce que l’on appelle une dérivation). Par exemple, le tracé EEG recueilli au niveau d’une dérivation « F7 T3 » par exemple correspond à l’évolution de la différence de potentiel entre deux points du scalp situés en regard du cortex frontal gauche et du cortex temporal gauche, cette évolution pouvant refléter, soit une modification du potentiel au niveau de l’électrode F7, soit au niveau de l’électrode T3, soit au niveau des deux électrodes simultanément.

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L’amplitude des potentiels captés de l’EEG et ECG est souvent sujette à une contamination par des artefacts (mouvements, parasites électriques de l’environnement, très fréquents en USI).

Caractéristiques de l’EEG normal (fig. 1) L’aspect de l’EEG normal – rarement observé en USI – dépend de l’état de vigilance du sujet. Chez un sujet éveillé au repos, les yeux fermés, il est dominé par une activité d’une fréquence de 8 à 12 Hz, le rythme alpha, prédominant au niveau des électrodes occipitales et disparaissant lorsque le sujet ouvre les yeux. Une activité d’une fréquence similaire peut être observée au niveau des électrodes centrales : il s’agit du rythme mu disparaissant cette fois au niveau de l’électrode controlatérale lorsque l’on demande au sujet de réaliser un mouvement répétitif de la main gauche ou de la main droite. Lorsque le sujet ouvre les yeux, lorsqu’il n’est pas dans un état de relaxation suffisante ou lorsqu’il est engagé dans une tâche cognitive, le rythme alpha disparaît et fait place à une activité peu ample, peu synchronisée et plus rapide : le rythme bêta. L’EEG normal varie en fonction de l’état de vigilance. En particulier, l’endormisse-

Fig. 1 – EEG normal montage « Banana » bipolaire, les huit premières dérivations EEG correspondent à l’hémisphère gauche et les huit suivantes à l’hémisphères droit. Acquisition en USI pouvant s’effectuer dans des conditions « difficiles » liées à l’environnement et aux artefacts.

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ment physiologique s’accompagne de la disparition du rythme alpha, de l’apparition d’un rythme plus lent (5-8 Hz) – le rythme thêta – accompagné de bouffées d’activités d’une fréquence d’environ 14 Hz ou spindles et un sommeil encore plus profond est associé à la présence diffuse d’un rythme très lent : le rythme delta. Comme nous le verrons, des modifications de l’EEG sont également observées en fonction des modifications de la vigilance contemporaines du coma en fonction des cycles veille-sommeil en USI quand ils sont présents.

EEG pathologique L’EEG pathologique se caractérise, soit par la présence d’activités trop lentes ou trop rapides en fonction de l’état de vigilance, soit par la présence d’activités anormales parmi lesquelles il importe de relever les activités irritatives (pointes, pointes-ondes) caractéristiques de l’épilepsie. Ces phénomènes anormaux peuvent n’être présents que sur quelques dérivations, reflétant un dysfonctionnement focal du système nerveux, soit être présents sur l’ensemble du scalp en cas de dysfonctionnement généralisé.

Situation de l’EEG par rapport aux autres techniques d’exploration du système nerveux Les principales indications de l’EEG sont actuellement l’étude des états épileptiques, du sommeil et, de manière plus générale, de la réactivité et des fluctuations ou des altérations de la conscience et ce, en fonction du type de lésion intracérébrale ayant entraîné la réanimation neurochirurgicale. L’EEG correspond à la résultante d’activités en provenance du cortex et du tronc cérébral. Cependant, le fait que les champs électriques émis par une source électrique s’atténuent rapidement en fonction de la distance par rapport à cette source implique que ce que l’on observe au niveau de l’EEG provient essentiellement des sources les plus superficielles, à savoir le cortex cérébral.

Sémiologie de l’EEG dans les états de conscience altérés en USI neurochirurgicale Les anomalies de l’EEG habituellement rencontrées en USI peuvent être classifiées selon plusieurs critères, non mutuellement exclusifs : anomalies de rythmes ou apparition de grapho-éléments paroxystiques, anomalies diffuses ou focales, anomalies de la modulation de l’EEG dans le temps, incluant les troubles de réactivité.

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Anomalies des rythmes Les anomalies des rythmes peuvent être diffuses ou focalisées, réactives ou aréactives. Elles peuvent consister en l’apparition de rythmes rapides, en anomalies de distribution de rythmes de fréquence normale, en ralentissements du tracé ou en l’absence de tout rythme.

Rythmes rapides d’origine pharmacologique Il est classique de considérer qu’un tracé noyé de rythmes bêta rapides doit faire soupçonner une imprégnation médicamenteuse toxique et/ou liée aux traitements administrés dans le cadre de la réanimation neurochirurgicale (RN). Ces activités peuvent être observées sur l’ensemble des dérivations et présentent généralement une prédominance fronto-centrale. En présence d’une imprégnation modérée, la fréquence et la topographie de ces rythmes bêta les rapprochent des spindles du stade 2 du sommeil et il est d’ailleurs probable que les mécanismes de leur genèse soient très superposables, à savoir l’apparition d’oscillations au niveau des neurones de relais thalamo-corticaux induites par un accroissement de leur innervation inhibitrice GABAergique (3). Si l’imprégnation médicamenteuse s’accroît, on note une diminution progressive de la fréquence de ces oscillations, sans modification de leur topographie. Il s’ensuit que, sur le plan fréquentiel, ces rythmes peuvent alors relever de la bande alpha, voire thêta, alors que, sur le plan topographique, ils présentent la distribution fronto-centrale caractéristique des activités d’origine médicamenteuse. Un nouvel accroissement de l’imprégnation médicamenteuse entraînera l’apparition de discontinuités de l’EEG suivies, éventuellement, d’un tracé isoélectrique par exemple si le patient est mis en « coma » médicamenteux sous propofol (4). Il semble que cette évolution biphasique de l’EEG (accélération suivie d’un ralentissement du tracé) soit très caractéristique des substances sédatives présentant des propriétés GABAergiques (benzodiazepines, barbituriques, propofol). Elle n’est pas observée pour les médicaments agissant par l’intermédiaire des récepteurs glutamatergiques (par exemple, la kétamine, qui entraîne d’emblée un ralentissement de l’EEG avec apparition de rythmes thêta de grande amplitude) ou les opiacés.

Activités lentes Les activités delta sont contemporaines de la dénervation cholinergique que celle-ci soit physiologique (au cours du sommeil lent) ou lors de pathologies, soit localisées, expliquant les foyers lents associés aux lésions focales – traumatiques, vasculaires, tumorales, infectieuses – impliquant la substance blanche sous-corticale, soit diffuses, comme c’est le cas dans les encéphalopathies métaboliques. Néanmoins, des activités très lentes, delta et sub-delta, peuvent coexister avec des bouffées fronto-centrales plus rapides (thêta, alpha, bêta) dans les imprégnations médicamenteuses associées. Il est par ailleurs essentiel

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de contrôler l’influence des stimulations afin de vérifier si ces activités delta ne correspondent pas simplement à une réactivité du tracé.

Tracés de type « alpha-coma » ou « alpha-thêta » coma Les patterns EEG de type alpha (ou alpha-thêta) coma se caractérisent, d’une part, par leur prédominance antérieure et, d’autre part et surtout, par leur manque de réactivité conférant au tracé un caractère monotone, invariant au cours du temps. Il s’agit classiquement d’un pattern de mauvais pronostic, bien que certaines séries rapportent des pourcentages de récupération allant jusqu’à 15 % (5). Il est probable que la valeur pronostique du tracé de type « alphacoma » dépende largement de l’étiologie : ce pattern est le plus souvent associé aux comas postanoxiques, auquel cas il implique un pronostic particulièrement péjoratif – il s’agit d’un des trois « patterns EEG malins » signant la gravité du coma mais peut également être rencontré en présence d’imprégnations barbituriques (6) ou de lésions du tronc cérébral (7). L’association à de l’EEG et des PES permet de distinguer, au sein des patients présentant un alpha-coma, ceux qui évolueront mal de ceux qui restent susceptibles de bien évoluer (8).

EEG pauvre, microvolté et silence électrocérébral En l’absence d’œdème localisé lié à une contusion du cuir chevelu, une dépression de l’EEG focalisée sur un hémisphère ou sur une région spécifique du scalp devra faire suspecter un hématome extra- ou sous-dural (auquel cas la dépression de l’EEG est simplement liée à un accroissement de la distance ou à une augmentation de la résistance entre les sites générateurs de l’EEG et les électrodes d’enregistrement). En l’absence de sédation médicamenteuse, la pauvreté extrême du tracé ou le silence électro-cérébral doivent être interprétés en fonction de l’étiologie du coma. Dans certains cas de comas anoxiques, il doit faire poser la question de l’opportunité du maintien de la réanimation, particulièrement si l’enregistrement conjoint des PES fournit des arguments dans le même sens. Principalement dans les comas traumatiques et dans les situations associées à une HTIC, il mènera à poser la question d’un coma dépassé et d’une mort encéphalique (ME).

Décharges paroxystiques Un pattern de type « burst suppression » témoigne généralement d’une encéphalopathie post-anoxique de mauvais pronostic. Les décharges paroxystiques peuvent être ou non associées à des secousses musculaires. Par ailleurs, la présence d’éléments paroxystiques critiques, continus ou subcontinus, focaux, multifocaux ou généralisés, incitera à la mise en route d’un traitement adapté.

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On rappellera à cet égard que, tout particulièrement en USI, des crises épileptiques ou des états de mal peuvent survenir en l’absence de convulsions et de signes cliniques évidents (états de mal non convulsifs : EMnC). La nature non convulsive de ces états de mal peut s’expliquer, soit par une curarisation empêchant l’activité musculaire, soit par la localisation de la crise en dehors des centres moteurs, l’inconscience du patient l’empêchant alors de décrire ou de manifester ses symptômes. La possibilité de détecter précocement les EMnC constitue certainement l’un des enjeux majeurs du neuromonitorage continu de l’EEG. Les PLEDs (ou « periodic lateralized epileptiform complex ») doivent faire soupçonner une pathologie focale sous-jacente à la lésion, d’origine vasculaire, tumorale ou infectieuse. On notera enfin les éléments triphasiques (ou complexes de Bickford) à prédominance bifrontale, survenant parfois par salves pseudo-périodiques, sans signification pronostique par eux-mêmes, très suggestifs (sans être totalement spécifiques) d’une encéphalopathie métabolique, le plus souvent hépatique pouvant être associée par exemple à un traumatisme crânien, hématome sous-dural, hémorragie sous-archnoïdienne…

Modulation temporelle de l’EEG en USI-NCH Réactivité du tracé La réactivité de l’EEG peut constituer un élément pronostic essentiel. La réactivité de l’EEG chez un patient « comateux » peut se présenter selon des aspects très divers : – dans des circonstances exceptionnelles, sous forme d’une réaction d’arrêt classique2 ; – par l’apparition de complexes K (particulièrement en réponse aux stimulations auditives) ou sous forme d’une réactivité paradoxale (apparition d’activités de la fréquence alpha – mais qui ne correspondent probablement pas au rythme alpha occipital « classique » –, probablement liée à un accroissement du niveau de vigilance provoqué par la stimulation) (2, 9-11) ; – très fréquemment, par l’apparition de bouffées d’activités lentes diffuses, de grande amplitude. Ces activités apparaissent systématiquement lors des stimulations. Elles peuvent sembler apparaître spontanément, en dehors de toute stimulation. Elles s’expliquent cependant presque toujours par la multiplicité des stimulations sonores naturellement présentes dans les USI (alarmes, cris, etc.). Chez les patients présentant un tracé discontinu d’origine médicamenteuse, il n’est pas rare que les stimulations entraînent un aplatissement du tracé si elles surviennent pendant une bouffée d’activité. Elles peuvent parfois, 2. Une réaction d’arrêt de l’alpha n’est observée que s’il existe un rythme alpha occipital relevant de mécanismes physiologiques analogues à ceux observés chez le sujet normal éveillé, situation qui, par définition, est rarissime, voire inexistante, chez les sujet comateux. Le plus souvent, les activités de la fréquence alpha observées chez le patient comateux sont des rythmes médicamenteux. Il peut s’agir également d’activités reflétant un alpha-coma. Dans le dernier cas, elles sont aréactives à l’ouverture (forcée) des yeux.

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au contraire, entraîner la réapparition du tracé si elles sont appliquées pendant une période d’aplatissement.

Modulation à long terme de l’EEG Indépendamment des éventuelles variations liées au cycle veille/sommeil, la puissance totale de l’EEG oscille au cours du temps selon une période de l’ordre de 1 h 30. Ces oscillations peuvent être aisément détectées par le neuromonitorage continu en USI. Leur perte pourrait constituer un signe précoce de vasospasme secondaire chez les patients victimes d’hémorragies méningées (12).

Latéralisations Avant l’avènement des techniques structurelles non invasives, la recherche de signes de latéralisation constituait l’un des buts essentiels de l’EEG, particulièrement au stade aigu des comas. Si ceci reste vrai dans certains cas (par exemple, la recherche d’une encéphalite herpétique), il faut reconnaître que, le plus souvent, la mise en évidence d’une latéralisation ne fait que confirmer une information précédemment obtenue au moyen des techniques d’imagerie structurelle. Il n’est pas toujours évident de préciser le côté de la latéralisation, celle-ci pouvant aussi bien se marquer par la disparition de rythmes « physiologiques » que par l’apparition de rythmes anormaux3. Il n’est de même pas toujours aisé de latéraliser correctement des activités paroxystiques focalisées. On notera enfin que la découverte fortuite de signes de latéralisation ne reflète pas obligatoirement une anomalie structurelle sousjacente (par exemple, des latéralisations à bascule peuvent être observées dans les encéphalopathies métaboliques).

EEG et pathologies « vasculaires » en USI-NCH Pathologies ischémiques L’EEG montre parfois quelques anomalies lentes à caractère focal mais il est le plus souvent normal dans les accidents ischémiques transitoires, régressifs en 3. Prenons l’exemple de bouffées d’une fréquence de 4-6 Hz présentes exclusivement au niveau des dérivations centrotemporales droites. En l’absence de sédation, de telles bouffées peuvent correspondre à une dysrythmie lente signant l’existence d’une pathologie hémisphérique droite sous-jacente ; en présence d’une sédation, ces bouffées peuvent être physiologiques et c’est alors leur absence du côté gauche qui devra être considérée comme pathologique. Comme autre exemple, citons la présence unilatérale (par exemple, du côté gauche) d’activités bêta de grande amplitude qui, en l’absence de sédation, peut refléter la présence d’un rythme en brosse sus-jacent à un défect osseux du côté gauche et qui, en présence d’une sédation, peut refléter la disparition du côté droit d’un rythme rapide normalement induit par le médicament. 4. À condition qu’il persiste du cortex cérébral sous-jacent ! Rappelons en effet que les rythmes delta sont générés au sein d’un cortex cérébral ayant perdu ses afférences cholinergiques.

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quelques heures. Les accidents vasculaires cérébraux peuvent être associés à des foyers lents latéralisés et focalisés sur la région ischémiée : ondes delta ou thêta polymorphes, d’autant plus marquées que la lésion est plus superficielle et proche de la convexité4. Dans les ischémies cérébrales intéressant les territoires des derniers prés (par exemple, en cas d’hypoperfusion systémique au cours d’une intervention ou même de vasospasmes), des éléments pointus ou des PLEDs peuvent se superposer aux éléments lents au niveau des dérivations pariéto-temporo-occipitales.

Hémorragies et hématomes Les altérations de l’EEG sont fréquentes dans les hémorragies cérébrales, associant des signes focaux dont la topographie dépend de la localisation lésionnelle à des signes généraux, reflétant les troubles de la conscience et de la vigilance souvent consécutifs à HTIC. Les anomalies diffuses peuvent être seules présentes lors d’hémorragies du tronc cérébral (ralentissement de l’EEG consécutif à un dysfonctionnement de la SRAA). Dans les hémorragies méningées, l’EEG est souvent caractérisé par une surcharge lente diffuse éventuellement associée à un dysfonctionnement focal (en cas de spasme ou d’hématome associé ou non à une hypertension intracrânienne). Nous avons signalé précédemment l’importance du monitorage de la variabilité de la puissance totale de l’EEG dans le monitorage des spasmes retardés (12).

EEG et traumatismes crâniens en USI-NCH Souvent, les lésions hémisphériques focales (hématomes, contusion) ont déjà été diagnostiquées au scanner, éventuellement traitées par la chirurgie et l’objectivation par l’EEG de signes de latéralisation ne fera que confirmer une information déjà disponible. Un ralentissement diffus de l’EEG peut constituer la conséquence, soit de lésions axonales diffuses, soit d’un dysfonctionnement mésencéphalique (lésion de la substance réticulée activatrice ascendante). La persistance d’alternances veille-sommeil et la présence de rythmes rapides médicamenteux constituent des éléments de pronostic favorable chez les traumatisés crâniens.

EEG et lésions expansives : tumeurs, abcès, kystes en USI-NCH Les lésions expansives sont très fréquemment associées à des anomalies de l’EEG pouvant relever de plusieurs mécanismes : compression sur les régions

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voisines, œdème réactionnel, épilepsie associée, HTIC. S’il existe des troubles de vigilance ou un coma pré- ou postopératoire, l’EEG peut permettre de quantifier l’effet de la tumeur sur l’ensemble de l’encéphale et, éventuellement, d’objectiver une épilepsie ou un EMnC. Les signes focaux associés aux tumeurs dépendent de la localisation de celle-ci. Outre la présence de foyers delta focalisés et latéralisés, les tumeurs frontales et temporales peuvent entraîner l’apparition de foyers controlatéraux. Les tumeurs pariétales et, surtout, occipitales permettent parfois d’observer une asymétrie du rythme alpha. Les tumeurs profondes touchant les noyaux de la base ou la partie haute du tronc cérébral sont fréquemment associées à des activités thêta et delta monomorphes de topographie antérieure (« Frontal Intermittent Rythmic Delta Activity » ou « FIRDA »). Les tumeurs de la fosse postérieure ne mettent en évidence des anomalies EEG qu’en présence d’une HTIC associée.

Pathologies inflammatoires et infectieuses pouvant être associées en pré- ou postopératoire Dans les méningites lymphocytaires bénignes virales, l’EEG est normal ou ne montre qu’une discrète surcharge lente thêta diffuse. Les méningites bactériennes ou tuberculeuses peuvent être associées à des anomalies lentes diffuses, polymorphes, ainsi qu’à des anomalies à caractère focal. En revanche, les anomalies EEG sont toujours présentes au stade aigu des encéphalites, quelle qu’en soit leur étiologie. Elles sont caractérisées essentiellement par la présence d’ondes lentes, associées ou non à un ralentissement du rythme de fond et souvent associées à des décharges paroxystiques à caractère focal.

Encéphalopathies métaboliques pouvant être associées en préou postopératoire Les encéphalopathies métaboliques (principalement hépatiques et rénales) sont associées à un ralentissement aspécifique de l’EEG proportionnel à l’importance de la cause et pouvant aller jusqu’au stade de l’EEG isoélectrique. Dans l’encéphalopathie hépatique, les modifications de l’EEG sont utilisées comme l’un des critères à la base de la classification de Child, par ailleurs basée sur des critères cliniques et biologiques (9, 13)5. Outre ces ralentissements aspécifiques, l’EEG peut présenter des caractéristiques suggestives (sans être absolument spécifiques) du type d’encéphalopathie : éléments triphasiques dans les encéphalopathies hépatiques, éléments à front raide multifocaux dans 5. La classification de Child est basée sur la fréquence et sur l’amplitude de l’EEG (stade 1 : > 7Hz ; stade 2 : 5-7 Hz ; stade 3 : 3-5 Hz ; stade 4 : < 3Hz. L’amplitude de l’EEG croît du stade 1 au stade 3 et diminue au stade 4. Le stade 4 est subdivisé en 4a et 4b, selon que l’EEG est continu ou discontinu).

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les encéphalopathies urémiques. Ceci implique que, dans les encéphalopathies métaboliques, les anomalies diffuses de l’EEG peuvent difficilement être utilisées en tant qu’argument en faveur de lésions structurelles surajoutées du système nerveux.

EEG et patient en état de « conscience altéré » Modifications de l’EEG en fonction de la profondeur du trouble de la conscience Bien que celle-ci soit relativement difficile à établir du fait de la multiplicité des facteurs potentiels d’interférence, particulièrement en USI, il existe une relation entre l’EEG et la profondeur du coma ou de l’état de non conscience modéré à grave. Celle-ci peut s’avérer essentielle pour le suivi du coma lorsque le patient est curarisé et que, dès lors, son examen clinique s’avère impossible. Quatre stades sont décrits (11, 14) : – le stade I (coma vigile) est caractérisé par un ralentissement du rythme de fond associé à la présence d’ondes lentes thêta-delta. Le tracé reste réactif ; – le stade II est caractérisé par la présence d’ondes lentes delta diffuses dans lesquelles peuvent s’imbriquer des activités plus rapides tendant à s’accentuer durant les stimulations ; – le stade III est caractérisé par une activité delta de topographie souvent antérieure, aréactive aux stimuli ; – le stade IV est celui de l’EEG isoélectrique.

Suivi des épilepsies en pré- ou postopératoire neurochirurgical L’EEG constitue une technique irremplaçable pour le suivi des épilepsies et de l’efficacité de leur traitement. Nous avons souligné précédemment l’importance de l’EEG dans l’identification des EMnC. L’accumulation et le non-traitement des EMnC semblent constituer un facteur essentiel de morbidité et de prolongation inutile de la durée d’hospitalisation en USI, soulignant l’intérêt potentiel des méthodes de monitorage continu de l’EEG (15).

Valeur pronostique de l’EEG L’EEG réalisé au stade aigu du coma ou de l’état de conscience altéré ne présente pas une sensibilité et une spécificité pronostique suffisantes et c’est la répétition des tracés en période aiguë, puis dans les jours qui suivent, qui permettra d’affiner le pronostic. L’EEG devra par ailleurs obligatoirement être

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corrélé aux résultats de l’examen clinique et neuroradiologique et prendre en compte l’ensemble des médications. Dans l’ensemble, sont reconnus comme signes de pronostic favorable : – un tracé faiblement altéré avec persistance de cycles veille-sommeil, la présence de spindles, une réactivité aux stimulations simples ; – la coexistence au sein du tracé de patterns électriques différents, témoins de variations probables de vigilance ; – une réactivité franche avec modification instantanée de l’activité EEG de base (cf. par exemple les inversions de patterns rencontrées lors de tracés discontinus chez les patients sédatés). Dans l’ensemble, sont reconnus comme signes de pronostic défavorable : – les tracés EEG monomorphes monotones, sans aucune modification significative des rythmes en cours d’enregistrement (par exemple, l’alphacoma) ; – des tracés dégradés, périodiques ou pseudo-périodiques avec silence électrique intercritique (burst-suppression), les tracés particulièrement pauvres ou isoélectriques en l’absence de sédation (fig. 2) ; – généralement, les tracés non réactifs à l’ensemble des stimulations externes, même vigoureuses (à condition bien entendu que l’on exclue toute pathologie sensorielle susceptible d’interférer avec la stimulation).

Fig. 2 – Tracé « burst suppression » postanoxique non réactif aux stimulations, hautement pathologique et de pronostique « défavorable ».

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Potentiels évoqués multimodaux (PE) en USI-NC Si l’EEG représente réellement l’activité électrique cérébrale, toute modification de l’activité cérébrale doit entraîner une modification de l’EEG. Les PE correspondent aux modifications de l’EEG induites par différents événements qui peuvent être, soit l’arrivée d’influx sensoriels au niveau du système nerveux, soit la préparation d’un mouvement, soit une activité cognitive.

Méthodologie d’enregistrement des PE Les PE sont obtenus selon une méthodologie similaire à celle utilisée pour l’EEG. Il suffit alors de synchroniser dans le temps les enregistrements électrophysiologiques et l’événement que l’on souhaite étudier et l’on pourra ainsi étudier le décours temporel des modifications de l’EEG, c’est-à-dire les PE, produits par cet événement (2, 8). En pratique, les choses sont plus compliquées étant donné la très faible amplitude des PE6. Il est dès lors nécessaire de recourir aux techniques de moyennage qui correspond à calculer la moyenne d’un nombre suffisant de tracés EEG synchronisés par plusieurs événements successifs (stimulations visuelle, auditive, somesthésiques…) entraînant l’annulation progressive du bruit de fond et, par conséquent, l’extraction progressive du signal recherché. Le fait de devoir recourir à la méthode de moyennage présente une conséquence importante sur le plan méthodologique, à savoir qu’un PE ne peut être obtenu qu’en réponse à un grand nombre d’événements successifs, nombre dépendant de l’amplitude du PE que l’on souhaite étudier : plus elle est faible, plus important est le nombre de tracés à moyenner. Heureusement, les PE de plus faible amplitude sont également ceux qui peuvent être obtenus au moyen de cadences de stimulation rapides, de telle sorte que l’enregistrement d’un PE ne prend généralement que 2 à 3 minutes par modalité de stimulation.

Aspect général des PE Les PE se présentent sous forme de graphiques représentant l’évolution d’un potentiel en fonction du temps. L’origine de l’axe des abscisses correspond à l’instant de survenue de l’événement de telle sorte que chaque point de la courbe peut être situé temporellement par rapport à cet événement. Ce graphique présente plusieurs pics, souvent désignés en fonction de leur polarité 6. Pour fixer les idées, un enregistrement conventionnel de l’EEG représente une activité de 100 µV d’amplitude et d’une durée de 1 seconde sous forme d’une déflexion de 1 cm de haut et de 1,5 cm de long. Un PE auditif du tronc cérébral, par exemple, ne dépasse généralement pas 0,5 µV d’amplitude et 10 ms de durée ; à l’échelle de l’EEG, il correspondrait donc à une activité sur papier d’une hauteur de 50 microns et d’une longueur de 150 microns, ce qui est inférieur à l’épaisseur même de la trace EEG.

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(« N » pour négatif, « P » pour positif ) et de leur temps de latence chez le sujet normal7 et les données de l’expérimentation animale ainsi que certaines données cliniques ont permis d’associer ces pics à l’activation de structures nerveuses bien précises. On pourra ainsi déduire de l’amplitude du pic le degré d’activation de la structure correspondante, et de son temps de latence (positif ou négatif selon que le pic suit ou précède l’événement) le décours temporel de cette activation.

Principaux types de PE utilisés en USI-NCH PE sensitifs et PE moteurs PE sensitifs Les PE sensitifs mesurent les activités cérébrales suivant l’application de stimulations sensorielles (lemniscales donc suivant les cordons médullaires postérieurs) et peuvent être à leur tour subdivisés en : – PE auditifs (PEA) : divisés à leur tour en PEA de courte latence (de 1 à 10 ms) ou PEA du tronc cérébral (PEATC), permettent d’étudier successivement l’activation du nerf auditif (1,5 ms) et de la protubérance (2 à 6 ms). Les PEA de moyenne latence (PEAML) permettent l’évaluation du cortex auditif primaire (50 ms) et les PEA de longue latence (PEALL) permettent l’évaluation des aires auditives associatives ; – PE somesthésiques (PES) : en USI, généralement, ils sont obtenus par stimulation électrique transcutanée du nerf médian ou cubital au poignet. En fonction de l’endroit où sont placées les électrodes d’enregistrement, ils permettent de mesurer l’activation du nerf périphérique au niveau du point d’Erb (10 ms), l’entrée des influx dans la moelle épinière (13 ms), leur arrivée au niveau du bulbe (14 ms), l’activation du cortex pariétal primaire (20 ms), du cortex frontal (30 ms) et des aires corticales secondaires et associatives (> 30 ms) ; – PE visuels (PEV) : en USI, généralement ils sont obtenus au moyen de lunettes dont les verres sont remplacés par un réseau de diodes électroluminescentes. Ils permettent d’étudier successivement l’activation de la rétine (après environ 50 ms), du cortex occipital primaire (après environ 100 ms) et, plus tardivement, des aires corticales associatives.

PE moteurs Les PE moteurs évaluent les voies nerveuses impliquées dans la motricité (pyra7. Par exemple, une onde dénommée « N20 » correspond à une activité négative dont le temps de latence normal moyen est de 20 ms.

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midales donc sur le versant médullaire cornes antérieures) et peuvent être divisés en deux catégories : – les PE prémoteurs sont obtenus en moyennant l’EEG précédant la réalisation de mouvements volontaires successifs et mesurent l’activité des aires corticales motrices et prémotrices ; – les PE moteurs sont obtenus en mesurant, au moyen d’électrodes EMG de surface, les secousses musculaires provoquées par la stimulation magnétique du cortex cérébral ou de la moelle épinière. Ils permettent d’évaluer la réactivité du cortex cérébral et le temps de transit des influx moteurs au niveau des faisceaux cortico-spinaux et des fibres motrices périphériques (par exemple dans les traumatismes médullaires).

PE exogènes et endogènes Les PE dont il vient d’être question correspondent aux PE exogènes que l’on peut définir comme ceux qui reflètent la réception cérébrale passive, obligatoire des stimulations, en l’absence de toute réaction cognitive du sujet face à ces stimuli. Les PE endogènes ou cognitifs (PEC) correspondent à la réaction active, cognitive, du cerveau face aux stimulations. On peut les considérer d’une certaine manière comme reflétant une « valeur ajoutée » aux PE exogènes par la réaction cognitive. Un des PE endogènes les plus connus est l’onde P300 apparaissant en réponse à des stimulations rares intercalées dans une séquence de stimulations fréquentes (paradigme « oddball ») (1, 2, 16-18).

Intérêt des potentiels évoqués en USI Les PE en USI sont utilisés depuis la fin des années 1970. Leur apport se situe à un triple niveau : diagnostique, pronostique et de suivi. Nous envisagerons successivement ces trois niveaux après avoir exposé les principes de notre approche séméiologique.

Séméiologie des PE L’enregistrement systématique des PE visuels (PEV), somesthésiques (PES) par stimulation des nerfs médians gauche et droit et auditifs du tronc cérébral (PEATC) devient un « standard » en USI (fig. 3). Les PE cognitifs (PEC) peuvent être également utilisés dans certaines circonstances. (1, 2, 8, 16, 1921). L’ensemble des données issues de ces enregistrements sont synthétisées sous forme de deux indices : un indice de fonctionnement global du cortex cérébral (IFGC) et un indice de conduction sous-corticale (ICSC) (20) ainsi que la mise en évidence d’éventuels signes de dysfonctionnement focal.

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Fig. 3 – Principaux PE utilisés en USI : courbes normales. A. Potentiels évoqués du tronc cérébral (PEATC). B. PEA de moyenne latence (PEAML). C. PE somesthésiques (PES) stimulation nerf médian mixte avec composantes périphériques, médullaire, et cortico sous corticale contralatérale. D. PE visuels au flash (PEVf ) (1).

Indice de fonctionnement global du cortex cérébral (IFGC) L’IFGC est déterminé sur la base du PEV et des composantes corticales des PES. Il est exprimé en termes de stades (1 à 4) selon les règles détaillées dans le tableau I. En bref, les stades 1 et 2 correspondent à la conservation d’activités Tableau I – Détermination des indices de fonctionnement global du cortex cérébral (IFGC). (Adapté de Guérit, 1999.) PEV

PES

Stade 0

Normal

Normal

Stade 1

Augmentation du temps de latence du pic III, pic VII présent

N20, P24 et P27 présentes au niveau pariétal, N30 présente au niveau frontal

Stade 2

Augmentation du temps de latence du pic III, pic VII absent

N20 et P24 présentes au niveau pariétal, N30 absente au niveau frontal

Stade 3

Augmentation du temps de latence du pic III, absence d’activités plus tardives

N20 présente, absence d’activités ultérieures

Stade 4

Absence de PEV corticaux reproductibles, ERG présent

Absence d’activités corticales, P14 lemniscale présente

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corticales primaires et plus tardives, le stade 3 à la seule conservation des activités corticales primaires et le stade 4 à la disparition de toutes les activités corticales (les activités sous-corticales étant présentes) (20). Dans un premier temps, les IFGC sont déterminés séparément au niveau des PEV obtenus en occipital gauche et droit et des PES obtenus par stimulation des nerfs médians gauche et droit. Cette approche nous fournit quatre valeurs, lesquelles, très souvent, ne diffèrent pas de plus d’une unité, l’existence de disparités plus marquées devant faire évoquer un dysfonctionnement focal. Dans ce cas, c’est la meilleure valeur obtenue, ou éventuellement la moyenne des deux meilleures valeurs obtenues qui est utilisée pour la détermination globale de l’IFGC. Chez le patient non curarisé, il existe une corrélation négative significative entre l’IFGC et le score de Glasgow (GCS). Les PE n’étant pas influencés par les bloquants neuromusculaires, cette démonstration renforce l’utilité de la méthode chez le patient curarisé, cliniquement non examinable.

Indice de conduction sous-corticale (ICSC) L’ICSC est déterminé sur la base du PEATC et des rapports entre composantes cervicales/sous-corticales (N13, P14) et corticales primaires (N20) des PES. Après avoir vérifié la présence de tous les pics, une évaluation quantitative est évaluée au vu des conductions auditives protubérantielles sur la base des différences entre les temps de latence des pics I et III, III et V, I et V (« interpeak latency » ou IPL) au niveau des PEATC et des conductions somesthésiques sous-corticales sur la base des différences entre les temps de latence des pics N13 (ou P14) et N20 au niveau des PES (22). Ces calculs n’ont, bien entendu, de valeur que dans la mesure où peuvent être identifiées de façon fiable les activités provenant des récepteurs périphériques. En présence de chiffres anormaux, il importe d’exclure l’influence possible des facteurs de variations physiologiques ou pathologiques non liées à une pathologie cérébrale primaire. Si l’analyse quantitative s’avère anormale, celle-ci est complétée par une analyse qualitative qui, sur la base des critères mentionnés dans le tableau II, nous permet d’exprimer les résultats en termes de dysfonctionnement bulbaire et/ou protubérantiel et/ou mésencéphalique.

Tableau II – Détermination qualitative des indices de conduction sous-corticale (ICSC). Niveau lésionnel

PES

PEALM, PEALL

PEATC

Mésencéphale

P14 normale, N20 retardée ou absente

Pathologiques

Normaux

Protubérance

P14 normale, N20 retardée ou absente

Pathologiques

Pathologiques

Bulbe

P14 pathologique, N20 retardée ou absente

Normaux

Normaux

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Variations physiologiques et pathologiques des PE en USI Facteurs non pathologiques Anomalies des récepteurs sensoriels Les dysfonctionnements des récepteurs sensoriels sont fréquents dans les comas d’origine anoxique (anomalies cochléaires) (23), traumatiques (lésions cochléaires et/ou du nerf auditif associées aux fractures du rocher, traumatismes du (des) nerf(s) optiques, des nerfs périphériques ou de la moelle) ou toxométaboliques (neuropathies, atteintes rétiniennes au stade aigu des intoxications au méthanol) (24). Ces atteintes peuvent également être préexistantes à l’accident. Elles peuvent parfois rendre les PE ininterprétables.

Température corporelle L’hypothermie interfère à la fois avec les vitesses de conduction nerveuses et avec la transmission synaptique. Seul le premier facteur intervient dans les gammes de température habituellement rencontrées en USI. L’hypothermie modérée est associée à des PE ralentis mais de morphologie normale. Nous considérons que, dans un intervalle de température compris entre 30 °C et 37 °C, le temps de latence I-V des PEATC et N13-N20 des PES augmentent respectivement de 0,2 ms et de 0,6 ms pour une diminution de température corporelle de 1 °C. L’onde N20 des PES et les PEATC disparaissent autour de 20 °C et l’onde P14 des PES à une température moyenne de 17 °C (21, 25). Ces dernières températures sont nettement inférieures à celles rencontrées en USI : il s’ensuit que en pratique, la disparition des PEATC ou des PES ne peut jamais, en USI, s’expliquer exclusivement par une diminution de la température corporelle.

Médicaments Les agents sédatifs constituent un facteur d’interférence majeur. Deux raisons peuvent a priori expliquer les modifications des PE en présence de médicaments : l’apparition d’un EEG discontinu suscitant en cours de moyennage des variations du rapport signal-bruit entraînant une reproductibilité faible des PE (surtout pour les PEV) et une action directe des agents sur les générateurs des PE. Les agents très lipophiles (propofol, dérivés halogénés, thiopental) agissent sur les membranes et, par conséquent, interfèrent avec les conductions nerveuses. Elles peuvent dès lors ralentir les ICSC et, soit directement soit par l’intermédiaire de leur interférence avec les conductions sous-corticales, modifient également les IFGC.

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Prise en compte de l’ensemble des facteurs de variations La multitude des facteurs présents en USI et susceptibles d’interférer avec les PE peut transformer l’interprétation des PE en la résolution d’une équation très complexe. Généralement, les difficultés surgissent moins pour l’établissement éventuel d’un diagnostic que pour l’évaluation du pronostic. D’une manière générale, pour un degré d’altération donné des IFGC et des ICSC, le pronostic est d’autant meilleur qu’un nombre important de facteurs d’interférence sont susceptibles d’expliquer les altérations observées.

Apport diagnostique des PE au stade aigu en USI-NCH Généralement, l’étiologie de l’état de non-conscience partiel ou total est « claire » pour l’équipe clinique et les PE (tout comme l’EEG) sont de peu d’utilité diagnostique, si ce n’est dans quelques situations : le diagnostic des lésions sous-corticales dans les comas d’origine indéterminée, le diagnostic différentiel entre coma et état de non-réponse psychogène, le diagnostic de la mort encéphalique (ME).

Diagnostic des lésions du tronc cérébral et troubles de la conscience d’origine indéterminée Si l’EEG est incontestablement plus performant que les PE dans l’épilepsie et pour le diagnostic des troubles métaboliques ou des intoxications médicamenteuses, les PE peuvent, au contraire de l’EEG, fournir des arguments directs en faveur d’une lésion structurelle du tronc cérébral, pouvant même parfois constituer la seule source valable d’information dans les unités ne disposant pas d’IRM. Les PE peuvent éventuellement amener à remettre en question un diagnostic à première vue évident. Il n’est pas rare que ceux-ci démontrent la présence d’une lésion structurelle du tronc cérébral chez des patients initialement considérés comme victimes d’un coma « anoxique » ; dans la mesure où les lésions primitives du tronc cérébral sont rarissimes, voire inexistantes, dans les anoxies cérébrales isolées, on se demandera alors si l’arrêt cardiorespiratoire ne constitue pas la conséquence plutôt que la cause de l’atteinte neurologique.

« Locked-in syndrome », états de non-réponse psychogène La valeur d’un EEG normal n’est plus à démontrer dans ces circonstances bien que, parfois, l’anxiété associée au syndrome de verrouillage donne lieu à un

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EEG particulièrement peu volté, très désynchronisé, peu interprétable. La meilleure spécificité des PE peut alors être d’une aide précieuse, des IFGC normaux et des PEC bien conservés constituent autant d’autres arguments suggérant de remettre en question l’existence d’un coma d’origine organique (26-28). Dans les « Locked-in syndrome », la stimulation magnétique corticale peut confirmer l’absence de PE moteurs qui, jointe au caractère normal de l’EEG, constitue un autre argument en faveur d’une lésion des voies motrices descendantes (26-28).

Apport pronostique des PE au stade aigu en USI-NCH Traumatismes crâniens Altérations des PE dans les traumatismes crâniens Les traumatismes crâniens peuvent être associés à quatre patterns différents reflétant la complexité de leur physiopathologie (19, 20) : – le Pattern 1 : altérations des IFGC (qui ne dépassent cependant jamais le stade 2) associées à l’intégrité des ICSC ; – le Pattern 2 est celui des lésions mésencéphaliques : altération du temps de conduction centrale (TCC) au niveau des PES (unilatérale ou bilatérale, se marquant dans les cas les moins graves par une simple augmentation du TCC, dans les cas les plus graves par la disparition de l’onde N20), des PEATC soit normaux soit ne montrant qu’une diminution du rapport entre les amplitudes des pics I et V ; – le Pattern 3, rarement observé et toujours transitoire, est celui de l’engagement diencéphalo-mésencéphalique. Il se caractérise par l’apparition d’altérations marquées des PEATC reflétant l’atteinte protubérantielle contemporaine de la détérioration rostro-caudale consécutive à l’engagement ; – le Pattern 4 est celui de la mort cérébrale. Notons également la fréquence des altérations des PE liées à des traumatismes nerveux ou médullaires : lésions des nerfs optiques lors de fractures de l’orbite, des nerfs auditifs dans les fractures du rocher, lésions médullaires cervicales, arrachements de plexus.

Valeur pronostique des PE dans les traumatismes crâniens Le pattern 1 peut être considéré comme de pronostic favorable : associé à une évolution favorable dans 80 % et 90 % des cas selon que les IFGC correspondaient à un stade 1 ou 2 (1). Il apparaît donc qu’à stade égal, le pattern 1 des traumatismes crâniens est de pronostic meilleur que celui des anoxies céré-

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brales. Ceci pourrait s’expliquer probablement par la nature différente des lésions responsables du dysfonctionnement : œdémateuses et donc potentiellement plus réversibles dans les traumatismes crâniens, cytotoxiques et, dès lors, potentiellement moins réversibles dans les anoxies. Inversement, le pattern 4 est, par définition, celui de la ME et tous les patients présentant un pattern 3 sont finalement décédés, même si le pattern 3 constitue le stade ultime de réversibilité potentielle du tableau neurophysiologique. Le pattern 2 est celui des évolutions extrêmes. Certains patients récupèrent, parfois même remarquablement compte tenu de la gravité de leur état clinique initial (GCS = 4). Parfois, cette évolution favorable peut se produire après une période de plusieurs mois d’état végétatif. En revanche, c’est également le pattern 2 qui est le plus souvent observé au stade initial chez les patients qui évoluèrent ultérieurement vers un état végétatif post-traumatique. Il est probable que deux facteurs principaux déterminent le pronostic lié au pattern 2 : le caractère fonctionnel ou lésionnel et le degré de réversibilité de l’atteinte mésencéphalique, d’une part, l’étendue et le degré de réversibilité des lésions hémisphériques axonales diffuses associées, d’autre part. Ces deux éléments, inaccessibles à la neurophysiologie clinique, ne peuvent être correctement évalués que par l’IRM. Raison pour laquelle, même si cet examen s’avère techniquement très difficile chez un patient intubé et ventilé, il est utile d’obtenir une IRM dès que possible chez les patients présentant un pattern 2.

Comparaison avec l’EEG Classiquement, on considère que la présence de bouffées d’activités rapides ou un EEG réactif constituent des éléments de pronostic favorable. Inversement, l’EEG a constitué durant plusieurs années le test neurophysiologique classique de confirmation de la mort cérébrale. Il est rare d’observer des cas où l’EEG apporterait réellement une information pronostique supplémentaire par rapport à celle fournie par les PE.

Influence du temps écoulé depuis l’accident traumatique L’évolution à long terme du traumatisé crânien dépend à la fois du type et de l’étendue des lésions initiales et de la survenue possible de lésions secondaires. Nous avons par ailleurs souligné qu’une évolution finalement favorable des patients présentant initialement un pattern 2 ne pouvait parfois être observée que plusieurs semaines, voire plusieurs mois après l’accident. À ce jour, il n’existe pas de critères précis permettant de prévoir cette récupération.

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« Neuromonitorage » (EEG et PE) continu en USI Étonnamment, alors qu’aucune USI n’envisagerait aujourd’hui de travailler sans un monitorage continu de l’ECG et que tous les réanimateurs s’accordent à considérer le cerveau comme au moins aussi important que le cœur, l’introduction du neuromonitorage cérébral s’effectue beaucoup plus lentement que ne s’est effectuée celle de l’ECG. Il existe probablement deux raisons à cela. D’une part, l’amplitude des signaux EEG et PE, de l’ordre du microvolt, est nettement plus faible que celle de l’ECG, de l’ordre du millivolt. Ceci explique une sensibilité accrue de l’EEG et des PE aux artefacts électriques et la nécessité de développer des amplificateurs et des systèmes d’acquisition plus performants. D’autre part, et ceci constitue peut-être le facteur le plus important, l’EEG et les PE ne font l’objet d’aucune formation spécifique. Or, il est évident que le neurophysiologiste ne peut être disponible en USI 24 heures sur 24. L’introduction du monitorage continu devra donc passer par une éducation des réanimateurs, médecins et infirmières.

Valeur pronostique des PE dans les comas anoxiques En règle générale, seuls les IFGC ont une valeur pronostique réelle dans les comas anoxiques. Celle-ci est résumée dans la figure 4 : lorsque l’examen est

Fig. 4 – Détermination des indices de fonctionnement global du cortex cérébral (IFGC) à l’aide des PE (1).

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pratiqué entre le premier et le troisième jour après l’accident, des IFGC stade 1, 2, 3 et 4 sont associés respectivement, dans notre série, à 65 %, 40 %, 10 % et 0 % d’évolutions favorables (définies comme la possibilité de reprise d’une indépendance, avec ou sans séquelles cognitives, c’est-à-dire les stades 0 et 1 du Glasgow Outcome Score – GOS). Le stade 1 est, logiquement, celui qui est associé au pronostic le plus favorable, le chiffre de 65 % correspondant à un pourcentage significativement plus important que le pourcentage global (± 40 %) d’évolutions favorables au sein de notre série de patients postanoxiques. Cependant, un taux de 65 % d’évolutions favorables implique que 35 % des patients ne se réveilleront pas, ou se réveilleront dans des conditions inacceptables, malgré des IFGC relativement peu altérés. Ceci peut s’interpréter en disant que les IFGC sont des indices en fin de compte trop résistants à l’anoxie, de sorte que même leurs altérations discrètes sont déjà incompatibles, chez de nombreux patients, avec une évolution favorable à long terme. Les PEC s’inscrivent à cet égard en complémentarité remarquable par rapport aux PE exogènes puisqu’ils occupent une position exactement inverse : incapables de fournir des éléments de pronostic péjoratif lorsqu’ils sont absents, leur présence est en revanche associée à une probabilité particulièrement importante d’une reprise de conscience avec ou sans séquelles cognitives. Le pourcentage d’évolutions favorables associé au stade 2 (40 %) correspond exactement au pourcentage d’évolutions favorables dans l’ensemble de notre série de patients postanoxiques. Ceci implique que le stade 2 ne permet virtuellement pas de se prononcer sur le plan du pronostic et que seul un contrôle d’évolution permettra éventuellement d’affiner le pronostic. Rares sont les récupérations chez les patients anoxiques présentant un stade 4. On notera que la plupart des patients ayant présenté des anoxies suffisamment sévères pour donner lieu à un Stade 4 sont toujours dépendants de leur respirateur à ce stade de leur évolution.

Comparaison avec l’EEG L’apport essentiel de l’EEG est sa capacité à détecter le pattern suppressif et les états de mal épileptiques. Par ailleurs, s’il est vrai que certains patterns EEG (ceux que l’on définit classiquement comme les « patterns malins » : tracé suppressif, silence électrocérébral, delta de faible amplitude, coma alpha ou alpha-thêta) sont effectivement de grande valeur en vue de l’affirmation d’un pronostic péjoratif, ils nous apparaissent cependant moins spécifiques, très influencés par les agents sédatifs et nous accordons dès lors davantage de valeur à l’observation d’IFGC stade 4. En particulier, la littérature suggère que, toutes étiologies confondues (anoxies, imprégnations médicamenteuses, pathologies du tronc cérébral), l’alpha-coma pourrait rester compatible avec 15 % d’évolutions favorables (5). Notre expérience va dans ce sens et démontre même que les IFGC permettent de départager efficacement les patients avec alpha-coma

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(stade 4 dans le groupe d’évolution défavorable, stades 1-3 chez les patients qui évolueront favorablement) (29).

Influence du temps écoulé depuis l’accident anoxique Immédiatement ou dans les premiers jours suivant l’accident anoxique, les PE sont relativement plus performants pour annoncer « de bonnes que de mauvaises nouvelles » en termes pronostiques. Cette tendance s’inverse au fur et à mesure que le temps passe. Nous avons signalé précédemment que ce principe constituait une conséquence directe de la physiopathologie des anoxies, les altérations des IFGC résultant des effets combinés de la sidération neuronale et des destructions irréversibles. Ce principe a deux répercussions pratiques : – d’une part, la valeur pronostique et, plus généralement, l’intérêt pratique réel des PE s’estompe au profit de celui de l’examen clinique à partir du moment où nous nous situons à plus d’une semaine de l’accident anoxique car la plupart des patients anoxiques qui deviendront végétatifs présentent une tendance naturelle à l’amélioration des IFGC ; – la question de savoir si des IFGC stade 4 permettent immédiatement de se prononcer quant au pronostic défavorable ou s’il est au contraire préférable de se donner un délai d’observation d’au minimum 24 heures reste ouverte, une attitude prudente et attentiste suscitant d’ailleurs des réserves dans la littérature (30, 31) ; – en résumé, il est probable que des stades 4 peuvent être observés de façon réversible dans les suites immédiates d’accidents anoxiques. S’il ne fait aucun doute que la persistance de ces anomalies au moins 24 heures après l’accident permet de se prononcer avec certitude quant à l’absence de récupération (et, dès lors, d’enlever le respirateur), la question reste ouverte de savoir à partir de quel délai on peut se prononcer. Celui-ci varie certainement en fonction de nombreux facteurs (âge, glycémie, température) qui devront faire l’objet d’études plus précises.

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Apport de l’imagerie neurologique dans la prise en charge du patient traumatisé crânien grave T. Lescot, V. Degos, D. Galanaud, L. Abdennour et L. Puybasset

Principes de l’imagerie Scanner à rayons X La tomodensitométrie X ou scanographie est une méthode de diagnostic radiologique tomographique permettant d’obtenir des coupes transversales reconstruites à partir de la mesure du coefficient d’atténuation du faisceau de rayons X au cours de la traversée d’un segment du corps. Le coefficient d’atténuation est exprimé en unités arbitraires : unités Hounsfield (UH). Par convention, le coefficient d’atténuation de l’eau est 0 UH et celui de l’air – 1 000 UH. Le coefficient d’atténuation des composants du contenu de la boîte crânienne est compris entre 12 UH (liquide céphalo-rachidien) et 60 UH (sang) pour une valeur moyenne de 33,5 UH chez le sujet sain. L’image de la coupe d’un objet irradié par un faisceau fin de rayons X est reconstituée à partir d’un grand nombre de mesures du coefficient d’atténuation, effectuées selon diverses incidences. On recueille ainsi toutes les données, qui proviennent des volumes élémentaires de matière, grâce aux détecteurs. À l’aide d’un calculateur, on attribue aux surfaces élémentaires de l’image reconstruite à partir des données projetées sur une matrice de reconstruction une tonalité plus ou moins importante en fonction des coefficients d’atténuation.

Indications Le scanner cérébral est l’examen de choix à réaliser en première intention après un traumatisme crânien et doit systématiquement être effectué en urgence en cas de score de Glasgow inférieur à 15, de présence d’une fracture du crâne, de

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crise convulsive, de signe clinique évoquant une fracture de la base du crâne, de signe neurologique de localisation, ou de céphalées persistantes (1). La grande disponibilité de cette technique, la rapidité de son acquisition, sa reproductibilité et son coût modéré expliquent la place conquise par la tomodensitométrie dans l’évaluation du patient traumatisé crânien. Le scanner cérébral permet dans ce contexte la détection d’un hématome intra- ou extraparenchymateux, d’un œdème cérébral, d’une contusion cérébrale, d’un effet de masse, d’une pneumencéphalie. Chez les patients les plus graves, sa réalisation doit être la plus rapide possible afin d’évaluer la nécessité d’une intervention chirurgicale ou d’un monitorage de la pression intracrânienne. Le développement et la diffusion récente de scanner multibarrettes offre la possibilité d’étendre le champ d’exploration aux structures osseuses (recherche d’une fracture du rachis cervical) et vasculaires (recherche d’une dissection des vaisseaux du cou ou d’une dissection intracrânienne) en un temps restreint (fig. 1). Une attention toute particulière doit être apportée aux explorations scanographiques effectuées très précocement (dans les trois premières heures suivant un traumatisme crânien grave) ; une imagerie normale à ce stade n’exclue pas la survenue ultérieure de lésions cérébrales (2) et, en particulier, la constitution retardée d’un hématome extradural après un intervalle libre de quelques heures ou l’aggravation majeure d’une contusion cérébrale.

Fig. 1 – Angioscanner des vaisseaux du cou : examen normal.

Apport de l’imagerie neurologique dans la prise en charge du patient 181

Imagerie par résonance magnétique Principes Très schématiquement, un appareil d’IRM étudie les modifications d’aimantation des noyaux d’hydrogène sous l’action conjointe de deux champs magnétiques : l’un fixe (Bo) et l’autre tournant. Le corps est constitué à 80 % d’eau et de graisse, donc d’hydrogène dont le noyau se compose d’un proton. Le proton possède une propriété quantique appelée « spin » équivalente à un mouvement de rotation sur lui-même. Au spin est associé un moment magnétique microscopique. La disposition préférentielle des moments magnétiques microscopiques dans la direction du champ magnétique principal Bo est à l’origine de l’apparition d’une aimantation ou moment magnétique macroscopique M. À l’équilibre, M est donc aligné le long du champ magnétique Bo. Dans un deuxième temps, M est déplacé hors de sa position d’équilibre par le champ tournant dont la fréquence de rotation est celle de résonance de l’hydrogène. Le champ tournant est ensuite arrêté, et M retourne le long de Bo. Ce mouvement de retour à l’équilibre est décrit par deux constantes de relaxations appelées T1 et T2. S’il existe une bobine autour de l’objet lors du retour de M à sa position d’équilibre, la rotation de M, équivalente à la rotation de l’aimant à l’intérieur d’une dynamo, entraîne l’apparition, aux bornes de la bobine, d’un courant électrique que l’on peut enregistrer. C’est le signal de précession libre qui est à la base de toute l’imagerie par résonance magnétique. Pour localiser le signal dans l’objet (et donc obtenir l’image), on utilise des gradients de champ magnétique. Le signal en IRM est faible et doit être accumulé par des stimulations répétées. Il est recueilli sur des antennes adaptées au volume à analyser. Ceci se fait au cours de séquences définies par certains paramètres en fonction de la perturbation choisie. On parle de séquence SE (écho de spin) ou EG (écho de gradient). La durée d’une séquence est variable, actuellement entre 0,5 et 15 minutes. Au cours d’une séquence, la stimulation puis la reconstruction se fait plan par plan, dans les trois directions de l’espace.

Précautions Le champ magnétique est toujours présent dans l’environnement de l’appareil d’IRM, même quand celui-ci n’acquiert pas de séquence. De ce fait, il existe un réel risque « d’effet projectile » si des objets ferromagnétiques tels qu’un obus d’oxygène, un moniteur de surveillance ou un respirateur de transport pénètrent dans la pièce dédiée à l’IRM. Aujourd’hui, plusieurs appareils non ferromagnétiques sont disponibles sur le marché dont des respirateurs d’anesthésie à circuit fermé. À défaut, un respirateur artificiel conventionnel de type SERVO 900 (essentiellement conçu en aluminium) positionné très à distance de l’appareil est utilisable. Le monitorage se fait à l’aide d’un matériel adapté

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non ferromagnétique pré-installé dans la pièce. L’électrocardiogramme, la SpO2, la pression artérielle invasive ou non invasive ainsi que l’EtCO2 doivent être mesurés lors de l’examen. L’utilisation de seringues électriques (sédation, catécholamines) est possible. Celles-ci doivent alors être positionnées à distance de l’appareil d’IRM. Des rallonges de grande taille sont à prévoir avant le transport du patient. Il n’existe pas aujourd’hui de perfuseurs électriques dédiés à l’IRM. Dans l’état actuel du matériel disponible, la vitesse d’administration des drogues peut être influencée par le champ magnétique : il existe donc un risque d’instabilité hémodynamique chez les patients dépendant de la régularité de l’administration de catécholamines. Enfin, la surveillance clinique et l’accès au patient sont rendus difficiles pendant l’examen IRM, car celui-ci est positionné assez loin dans l’appareil. La présence d’instruments ferromagnétiques, de type pace-maker, pompe implantable, ou neurostimulateur, est une contre-indication formelle à la réalisation d’une IRM. Il existe un risque de déplacement, de réchauffement ou de dérèglement de l’instrument. Lorsqu’une valve cardiaque ou un clip sont présents, il est préalablement nécessaire de s’assurer de leur caractère non ferromagnétique. Les coils récents ne sont pas ferromagnétiques : leur présence ne contre-indique donc pas l’examen. La présence d’un capteur de pression intraparenchymateux est responsable d’artefact de mesure. Les valves internes de dérivation ventriculaire peuvent voir leur réglage modifié après la réalisation d’une IRM. Le plus souvent, la valve se positionne en haute pression de dérivation. Cette hypothèse doit être systématiquement évoquée devant l’apparition d’une aggravation neurologique au décours de la réalisation d’une IRM chez un patient porteur d’un tel dispositif. Il est ainsi recommandé d’effectuer un contrôle radiologique systématique du réglage de la valve de dérivation avant et après l’examen.

Séquences morphologiques Séquence T1 En écho de spin, la pondération T1 est obtenue avec un temps de répétition (TR) court et un temps d’écho (TE) court. La séquence T1 donne un contraste anatomique. La substance blanche apparaît blanche, la substance grise, grise et le LCR noir. L’œdème et les anomalies liquidiennes sont en hyposignal. C’est en séquence T1 que sont injectés les produits de contraste. Ceux-ci sont à base de chélates de gadolinium qui est une substance paramagnétique. Lorsqu’il existe une prise de contraste, on observe une augmentation du signal en séquence pondérée en T1. Séquence T2 En écho de spin, la pondération T2 est obtenue avec un TR long et un TE long. La séquence T2 donne un contraste inversé. La substance blanche est gris

Apport de l’imagerie neurologique dans la prise en charge du patient 183

foncé, la substance grise est gris clair et le LCR blanc. L’œdème apparaît en hypersignal. FLAIR Le Fluid Attenuated Inversion Recovery représente une technique d’acquisition permettant d’obtenir des images très fortement pondérées en T2, tout en supprimant le signal des liquides tels que le LCR. Cette séquence est supérieure au T2 pour détecter l’œdème cérébral et mettre en évidence des lésions situées à proximité des ventricules. T2* C’est une séquence identique au T2 mais qui tient compte des effets causés par les inhomogénéités de champ en écho de gradient. Elle permet de mettre en évidence l’hémosidérine présente après une hémorragie et ainsi d’objectiver celle-ci des mois après sa survenue alors que les autres séquences dont le FLAIR se sont normalisées. Angiographie par résonance magnétique (ARM) Ne nécessitant pas l’injection de produit de contraste, l’ARM est intéressante en traumatologie, pour infirmer ou affirmer l’existence d’une dissection vasculaire traumatique qui nécessitera un traitement anticoagulant à dose efficace.

Imagerie de diffusion Le phénomène de diffusion moléculaire correspond aux mouvements aléatoires de translation des molécules appelés mouvements browniens. Contrairement à la diffusion de l’eau dans un liquide où les molécules d’eau se déplacent de façon isotrope sans rencontrer d’obstacle, la mobilité des molécules d’eau dans les tissus biologiques est influencée par la structure tissulaire. Les différents composants tissulaires (la membrane cytoplasmique, le cytosquelette, la myéline) constituent des obstacles physiques qui entravent la mobilité des molécules d’eau. L’interaction des molécules d’eau avec les constituants tissulaires se traduit alors par une réduction du coefficient de diffusion de l’eau. L’apparition de changements de structure des tissus modifie les interactions entre les molécules d’eau et les constituants tissulaires, entraînant des variations du coefficient de diffusion. Ainsi, les modifications tissulaires engendrées par une ischémie cérébrale (tortuosité des espaces extracellulaires, gonflement cellulaire) provoquent une diminution précoce du coefficient de diffusion des molécules d’eau. Une application clinique de l’imagerie de diffusion est le diagnostic très précoce des accidents vasculaires ischémiques. Dès la quarantième minute, la zone ischémiée apparaît sous la forme d’un hypersignal comparé au reste de l’encéphale en imagerie pondérée en diffusion, ce qui correspond à une diminution du coefficient de diffusion.

184 La réanimation neurochirurgicale

Imagerie du tenseur de diffusion L’imagerie de diffusion précédemment décrite est une technique unidimensionnelle qui est fonction de l’axe du gradient de diffusion appliqué. Cependant, la diffusion des molécules d’eau correspond à un processus tridimensionnel et les valeurs de coefficient de diffusion varient en fonction de la direction des gradients. La distribution des valeurs des coefficients de diffusion de l’eau dans la substance blanche peut être modélisée par une ellipsoïde dont le grand axe représente la direction des fibres. Le tenseur de diffusion permet ainsi de caractériser pour chaque voxel l’ellipsoïde caractérisant localement la diffusion des molécules d’eau. L’organisation des fibres nerveuses myélinisées de la substance blanche de l’encéphale explique le caractère anisotrope de la distribution des molécules d’eau dans la substance blanche : les molécules d’eau se déplacent préférentiellement le long des fibres. La caractérisation de la direction principale des fibres par l’imagerie du tenseur de diffusion permet de relier les informations de diffusion obtenues voxel par voxel pour reconstruire la trajectoire tridimensionnelle des faisceaux de fibres selon un codage couleur (fig. 2). Une destruction de l’organisation des fibres conduit à une modification de l’anisotropie de diffusion des molécules d’eau et est objectivée par le tenseur de diffusion. Le tenseur de diffusion représente donc un indice de l’organisation architecturale des fibres nerveuses de la substance blanche. Cette séquence est utile dans la détection des lésions axonales diffuses hémorragiques (3) ainsi que dans le suivi des désordres architecturaux des fibres de la substance blanche après un traumatisme crânien.

Fig. 2 – Imagerie du tenseur de diffusion.

Apport de l’imagerie neurologique dans la prise en charge du patient 185

Imagerie de perfusion Cette méthode permet une approximation de la perfusion cérébrale locale. Il ne s’agit pas d’une mesure absolue du débit mais d’une mesure relative à comparer à une autre zone du cerveau.

IRM spectroscopique La spectroscopie par résonance magnétique permet une évaluation non invasive de substances biochimiques intracellulaires (fig. 3). Cette technique permet de quantifier la concentration en créatine (Cr), choline (Cho) et Nacétyl-aspartate (NAA) d’une région donnée du parenchyme (spectroscopie monovoxel) ou bien d’une section de coupe IRM (analyse multivoxel). La spectroscopie repose sur l’étude de la fréquence de résonances des spins des atomes. Pour un atome donné correspond une fréquence de résonance du spin qui est fonction de l’espèce biochimique dans lequel se trouve cet atome. Grâce à une application mathématique, on obtient le spectre des fréquences pour un atome. L’application de la spectroscopie par résonance magnétique à l’encéphale permet l’étude du spectre de résonance de l’atome d’hydrogène H1 ou de l’atome de phosphore P31. L’analyse du spectre des fréquences de résonance de l’atome d’hydrogène met en évidence un certain nombre de pics

Fig. 3 – Spectroscopie par résonance magnétique protonique.

186 La réanimation neurochirurgicale

correspondant aux molécules de N-acétyl-aspartate (NAA), de créatine (Cr) et de choline (Cho). Le ratio NAA/créatine serait un marqueur indirect de l’activité neuronale alors que le ratio choline/créatine serait un marqueur indirect de l’activité gliale.

Apport de l’imagerie dans la décision chirurgicale Dans le cadre du traumatisme crânien grave, la première question à laquelle l’imagerie précoce doit répondre est celle de l’existence d’une urgence neurochirurgicale. L’équipe médicochirurgicale doit confronter les conditions de survenue du traumatisme et l’état clinique du patient aux données du scanner. À la phase aiguë, les urgences neurochirurgicales traumatiques sont dominées par les hématomes extra- et sous-duraux avec déviation de la ligne médiane et par les embarrures ouvertes ou parfois fermées. Dans en second temps, les contusions temporales avec compression du tronc cérébral et anisocorie homolatérale, les contusions frontales avec HIC incontrôlable et l’existence d’un

Fig. 4 – Volumineuse contusion hémorragique temporale droite avant (A) et après (B) évacuation chirurgicale.

Apport de l’imagerie neurologique dans la prise en charge du patient 187

œdème massif avec hypertension intracrânienne incontrôlable peuvent faire l’objet d’un traitement chirurgical (fig. 4).

Apport de l’imagerie dans le bilan lésionnel Lésions extraparenchymateuses Hématome extradural L’hématome extradural résulte de la constitution d’une collection sanguine comprise entre la boite crânienne et la dure-mère et est le plus souvent associé à une fracture du crâne en regard. Il est la conséquence d’une lésion d’une artère ou veine méningée, plus rarement de la rupture d’un sinus veineux. Sur le scanner, sa présentation est celle d’une lentille biconvexe spontanément hyperdense, bien limitée, accompagnée d’un effet de masse sur le parenchyme adjacent. En cas de constitution très récente et/ou très rapide, son aspect peut être celui d’une collection hétérogène avec coexistence de plages hypo- et hyperdenses traduisant l’existence de sang collecté et de sang encore liquide. La possibilité d’une apparition retardée de cette lésion impose une interprétation prudente des images et le renouvellement de l’examen lorsque la réalisation de celui-ci est précoce.

Hématome sous-dural aigu Résultant de lésions de petites veines traversant l’espace sous-arachnoïdien, l’hématome sous-dural se constitue entre l’arachnoïde et la dure-mère. Cette collection se situe le plus souvent au niveau de la grande convexité de la boîte crânienne. L’association d’un hématome sous-dural aigu et d’une contusion parenchymateuse sous-jacente est fréquente, rendant son pronostique plus sévère que celui des hématomes extraduraux à volume égal. Son diagnostic repose sur la réalisation d’un scanner cérébral sans injection de produit de contraste révélant une lame hyperdense homogène étalée en croissant à limite interne concave.

Hémorragie méningée Elle apparaît sous la forme d’une hyperdensité spontanée homogène des espaces sous-arachnoïdiens sur le scanner. Elle est retrouvée dans environ 35 % des cas de traumatisme crânien et constitue un facteur indépendant de mauvais pronostic (4).

188 La réanimation neurochirurgicale

Hémorragie intraventriculaire La présence de sang au sein du système ventriculaire se traduit par une hyperdensité spontanée au sein du liquide céphalo-rachidien (LCR) ventriculaire. Souvent secondaire à l’extension d’une contusion hémorragique, l’hémorragie ventriculaire est rare et expose au risque d’hydrocéphalie par blocage des voies d’écoulement du LCR.

Pneumencéphalie Une pneumencéphalie est suspectée devant la présence de bulles d’air, hypodenses au sein de la boîte crânienne. Elle traduit l’existence d’une fracture de la base du crâne impliquant un sinus ou d’une brèche dure-mérienne associée à une fracture ouverte.

Dissection vasculaire La présence d’une lésion ischémique systématisée dans un territoire artériel doit faire évoquer l’existence d’une dissection vasculaire. Celle-ci peut intéresser une artère carotide dans sa portion extra- ou intracrânienne ou bien une artère vertébrale. Sa mise en évidence repose sur la réalisation d’une angiographie des vaisseaux du cou par une technique tomodensitométrique, d’imagerie par résonance magnétique ou de radiologie conventionnelle. Cette recherche doit être systématique lors de fracture de la base du crâne associée à un traumatisme crânien grave. Elle est indispensable en cas de lésion cervicale associée (fracture du rachis, contusion des parties molles).

Lésions intraparenchymateuses primaires Œdème cérébral L’œdème cérébral post-traumatique se développe dans les heures et les jours suivant le traumatisme. Qu’il soit vasogénique ou ischémique (cytotoxique), il expose au risque de déplacement et d’engagement des structures cérébrales, d’hypertension intracrânienne, d’hypoperfusion cérébrale et d’ischémie. Les signes d’œdème important sur le scanner sont une disparition des citernes de la base, une diminution de la taille des ventricules, une disparition des sillons corticaux, et une dédifférenciation cortico-sous-corticale.

Contusions hémorragiques Les contusions hémorragiques représentent des zones de destruction cérébrale résultant du choc direct de l’encéphale contre des zones saillantes de la struc-

Apport de l’imagerie neurologique dans la prise en charge du patient 189

ture osseuse de la boîte crânienne. Pour cette raison, elles se constituent le plus souvent au niveau des lobes frontaux et temporaux. Elles sont le plus souvent associées à des lésions de contre-coup. Les contusions hémorragiques sont constituées d’un noyau central hémorragique, hyperdense, entouré d’une zone de tissu cérébral hypoperfusé à risque ischémique, hypodense. Dans les heures et les jours suivant le traumatisme se forme un halo œdémateux péricontusionnel de mécanisme ischémique (cytotoxique) et vasogénique. Au sein des contusions, la destruction du parenchyme cérébral s’accompagne d’une augmentation accrue de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique, notamment aux produits de contraste (5, 6). Dans ces conditions, l’utilisation agressive de thérapeutiques osmotiquement actives doit être réfléchie en cas de zones contuses étendues (7). La présentation de ces contusions en imagerie est variable en fonction des patients, du traumatisme et du temps. La figure 5 illustre les modifications d’aspect et de taille des contusions hémorragiques à la phase initiale du traumatisme.

Lésions axonales diffuses Les forces d’accélération-décélération et de rotation appliquées à la boîte crânienne lors du traumatisme se traduisent par des lésions de cisaillements des

Fig. 5 – Évolution temporelle d’une contusion hémorragique entre H2 (A) et H16 (B) posttraumatique.

190 La réanimation neurochirurgicale

fibres nerveuses. Ces lésions de la substance blanche appelées lésions axonales diffuses, sont localisées aux zones de jonction de tissus de densités différentes, elles peuvent êtres hémorragiques ou ischémiques. Elles siégent préférentiellement à la jonction entre la substance grise et la substance blanche des lobes frontaux et temporaux, au niveau du corps calleux, des ganglions de la base et du tronc cérébral. À la phase aiguë, la tomodensitométrie peut révéler la présence de lésions axonales diffuses sous la forme de petites pétéchies punctiformes. Néanmoins, le scanner cérébral est peu sensible, de plus il sous-estime la quantité et la taille de ces lésions. L’IRM permet de détecter les lésions axonales diffuses et doit être réalisée chez tous les patients présentant peu de lésions au scanner cérébral contrastant avec un coma profond. Les lésions axonales diffuses de type hémorragique, non détectées par le scanner cérébral, sont visibles sur les séquences en écho de gradient en pondération T2*. Elles apparaissent sous la forme d’un hyposignal et traduisent la présence de désoxyhémoglobine paramagnétique (fig. 6). Le nombre de lésions en T2* et leur localisation seraient corrélés à la gravité clinique du patient et à son pronostic à moyen terme (8). L’IRM permet également de détecter des lésions axonales diffuses non hémorragiques (9). Ces lésions peuvent expliquer les troubles de la conscience observés après traumatisme crânien malgré un aspect normal au scanner cérébral. Typiquement, il s’agit de lésions hyperdenses en FLAIR qui s’accompagnent d’hypersignaux en diffusion (diminution du coefficient de diffusion) sans anomalies en T2* (10). Ces lésions sont le plus souvent situées

Fig. 6 – Lésions axonales diffuses hémorragiques du corps calleux visibles sous la forme d’hyposignaux en séquences pondérées T2* après accident de la voie publique. Le patient a présenté une bonne évolution clinique dans les suites.

Apport de l’imagerie neurologique dans la prise en charge du patient 191

Fig. 7 – Lésions axonales diffuses non hémorragiques du corps calleux. Aucune anomalie n’est détectée au scanner (A). Il existe un hypersignal en FLAIR (B). La séquence en T2* n’objective pas d’hémorragie (C). L’hypersignal est très marqué en diffusion (D).

au niveau du corps calleux, des noyaux gris centraux, des pédoncules et de la protubérance (fig. 7). L’IRM spectroscopique peut aider à la détection des lésions axonales diffuses. Les données de travaux expérimentaux (11) et cliniques (12, 13, 14) ont mis en évidence une diminution de NAA secondaire à une souffrance neuronale et une augmentation de choline témoignant d’une prolifération microgliale au sein de la substance blanche frontale, bien que celle-ci apparaissent normale sur les séquences morphologiques. De plus, cette réduction de NAA était corrélée avec la sévérité du traumatisme (13) et était associée à un moins bon pronostic à six mois (14).

192 La réanimation neurochirurgicale

Lésions intraparenchymateuses secondaires La constitution d’un hématome, l’aggravation d’un œdème cérébral dans l’enceinte close et inextensible de la boîte crânienne peuvent conduire des modifications des pressions intracrâniennes et se compliquer d’engagements cérébraux et de lésions ischémiques parfois secondairement hémorragiques. Les engagements cérébraux résultent de la compression de structures cérébrales par déplacements. On décrit quatre grands types d’engagements cérébraux : l’engagement sous la faux du cerveau, l’engagement transtentoriel, l’engagement par la fente de Bichat et l’engagement par le trou occipital. L’engagement sous la faux du cerveau ou engagement cingulaire résulte d’un déplacement latéral des structures cérébrales. L’engagement transtentoriel résulte d’un déplacement céphalo-caudal des hémisphères vers le bas. Il se traduit rapidement par une mydriase bilatérale. L’engagement par la fente de Bichat ou engagement temporal est latéral et correspond au passage de l’uncus et de l’hippocampe dans la fente de Bichat, entre le bord libre de la tente du cervelet et le tronc cérébral. Il se traduit par une anisocorie puis une mydriase homolatérale. Dans ces deux cas, l’engagement peut s’accompagner d’une compression de l’artère cérébrale postérieure à l’origine d’une cécité corticale ischémique (fig. 8). L’engagement par le trou occipital est exceptionnel en traumatologie et ne se rencontre que dans les lésions de fosse postérieure.

Apports de l’imagerie dans l’évaluation pronostique Prédire l’avenir en termes d’éveil chez les patients dans le coma après un traumatisme crânien est l’un des très grand enjeux de la neuroréanimation. Cette

Fig. 8 – Hypersignal en séquence IRM de diffusion traduisant un œdème cytotoxique : ischémie dans le territoire de l’artère cérébrale postérieure secondaire à des épisodes d’engagements centraux.

Apport de l’imagerie neurologique dans la prise en charge du patient 193

approche est motivée par la nécessité pour le personnel soignant médical et paramédical d’informer le plus précisément possible les familles et d’adapter l’intensité des soins au pronostic neurologique. La sévérité du traumatisme peut être appréciée dès la phase initiale à partir du recueil d’éléments anamnestiques, cliniques et des lésions sur le scanner. L’âge élevé et un score de Glasgow initial bas sont certes prédictifs d’un mauvais pronostic mais ils ne permettent pas d’envisager plus finement le devenir de ces patients. Cette évaluation nécessite un bilan lésionnel exhaustif fourni par la réalisation d’une IRM couplée à une analyse fondée sur les données anatomiques et physiologiques.

Scanner En comparaison au scanner, l’IRM permet une détection plus précise des lésions cérébrales. Mais la durée, le maintien de la position déclive et la difficulté d’y associer un monitorage performant expliquent que sa réalisation ne soit le plus souvent envisagée qu’à distance de la phase aiguë, en pratique au cours de la troisième semaine d’évolution. Il est donc apparu nécessaire de pouvoir disposer d’éléments pronostiques dès la réalisation du scanner cérébral initial. La classification de la Traumatic Coma Data Bank a été proposée par Marschall et al. en 1991 (15) afin de pouvoir relier l’aspect tomodensitométrique au pronostic des patients (tableau I). D’autres classifications ont également été publiées dans le même but. De l’ensemble de ces travaux, il apparaît que l’aspect d’œdème cérébral diffus est un facteur isolé de mauvais pronostic à douze mois ; de même pour la présence d’une hémorragie méningée ou intraventriculaire, d’une déviation de la ligne médiane, d’un hématome sous-dural aigu ou de contusions multiples (4). L’analyse tomoden-

Tableau I – Classification des lésions sur le scanner d’après la Traumatic Coma Data Bank. Catégorie

Définition

Lésions diffuses de type I

Absence de lésion

Lésions diffuses de type II

Présence des citernes Déviation de la ligne médiane < 5 mm et/ou lésions hyperdenses Pas de lésions hyperdense ou hétérogènes > 25 mL

Lésions diffuses de type III

Compression ou absence des citernes Déviation de la ligne médiane < 5 mm Pas de lésions hyperdense ou hétérogènes > 25 mL

Lésions diffuses de type IV

Déviation de la ligne médiane > 5 mm Pas de lésions hyperdense ou hétérogènes

Lésion avec effet de masse évacuée

Toute lésion chirurgicalement évacuée

Lésion avec effet de masse non évacuée

Lésion hyperdense ou hétérogène > 25 mL

194 La réanimation neurochirurgicale

sitométrique précoce peut permettre dans certains cas de prévoir la présence d’un déficit ultérieur mais ne peut répondre à la question cruciale du retour à la conscience.

IRM Les études cliniques comparant les données issues de l’IRM morphologique et le pronostic des patients traumatisés crâniens graves ont permis d’isoler des facteurs pronostiques indépendants. Si le nombre total de lésions visibles en séquence T2* est corrélé au pronostic évalué par le « Glasgow outcome scale » (GOS) (8), l’évolution est aussi sous la dépendance de la localisation des lésions axonales diffuses. Une atteinte des ganglions de la base, du mésencéphale ou de la protubérance est associée à un mauvais pronostic à six mois (16). Le volume et le caractère uni- ou bilatéral (et dans ce cas symétrique ou non) des lésions du tronc cérébral influencent également l’évolution clinique de ces patients (17). Firsching et al. rapportent un taux de mortalité de 100 % des patients porteurs de lésions bilatérales du tronc cérébral, alors que celui-ci n’était pas différent entre le groupe des patients à lésions unilatérales et celui sans atteinte du tronc cérébral (18). Néanmoins, la durée du coma était deux fois plus longue dans le groupe des patients présentant des lésions du tronc cérébral. Les résultats obtenus grâce à la spectroscopie par résonance magnétique peuvent également être une aide à l’évaluation pronostique des patients traumatisés crâniens graves qui, selon Garnett et al., est corrélée aux valeurs précoces et tardives du rapport NAA/choline de la substance blanche frontale (13, 14). L’appréciation du pronostic dans les études cliniques fait appel au Glagow Outcome Scale. Si cette classification permet une analyse quantitative des données, elle ne reflète qu’incomplètement les informations nécessaires à l’équipe médicale pour un patient donné. Envisager le devenir des patients traumatisés crâniens graves, c’est pouvoir aborder d’une part la question de l’éveil, et d’autre part la question des déficits neurologiques moteurs, sensitifs, sensoriels et cognitifs.

Conclusion En conclusion, l’IRM morphologique et l’IRM spectroscopique offrent aujourd’hui la possibilité d’établir un bilan exhaustif des lésions cérébrales des patients traumatisés crâniens sévères. Ceci devrait permettre dans un avenir proche de préciser leur pronostic en termes d’éveil et d’informer leurs proches au moyen d’arguments plus précis et plus fiables que ceux apportés par le simple examen du scanner cérébral.

Apport de l’imagerie neurologique dans la prise en charge du patient 195

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Pathologies

Hémorragie sous-arachnoïdienne en réanimation L. Beydon, C. Soltner, L. Puybasset, G. Audibert et N. Bruder

Introduction L’hémorragie sous-arachnoïdienne (HSA), encore souvent appelée hémorragie méningée, est avant tout la conséquence des ruptures d’anévrismes cérébraux. Son incidence est comprise entre 4,5 à 28/100 000, selon les pays et les patients relativement jeunes (en moyenne 50 ans, environ 60 % de femmes) (1, 2). La morbidité importante de cette pathologie est largement atténuée par la qualité de la prise en charge neurochirurgicale, neuroradiologique et médicale (occlusion de l’anévrisme, traitement de l’hypertension intracrânienne, prévention, diagnostic et traitement du vasospasme notamment). D’autres enjeux sont à considérer : la complexité de la physiopathologie en cause, la brutalité et la sévérité des aggravations et le caractère technique et multidisciplinaire de la prise en charge. Autant d’aspects que le réanimateur doit maîtriser. Outre les anévrismes, on sait que les traumatismes crâniens peuvent induire une HSA, généralement modérée et dont l’importance clinique est généralement au second plan par rapport au traumatisme et ses autres conséquences. C’est pourquoi, nous traiterons ici principalement de l’HSA par rupture anévrismale en se focalisant sur les formes graves qui sont celles prises en charge en réanimation. On se souviendra cependant que toutes les HSA correspondent à la même entité, et que leur gravité clinique constitue un continuum allant des formes mineures aux formes les plus graves. Le lecteur peut utilement se référer à une conférence d’experts récente (3-16) qui traite de cette pathologie de façon extensive alors que nous l’envisagerons ici de façon plus restreinte et sous l’angle de la réanimation, exclusivement.

Confirmer le diagnostic et évaluer la gravité clinique et radiologique Si les patients atteints d’HSA vus en réanimation dans les centres de référence prenant en charge cette pathologie ont été transférés après que le diagnostic a

200 La réanimation neurochirurgicale

été établi, il n’en est pas de même pour les patients admis en réanimation polyvalente à la suite de convulsions, d’un coma brutal, sans autre forme d’orientation préalable. On s’efforcera de retrouver le signe cardinal qui est la céphalée brutale le plus souvent, particulièrement intense et inhabituelle. Les vomissements sont fréquents (70 % des HSA) mais non spécifiques. Le syndrome méningé est évocateur mais retardé. Un coma (environ 30 % des patients) et des convulsions survenant après des céphalées sont des éléments qui doivent faire évoquer une HSA et réaliser un scanner cérébral sans injection. La gravité clinique est alors appréciée selon la classification de la WFNS (World Federation of Neurological Surgeons) (tableau I). Incluant le score de Glasgow, ce score est bien corrélé au devenir clinique comme en atteste la prévalence des patients en GOS (Glasgow Outcome Score) 1 à 3 (décédés, végétatifs ou handicapés sévères) (17-19). Cette classification a supplanté en pratique l’ancienne classification de Hunt et Hess (20). Des échelles multiparamétriques ont été proposées pour mieux prédire le devenir que celle de la WFNS (19, 21). Cependant, elles ne sont pas utilisées en routine. Le scanner sans injection permet un diagnostic positif par l’identification de sang dans les espaces sous-arachnoïdiens tout en se souvenant qu’il existe 2 % de faux négatifs (22), surtout quand le scanner est tardif. Le scanner ne permet de déduire le territoire du saignement en fonction de la localisation de l’hématome que pour les artères sylviennes ou communicante antérieure (23). Cet examen permet de quantifier la quantité de sang dans les espaces méningés via l’échelle de Fisher (tableau II) ou mieux de l’échelle de Fisher modifiée (tableau III) qui est la mieux corrélée au risque de vasospasme ultérieur, qu’on sait d’autant plus important que la quantité de sang présent en sous-arachnoïTableau I – Classification de la World Federation of Neurological Surgeons (WFNS). Grade

Score de Glasgow

Déficit moteur

GOS grade 1-3 à 6 mois (%)*

I

15

Absent

13

II

13 - 14

Absent

20

III

13-14

Présent

42

IV

7-12

Présent ou absent

51

V

3-6

Présent ou absent

68

* D’après (19). Tableau II – Echelle de Fisher de l’HSA (26). Grade de Fisher

Aspect scanner

1 2 3 4

Absence de sang Dépôts de moins de 1 mm d’épaisseur Dépôts de plus de 1 mm d’épaisseur Hématome parenchymateux ou hémorragie ventriculaire

Hémorragie sous-arachnoïdienne en réanimation 201

Tableau III – Échelle de Fisher modifiée et risque d’infarctus cérébral. (27). Grade

Critères

Infarctus cérébral (%)

0

Pas d’HSA ou d’HV

0

1

HSA minime, pas d’HV dans les 2 ventricules latéraux

6

2

HSA minime, HV dans les 2 ventricules latéraux

14

3

HSA importante*, pas d’HV dans les 2 ventricules latéraux

12

4

HSA importante*, HV dans les 2 ventricules latéraux

28

* : remplissant complètement au moins une citerne ou une scissure. HV : hémorragie ventriculaire.

dien est élevée. Par ailleurs, le volume de l’HSA est d’autant plus grand que l’anévrisme est petit, faisant sans doute plus difficilement son hémostase (2426). Dans les formes les plus graves (engagement cérébral et/ou gros hématome, notamment), l’angioscanner permet d’envisager une chirurgie pour pose de clip, sans artériographie préalable. En dehors de ces situations, c’est l’artériographie qui constitue la première étape de la stratégie thérapeutique qui sera déterminée en urgence, dans un centre de référence, et de façon multidisciplinaire (neurochirurgien, neuroradiologue, anesthésiste-réanimateur). C’est donc au vu du scanner et du diagnostic positif qu’il permet que le patient sera transféré en urgence dans un centre neurochirurgical adapté. La ponction lombaire sera réservée aux seules fortes suspicions cliniques avec un scanner négatif. On attendra douze heures avant de la réaliser pour diminuer le risque d’un faux négatif, le sang diffusant de façon différée dans le liquide cérébro-spinal (LCS) lombaire. C’est la xanthochromie mesurée sur un échantillon centrifugé sans délai qui est le marqueur spécifique et non le caractère sanglant du LCS.

Complications précoces imposant des réponses urgentes Hypertension intracrânienne et hydrocéphalie aiguë Une hypertension intracrânienne (HTIC) se produit constamment au moment de la rupture anévrismale. Elle est responsable de la perte de conscience initiale lorsqu’elle survient. L’intensité de l’HTIC, cliniquement traduite par la durée de la perte de conscience, est corrélée au mauvais pronostic (27, 28). Cette poussée d’HTIC explique la classique réaction de Cushing que l’on observe au moment de la rupture (HTA ± bradycardie). Secondairement, des phénomènes d’ischémie-reperfusion et les troubles de l’hydraulique du LCS liés à la présence

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de sang dans les espaces sous-arachnoïdiens et souvent dans les ventricules pérennisent l’HTIC. Cette HTIC favorise l’ischémie cérébrale et s’associe souvent une hydrocéphalie aiguë, présente chez environ 25 % des patients (29). Elle grève le pronostic (30). Tant l’HTIC que l’hydrocéphalie aiguë imposent un monitorage de la pression intracrânienne. On retiendra qu’une dérivation ventriculaire externe (DVE) s’impose dès lors qu’il existe une hydrocéphalie dans la mesure où elle constitue son traitement étiologique et que l’hydrocéphalie, lorsqu’elle est présente, augmente la mortalité par ischémie (31). Beaucoup d’équipes utilisent une mesure de la PIC intraparenchymateuse en plus de la DVE (qui permet également la mesure intermittente de la PIC) afin de permettre de dissocier la mesure de la PIC du drainage ventriculaire. Le diagnostic d’hydrocéphalie est souvent rendu difficile par l’HTIC qui empêche la dilatation ventriculaire. De fait, la dilatation des ventricules au TDM est souvent modeste (surtout dans les premières heures suivant la rupture), malgré une PIC élevée. La mesure de l’index bicaudé sur les coupes TDM est un moyen simple de déceler une dilatation modeste des cornes frontales au niveau des noyaux caudés (fig. 1) (32) et de faire le diagnostic d’hydrocéphalie. Les valeurs normales dépendent de l’âge, mais on retiendra qu’un index > 0,16 chez un jeune et > 0,20 chez une personne âgée sont pathologiques. Une dilatation des cornes temporales est un autre signe d’hydrocéphalie au cours de l’HSA. Le Doppler transcrânien permet également de suspecter une HTIC. Le paramètre classiquement retenu est un index de pulsatilité (IP) > 1,07 (normale 0,99 ± 0,04) (33) en se souvenant qu’hypotension artérielle, hypocapnie,

Fig. 1 – Mesure de l’index bicaudé (33) : c’est le rapport A/B (A : largeur des cornes frontales au niveau des noyaux caudés ; B : diamètre cérébral au même niveau). La valeur normale dépend de l’âge.

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bradycardie sont autant de facteurs qui augmentent artificiellement l’IP. Il faudra corriger ces anomalies avant de conclure à une HTIC. La dérivation d’une hydrocéphalie comme première étape du traitement est cruciale car elle améliore souvent l’état clinique du patient (à condition d’être réalisée précocement). Elle permet de mesurer et de contrôler l’HTIC durant le traitement étiologique de l’anévrisme (clip ou coil). Le concept ancien selon lequel la DVE augmenterait le risque de resaignement (34) est largement battu en brèche (35, 36) si on respecte deux conditions : que l’occlusion de l’anévrisme soit réalisée sans délai et que, dans l’intervalle, on applique une contre-pression via la DVE. Pour ce faire, la DVE sera maintenue à un niveau de + 15 cm par rapport au niveau de référence (conduit auditif externe). Par ailleurs, l’HTIC doit être traitée de façon « agressive », selon la même logique que dans le traumatisme crânien, à la différence près que l’on contrôle l’hypertension artérielle tant que l’anévrisme n’est pas clipé ou embolisé, pour ne pas augmenter le risque de resaignement. Cependant, l’hypotension artérielle est également néfaste du fait de l’ischémie qu’elle entraîne en situation d’HTIC. Schématiquement, on peut exclure une HTIC sévère chez un patient qui a peu de trouble de la conscience, ce qui justifie un traitement de l’hypertension artérielle pour limiter le risque de rupture anévrismale. À l’inverse, un coma profond est souvent associé à une HTIC sévère, devant conduire à une grande prudence pour le traitement de l’hypertension artérielle. Le Doppler transcrânien est une aide importante pour fixer les limites de la pression artérielle dans ce contexte. On notera que ces considérations associant une mesure de la PIC dans les formes comateuses, un recours facile à la DVE dont le réservoir est suspendu à + 15 cm (associée ou non à la mesure de PIC par capteur intraparenchymateux), le contrôle raisonné de la pression artérielle, l’occlusion précoce de l’anévrisme et l’application d’une neuroréanimation du même type que celle justifiée dans la traumatisme crânien, constituent les lignes de force de la conférence d’experts que nous avons mentionnée en introduction. Enfin, il est important de considérer que la pose d’une DVE avant et non après une embolisation offre trois avantages : – on n’est pas embarrassé par l’héparine résiduelle injectée lors de l’embolisation ; – en cas de rupture de l’anévrisme per-embolisation, la DVE atténuera partiellement l’HTIC et confère une sécurité certaine ; – la procédure peut ainsi se dérouler sous contrôle de la PIC dont on sait qu’elle peut augmenter du fait de la position prolongée en décubitus dorsal strict, voire même du fait de l’injection du produit de contraste. La maintenance de la DVE doit respecter quelques règles simples : ne prélever le LCS qu’en cas de suspicion de ventriculite afin de maintenir le système clos ; ne pas renverser le réservoir et clamper la DVE durant un transfert du patient afin d’éviter un siphonage et l’obstruction de la prise d’air. La littérature retrouve un taux d’infection de DVE de l’ordre de 5 % (37). Enfin, le sevrage de la DVE impose que le LCS se soit éclairci. Il n’y a pas de standard

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pour le sevrage mais un sevrage long ou cours ne modifie pas le pourcentage résiduel de patients qui resteront dépendants de la DVE et devront bénéficier d’une dérivation interne (38). Son retrait s’envisage le plus souvent après avoir vérifié l’absence d’aggravation clinique et/ou d’augmentation de la PIC lors d’une épreuve de clampage de l’ordre de 48 heures, généralement confirmée par une absence de dilatation des ventricules sur un scanner de contrôle. Le retrait impose l’arrêt de l’héparine douze heures avant l’ablation et sa reprise éventuelle vingt-quatre heures après. Enfin, il n’est pas exceptionnel qu’une aggravation clinique différée, après retrait de la DVE suivant des critères positifs de sevrabilité, impose in fine la mise en place d’une dérivation interne.

Défaillance cardio-respiratoire La rupture anévrismale entraîne un réflexe de Cushing en réponse à l’HTIC, sous forme d’une importante décharge sympathique. On retrouve une augmentation des catécholamines circulantes et des marqueurs de l’ischémie cardiaque qui traduisent une souffrance myocardique aiguë. Cet état peut induire un œdème pulmonaire cardiogénique dans environ 10 % des HSA (39). Cet œdème pulmonaire a le plus souvent deux origines intriquées : l’une cardiogénique par défaillance myocardique vraie, l’autre neurogénique secondaire à l’hypertension artérielle aiguë. Ce sont les formes les plus graves (WFNS 4 ou 5) qui sont le plus à risque (40). L’ECG est un premier marqueur de la souffrance cardiaque, non spécifique et multiforme. Parmi les signes les plus « spécifiques », on retiendra que la présence d’ondes T négatives et d’un allongement du QTc sont de bons marqueurs d’une dyskinésie du ventricule gauche sous-jacente (41). La troponine est un meilleur marqueur de la souffrance myocardique que les CPK-MB. Le BNP (brain natriueretic peptide) est retrouvé augmenté dans les HSA graves et les atteintes cardiaques (42). Il est prédictif du vasospasme (43, 44) et du devenir. Au final, c’est l’échographie cardiaque qui constitue l’examen clé, qu’il ait été motivé par le tableau clinique de défaillance cardiaque ou par une élévation des marqueurs cardiaques. Simple à réaliser, il permet de quantifier la fonction ventriculaire, qui est la variable utile pour le clinicien. Le cathétérisme droit peut constituer une alternative classique. L’œdème pulmonaire neurogénique est une complication des formes graves d’HSA (45). Il requiert une réponse thérapeutique appropriée, en urgence. Le traitement étiologique est la diminution de l’HTIC, phénomène causal que l’on associe au traitement symptomatique qui combine l’administration de dobutamine, la ventilation mécanique avec PEP, voire le décubitus ventral (46). L’œdème pulmonaire comme l’insuffisance cardiaque aiguë obligent à différer la chirurgie ou l’embolisation, mais pas la pose d’une DVE qui traite l’HTIC. L’occlusion de l’anévrisme sera réalisée au plus vite, dès que la situation se sera stabilisée. Le risque de resaignement lié à la persistance d’un

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anévrysme non sécurisé impose de traiter les complications cardiaques de façon agressive pour s’en affranchir au plus vite et pouvoir alors traiter l’anévrisme.

Épilepsie Les convulsions précoces sont présentes dans moins de 20 % des cas et se produisent préférentiellement au moment de l’hémorragie. Elles constituent un facteur de gravité de l’HSA (47). Elles peuvent survenir après vingt-quatre heures et ne sont alors sans doute pas différentes des convulsions constatées après neurochirurgie ou souffrance cérébrale aiguë, en général. Enfin, environ 10-20 % des patients auront une épilepsie séquellaire, la littérature retrouvant comme facteur explicatif, la présence d’un ou plusieurs des éléments de gravité connus de l’HSA (48). Face à ce risque potentiel de comitialité, au décours de l’HSA, la littérature n’apporte aucun élément utile dans ce contexte. Force est de raisonner au cas par cas, par analogie avec la chirurgie cérébrale : on a tendance à instituer une prophylaxie dans les formes au risque le plus élevé : présence de sang dans les citernes, infarctus cérébral, hématome sous-dural ou lésion focale. On ne dispose d’aucune étude permettant de recommander telle ou telle molécule, et pas non plus d’orientation pour la durée de la prophylaxie qui sera de principe limitée à la phase aiguë.

Troubles métaboliques L’HSA est potentiellement génératrice d’hyponatrémie ou plus rarement d’hypernatrémie par des mécanismes distincts. Le syndrome de perte de sel (Cerebral Salt Wasting Syndrome, CSWS) (49), est en général le mécanisme responsable de l’hyponatrémie et se caractérise par une perte sodée majeure, associée à une diurèse plutôt élevée et des signes d’hypovolémie, d’hémoconcentration et de déshydratation. L’osmolalité urinaire est supérieure à l’osmolalité sanguine qui est anormalement basse. Le bilan sodé est très négatif. Son origine est probablement liée à la sécrétion inappropriée de peptides natriurétiques. Son traitement est symptomatique et repose sur la perfusion de NaCl en grande quantité (et de liquides pour préserver la volémie) afin de compenser les pertes identifiées par la mesure de la natriurèse. Les minéralocorticoïdes sont utilisés par certains dans le CSWS en complément de la compensation sodée. La SIADH (sécrétion inappropriée d’hormone antidiurétique) est rarement en cause. Elle se différencie du CSWS par une absence d’hypovolémie, une oligurie, une hémodilution et une hydratation normale et son traitement repose sur la restriction hydrique. Le CSWS doit toujours être évoqué comme la première hypothèse devant une hyponatrémie au décours d’une HSA car, traiter ce syndrome comme une SIADH aggrave-

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rait l’hyponatrémie. Un diabète insipide peut se voir comme dans la plupart des situations neurochirurgicales aiguës. C’est la cause essentielle des hypernatrémies, abstraction faite d’une autre cause représentée par l’osmothérapie au mannitol et la diurèse osmotique qu’elle induit. Le diabète insipide traduit une souffrance posthypophysaire ou hypothalamique. Ses critères diagnostiques sont codifiés (diurèse horaire supérieure à 4 mL/kg, osmolalité urinaire basse, densité urinaire < 1 005) et son traitement repose sur la desmopressine injectable.

Traitement de l’anévrisme Le risque de resaignement est majeur tant que l’anévrisme n’est pas traité : maximum dans les 24 premières heures, il atteint un risque cumulatif d’environ 35 % à J15 (50, 51). Le resaignement et ses conséquences induisent le décès dans 50-60 % des cas (52). Ce risque est d’autant plus important que le grade WFNS est élevé (53-55). Il justifie que le traitement curatif de l’anévrisme soit entrepris au plus vite, dès lors que les conditions techniques sont réunies ; tout en sachant que l’artériographie fait courir un risque de resaignement quand elle est réalisée dans les trois premières heures suivant l’HSA. Ce traitement ne peut se faire que dans un centre spécialisé regroupant une équipe de neurochirurgie, de neuroradiologie et de neuro-anesthésie-réanimation. Le choix de la technique est le fruit d’une discussion collégiale au cas par cas. La technicité de la prise en charge explique que les « centres à fort recrutement d’HSA » aient de meilleurs résultats que les centres de moindre recrutement (56, 57). Si le choix de la technique dépend de chaque cas individuel, on assiste actuellement à une progression du traitement endovasculaire par rapport au traitement chirurgical. Ceci tient pour beaucoup aux conclusions de l’étude ISAT qui a comparé le traitement endovasculaire au traitement chirurgical, de façon prospective randomisée, sur une population de 2 143 patients présentant un score WFNS majoritairement peu sévère (58). On recensait une différence de mortalité à un an de 7,4 % de meilleurs résultats en faveur de la technique endovasculaire (59) (23,5 % vs 30,9 %) qui se maintient sur un recul de 7 ans. Cet avantage prédomine pour les anévrismes de la carotide interne et de la circulation postérieure. Le risque de comitialité est également plus faible statistiquement. On peut aussi retenir le fait que nombre d’anévrismes sont découverts au scanner avant la rupture et traités par voie endovasculaire. Le traitement endovasculaire butte encore sur les reperméabilisations de l’anévrisme qui ont lieu à distance, dans 17 % des cas, avec une rupture dans 0,5 % des cas (60). Ces récidives imposent un suivi radiologique et une réembolisation, le cas échéant. On comprend pourquoi la chirurgie précoce (avant le troisième jour) garde ses droits, notamment dans des indications comme les localisations sylviennes,

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les patients présentant un hématome compressif que l’on pense responsable de la gravité du tableau clinique (la chirurgie traite alors également l’effet de masse lié à l’hématome) et, enfin, chaque fois que l’embolisation n’est pas envisageable. Dans certains cas, l’embolisation peut constituer le temps préalable à la chirurgie.

Vasospasme : diagnostic, prévention et traitement Diagnostic du vasospasme Il s’agit d’une complication différée (incidence maximale entre le cinquième et quatorzième jour), source potentielle de complications ischémiques. On décrit des vasospasmes précoces (dans les 48 h) chez 10 % des HSA. Celui-ci n’a pas la même physiopathologie que le vasospasme différé mais comporte les mêmes risques de mauvais pronostic et d’ischémie (61). La gravité du vasospasme différé est réelle, avec une mortalité de 30 % (62). Il peut être identifié par ses conséquences cliniques (manifestations ischémiques : déficit moteur, trouble de la conscience, HTA, fièvre isolée), ou à un stade encore asymptomatique, à l’angiographie ou au Doppler transcrânien. Son diagnostic angiographique nécessite l’utilisation de critères rigoureux. L’angiographie offre un avantage important sur toutes les autres méthodes diagnostiques en permettant une dilatation du territoire spasmé et/ou la perfusion intra-artérielle de vasodilatateurs. Par ailleurs, rappelons que les autres méthodes d’imagerie ne permettent pas le diagnostic de vasospasme sur l’ensemble des territoires, notamment distaux. Le Doppler constitue un moyen diagnostique simple et permet une surveillance quotidienne au chevet des patients les plus à risque. Il est fiable dans le territoire artériel cérébral moyen (sylvien) ou carotide interne, moindre pour les artères cérébrales antérieures. Sur l’artère cérébrale moyenne, les critères diagnostiques basés sur la vélocité moyenne (VM) sont les suivants : entre 80 et 120 cm/s : vasospasme discret ; entre 120 et 200 cm/s : vasospasme ; > 200 cm/s : vasospasme sévère. Le seuil de 120 cm/s est un seuil souvent utilisé pour le vasospasme. Une hyperhémie non spécifique pouvant induire une accélération des vitesses moyennes, l’index de Lindegaard permet de différencier cet état du vasospasme. On mesure la VM carotidienne interne homolatérale. Un rapport VM cérébrale moyenne/VM carotide interne > 3 signe le diagnostic Doppler de vasospasme ; un rapport > 6, un vasospasme sévère. Enfin, il est recommandé de répéter les Dopplers : une augmentation de 50 cm/s d’un jour à l’autre est un argument très fort pour la constitution d’un vasospasme et justifie la mise en route de mesures prophylactiques et d’une surveillance renforcée. L’IRM est utile pour rechercher des signes de bas débit régional (IRM de perfusion), les séquences de diffusion renseignant sur l’ischémie. Son utilisation se généralise. Enfin, citons la tomographie d’émission en simple photon

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(SPECT) utilisant le Tc-HMPAO qui fournit une cartographie de perfusion cérébrale. Elle est plus facile à mettre en œuvre que l’IRM chez des patients de réanimation.

Prophylaxie du vasospasme Nimodipine À ce jour, seule la nimodipine a été validée dans sa forme orale comme traitement prophylactique. Elle augmente la probabilité d’une évolution favorable (63, 64) et diminue la mortalité secondaire aux déficits ischémiques retardés. La forme injectable est couramment utilisée en France à la dose de 2 mg/h, sa validation n’est par formelle et elle induit une hypotension qu’il faut obligatoirement corriger par une optimisation du remplissage et des vasopresseurs. Le traitement est classiquement de 21 jours et la forme orale est utilisée soit dès le début ou dès que possible. En cas de vasospasme, certains recommandent de continuer la forme iv. D’autres molécules ont été testées ou sont en cours d’essai. À ce jour, aucune d’elles n’est validée.

Triple H therapy La triple H therapy (3-HT) qui associe hypervolémie, hypertension et hémodilution (limitée à un traitement isolé de l’hypovolémie, tant que l’anévrisme n’est pas sécurisé) a pour but d’augmenter la circulation régionale en aval des vaisseaux spasmés, en améliorant débit et rhéologie. Il a été démontré, sur des études de qualité méthodologique généralement modeste (contrôles historiques), qu’elle améliore le pronostic neurologique en cas de vasospasme avéré (65). Plus probante serait la 3-HT en prophylaxie qui diminuerait l’incidence de vasospasme de 50 % (66), mais pas le risque de déficit neurologique clinique retardé. Cette conclusion semble néanmoins fragile car si on se cantonne aux seules études randomisées, on ne retrouve aucun effet. Les experts ayant revu cette question (67) concluent au vu de la littérature que « l’hémodilution est la composante la plus contestée » de la 3-HT alors que « l’hypovolémie est en revanche présente chez beaucoup de patients ayant une HSA… la correction de cette hypovolémie pourrait diminuer le risque de vasospasme. C’est pourquoi, la classique 3-HT est actuellement réduite dans la plupart des centres au contrôle de la volémie, éventuellement associée à l’hypertension artérielle contrôlée ». On insiste sur le fait que l’hypervolémie et l’HTA thérapeutique ne sont envisageables qu’une fois l’anévrisme sécurisé. On vise en routine une PAM de l’ordre de 100-120 mmHg. On se limitera à un objectif de 100 mmHg, en cas d’infarctus cérébral. Les effets secondaires de la 3-HT sont essentiellement pulmonaires avec augmentation du risque d’œdème pulmo-

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naire. Ceci justifie de monitorer l’hémodynamique de ces patients par une pression artérielle invasive et une PVC, au minimum.

Traitement endovasculaire du vasospasme On peut utiliser l’injection inta-artérielle de papavérine ou de nimodipine et/ou réaliser une angioplastie mécanique des artères spasmées par une sonde à ballonnet. La papavérine est perfusée selon une procédure codifiée. Elle présente l’inconvénient d’une action limitée dans le temps et génératrice d’hypotension avec en corollaire un risque d’augmentation de la PIC. La nimodipine constitue une alternative qui se développe du fait d’une meilleure tolérance (68). L’angioplastie constitue la seconde ligne thérapeutique. Elle est surtout réalisable au niveau du siphon carotidien et de l’artère cérébrale moyenne. L’effet est durable mais cette technique, comme l’embolisation, expose au risque de rupture ou de thrombose et demande un savoir-faire. La précocité du traitement est l’un des éléments essentiels de son efficacité. Il faut s’efforcer de le réaliser en urgence, et ce d’autant qu’un déficit clinique apparaît (69).

Autres traitements Irrigation cisternale, antifibrinolytiques, fibrinolytiques cisternaux Les antifibrinolytiques, envisagés comme un moyen de diminuer le risque de resaignement, induisent un risque accru de complication ischémique retardée et ne sont pas indiqués (70, 71). Les fibrinolytiques injectés en intracisternal, une fois l’anévrisme sécurisé, diminueraient le risque de déficit ischémique retardé selon une méta-analyse (72). Une autre étude, injectant de l’urokinase dans la grande citerne, réduit le risque de vasospasme (73). Enfin, l’irrigation des citernes de la base du crâne, associée aux rotations de la tête (head shaking) permettrait un drainage du sang et de limiter le vasospasme (74). Le drainage lombaire a été proposé dans ce sens (75).

Nouvelles molécules Différentes molécules ont été proposées dans la prévention du vasospasme ou pour un effet neuroprotecteur. Citons notamment, les anti-endothélines (76), les inhibiteurs de la 20 HETE (77), l’EPO (78), la nicardipine intra-artérielle (79), la nimodipine à libération prolongée implantée (80), les statines (81), l’enoxaparine (82), le nitroprussiate ventriculaire (83)… Ces molécules ne sont pas utilisées en routine clinique à ce jour.

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Enfin, signalons le fait que le sérum salé hypertonique semble devoir être considéré pour améliorer le débit sanguin dans l’HSA (84).

Séquelles Outre les séquelles neurologiques classiques, liées à l’ischémie et à l’HTIC éventuelle, ainsi qu’aux complications possibles du traitement, signalons la fréquence des atteintes endocriniennes pituitaires (85), cognitives (86) avec une incidence élevée, à 16 mois, d’anxiété (40 %) et de dépression (20 %) aux conséquences défavorables sur la réinsertion (87).

Traitement de la douleur L’HSA est douloureuse. Les céphalées intenses représentent d’ailleurs un signe cardinal du diagnostic. Son traitement n’est pas spécifique et fait appel à tout l’arsenal des antalgiques, associés aux mesures non médicamenteuses usuelles « antinociceptives » : environnement calme, sombre, antiémétiques… Cependant, quelques points méritent un commentaire. Les patients intubés-ventilés sont protégés des effets respiratoires de morphiniques utilisés à forte dose. Néanmoins, le risque d’hypotension et ses conséquences sur la circulation cérébrale impose de veiller à maintenir la pression artérielle à des valeurs normales, par l’administration de catécholamines. Chez les patients les moins graves, la dépression respiratoire des morphiniques peut poser problème, tout comme la somnolence qu’ils induisent. Il est logique d’utiliser des morphiniques faibles (88). Les anti-inflammatoires non stéroïdiens sont efficaces sur les douleurs de l’HSA. Mais ils ont été retrouvés comme étant un facteur de risque plausible pour les hématomes postopératoires en neurochirurgie (89). Ils auraient également un effet protecteur vis-à-vis du vasospasme et de l’ischémie postopératoire (90, 91). C’est pourquoi, l’utilisation des AINS dans l’HSA semble ne devoir être envisagée qu’une fois l’anévrisme sécurisé.

Monitorage complémentaire Les moyens de monitorage apparus récemment constituent des outils qui s’appliquent à l’HSA comme aux autres pathologies cérébrales. Elles complètent utilement la mesure de la PIC. La protéine S100b, d’origine astrocytaire, constitue un marqueur biologique de sévérité. En effet, dans l’HSA, le taux plasmatique est corrélé au devenir plasmatique et son élévation précède le vasospasme (92, 93).

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D’autres méthodes permettent de diagnostiquer les situations ischémiques, globales ou régionales. La SjO2, marqueur métabolique de la circulation globale, est prise en défaut dans les vasospasmes localisés. Cette limite que l’on retrouve dans le traumatisme crânien explique l’essor et l’intérêt des mesures intraparenchymateuses de la PO2 (Licox®) et éventuellement de la PCO2, du pH et de la température (Neurotrend®). La mesure se fait en un site unique, ce qui justifie l’implantation du dispositif dans les zones à risque ou de « pénombre ». Le seuil ischémique de PO2 est de l’ordre de 20 mmHg. L’intérêt essentiel de ces mesures est de permettre d’identifier les épisodes d’hypoxie locale et de tester notamment l’effet de l’optimisation de la pression de perfusion cérébrale (94), et des traitements, d’une manière générale. Il est logique de la combiner à la mesure de la PIC pour une meilleur détection de l’ischémie (95). La microdialyse constitue une méthode lourde qu’il semble difficile d’utiliser en routine. Elle permettrait un diagnostic des ischémies secondaires, avant leur manifestation clinique, meilleure que le Doppler (96, 97).

Conclusion L’HSA constitue une pathologie urgente, complexe et redoutable en termes de séquelles. Elle impose une prise en charge multidisciplinaire spécialisée qui ne peut être différée. Les paramètres du diagnostic et de la prise en charge doivent être connus de tout anesthésiste-réanimateur car chacun sera inévitablement confronté à cette entité clinique, sur le terrain, en hôpital général, durant un transfert ou dans un centre de référence. Une réponse médicale adaptée, à chaque étape de la prise en charge, est donc cruciale.

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Accidents vasculaires cérébraux ischémiques et hémorragiques P. Vuadens et J. Bogousslavsky

Introduction Avec 750 000 nouveaux cas par an aux États-Unis, les accidents vasculaires cérébraux (AVC) demeurent la troisième cause de mortalité dans le monde et certainement la première cause d’invalidité. Grâce à des mesures de prévention, l’incidence a diminué dans les années 1980 pour se stabiliser depuis 1990 environ : 100-200 cas/100 000/an. En France, elle est de 145 pour 100 000 habitants. L’âge moyen de survenue est de 73 ans, mais 5 à 6 % des patients ont moins de 55 ans et cette incidence augmente avec l’âge (1, 2, 3). L'athérosclérose représente la cause principale des AVC ischémiques (40 %), suivie par les cardiopathies emboligènes (20 à 30 % des cas). Un tiers des infarctus cérébraux demeure d’origine indéterminée (causes potentielles multiples) ou inconnue. La mortalité globale augmente nettement avec l'âge avec une surmortalité des patients de sexe masculin et de certaines catégories socioprofessionnelles ; en effet, la mortalité est trois fois plus élevée pour la catégorie sociale « ouvriersemployés » que pour la catégorie « cadres supérieurs-professions libérales ». Grâce à une prise en charge des facteurs de risque (HTA, diabète, hyperlipidémie, tabac), on a pu infléchir ce taux de mortalité depuis 1981. Mais avec les modifications alimentaires, la sédentarité et l’excès de poids d’une grande partie de la population jeune, l’augmentation de la consommation de nicotine dans les pays en voie de développement, une nouvelle augmentation de l’incidence des AVC est à craindre dans les décennies à venir. Quand on sait que la prise en charge d’un patient victime d’un AVC revient à environ 90 000 $, on imagine les coûts considérables que cela imposera à nos systèmes de santé publique. Suite à l’insuffisance des mesures préventives primaires, de nombreux progrès ont été faits dans le traitement et la prise en charge de l’AVC dans la

218 La réanimation neurochirurgicale

phase aiguë, notamment le développement de la thrombolyse. Cependant, les options thérapeutiques à disposition pour les victimes d’AVC sont encore loin d’être satisfaisantes pour supprimer la nécessité d’une prise en charge multidisciplinaire dans un centre spécialisé (stroke unit). Ce chapitre va nous permettre de développer le type de prise en charge idéale en tenant compte des recommandations de l’EUSI Executive Committee, de la Société Suisse de Neurologie, de l'Agence Nationale d’Accréditation et d’Évaluation en Santé (ANAES) et de l’American Stroke Association.

Filières spécifiques et unités vasculaires spécialisées (stroke units) Depuis l’époque où l’apoplexie était traitée par l’application de sangsues derrière les oreilles, de nombreuses études ont évalué tous les types de soins, et pas seulement médicamenteux, nécessaires pour assurer une prise en charge optimale du patient victime d’un AVC. Des procédures de prise en charge et de soins ont ainsi été élaborées (4). S'il existe une disparité des moyens d’un hôpital à l’autre ou d’un pays à l’autre, tous les centres s’accordent pour assurer une prise en charge initiale structurée et la plus performante possible : investigations dans un temps minimal, surveillance médicale et paramédicale continue, avec un personnel ayant l’expérience du travail multidisciplinaire (5). Grâce à la création dans de nombreux pays d’unités neurovasculaires spécialisées, nous assistons à un déclin de la mortalité des AVC (6). Une méta-analyse a montré une réduction de la mortalité de 18 %, une diminution de la dépendance dans les activités quotidiennes de 29 % et une réduction du risque d’institutionnalisation de 25 % pour les patients traités dans une unité neurovasculaire spécialisée par rapport aux patients admis dans un service de médecine générale (7). Il a clairement été démontré que de telles unités spécialisées permettent d’améliorer le pronostic des patients et cet effet positif est toujours visible dix ans plus tard. L’application rapide de thérapies spécifiques avec un contrôle strict de certains paramètres (pression artérielle, glycémie, saturation en O2…) permet d’éviter des complications à la fois neurologiques et/ou systémiques. Quand il existe un service de neurologie, il est souhaitable que cette unité spécialisée s'organise autour de ce service. Dans les hôpitaux où une unité spécialisée n’existe pas, une équipe mobile spécialisée dans la prise en charge des AVC peut intervenir rapidement, dès l’admission du patient aux urgences, car au même titre que l’infarctus du myocarde, l’ictus cérébral est une urgence avec une fenêtre thérapeutique de trois heures (8, 9). Les patients seront placés en unité de réanimation principalement en cas de complications intercurrentes, tout en tenant compte de l’âge, de la comorbidité ou de la sévérité de l’état clinique. Le placement des patients dans une unité spécialisée ou de réanimation permet la détection précoce et la correction

Accidents vasculaires cérébraux ischémiques et hémorragiques 219

immédiate de troubles tensionnels, hémodynamiques ou métaboliques (10, 11). Tout patient souffrant de troubles de la vigilance ou développant des signes d’hypertension intracrânienne devrait être placé dans une unité de réanimation pour y recevoir les traitements appropriés le plus rapidement possible. De même, les patients qui ont reçu un traitement thrombolytique doivent aussi pouvoir bénéficier d’une surveillance en milieu spécialisé en raison d’un risque hémorragique secondaire. Actuellement, il n’y a plus de doute que ce type de prise en charge multidisciplinaire spécialisée dans une unité de réanimation et/ou de soins intensifs réduit nettement la mortalité et les coûts (12-16). En Europe, l’accès à de telles structures est encore très variable selon les régions et les pays. Les principales caractéristiques pour assurer le bon fonctionnement d’une unité spécialisée dans la prise en charge des patients victimes d’un AVC sont bien définies (17).

Prise en charge du patient victime d’un AVC ischémique aigu La prise en charge multidisciplinaire en unité spécialisée a pour but d’éviter toute aggravation des déficits neurologiques et toutes complications secondaires liées aux troubles de la vigilance et à l’alitement.

Oxygénation optimale Les patients victimes d’un AVC risquent de souffrir d’hypoxémie et la désaturation en oxygène dépend de la sévérité de la lésion ischémique. Le maintien d’un bon équilibre entre le débit sanguin cérébral et l’oxygénation évite le développement de lésions ischémiques secondaires et l’aggravation des troubles neurologiques. Cet effet délétère sera plus marqué en présence de sténoses artérielles précérébrales. En premier lieu, il convient de sécuriser les voies respiratoires, surtout chez les patients présentant des troubles de la vigilance, d’éviter toute inhalation bronchique ou surinfection. Lorsqu’il existe des troubles du rythme respiratoire d’origine centrale, une hypercapnie ou un risque élevé de complications pulmonaires, l’intubation trachéale et la ventilation artificielle doivent être considérées. Une saturation en oxygène de 95 à100 % sera contrôlée par un oxymètre et on maintiendra une normocapnie. Une oxygénothérapie sera effectuée dans le cas d’une hypoxie démontrée par une gazométrie ou par un oxymètre. En effet il n’a pas été démontré de bénéfice de donner systématiquement de l’oxygène à

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toute victime d’un AVC lorsque la saturation en oxygène est dans les normes (18). L’oxygénothérapie hyperbare a déjà fait l’objet de nombreuses études. Elle est utile dans le traitement des AVC liés à des embolies gazeuses ou à une maladie des caissons. Ce type de traitement, lorsqu’il peut être proposé dans la phase aiguë permet d’augmenter la quantité d’oxygène libéré, de diminuer l’œdème cérébral, d’inhiber les réactions inflammatoires et de maintenir intacte la barrière hémato-encéphalique. Ces effets protecteurs permettent de diminuer la taille de l’AVC ischémique et par conséquent offrent un meilleur pronostic (19). Cependant, les études ne permettent pas de déterminer quel type de patients pourrait bénéficier de ce traitement, durant combien de temps et à quelle pression.

Équilibre hémodynamique et osmothérapie Il est important de maintenir une normovolémie dans la phase aiguë de l’AVC et de veiller à ne pas déshydrater les patients afin d’assurer la meilleure circulation cérébrale possible. En présence d’un hématocrite élevé, une hémodilution est généralement appliquée bien que son efficacité n’ait jamais été clairement démontrée. En effet, il semblerait même qu’une hémodilution isovolémique pour diminuer l’hématocrite ne soit pas efficace car elle n’améliore pas la macrocirculation (20-22). En revanche, l’hémodilution hypervolémique favorise la perfusion cérébrale des zones ischémiques en améliorant les paramètres rhéologiques, en augmentant le débit cardiaque et la pression artérielle (23, 24). Ce type de traitement serait également sans danger car la perfusion de grande quantité de dérivés du plasma ne modifie pas le système réticulo-endothélial ni les paramètres rhéologiques (25, 26). Toute solution à base de glucose devrait être évitée afin de ne pas aggraver l’ischémie, sauf en présence d’une hypoglycémie. On se limitera à utiliser des solutions isotoniques ou de Ringer en cas de déperdition volumique.

Contrôle de la glycémie S’il ne fait plus de doute que l’hypoglycémie peut provoquer des déficits neurologiques et même des lésions cérébrales, l’hyperglycémie peut augmenter la taille de l’infarctus et elle est un facteur de mauvais pronostic de récupération (27-29). Elle est aussi le reflet d’une réponse au stress et un marqueur de la sévérité de l’atteinte. Il est donc recommandé de traiter l’hyperglycémie déjà dans la phase aiguë d’un AVC, lorsque celle-ci est au-dessus de 10 mmol/L par de petites doses d’insuline. Il va de soi que toute hypoglycémie sera aussi traitée rapidement par un apport oral ou parentéral de glucose (31).

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Fièvre et température corporelle L’élévation de la température corporelle augmente le métabolisme, la quantité de neurotransmetteurs libérés et la production de radicaux libres. Cela influence la mortalité, la morbidité et le devenir fonctionnel post-AVC (32, 33). Il est donc nécessaire de tout mettre en œuvre pour lutter contre la fièvre (antipyrétique, couverture refroidissante) dès l’admission du patient. De telles mesures assurent clairement un meilleur pronostic aux patients victimes d’un infarctus ischémique sévère. Pour l’instant, il n’est pas encore certain que l’hypothermie modérée dans la phase aiguë de l’AVC soit efficace, alors que ce type de traitement est utile en cas d’anoxie cérébrale à la suite d’un arrêt cardiaque. À ce jour, les études cliniques ont surtout évalué la sécurité et la faisabilité d’une hypothermie modérée mais peu examiné la réelle efficacité de ce type de traitement qui n’est pas sans effets secondaires (infection pulmonaire, HTA, troubles du rythme, infarctus myocardique, hémorragie digestive) et qui prolonge la durée de séjour en milieu intensif. Des études plus approfondies sont donc nécessaires pour éclaircir l’utilité de ce type de traitement (34, 35). Ainsi le recours à l’hypothermie devrait être réservé à des centres spécialisés et dans le cadre de protocoles (36).

Tension artérielle L’hypertension artérielle est un facteur de risque cardiovasculaire fréquent dont le traitement est nécessaire car il diminue le risque d’hémorragies cérébrales et de récidives d’AVC (37). Dans la phase aiguë d’un AVC, les valeurs tensionnelles peuvent être augmentées en raison du stress, de la douleur, d’une réponse à l’hypoxie. Le moment optimal pour introduire un traitement antihypertenseur à la suite d’un AVC est incertain car les mécanismes d’autorégulation de la circulation cérébrale peuvent demeurer perturbés durant plusieurs jours et toute modification des valeurs tensionnelles durant cette période peut avoir un impact négatif sur la perfusion cérébrale. À l’admission, plus de 60 % des patients ont une systolique supérieure à 160 mmHg et plus de 30 % ont une diastolique supérieure à 90 mmHg durant les 24 premières heures qui suivent un AVC. Ces valeurs élevées se voient plus fréquemment lors d’un AVC lacunaire ou lors d’un AVC complet de la circulation antérieure. Diminuer la pression artérielle peut permettre de limiter l’œdème et le risque d’hémorragie cérébrale. Cependant, il ne faut pas oublier qu’un abaissement trop important ou trop rapide de la tension artérielle risque de réduire la perfusion cérébrale tout particulièrement dans la zone de pénombre, ce qui pourrait étendre la lésion ischémique. C’est en raison de ce dilemme que le traitement de la tension artérielle dans la phase aiguë de l’AVC

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demeure controversé, d’autant plus que, dans la majorité des cas, la tension artérielle se normalise spontanément dans les jours qui suivent l’AVC (38). Quelques études ont montré que l’abaissement de la pression artérielle dans la phase aiguë de l’AVC était associé à un mauvais pronostic (39, 40). En fait, cette relation semble être surtout observée lorsque la pression est élevée à la phase aiguë (41). Selon les résultats de l’International Stroke Trial, la courbe de la relation entre la tension systolique initiale et le devenir neurologique a la forme d’un U (42). Les patients qui ont le moins bon pronostic ont une pression systolique initiale entre 140 à 179 mmHg avec un pic à 150 mmHg. Dans cette catégorie de patients, on constate qu’à chaque diminution de 10 mmHg en dessous d’une pression systolique de 150 mmHg, on augmente la mortalité précoce d’environ 18 %. En revanche, pour chaque augmentation de 10 mmHg au-dessus de 150 mmHg, le risque de décès précoce n’est que de 4 %. Le rôle des valeurs diastoliques est aussi non négligeable puisqu’un abaissement de plus 20 % de la valeur initiale est lui aussi associé à un mauvais pronostic fonctionnel. Il est donc généralement admis qu’il ne faut pas abaisser la tension artérielle dans la phase aiguë d’un AVC à moins que le patient ne présente une crise hypertensive ou une décompensation cardiaque. L’American Stroke Association recommande de traiter une hypertension artérielle si les valeurs diastoliques excèdent 120 mmHg et les systoliques 220 mmHg (tableau I) (43). Il faut souhaiter que les résultats de l’étude CHHIPS en cours permettront de mieux préciser le traitement de la tension artérielle dans la phase aiguë de l’AVC (44). Pour diminuer la pression artérielle, les anticalciques, les bêtabloqueurs, les inhibiteurs de l’enzyme de conversion, les dérivés nitrés peuvent être utilisés (45). Le perindopril permet d’abaisser la tension artérielle en moyenne de 12 mmHg dans la phase aiguë sans altérer la perfusion cérébrale ni la fonction glomérulaire (46). Il peut être donné aux patients normotendus déjà durant la première semaine qui suit l’ictus.

Tableau I – Traitement de la tension artérielle en phase aiguë d’un hématome cérébral. Adapté de (114). • Maintenir une pression artérielle moyenne (PAM) < 130 mmHg (180/110) avec une pression systolique > 90 mm Hg • Maintenir une PAM < 100 mmHg en postopératoire (si évacuation de l’hématome) • Maintenir une pression de perfusion cérébrale > 70 mmHg (si capteur mis en place) À faire précocement et rapidement avec : • Labetolol : 5-10 mg en bolus intraveineux chaque 10-15 min ou en perfusion en commençant à 5 mg/h • Nitroprussiate : perfusion débutée à 2 µg/kg/min • Nicardipine : perfusion débutée à 2,5 mg/h augmentée par paliers de 0,5 mg/h

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Œdème cérébral, hypertension intracrânienne et craniectomie décompressive L’œdème cérébral est la principale cause d’augmentation de la pression intracrânienne à la suite d’un AVC, avec le risque d’une aggravation secondaire, voire même de décès des patients (47). Il s’installe généralement durant les 48 premières heures post-AVC. Chez les patients jeunes avec une occlusion de l’artère cérébrale moyenne, l’œdème cérébral et l’augmentation de la pression intracrânienne peuvent mettre en jeu le pronostic vital. Afin de prévenir le développement de l’œdème cérébral ou de diminuer la pression intracrânienne, le patient est généralement installé en décubitus dorsal, le tronc redressé à 30° (48). Cette position a été déterminée sur la base de données pathophysiologiques et neurochirurgicales de patients souffrant d’un traumatisme craniocérébral. Si elle est adéquate pour ce type de patients, il ne faut pas oublier qu’elle peut diminuer la pression de perfusion cérébrale et être dangereuse pour les patients souffrant d’une ischémie cérébrale (49). Certains auteurs recommandent plutôt d’adapter la position individuellement. Pour les patients avec des ramollissements sylviens complets sans signe d’hypertension intracrânienne, la position à plat semble être la plus appropriée parce que, dans cette position, l’augmentation de la pression intracrânienne n’est pas cliniquement significative tandis que la diminution de la pression de perfusion cérébrale en relevant le tronc du patient pourrait aggraver la situation (50). L’hyperventilation est à utiliser pour de courtes périodes lors de crises d’hypertension intracrânienne car la vasoconstriction hypocapnique diminue la perfusion cérébrale des zones à risque d’ischémie (51). Les substances hyperosmolaires restent le traitement de choix de l’œdème cérébral. Les plus utilisées sont le mannitol ou le sorbitol. À nouveau les études qui ont évalué l’efficacité du mannitol ont été faites chez des victimes de traumatismes craniocérébraux. Aucune étude comparable n’a été menée avec des patients souffrant d’un AVC. Ainsi le bénéfice de cette substance demeure toujours controversé, d’autant plus que son utilisation répétée pourrait même aggraver l’œdème cérébral (52). Le glycérol a une durée d’action plus courte. On peut combiner ces substances ou les alterner pour éviter un effet rebond (53). Dans tous les cas, la dose maximale ne devrait pas dépasser 50 g, 4 fois par jour en maintenant l’osmolarité inférieure à 330 mmol/L. Les solutions salines hypertoniques avec ou sans dextran ont aussi démontré un effet positif sur le traitement de l’hypertension intracrânienne des patients traumatisés crâniens (54-56). De nombreuses complications ont été rapportées avec l’utilisation de colloïdes et plusieurs études ont été prématurément interrompues en raison de la survenue de coagulopathies, d’hémorragies, ou de prurits sévères (57). L’utilisation d’hydroxyéthylamidions 130/0,4 serait plus sûre, comparée à une simple réhydratation avec une solution saline (25, 58, 59).

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Ainsi l’efficacité d’une hémodilution pour diminuer l’hypertension intracrânienne et l’œdème cérébral demeure controversée. Dans les situations où le pronostic vital des patients est en jeu, une craniectomie décompressive peut être proposée. Ce type d’intervention est surtout réservé aux patients jeunes (< 60 ans) avec des lésions dans le territoire sylvien liées à une occlusion proximale de l’artère cérébrale moyenne avec une mauvaise collatéralisation. Dans ces situations le taux de mortalité est d’environ 80 % alors que la crâniectomie diminue ce chiffre à 20-30 % (60, 61). De telles situations devraient être suspectées lorsque les patients présentent un hémisyndrome complet avec une déviation du regard et de la tête, des nausées et vomissements et une héminégligence ou une aphasie globale et que dans les 12 à 48 heures plus tard s’installe une aggravation de l’hémisyndrome avec une détérioration progressive de l’état de vigilance, des signes corticospinaux ipsilatéraux à la lésion, une parésie uni- ou bilatérale du VI, et une dilatation pupillaire ipsilatérale à l’AVC (62). Les patients opérés garderont des séquelles neurologiques, mais avec une qualité de vie acceptable pour la plupart d’entre eux (63). Pour les patients de plus de 60 ans, la craniectomie est associée à un mauvais pronostic fonctionnel. D’autres interventions neurochirurgicales sont indiquées en cas de volumineux ramollissement cérébelleux comprimant le tronc cérébral, en présence d’une hydrocéphalie non communicante ou de signes d’engagements. Les patients comateux avec un AVC cérébelleux étendu ont un taux de mortalité de 80 %, alors qu’une intervention décompressive diminue leur risque de décès à 20-30 % (64, 65).

Positionnement, confort et sécurité, rééducation précoce du patient La position préconisée est celle en décubitus dorsal à plat avec un bon positionnement des membres paralysés. En cas de signes cliniques d'hypertension intracrânienne, la tête doit être surélevée à 30°. Le patient sera retourné régulièrement en décubitus latéral toutes les deux heures, pour éviter les lésions de décubitus et les escarres. On veille à protéger tout particulièrement les coudes et les talons. L'utilisation d'un matelas anti-escarres est parfois nécessaire et doit être maintenu aussi après le transfert dans une autre unité de soins. Lors du positionnement du patient, on veille à ne pas le tirer par le bras plégique afin d’éviter une déchirure de la coiffe des rotateurs ou une luxation de l’épaule, surtout si le tonus est flasque. L'alitement est strict durant au moins 24 heures, puis le patient est redressé dans le lit jusqu’à 45° et assis au bord du lit sous la supervision d’un kinésithérapeute dès le troisième jour. Une mobilisation progressive a lieu après quatre jours avec le port de bas de contention veineuse. Quand une voie veineuse périphérique est nécessaire, elle doit être posée si possible du côté du membre sain. Un bracelet d'identification est utile pour les

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patients aphasiques ou ayant des difficultés d’expression et la sonnette est installée de sorte que tout patient puisse facilement l’atteindre en cas de besoin. Chez les patients héminégligents, le soignant se présente du côté atteint, placera ses objets personnels et sa table de nuit du côté négligé afin de stimuler le contact visuel avec le patient. On l’encouragera à utiliser le plus possible le membre atteint par le placement d'objets personnels du côté lésé pour favoriser une rééducation précoce. Une fois la situation médicale stabilisée, un programme de rééducation multidisciplinaire est mis en place pour assurer le meilleur pronostic de récupération. L’intensité de cette prise en charge dépend de la sévérité de l’atteinte et des comordités. Même chez les patients non collaborant ou présentant des troubles de la vigilance, une mobilisation passive est importante pour éviter le développement de contractures ou des lésions de décubitus. Une telle mobilisation devrait avoir lieu plusieurs fois par jour avec un bon positionnement du patient entre les thérapies.

Troubles de la déglutition et alimentation L'existence de troubles de déglutition n’est pas rare dans la phase aiguë de l’AVC, surtout lors de lésions ischémiques multiples, bilatérales ou dans le tronc cérébral. Une dysphagie est présente dans 13 à 70 % des AVC, surtout dans la phase aiguë mais peut persister dans 7 % des cas après six mois. Environ 40 % des patients dysphagiques feront une inhalation bronchique. Les troubles de la déglutition favorisent non seulement les pneumonies par inhalation bronchique (salive, nutriments, reflux gastro-œsophagien), mais ils sont aussi une cause de malnutrition, de déshydratation, d’arrêt respiratoire sur obstruction des voies aériennes. Ils risquent d’aggraver le déficit neurologique, de retarder la récupération et la rééducation, de prolonger l’hospitalisation et d’augmenter la mortalité. Il faudra être particulièrement attentif à rechercher des troubles de la déglutition en présence des lésions cérébrales bi-hémisphériques, du tronc cérébral, d’une lésion étendue du territoire sylvien, d’une baisse de la vigilance et de l’attention, d’une paralysie linguo-faciale et/ou d’une apraxie bucco-linguofaciale, d’une dysarthrie ou d’une dysphonie, d’une altération de la toux sur commande ou d’une insuffisance/détresse respiratoire. Les signes d’une inhalation bronchique seront évidents avec la présence d’une toux ou d’une modification de la voix après la déglutition, d’une pneumonie acquise à l’hôpital, d’une fièvre récurrente ou d’un état subfébrile d’origine indéterminée, d’une tachypnée ou dyspnée avec désaturation, d’une tachycardie par exemple. Un test de déglutition d’eau peut être rapidement réalisé au lit du malade (66). Celui-ci est indiqué en l’absence de réflexe nauséeux, de signes d’une atteinte des dernières paires crâniennes, d’une dysphonie ou dysarthrie. Ce test

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peut être pratiqué en quelques minutes par une infirmière et permet d’éviter bien des complications (fig. 1). En cas de risque d’inhalation bronchique, différentes mesures préventives sont appliquées et notamment l’arrêt de toute alimentation orale ou par sonde nasogastrique pendant au moins trois jours. Si l’alimentation peut être reprise en sécurité avec un régime pâteux, on veille au bon positionnement du patient et à utiliser les techniques d’aide à la déglutition. La mise en place d'une sonde nasogastrique s’avère nécessaire en cas d’impossibilité à déglutir après 72 heures ou plus précocement s’il y a nécessité de donner des médicaments par voie entérale. On utilise une sonde de petite taille, à moins que le patient ne soit nauséeux ou ne vomisse pour permettre une aspiration gastrique intermittente. On débute l’alimentation progressivement à 25 mL/heure en augmentant selon la tolérance et en associant un inhibiteur de la pompe à protons. Le patient est positionné à 45° ou plus (s’il n’y a pas de contre-indication neurologique) pour éviter tout reflux gastroœsophagien. Si les troubles de la déglutition persistent après trois semaines, on envisage la mise en place d’une gastrostomie percutanée, tout en soulignant que cette technique d’alimentation ne protège pas contre le reflux gastro-œsophagien ou l’inhalation de salive (67). L’hypersaliorrhée peut être diminuée par l’utilisation de gouttes d’atropine ou de glycopyrronium, de tricyclique ou l’application de patch de scopolamine, tout en étant attentif aux effets secondaires potentiels, notamment

Fig. 1 – Test de la déglutition et protocole de réalimentation. Adapté des recommandations du service de neurologie, CHUV, Lausanne.

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cardiaques. Des injections de toxine botulique dans les glandes salivaires sont efficaces en cas de problèmes persistants. Quel que soit le mode d’alimentation choisi, le maintien d’un apport calorique suffisant est important car une malnutrition peut interférer avec la récupération (68, 69). L’étude FOOD, qui s’est terminée précocement par manque de fonds, laisse entrevoir qu’il n’y a pas de bénéfice à donner des suppléments alimentaires aux patients bien nourris (70). N’oublions pas qu’un mauvais status nutritionnel favorise les infections, les escarres et les hémorragies digestives mais que le bénéfice d’une suralimentation n’a jamais été démontré.

Traitements spécifiques de l’AVC à la phase aiguë Thrombolyse Dans la phase aiguë d’un AVC ischémique, la thrombolyse est le traitement de choix si elle est pratiquée selon des critères stricts et dans les trois heures qui suivent l’installation des troubles neurologiques (tableau II). En effet, la Food Tableau II – Critères d’inclusion pour une thrombolyse intraveineuse d’un AVC hyperaigu (< 3 heures). (D’après M. Reichhart et J. Bogousslavsky, Service de neurologie, CHUV, 1011 Lausanne.) 1. Diagnostic d’AVC ischémique s’exprimant par un déficit neurologique quantifiable sur l’échelle NIHSS et confirmé par un neurologue 2. 6 > score NIHSS ≤ 22 et/ou syndrome territorial de l’ACM (ou AChoA) 3. Absence d’évidence clinique d’un syndrome complet de l’ACM 4. Absence d’évidence neuroradiologique d’une ischémie > 50 % de l’ACM (CT/DWI) 5. Présence en IRM d’une PWI > DWI (cave : exclure hématome en EPI-T2*, SWI) 6. Absence d’occlusion carotidienne interne cervicale (angio CT/ARM/Doppler) 7. Temps (bolus de rtPA) – T0 (début de l’AVC) ≤ 180 minutes 8. 18 ans > âge du patient > 80 ans (exception à discuter) 9. Pas d’hémorragie au CT-scan (IRM avec séquences T2*/SWI) 10. Aucun antécédent d’AVC ou de TCC dans les derniers trois mois 11. Pas d’opérations chirurgicales majeures dans les derniers 15 jours 12. Pas d’antécédent d’hémorragie cérébrale 13. Pas de résolution rapide du déficit neurologique ni de symptômes ni signes mineurs 14. Aucune évidence clinique/radiologique d’une hémorragie sous-arachnoïdienne 15. Pas de diatèse hémorragique ni hémorragie digestive ni hématurie dans les derniers 21 jours 16. Pas de ponction artérielle dans un site incompressible dans les 7 derniers jours. En cas d’angiographie par voie fémorale, poser un femostop à TAH > TAH systolique 17. 110 mmHg ≤ TAH diastolique et/ou TAH systolique ≤ 185 mmHg (mesures répétées). Cave : si TAH en dehors de ces limites avant/durant la perfusion de rt-PA, et résistante à une dose de labétol iv 10 mg (Trandate®), exclure le patient/stopper la thrombolyse, et envisager un transfert aux soins intensifs 18. Absence de crise (s) épileptique (s) concomitante (s) à l’installation de l’AVC 19. Pas de traitements anticoagulants oraux et/ou INR ≥ 1.5 20. Pas d’héparine (dernière 48 h) et/ou 22 s > PTT > 32 s. Voir les normes à jour du laboratoire d’hématologie de référence 21. Thrombocytémie ≥ 100 000/mL 22. 2,7 mmol/L (50 mg/dL) < glycémie > 22,2 mmol/L (400 mg/dL) 23. Le patient et/ou sa famille ont été informés du risque d’hémorragie cérébrale (6 %)

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and Drug Adminsistration a reconnu le rt-PA (Recombinant tissue Plasminogen Activator) pour la thrombolyse à la suite des résultats de l’étude américaine NINDS en 1996 (71). Dans la phase III de cette étude, les patients qui ont reçu l’agent thrombolytique avaient 30 % plus de chance d’avoir peu ou pas d’incapacité fonctionnelle à 3 mois comparés au groupe non traité. L’odd ratio d’une évolution favorable était de 1,7 (IC-95 %, 1,2 à 2,6 ; p = 0,008) et cela quel que soit le type d’AVC ischémique. Le risque hémorragique dans les 36 heures était de 6,4 % contre 0,6 % dans le groupe placebo (p < 0.001). Ce risque augmente avec la sévérité de l’atteinte mesurée par le NIHSS et la présence d’un œdème cérébral ou d’un effet de masse (72). En ce qui concerne le délai pour administrer la thrombolyse, une métaanalyse des études ECASS I, ECASS II, Atlantis A et B qui ont évalué l’efficacité du rt-PA donné 5-6 heures après l’AVC a démontré un effet positif sur le devenir à trois mois des patients s’ils sont thrombolysés dans les trois premières heures (73). Un bénéfice significatif, défini par une récupération favorable à trois mois (score de Rankin 0 à 1 ; Barthel 95 à 100 ; NIHSS 0 à 1), se manifeste quand le traitement est donné dans les 270 premières minutes qui suivent une AVC ischémique. Dans ce laps de temps, il n’y a pas de différence de mortalité avec le groupe placebo. L’étude IST-3 (Third International Stroke Study) qui a démarré en 2001 tente de déterminer quel type de patients et d’AVC pourrait bénéficier d’une thrombolyse (rt-PA 0,9 mg/kg) par voie veineuse dans les six heures qui suivent le début des signes cliniques. Soulignons toutefois que, même dans ce laps de temps court, le risque hémorragique demeure plus élevé chez les patients de plus de 80 ans (3 % vs 6 %) avec des séjours plus longs et moins de chances de pouvoir regagner le domicile pour cette population âgée (74). La dose maximale de rt-PA recommandée pour éviter le risque d’hémorragie intracérébrale est de 0,9 mg/kg avec une dose maximale de 90 mg, 10 % de la dose calculée étaient donnés en bolus et le reste en perfusion sur une heure. La desmotéplase est un autre activateur du plasminogène avec une demi-vie plus longue que celle du rt-PA et qui peut être donnée en bolus (75). Avec des doses plus faibles que dans la première étude, il a été démontré que le taux d’hémorragies intracérébrales ne dépassait pas 2,2 %. La reperfusion cérébrale est atteinte après thrombolyse dans 71,4 % des cas avec 125 µg/kg de desmotéplase contre 19,2 % dans le groupe placebo. L’évolution était favorable à trois mois chez 22,2 % des patients traités par placebo contre 60 % des patients thrombolysés. Le tenectéplase (TKNase®) est un autre activateur du plasminogène dérivé du rt-PA humain avec une demi-vie plus longue, ce qui permet son administration par bolus. Une étude pilote a montré récemment que le devenir fonctionnel des patients mesuré par le score modifié de Rankin à trois mois est similaire aux résultats des études avec le rt-PA et qu’il n’y a pas d’hémorragies symptomatiques jusqu’à une dose de 0,5 mg/kg (76). Ces premiers résultats encourageants laissent entrevoir la possibilité d’une thrombolyse avec un faible

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risque hémorragique tout en étant efficace même avec de petites doses. La poursuite des phases II-b et III de cette étude permettra de répondre à cette question. Le reteplase (Retavase®), un thrombolytique de troisième génération, semble mieux pénétrer dans le thrombus et permet un taux élevé de recanalisation avec un risque hémorragique acceptable (77). Le taux de réocclusion est cependant identique à celui obtenu avec le rt-Pa (78). Une étude (ROSIE) évaluant la combinaison du reteplase intra-artériel avec l’Abciximab (ReoPro®) intraveineux est en cours (79). Lors de lésions ischémiques cérébrales provoquées par une occlusion d’un gros tronc artériel (occlusion de la carotide interne ou du tronc proximal de l’artère sylvienne), il semble que la thrombolyse intraveineuse soit moins efficace, avec un taux de recanalisation qui ne dépasse pas 30 % environ (78-81). C’est la raison pour laquelle la thrombolyse intra-artérielle pourrait s’avérer utile dans de telles circonstances. Cette technique permet d’utiliser de plus faibles doses d’agent antithrombolytique et d’élargir la fenêtre thérapeutique au-delà des trois heures post-AVC. Les études PROACT I et II semblent confirmer que la thrombolyse intra-artérielle augmente les chances de recanalisation en cas d’occlusion de l’artère cérébrale moyenne (82). Ces études ont comparé l’effet d’une injection intra-artérielle de 9 mg de pro-urokinase recombinante suivie d’un traitement d’héparine durant les six premières heures post-AVC à celui de l’héparine seule chez 121 patients avec un score moyen NIHSS de 17. Les patients thrombolysés récupérèrent mieux et plus rapidement avec un taux de recanalisation de 66 % (angiographie de contrôle deux heures après la thrombolyse). Si la technique intra-artérielle offre de plus grandes chances de désobstruction d’un gros tronc artériel, elle nécessite une infrastructure radiologique plus importante et plus de temps pour être réalisée. Cependant, dans certains centres, les deux types de traitements sont combinés lorsqu’un patient se présente avec la suspicion d’une occlusion d’un gros tronc artériel. Le traitement débute par une thrombolyse intraveineuse, ce qui laisse le temps de mettre en place le cathéter qui permettra la thrombolyse intra-artérielle. Une étude avec 35 patients a comparé l’efficacité de ce traitement combiné et de la thrombolyse intra-artérielle seule (83). Il n’y eut aucune complication hémorragique et le taux de recanalisation était meilleur chez les patients recevant les deux types de thrombolyse, recanalisation qui dépend également de la dose de rt-PA administrée. Cette étude a permis aussi de montrer une corrélation entre la sévérité du score NIHSS initial et l’extension du thrombus. Une autre étude du même type mais n’ayant inclus que 20 patients rapporte un taux de recanalisation dans 75 % des cas avec une double thrombolyse (84). Le taux d’hémorragie symptomatique n’excédait pas 5 %. La moitié des patients avait une bonne récupération avec un score modifié de Rankin entre 0 et 1. Ces excellents résultats s’expliquent par le délai très bref entre la survenue de l’AVC et le début de la thrombolyse (intraveineuse, 2 heures ; intra-artérielle, 3 heures 30). Relevons que parmi les 5 patients qui avaient une occlusion de l’artère

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carotide interne au niveau du siphon carotidien, 4 récupérèrent complètement (score de Rankin 0). Dans une étude chez 80 patients avec une occlusion de l’artère cérébrale moyenne, le taux de recanalisation était de 58 % avec une évolution fonctionnelle bonne dans 43 % des cas (Rankin modifié 0-2) et un risque hémorragique de 6 % (85). La thrombolyse intra-artérielle est considérée comme le traitement de choix des thromboses vertébro-basilaires dans les centres où ce type de traitement est disponible, bien que les critères de sélection ne soient pas uniformément appliqués. Dans deux études qui ont évalué l’efficacité de cette approche thérapeutique, le taux de recanalisation variait entre 40 et 50 % (86, 87). Pour l’instant, le bénéfice d’une thrombolyse par voie veineuse n’a pas encore fait l’objet d’une étude randomisée. Sur la base de ces différentes études, nous avons développé nos propres critères d’inclusion pour une thrombolyse intraveineuse (Actilyse®) des patients admis dans notre unité vasculaire spécialisée. Ces critères sont décrits dans le tableau II. Des recommandations pour le suivi des patients post-thrombolyse ont été édictées par l’American Stroke Association (88). Afin d’obtenir un taux d’hémorragies cérébrales symptomatiques inférieur à 6 %, nous écartons les patients présentant une ischémie de tout le territoire sylvien ou une occlusion de l’artère carotide interne. Rappelons que les patients avec un score NIHSS > 22 ont généralement un mauvais pronostic avec ou sans thrombolyse et que le risque hémorragique n’est pas négligeable dans ce cas. Pour l’instant, nous utilisons l’Actilyse® car, à ce jour, il n’y a pas d’autres agents thrombolytiques aussi sûrs et efficaces. Il n’est pas exclu qu’avec les nombreuses études encore en cours, le type de substances, les critères d’inclusion et la fenêtre thérapeutique puissent être modifiés. Ainsi, dans la plupart des pays européens, nous avons à disposition un médicament efficace pour le traitement de l’AVC dans sa phase aiguë. Il reste cependant à changer la mentalité des médecins, à développer des unités spécialisées pour accueillir les patients et à informer la population et les systèmes de santé de la disponibilité du traitement et de l’urgence de son administration. Pour l’instant, il semble que seulement 1,6 % à 2,7 % des patients reçoivent la thrombolyse dans un hôpital régional contre 4,1 à 6,3 % dans un hôpital universitaire ou dans une unité spécialisée (89). Dans les années à venir, de nouvelles substances permettront certainement d’élargir la fenêtre thérapeutique, ce qui devrait faciliter l’accès à de tels traitements aux populations mêmes les plus éloignées des centres spécialisés. Le plus difficile restera de convaincre les médecins que l’AVC est une urgence au même titre que l’infarctus du myocarde et qu’un traitement rapide peut considérablement changer le devenir des patients.

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Anticoagulation et antiagrégation Actuellement, il n’y a aucune preuve que l’anticoagulation dans la phase aiguë d’un AVC en améliore le pronostic. Il n’est donc pas nécessaire d’administrer un anticoagulant aux urgences, même chez les patients qui arrivent en dehors des délais pour une thrombolyse (90). L’héparine ou ses dérivés n’ont pas d’indication formelle dans la phase aiguë d’un AVC. Le risque de développer une hémorragie intracérébrale symptomatique équivaut au bénéfice de prévenir un accident thromboembolique (91). Les héparines de bas poids moléculaires et les héparinoïdes n’offrent pas plus d’avantages que l’héparine (92). Ce type de traitement se justifie comme prophylaxie des thrombophlébites des membres inférieurs. En revanche, l’aspirine peut être donnée aussitôt que le bilan neuroradiologique a permis d’exclure une hémorragie cérébrale, même si son administration précoce ne modifie pas le pronostic à long terme. Nous recommandons une dose de 300 mg/j. En cas d’intolérance ou de contre-indication, le clopidogrel ou le dipirydamole serviront d’alternatives. Relevons que ces deux derniers anti-agrégants n’ont jamais été testés dans la phase aiguë d’un AVC. La mise en route d’un traitement antiagrégant sera différée de 24 heures après une thrombolyse. Même chez les patients à haut risque de refaire un AVC, il n’y a pas de bénéfice à combiner l’aspirine avec le clopidogrel (93). Les agents hypofibrinogènes, tels l’ancrode ou le défibrase, ont été évalués dans cinq études. Pour l’instant, aucun résultat n’a pu confirmer l’utilité de telles substances dans le traitement de l’AVC en phase aiguë (94). Signalons que la FDA a approuvé un nouvel instrument pour extraire les thrombus intra-artériels (Merci Retriever), à la suite des résultats de l’étude MERCI qui a offert à 114 patients victimes d’un AVC un tel traitement dans les huit heures (95). Pour l’instant la sécurité et l’efficacité d’un tel appareil demeurent encore peu claires. D’autres techniques pour dissoudre ou aspirer le thrombus sont en plein essor : appareils photoacoustiques, laser, ultrasons.

Hémorragies intracérébrales spontanées L’hémorragie cérébrale d’origine non traumatique est une extravasation aiguë de sang dans le parenchyme cérébral, parfois aussi dans les ventricules et plus rarement au niveau sous-arachnoïdien. Les hématomes intraparenchymateux représentent environ 10-30 % des AVC (96, 97). Ils sont souvent associés avec une mortalité élevée (environ 40 %) et laissent plus de séquelles fonctionnelles que l’ictus cérébral ou que l’hémorragie sous-arachnoïdienne (98). Dans environ 85 % des cas, l’origine de l’hématome est la rupture spontanée d’un petit vaisseau ou d’une artériole endommagée par une hypertension artérielle chronique (microangiopathie hypertensive) ou par une angiopathie amyloïde. Dans d’autres circonstances, l’hémorragie est due à la rupture d’une

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malformation vasculaire, à une coagulopathie ou à une tumeur. Il ressort des enquêtes épidémiologiques que l’hypertension artérielle, traitée ou non, est le principal facteur de risque d’hématome cérébral, risque qui augmente chez l’homme et avec l’âge. Les Japonais et les Noirs ont aussi un risque plus élevé (98-100). La consommation abusive et aiguë d’alcool ou de drogues illicites peut provoquer un hématome intraparenchymateux. Comme l’AVC ischémique, l’hématome intraparenchymateux se manifeste brusquement, mais s’accompagne de signes d’hypertension intracrânienne (céphalées, nausées, vomissements) avec des troubles de la vigilance pouvant aller jusqu’au coma. Cependant il n’est pas toujours aisé de faire la distinction clinique entre une lésion ischémique ou une lésion hémorragique dans la phase aiguë. Le recours au scanner ou à la résonance magnétique cérébrale permet de lever ce doute rapidement, tout particulièrement aux urgences. La sévérité de l’atteinte peut être mesurée par l’ICH score d’Hemphill et al. (101). Cette échelle regroupe les valeurs des principaux facteurs qui déterminent la survie à un mois et à une année après une hémorragie intracérébrale (score de Glasgow, âge, volume de l’hémorragie, présence ou non d’une inondation ventriculaire et si le point de départ de l’hématome est infratentoriel) (tableau III). Ce score a une bonne valeur prédictive de mortalité à un mois (102). Le risque de décès augmente aussi en présence d’une hémorragie sous-arachnoïdienne, d’une hyperthermie, ou d’une maladie coronarienne (103, 104). Bien qu’il existe plusieurs causes d’hématomes intracérébraux, leur physiopathologie de la phase aiguë est encore mal comprise, ce qui explique le Tableau III – Détermination de l’ICH score. Composants

Score

Score de Glasgow 3-4

2

5-12

1

13-15

0

≥ 30

1

< 30

0

Oui

1

Non

0

Oui

1

Non

0

≥ 80 ans

1

Volume de l’hématome (cm3)

Inondation intraventriculaire

Origine infratentorielle

Âge < 80 ans Score ICH total

0 0-6

Accidents vasculaires cérébraux ischémiques et hémorragiques 233

manque de directives et de consensus dans leur prise en charge. Les mécanismes qui aboutissent aux lésions cérébrales en cas d’hématome peuvent être directement liés à l’hémorragie (effet de masse, récidive hémorragique, hydrocéphalie) ou secondaires au saignement (développement d’un œdème et d’une ischémie périlésionnelle, toxicité cellulaire des produits de dégradation du sang) (105). L’hématome lui-même provoque une mort cellulaire par apoptose, réaction inflammatoire, œdème vasogénique. L’expansion de l’hématome en raison de la persistance du saignement ou d’un resaignement est aussi une cause d’aggravation. L’hypothèse d’une ischémie périlésionnelle n’a pas été réellement confirmée (106). Il s’agirait plutôt d’une zone d’hypoperfusion avec un métabolisme réduit. La présence de sang intracérébral provoquerait le développement d’un œdème local, déjà dans les heures qui suivent le saignement (107). Il résulte de l’effet toxique de certaines enzymes dérivées du sang, de l’effet osmotique de plusieurs protéines sanguines. La libération d’interleukines provoquerait l’activation de leucocytes, de prostaglandines et de leucotriènes, générant ainsi une cascade inflammatoire avec la libération de nombreuses substances cytotoxiques et le développement d’un œdème. L’hyperglycémie favoriserait aussi le développement de l’œdème par un effet osmotique extravasant l’eau vers le milieu extracellulaire (108). De plus le risque de resaignement n’est pas négligeable durant les 24 premières heures (14-40 %) (109-111). Il augmente en présence d’une coagulopathie ou d’une malformation vasculaire sous-jacente. Aucun facteur précipitant n’a clairement été établi mais la tension artérielle élevée est certainement un facteur non négligeable. On sait aussi que trop baisser la pression risque d’aggraver l’ischémie périlésionnelle. Mais la présence de cette dernière est controversée (106, 112, 113). Des directives ont été émises par l’American Heart Association en 1999, notamment en ce qui concerne le traitement de la tension artérielle (114). Il est recommandé de diminuer la pression artérielle pour obtenir une pression moyenne de 130 mmHg et de monitorer la pression intracrânienne pour tous les patients avec un score de Glasgow inférieur à 9. Il est évident que certaines situations médicales nécessitent une diminution de la tension artérielle même dans la phase aiguë d’un AVC ou d’une hémorragie intracérébrale (infarctus du myocarde, insuffisance rénale aiguë, décompensation cardiaque). En fait, dans la phase aiguë, la pression artérielle est généralement élevée (70-85 % des patients). Elle va diminuer spontanément sur une semaine à 10 jours et surtout durant les 24 premières heures. Son influence sur la mortalité demeure controversée. Certaines études ont montré que des valeurs tensionnelles élevées augmentent la mortalité, alors que d’autres études n’ont pas confirmé ce risque ou ont montré une courbe en U (115-120). Le risque de resaignement après un hématome hypertensif est élevé durant les six premières heures. Ce risque augmente lorsque la pression systolique est supérieure à 200 mmHg à l’admission ou en présence d’une hyperglycémie (110). Ainsi c’est durant cette période, et surtout aux urgences, que nous

234 La réanimation neurochirurgicale

devrions voir le bénéfice d’un traitement antihypertenseur. Pour l’instant, il n’existe pas d’études pour confirmer réellement cette fenêtre thérapeutique. Lorsqu’un traitement antihypertenseur est introduit, il est recommandé d’utiliser un bêtabloquant de courte durée d’action, tels que le labetolol (510 mg chaque 5 minutes) ou l’esmolol (tableau IV). L’Académie américaine de cardiologie recommande d’utiliser le nitroprussiate de sodium lorsque la pression systolique dépasse 230 mmHg et le labetolol ou l’esmolol pour des valeurs tensionnelles plus basses (114). La nicardipine peut aussi être utilisée en première intention car elle agit très rapidement et elle est facile à titrer. La prise en charge aux soins intensifs d’un patient victime d’une hémorragie cérébrale permet de contrôler les fonctions cardiorespiratoires afin d’assurer la meilleure oxygénation et perfusion cérébrales. Les patients comateux ou avec un risque d’inhalation bronchique sont intubés. Cela permet aussi d’induire une hyperventilation pour diminuer l’hypertension intracrânienne. Tous les paramètres hémodynamiques sont contrôlés en prêtant une attention particulière aussi bien aux valeurs tensionnelles élevées que basses. On veillera également à maintenir une normothermie dans la phase aiguë (114). L’efficacité des couvertures refroidissantes demeurent encore controversée (121). Un des éléments importants de la prise en charge dans la phase aiguë est le contrôle de l’œdème cérébral et de la pression intracrânienne. Une seule étude a démontré l’efficacité d’une solution saline à 23,4 % par rapport à un soluté salé à 10 % ou au mannitol dans le traitement de l’hypertension intracrânienne chez un modèle animal (122). L’utilisation du glycérol est inutile et aucune étude prospective randomisée n’a comparé le bénéfice de différentes solutions osmotiques ou des stéroïdes dans le traitement de l’hypertension intracrânienne à la suite d’un hématome (123). Devant le manque de médicaments réellement efficaces pour diminuer l’hypertension intracrânienne, beaucoup de neurochirurgiens proposent une craniotomie décompressive avec l’évacuation de l’hématome. En fait les différentes études qui ont évalué l’efficacité de l’évacuation de l’hématome par craniotomie n’ont pas démontré de réel bénéfice (124-128). Une méta-analyse a notamment souligné un risque plus élevé de mortalité avec la chirurgie (129). Tableau IV – Traitement de la tension artérielle dans la phase aiguë de l’AVC. [Adapté de (43).] Si systolique < 220 mmHg ou diastolique < 120 mmHg Si systolique > 220 mmHg ou diastolique 120-140 mmHg

Si diastolique > 140 mmHg

Ne pas traiter à moins d’une nécessité autre que neurologique Réduire de 10-15 % avec : • Labetolol 10-20 mg, à répéter chaque 10 min (dose max. 300 mg) • Nicardipine 5 mg/h IV à augmenter par palier de 2,5 mg/h, chaque 5 min jusqu’à 15 mg/h • Nitroprussiate 0,5 µg/kg/min IV en dose initiale avec un monitoring continu de la tension artérielle

Accidents vasculaires cérébraux ischémiques et hémorragiques 235

Cependant, les progrès des techniques chirurgicales permettent d’espérer une diminution du risque opératoire. Cela semble se confirmer dans une étude qui a comparé l’effet de l’aspiration de l’hématome par voie endoscopique à un traitement médical (130). Le taux de mortalité et de handicap était de 74 % dans le groupe opéré contre 90 % pour le groupe traité médicalement. L’effet bénéfique se voyait principalement chez les patients opérés d’un hématome lobaire. Trois études se sont intéressées au bénéfice d’une évacuation chirurgicale précoce entre 4 et 12 heures après l’hémorragie (128, 131, 132). À nouveau, aucune de ces études n’a pu confirmer l’avantage d’une intervention rapide après un hématome par rapport à un traitement médical. Chez les patients opérés à moins de quatre heures, un taux plus élevé de resaignement a été relevé (132). Les résultats de l’étude STICH, multicentrique, qui a randomisé plus de 1 000 patients dans les 72 heures qui ont suivi une hémorragie cérébrale ne révèlent pas de différence de mortalité entre les patients opérés ou non (133). Vingt-six pour cents des patients opérés avaient une évolution favorable par rapport au 24 % des patients traités médicalement (odds ratio 0,89, p = 0,414). Le bénéfice absolu de la chirurgie ne dépasse pas 2,3 % selon les données récentes de cette grande étude. Dans d’autres situations où l’hématome ne peut pas être évacué, une craniectomie décompressive est pratiquée. Elle peut aussi se faire après l’évacuation d’un hématome pour prévenir les effets délétères de l’œdème cérébral. Ce type d’intervention se fait généralement lorsque l’hématome est au niveau du cortex et semble avoir un effet bénéfique sur l’hypertension intracrânienne ou sur les paramètres hémodynamiques (134-136). En cas d’hématome cérébelleux, l’évacuation de l’hémorragie associée à une craniectomie décompressive de la fosse postérieure est généralement pratiquée, surtout si le patient présente des troubles de la vigilance, un gros hématome avec un effet de masse sur le tronc cérébral ou si une hydrocéphalie est déjà présente (137-140). Cependant, il n’y a pas d’études prospectives randomisées qui ont évalué le bénéfice à long terme de cette approche neurochirurgicale. Longtemps on a mis sur le compte de l’œdème l’aggravation neurologique qui survient souvent dans les heures qui suivent l’hématome. Actuellement, il est bien démontré que cette aggravation est due à l’expansion de l’hématome, même en l’absence de coagulopathie (141-143). Il augmente de volume généralement durant les six premières heures qui suivent l’hémorragie et cela est favorisé par l’hyperglycémie, l’alcoolisme, l’hypertension artérielle, ou l’insuffisance hépatique (144). Afin d’éviter la progression du saignement, plusieurs études ont évalué le bénéfice des agents hémostatiques ou antifibrinolytiques. Ces derniers, tels l’acide aminocaproïque ou l’acide tranexamique, semblent être inefficaces pour prévenir l’expansion de l’hématome car leur action se fait sur les thrombus. En revanche, le recours à des agents hémostatiques est plus encourageant (145). L’administration de facteur VII activé, synthétique (rFVIIa) (NovoSeven®), stimule la conversion du facteur X en Xa, qui, à son tour, transforme la prothrombine en thrombine (146-148).

236 La réanimation neurochirurgicale

Une étude multicentrique récente a randomisé 399 patients dans les trois heures qui ont suivi la survenue d’une hémorragie cérébrale (149). Le but de cette étude était d’évaluer les modifications de volume de l’hématome et le devenir à 90 jours des patients ayant reçu soit un placebo, soit 40 µg, 80 µg, ou 160 µg par kg de rFVIIa dans l’heure qui a suivi le scanner cérébral. Quelle ait été la dose injectée, l’augmentation de volume de l’hématome était diminuée de moitié par rapport au placebo. La mortalité à 90 jours était de 29 % dans le groupe placebo comparée à 18 % dans le groupe traité (p = 0,02) avec une augmentation du nombre de patients ayant une récupération sans séquelle ou avec des séquelles mineures. Il semble donc que ce type de traitement permette de limiter l’expansion de l’hématome, de diminuer la mortalité et d’améliorer le pronostic, ce qui est en cours de confirmation dans une étude sur de plus grands effectifs. Le principal effet secondaire rapporté est une augmentation du risque thrombo-embolique (infarctus du myocarde ou cérébral).

Neuroprotection Environ une cinquantaine de substances neuroprotectrices ont été évaluées dans plus de 115 études mais aucune ne s’est montrée efficace cliniquement, alors que les résultats des études animales étaient très encourageants (150). Le principe de la neuroprotection est de bloquer le plus rapidement et le plus efficacement possible la cascade ischémique, qui conduit à la mort neuronale (151-153). La cible principale de la neuroprotection est la zone de pénombre. Sans traitement efficace, cette région tissulaire hypoperfusée est à risque de devenir aussi infarcie en quelques heures. Différents agents neuroprotecteurs ont été testés tant chez l’animal que chez l’Homme pour tous les stades de la cascade ischémique. Les antagonistes des canaux calciques ont été les premiers à être étudiés, tout particulièrement la nimodipine. Cette substance a fait l’objet d’une dizaine d’études randomisées avec des résultats négatifs. Le principal effet secondaire était une hypotension corrélée avec une augmentation de la mortalité. Une méta-analyse de neuf études démontrait un effet bénéfique chez les patients traités dans les 12 heures post-AVC mais ces résultats encourageants n’ont pas été confirmés par une autre étude où la nimodipine était donnée à moins de six heures post-AVC (154). Les antagonistes compétitifs (selfotel) ou non compétitifs (aptiganel) des récepteurs NMDA ont aussi fait l’objet de nombreuses études, de même que les antagonistes du site de la glycine (GV150526 ou ACEA1021). À nouveau les résultats ont été décevants et souvent obtenus au prix d’importants effets secondaires. L’utilisation du magnésium, qui agit sur les récepteurs NMDA, s’est révélée bénéfique en diminuant la mortalité dans la phase aiguë d’un AVC

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dans une étude pilote. Il pourrait même être injecté au cours du transport à l’hôpital par les ambulanciers en toute sécurité (155). Le lubeluzole, substance agissant au niveau des canaux sodiques s’est révélé finalement inefficace, même s’il était bien toléré par les patients. Ainsi, à ce jour, il n’y a pas de preuve que les substances qui modulent l’activité des acides aminés excitateurs soient bénéfiques et utiles dans le traitement de la phase aiguë des AVC (156). Les antiradicaux libres, aux effets antioxydants, ont également un rôle important dans la neuroprotection. Mais à nouveau les résultas de plusieurs études avec le tirilazade ont été non concluants. Une nouvelle substance, le Cerovive (NXY-059) semble révéler une efficacité prometteuse selon les premiers résultats de l’étude SAINT I. Plus de 1 700 patients traités ont révélé une réduction significative de leurs déficiences par rapport au groupe placebo (p = 0,038). Il est possible que cette substance modifie la prise en charge des patients dans la phase aiguë d’un AVC ischémique ou hémorragique. Des anticorps antirécepteurs ICAM-1 (enlimomab), des substances inhibitrices des cytokines, les statines sont aussi à l’étude mais avec des résultats encore décevants pour l’instant. La neuroprotection demeure donc toujours un vaste champ de recherche et d’études. Il n’est pas exclu dans les années à venir que de nouvelles substances se profilent dans l’arsenal thérapeutique du neurologue. Cependant, au vue de la complexité de la cascade ischémique, du court laps de temps pour préserver la pénombre ischémique, il sera probablement nécessaire de combiner différents traitements, notamment thrombolyse et neuroprotection, comme cela a déjà été tenté sans grand succès avec différentes substances (lubeluzole, citicoline, tirilazade…).

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Prise en charge des accidents hémorragiques cérébraux sous anticoagulants P. Grillo, B. Vigué et N. Bruder

L’accident vasculaire cérébral (AVC) hémorragique est une pathologie grave avec une mortalité à trente jours comprise entre 35 % et 52 % (1). La moitié des décès surviennent dans les 48 premières heures suivant l’AVC. La survie à un an et à cinq ans est respectivement d’environ 42 % et 27 % (2). Seize ans après l’accident initial, seulement 19,3 % des patients de moins de 65 ans sont toujours en vie. L’admission dans des centres ayant l’habitude de prendre en charge ces patients améliore le pronostic. La prise en charge des AVC hémorragiques dans une unité neurovasculaire diminue la mortalité qui passe 69 % à 52 % à un an. La presque totalité du bénéfice est obtenue au cours des trente premiers jours (1). Pour les patients les plus graves justifiant la réanimation, l’admission dans une unité spécialisée (neuroréanimation) était associée à une diminution de la mortalité par un facteur 3,4 (3). Cependant, les patients sont toujours pris en charge à la phase initiale par les services d’urgence. C’est à cette période précoce que se joue une grande partie du pronostic des patients dans le coma, en particulier chez les patients sous anticoagulant. En neuroréanimation, l’hémorragie cérébrale (HC) est un motif fréquent d’admission et la réflexion sur l’opportunité d’un traitement anticoagulant est un problème presque quotidien. En outre, ce risque aura probablement tendance à augmenter du fait du vieillissement de la population et donc de l’incidence de la fibrillation auriculaire. Ce chapitre a donc pour objectif de définir le bénéfice et les risques d’un traitement anticoagulant ou antiagrégant dans le contexte particulier de l’hémorragie cérébrale.

Épidémiologie et facteurs pronostiques des accidents cérébraux sous anticoagulants Les traitements anticoagulants augmentent le risque d’hémorragie cérébrale (HC) de sept à dix fois (4, 5). Le traitement par aspirine augmente le risque d’HC d’environ 40 % avec des écarts types variant de 24 % à 84 % (6, 7).

246 La réanimation neurochirurgicale

L’association d’aspirine à un traitement par antivitamine K double le risque d’HC (8). Le risque absolu de saignement intracrânien lors de la prise d’anticoagulants au long cours est classiquement de 0,5 % à 2 % par an (tableau I). Comparativement aux HC spontanées, celles liées à la prise d’anticoagulants sont plus importantes et ont une mortalité supérieure (5, 9, 10). La prise d’un traitement antiagrégant plaquettaire et l’hyperglycémie à l’admission sont des facteurs de risques indépendants prédictifs de mortalité à 30 jours chez les patients admis pour HC (11). Ces deux facteurs s’associent aux facteurs pronostiques classiques que sont l’âge, le score de Glasgow à l’admission, la taille de l’hématome, et la présence d’une hémorragie intraventriculaire (12). À cette surmortalité s’ajoute à une évolution fréquente vers des séquelles lourdes et une perte d’autonomie des patients (13). Thrift et al. ont cependant montré dans une étude cas-témoin que ni la prise ponctuelle de doses faibles ou modérées d’aspirine, ni la prise ponctuelle d’anti-inflammatoires non stéroïdiens augmentaient le risque d’HC. En revanche, les fortes doses d’aspirine semblent majorer ce risque (7). L’association d’antiagrégants plaquettaires augmente de 60 % le risque de saignement intracérébral comparativement à la prise isolée de clopidogrel chez les patients ayant souffert d’un AVC ischémique récent (14). De même, l’association aspirine et AVK (20 % des patients en fibrillation auriculaire) augmente le risque d’HC. Une méta-analyse de cinq essais randomisés montre une augmentation du risque relatif de 2,6 avec des niveaux d’anticoagulation identiques (OR : 2,6 ; IC 95 % : 1,3 à 5,4). La fréquence des HC est plus importante lorsque l’indication du traitement antiagrégant est l’AVC ischémique que lorsqu’il s’agit d’un syndrome coronarien aigu (14). Les facteurs de risque d’HC après une prise prolongée d’AVK sont donc l’âge, un traitement d’initiation récente, un INR fluctuant et élevé, et une pathologie cérébrovasculaire associée (15, 16) (tableau II). L’angiopathie amyloïde cérébrale est également à la fois un risque d’HC cérébrale spontanée et un risque d’HC sous anticoagulants. Le partage d’un grand nombre de facteurs de risque entre HC spontanée et HC sous anticoagulants suggère que ceux-ci pourraient révéler une HC qui serait autrement restée asymptomatique. La fréquence élevée des microsaignements retrouvés sur l’IRM des patients âgés et hypertendus renforce cette hypothèse (17). Néanmoins, certaines HC sont Tableau I – Pourcentage absolu estimé d’hémorragies cérébrales spontanées/an. [D’après (8, 20)] Population générale, âge environ de 70 % Aspirine (quelle que soit le dosage) Fibrillation auriculaire Maladie cérébrovasculaire Aspirine et Clopidogrel Fibrillation auriculaire Maladie cérébrovasculaire AVK (warfarine INR 2,5) Fibrillation auriculaire Maladie cérébrovasculaire AVK (warfarine INR 2,5) plus aspirine

0,15 %/an 0,2 %/an 0,3 %/an 0,3 %/an 0,4 %/an 0,3-0,6 %/an 0,4-1 %/an 0,5-1 %/an

Prise en charge des accidents hémorragiques cérébraux sous anticoagulants 247

Tableau II – Facteurs de risque d’hémorragie cérébrale durant la prise d’antivitamines K. Facteurs de risque démontrés Âge avancé (supérieur à 75 ans) Hypertension artérielle (pression artérielle systolique supérieure à 160 mmHg) Antécédents de maladie cérébrovasculaire Surdosage en anticoagulant Facteurs possibles Association à un traitement par aspirine Angiopathie cérébrale amyloïde Tabagisme Alcoolisme sévère Ethnique (Asie ou Amérique Latine) Paramètres radiologiques et marqueurs génétiques Leucoaraïose détectée par IRM ou scanner Micro-saignements détectés par IRM pondérée en T2 Génotype APOE type II ou IV

probablement liées au traitement lui-même. Le surdosage en AVK reste un facteur de risque puissant de survenue d’HC, qu’elle qu’en soit la cause (18). Ce lien est largement vérifié dans les séries prospectives d’accidents hémorragiques sous AVK où il est rapporté une proportion importante de surdosages. Rosand et al. ont montré que la surmortalité des HC secondaires à la prise d’AVK était dose-dépendante (19). La prise d’AVK peut également potentialiser la survenue d’un saignement lors d’une agression initialement non hémorragique, telle un AVC ischémique ou un traumatisme crânien minime. Malgré ces risques, l’anticoagulation par la prise d’AVK est plus sûre que par le passé. En effet, dans les études randomisées réalisées il y a dix ans, la prise d’AVK était associée à une augmentation par 5 ou 10 du nombre d’HC avec un risque absolu rapporté de 1 % par an (20). Dans des études plus récentes, ces risques ont diminué de façon notable probablement du fait d’un meilleur contrôle de l’anticoagulation par l’INR et le contrôle plus rigoureux de l’hypertension artérielle (tableau III). Malgré une anticoagulation plus fréquente des personnes âgées, le taux d’HC varie actuellement de 0,3 à 0,6 % par an (voir tableau I) (21, 22). Ceci est probablement lié au développement de véritables « cliniques d’anticoagulation » dans de nombreux pays et notamment en Amérique du Nord. En France, où ces structures n’existent pas, il est probable que le risque reste élevé. Tableau III – Mesures permettant de limiter les hémorragies cérébrales (HC) liées à l’anticoagulation. Limiter l’anticoagulation chez les patients à risque élevé (patients âgés et ceux porteurs de maladies cérébrovasculaires) L’INR doit rester ≤ 3 L’association aspirine et AVK doit être prudente chez les patients à haut risque L’association aspirine et clopidogrel dans les suites d’un AVC ischémique majore le risque d’HC et doit être discutée. Le contrôle rigoureux de la tension artérielle diminue de façon importante le risque d’HC

248 La réanimation neurochirurgicale

Les HC sont des complications graves mais peu fréquentes de la thrombolyse associée à l’héparinothérapie après infarctus du myocarde. L’étude TIMI II rapporte une fréquence de 0,4 % à 1,3 % d’HC après respectivement 100 ou 150 mg de rt-PA (23). Ces HC sont difficiles à prédire mais suspectées sur une altération de la conscience ou l’apparition d’un déficit neurologique dans les 24 premières heures suivant une thrombolyse. La plupart des HC (83 %) surviennent dans les 24 premières heures dont 61 % des cas dans les 6 premières heures (24, 25). Leur localisation est essentiellement lobaire (70 %), thalamique (17 %) et cérébelleuse (13 %) voire dans 26 % des cas de localisation multiple. Elles sont souvent associées à une angiopathie cérébrale amyloïde ou à d’autres lésions vasculaires. Une hypertension artérielle aiguë non contrôlée avant la perfusion de rt-PA, la survenue d’arythmies ventriculaires et l’hypofibrinogénémie sont autant de facteurs impliqués dans le développement de ces HC. Dans l’étude TIMI II, la mortalité était élevée de l’ordre de 36 % à 58 % (23). La thrombolyse après AVC ischémique, qu’elle soit intra-artérielle ou intraveineuse, a révolutionnée la prise en charge en réduisant le risque d’invalidité. La complication la plus redoutée est la survenue d’une HC symptomatique. Son incidence varie de 6 à 11 % en fonction des protocoles employés pour la thrombolyse intraveineuse, c’est-à-dire environ 10 fois la fréquence des hémorragies spontanées (26-28). La méta-analyse de l’ensemble des 17 essais montre une surmortalité chez les malades traités (OR : 1,31 ; IC : 95 % : 1,13 à 1,52) en raison d’une forte augmentation du risque d’HC (OR : 3,53 ; IC 95 % : 2,79 à 4,45) (29, 30). Cette surmortalité est compensée par la réduction de mortalité liée à l’ischémie. Les analyses secondaires des essais du rt-PA ont permis d’identifier les facteurs de risque de transformation hémorragique grave. Ces facteurs sont l’âge, un traitement par aspirine, une hypodensité étendue sur le scanner initial, un traitement tardif (31). Rinkel et al. ont étudié la survenue et le pronostic des hémorragies méningées par rupture d’anévrisme chez 15 patients sous traitement anticoagulant (32). Le pronostic était effroyable : 14 des 15 patients sont décédés ou dépendants. L’explication était probablement liée à la gravité initiale des patients. En effet les patients étaient plus souvent dans le coma à l’admission. La fréquence des resaignements, des ischémies secondaires, ou de l’hydrocéphalie n’était pas plus élevée chez les patients anticoagulés.

Physiopathologie et enjeux pour la prise en charge des HC liés aux AC La rapidité de la prise en charge des HC, quel que soit le statut de l’hémostase, est l’un des éléments pronostiques majeurs qui pourrait, par une prise en charge bien codifiée, être facilement améliorés. Il existe de nombreux argu-

Prise en charge des accidents hémorragiques cérébraux sous anticoagulants 249

ments épidémiologiques, cliniques et radiologiques rendant compte de l’importance du délai de traitement dans le devenir des HC.

Volume de l’HC et pronostic Associé au score de Glasgow, le volume de l’HC est le facteur pronostique le plus important (69). La valeur pronostique inconstante du volume de l’hémorragie pris isolément n’est pas surprenante et découle de la relation pression-volume à l’intérieur de la boîte crânienne. Chez les sujets âgés ou alcooliques, l’atrophie corticale permet de tolérer des hémorragies relativement importantes (tableau IV). En revanche, un sujet jeune peut ne pas tolérer une hémorragie de volume beaucoup plus faible. Le volume d’un hématome peut être calculé de deux manières. La première est la mesure vraie sur le scanner cérébral sur une reconstruction en trois dimensions obtenue grâce à un scanner spiralé (fig. 1). La deuxième méthode est le calcul par la formule AxBxC/2, où A, B et C sont les diamètres de l’hématome dans les trois directions de l’espace. Il existe une très bonne corrélation entre les deux techniques (r = 0,929) Tableau IV – Facteurs prédictifs de mortalité en fonction de la taille de l’hémorragie cérébrale (HC) et du score de Glasgow. [d’après (69).] Score de Glasgow

Volume de l’HC en cm3

Probabilité de décès à 30 jours en %

≥9 ≥9 ≥9 ≤8 ≤8 ≤8

< 30 30-60 > 60 < 30 30-60 > 60

19 % 46 % 75 % 44 % 74 % 91 %

Fig. 1 – La mesure du volume de l’hématome intracrânien peut s’effectuer facilement en multipliant les 3 plus grands diamètres dans les 3 dimensions de l’espace et en divisant le résultat par 2 (AxBxC/2).

250 La réanimation neurochirurgicale

permettant un calcul rapide au lit du patient (33). Les hématomes survenant sous anticoagulants étant souvent de forme plus irrégulière, la formule AxBxC/3 donnerait un résultat moins précis (34). Un score de gravité prenant en compte à la fois le volume et la localisation de l’hémorragie, le score de Glasgow et l’âge des patients a été publié (tableau V).

Augmentation de la taille de l’hématome Contrairement à ce qui était admis il y a une dizaine d’années, le volume de l’hématome continue à augmenter dans les heures qui suivent l’hémorragie initiale. Dans les trois heures qui suivent le début des symptômes, environ 38 % des patients ont une augmentation de volume de plus de 33 % (35). Dans une étude rétrospective, une augmentation de volume de 12,5 cm3 était retrouvée chez 20 % des patients (36). Le resaignement est rare après la vingtquatrième heure en l’absence d’anticoagulant. Sous anticoagulant, une étude trouve une augmentation de volume de l’hématome jusqu’au septième jour chez 16 % des patients sans anticoagulants et chez 54 % des patients anticoagulés. Ces données montrent qu’il existe une fenêtre thérapeutique pour prévenir le resaignement après une l’HC. De façon concomitante à la phase aiguë, l’œdème périlésionnel se constitue dès les 24 premières heures (37). La progression de l’œdème peut expliquer une Tableau V – Score ICH de gravité des hémorragies intracérébrales et mortalité prédite associée. [D’après (12).] Composante Score de Glasgow 3–4 5 – 12 13 – 15 Volume de l’hématome ≥ 30 mL < 30 mL Hémorragie ventriculaire Oui Non Âge (années) ≥ 80 ans < 80 ans Origine infratentorielle Oui Non Mortalité à 30 jours ≥5 4 3 2 1 0

Points 2 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 100 % 97 % 72 % 26 % 13 % 0%

Prise en charge des accidents hémorragiques cérébraux sous anticoagulants 251

aggravation secondaire souvent entre le troisième et le dixième jour après la survenue de l’hémorragie (38). On pensait il y a quelques années que cet œdème était lié à la constitution d’une zone de pénombre ischémique provoquée par la compression cérébrale autour de l’hémorragie. En réalité, les études réalisées chez l’Homme utilisant la mesure du débit sanguin cérébral, l’imagerie métabolique (tomographie à émission de positons) ou l’IRM n’ont pas montré d’hypodébit cérébral autour de l’hématome (39, 40). L’œdème n’est donc pas ischémique mais plutôt inflammatoire. Cette réaction inflammatoire est liée en grande partie à l’activation des mécanismes hémostatiques localement. Dans des modèles animaux dans lesquels l’hémorragie cérébrale est dépourvue de son pouvoir coagulant, il apparaît peu d’œdème périlésionnel (41). Chez l’Homme, les HC apparaissant au décours de la thrombolyse s’accompagne de peu d’œdème également (42). La thrombine produite durant la formation du caillot (43), l’action de l’hème oxygénase par relargage de fer initialement couplé à l’hémoglobine, l’activation de la microglie et du complément conduisent à l’afflux de polynucléaires neutrophiles et à l’apparition d’un œdème. De nombreuses données suggèrent que l’HC active ces voies via une hyperexpression de gènes et de protéines. L’activation de ces voies dans les HC importantes est délétère. Ceci laisse espérer le développement de traitements visant à limiter la réaction inflammatoire après HC. Mais dans certaines circonstances et notamment lorsque la taille de l'hématome est faible, ces mêmes voies peuvent avoir un effet protecteur. La surexpression de ces facteurs pourrait être une adaptation lors de la survenue d’hématomes de petite taille afin de limiter l’étendue des lésions cérébrales.

Prise en charge médicale urgente Comme nous l’avons dit précédemment, la rapidité de la prise en charge des HC, quel que soit le statut de l’hémostase, est l’un des éléments pronostiques majeurs qui pourrait par une prise en charge bien codifié être largement amélioré. Le traitement spécifique de l’HC sous AVK est l’antagonisation complète de l’anticoagulation, et ce, le plus rapidement possible.

Mode d’antagonisation Parmi les différentes possibilités [plasma frais congelé, vitamine K, facteurs vitamine-K dépendant (PPSB en France)], l’association vitamine K + PPSB est la plus performante dans une telle situation. Cette association est le traitement de référence des hémorragies sévères menaçant le pronostic vital, en premier lieu les HC (44). De nombreux travaux ont mis en évidence la supériorité du PPSB sur les plasmas frais dans ces situations (45-47). Les avantages principaux

252 La réanimation neurochirurgicale

du PPSB par rapport au plasma sont la rapidité d’efficacité, pratiquement immédiate, et l’absence de surcharge volémique chez des patients parfois insuffisants cardiaques.

Complexe prothrombique humain (PPSB) En France, l’une des préparations physiologiques disponible sur le marché est le Kaskadil® (Laboratoire français du fractionnement et des biotechnologies, Courtabœuf, France). Il s’agit d’un médicament dérivé du plasma, communément appelé PPSB (pour Prothrombine, Proconvertine, facteur Stuart, facteur anti-hémophilique B). Néanmoins, il nous semble que cette appellation ne devrait plus être utilisée, car elle fait référence à des procédés de fabrication qui laissaient persister en grande quantité des facteurs activés responsables de phénomène d’activation de coagulation parfois dramatique (48). Les différentes procédures de purification ont participé à la disparition de ce type de complication et ont éliminé les risques de transmission virale. Il paraît plus approprié de parler d’association de facteurs. Il est habituel, pour des raisons historiques, de décrire les posologies en « équivalent facteur IX ». La posologie recommandée dans l’AMM en cas d’accident hémorragique lors d’un traitement anticoagulant oral bien conduit (TP < 40 % ou INR entre 3 et 4) est de 10 à 20 UI/kg d’équivalent facteur IX. Comme 1 mL de solution équivaut à 25 UI de facteur IX, la seule posologie à retenir est de 25 UI/kg soit 1 mL/kg. En pratique, la solution finale reconstituée ne dépasse donc que rarement les 100 mL. L’administration des facteurs est intraveineuse. Une injection lente est traditionnellement recommandée (4 mL/min, soit 15 à 20 minutes), le pic d’activité se situant 10 minutes après la fin de l’injection. Cette recommandation est ancienne, elle découle de la crainte d’une activation non contrôlable de la coagulation, secondaire à la présence de facteurs activés dans les préparations. Comme nous l’avons rappelé plus haut, les nouvelles modalités de fabrication permettent d’éliminer totalement ces molécules activées. En pratique, une administration rapide, intraveineuse directe, permet une correction immédiate de l’hémostase, sans effet secondaire notable. Devant les urgences hémorragiques extrêmes, ceci permet non seulement la restauration immédiate des troubles liés au traitement AVK mais aussi l’organisation, sans tarder, de la chirurgie s’il y a lieu. Les patients sous AVK, qui ne disposent pas comme les hémophiles des facteurs manquant à domicile, peuvent espérer une fois arrivés à l’hôpital avoir la même qualité et rapidité de prise en charge que les patients hémorragiques sans trouble chronique de l’hémostase.

Vitamine K L’administration de vitamine K est essentielle et s’explique par les propriétés pharmacologiques des facteurs de coagulation. Avec une demi-vie de cinq

Prise en charge des accidents hémorragiques cérébraux sous anticoagulants 253

heures, le facteur VII est le facteur limitant la durée d’action de l’association de facteurs exogènes (15). La vitamine K prend le relais des facteurs exogènes pour permettre le maintien d’une hémostase correcte à partir de la 5-6e heure (49). La dose de vitamine nécessaire ne fait pas l’objet d’un consensus clairement défini. La quantité et la voie d’administration de la vitamine K doivent répondre à trois exigences particulières : efficacité à 6 heures, limitation du risque toxique local et anaphylactique, absence d’une résistance secondaire aux AVK. La dose de vitamine K permettant l’obtention durable d’une hémostase normale à partir de la 5e heure après administration varie suivant les auteurs, allant de 2,5 mg (49) à 10 mg pour les dernières recommandations anglosaxonnes (44). L’avantage de l’utilisation de faibles doses (< 5 mg) réside dans une réduction du risque de résistance secondaire aux AVK (50) dans l’hypothèse d’une réintroduction dans les dix jours suivant l’accident. L’utilisation de la voie entérale permet, lorsqu’elle est disponible, de s’affranchir de la toxicité veineuse importante et diminue le risque anaphylactique pour une même efficacité (51).

Pourquoi un traitement rapide Il existe de nombreux arguments épidémiologique, clinique et radiologique qui montrent l’importance du délai de traitement dans le devenir des HC. Il y a déjà vingt-cinq ans, l’étude de Seelig et al. (52) démontrait qu’après quatre heures la mortalité des HC passait de 30 à 90 %. Comme il a été vu plus haut, l’hématome continue à augmenter de volume dans les premières heures suivant le saignement initial. Il est logique de penser que cette hémorragie secondaire est d’autant plus importante qu’il existe des troubles de la coagulation, ce qui permettrait d’expliquer l’augmentation de la mortalité des HC survenant sous anticoagulants. L’administration en extrême urgence des facteurs vitamine K dépendants pourrait donc être la clef d’une amélioration du pronostic de certains patients sous AVK.

Attitude actuelle : un traitement sous-utilisé Malgré les preuves de l’efficacité et de la nécessité de l’utilisation rapide de l’association des facteurs de la coagulation et de la vitamine K, il semble que dans de nombreuses situations les recommandations internationales ne soient pas respectées. Les résultats d’une enquête française réalisée en 2001 (53) sont éloquents. Cette étude a été réalisée sur 70 hôpitaux publics (CHU et CHG) et privés pendant six mois, et rapporte les modalités de prise en charge des surdosages en AVK. Les résultats sont surprenants : 44 % des hémorragies graves (un tiers d’HC) ne sont traités que par l’apport de vitamine K et seule-

254 La réanimation neurochirurgicale

ment 29 % des patients reçoivent le traitement associant les facteurs et la vitamine K ; seulement 50 % des patients admis pour une HC sont traités par concentré de facteurs. De plus, on constate que les doses moyennes utilisées (15 UI/kg) sont inférieures aux recommandations actuelles. En revanche, cette enquête souligne les doses majeures de vitamine K (20 à 40 mg), en contradiction avec les doses préconisées par la majorité des auteurs. Enfin, on remarque la large prescription de plasma même en l’absence de choc hémorragique. Le second travail rapporte de manière rétrospective la prise en charge des HC sous AVK en Suède de 1993 à 1996 (54). Les résultats sont également étonnants. Le choix du traitement diffère de façon significative d’un établissement hospitalier à l’autre, et semble totalement subjectif. Ces aléas de choix thérapeutiques sont surprenants au vu des données de la littérature. Plusieurs facteurs peuvent expliquer cet écart entre recommandations de la littérature et pratique clinique. L’absence de formation spécifique des praticiens se trouvant en première ligne dans la prise en charge de ces événements en est l’une des principales raisons. Il faut également souligner qu’il existe depuis toujours une appréhension à l’utilisation des concentrés de facteurs quant à leurs effets secondaires. Ces deux éléments ne devraient plus aujourd’hui limiter l’utilisation d’association de facteurs. Un effort sur la sensibilisation des praticiens aux données récentes de la littérature sur l’innocuité et l’extrême efficacité des concentrés de facteurs devrait limiter les écarts aux recommandations actuelles et pourrait participer à une amélioration de la morbidité et de la mortalité des HC sous AVK.

Nécessité de reprise d’une anticoagulation dans les suites d’une HC, risque de resaignement versus risque thromboembolique L’anticoagulation après remplacement valvulaire cardiaque permet de diminuer de façon majeure le risque d’embolies de 75 %, à approximativement 1 % par patient/an (55, 56). Chez les patients porteurs d’une valve cardiaque mécanique, l’arrêt de l’anticoagulation expose au risque de thrombose de valve évalué à 1,8 % par patient/an et d’emboles systémiques à savoir ischémie périphérique nécessitant un geste chirurgical, ischémie cérébrale, ou décès du patient évalués à 4 % par patient/an. Ceci veut dire que le risque journalier d’accident lié à l’arrêt des anticoagulants peut être estimé à 0,016 %. C’est la raison pour laquelle certains auteurs préconisent un arrêt de quatre à six semaines d’une anticoagulation à dose efficace lorsque le risque de resaignement est élevé (57). De plus, la reprise du traitement anticoagulant peut être responsable d’une majoration de la taille de l’HIC et de resaignement mettant en jeu le pronostic vital. Les accidents hémorragiques liés aux AC ont souvent

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un pronostic sombre, avec une mortalité de 60 % sans compter les conséquences d’un resaignement. Cette attitude a été validée de manière rétrospective sur de faibles séries de patient. L’étude la plus importante regroupe 141 patients pour lesquels l’indication d’anticoagulation était soit une valve cardiaque, soit une fibrillation auriculaire compliquée d’un AVC ischémique, soit un AVC ischémique (58). La médiane d’arrêt des anticoagulants était de 10 jours. Il y avait 3 AVC ischémiques chez ces patients et la probabilité d’avoir cette complication à 30 jours après l’arrêt des anticoagulants était de l’ordre de 3 %. La mortalité était de 43 %, principalement liée aux conséquences de l’hémorragie cérébrale. L’arrêt des anticoagulants était donc considéré comme relativement sûr compte tenu du risque hémorragique cérébral. Le rapport bénéfice/risque de la reprise des anticoagulants est donc à évaluer. Plusieurs éléments doivent être pris en compte pour la gestion de ces malades (tableau VI)

Contrôle tensionnel De nombreuses études ont montré une relation entre la sévérité de l’hypertension artérielle et un mauvais pronostic neurologique (59, 60). Il est logique de penser qu’une hypertension artérielle sévère favorise la poursuite du processus hémorragique et qu’il faudrait donc la traiter. Cependant, le risque serait de diminuer la perfusion dans l’éventuelle zone de pénombre ischémique entourant l’hématome et de créer ainsi une aggravation des lésions. Nous avons vu que, pour des hématomes de volume moyen (< 30 mL), l’imagerie ne montre pas de zone de pénombre à la périphérie de l’hématome (39, 40). Ceci rejoint les données expérimentales dans des modèles d’hémorragie cérébrale (61). Une étude non comparative sur un faible effectif de patients montrait l’absence d’aggravation associée à un contrôle agressif de l’hypertension artérielle (62). C’est la raison pour laquelle les recommandations actuelles sont de traiter de Tableau VI – Éléments à discuter chez le patient porteur d’une prothèse valvulaire mécanique en vue d’une reprise de l’anticoagulation après hémorragie cérébrale. • Présence de situations à haut risque emboligène : prothèse valvulaire mécanique à bille type valve de Starr, une fibrillation auriculaire, une valve en position mitrale, et une réduction de la fonction ventriculaire. • Un antécédent d’embolie durant un sous-dosage en AVK (INR infrathérapeutique ) est un facteur d’augmentation du risque emboligène à l’arrêt de l’AC. • Rechercher la présence d’un thrombus intracardiaque ou d’une dilatation auriculaire à l’échocardiographie. • Rechercher un antécédent d’accident ischémique transitoire ou d’AVC. • Le type d’hémorragie intracérébrale : hématome intraparenchymateux, hémorragie méningée, hématome sous dural. • Les raisons de la survenue de cette HIC : poussée hypertensive, rupture d’une malformation vasculaire ou d’un anévrisme, ramollissement hémorragique d’un AVC.

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manière agressive une hypertension artérielle sévère. L’objectif est de diminuer la pression artérielle moyenne (PAM) en dessous de 130 mmHg et de la maintenir entre 100 et 120 mmHg (63). Dans tous les cas, il ne faut pas réduire de plus de 15-20 % la PAM. Cette attitude ne repose que sur de petites séries cliniques, non contrôlées (62). Elle ne s’applique probablement pas aux patients les plus graves ayant des signes d’engagement cérébral. Chez ces patients, l’objectif est d’abord de diminuer la pression intracrânienne (PIC) car la perfusion cérébrale est sévèrement compromise. Pour ces patients, le niveau optimal de la PAM à la phase initiale pourrait s’aider du Doppler transcrânien. Il a été montré qu’un indice de pulsatilité controlatéral à l’hémorragie supérieur à 1,75 avait une valeur pronostique élevée (64). Puisqu’il existe une relation assez étroite entre l’indice de pulsatilité et la pression de perfusion cérébrale, la PAM pourrait être diminuée tant que cet indice n’atteint pas ce seuil de 1,75.

Prise en charge de l’hypertension intracrânienne et traitement chirurgical Chez les patients dans le coma, ou a fortiori ayant des signes d’engagement, la priorité est le contrôle de la PIC. Cruz et al. ont montré que de fortes doses de mannitol lors de la prise en charge (1,4 g/kg) étaient préférables à des doses conventionnelles (0,7 g/kg) (65). L’idée de ce protocole est de gagner du temps pendant la phase initiale du bilan avant de conduire le patient au bloc opératoire, en améliorant la perfusion cérébrale. Ces auteurs ont montré que cette attitude permettait d’obtenir plus fréquemment la régression d’une mydriase et améliorait le pronostic neurologique à six mois. Ce gain de temps n’est réellement pertinent que lorsqu’un geste chirurgical de décompression est envisageable. Ceci pose le problème des indications chirurgicales qui sont toujours l’objet de vives controverses. L’étude STICH est la seule étude prospective randomisée de grande échelle ayant tenté d’évaluer l’intérêt de la chirurgie. Cette étude a randomisé 1 033 patients souffrant d’un AVC hémorragique vus dans les 72 premières heures entre chirurgie précoce et traitement médical. Cette étude ne montrait aucun bénéfice de la chirurgie. L’analyse des sous-groupes montrait une tendance presque significative à un bénéfice de la chirurgie lorsque l’hématome était superficiel (≤ 1 cm de la surface corticale) ou lobaire (par rapport à un hématome des noyaux gris centraux) (66). Cette étude ne doit pas être interprétée comme l’absence de toute indication chirurgicale dans les hémorragies cérébrales. Les patients justifiant d’une chirurgie en urgence étaient de principe exclus de l’étude, ainsi que ceux souffrant d’une rupture de malformation vasculaire cérébrale. Parmi les indications consensuelles d’intervention chirurgicale figurent le drainage ventriculaire d’une hydrocéphalie aiguë, les hématomes lobaires liés à une rupture d’anévrisme, les patients jeunes ayant une hémorragie superficielle et des signes d’engagement

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et les hémorragies cérébelleuses avec signes de compression du tronc cérébral (fig. 2). Dans cette dernière indication, il est montré qu’une localisation vermienne ou une hydrocéphalie aiguë à l’admission sont des facteurs indépendants d’aggravation neurologique (67). Ces patients doivent être surveillés de manière très étroite car l’aggravation est souvent très rapide et peut nécessiter une intervention neurochirurgicale en urgence, a fortiori lorsqu’il existe des troubles de la conscience ou une hypertension artérielle sévère. La chirurgie améliore souvent de manière spectaculaire l’état neurologique des patients et s’accompagne de séquelles neurologiques parfois mineures. La technique chirurgicale joue certainement un rôle. Une chirurgie moins invasive qu’une craniotomie « classique » pourrait améliorer les résultats mais ceci reste à démontrer sur de grandes séries cliniques (68). Une limite supplémentaire de l’étude STICH est le délai moyen de 24 heures entre le début des signes et l’intervention, ce qui ne permet pas d’exclure un bénéfice potentiel d’une chirurgie plus précoce. Actuellement, la décision opératoire résulte donc toujours d’une discussion médico-chirurgicale sur les risques et les bénéfices attendus. La neurochirurgie nécessite une coagulation normale pour obtenir un bon résultat postopératoire. Chez les patients sous antivitamines K, l’antagonisation par le PPSB permet de rétablir rapidement cette condition. Chez les patients sous antiagrégants plaquettaires, et notamment sous clopidogrel, l’attitude est moins consensuelle. Des transfusions plaquettaires sont très probablement indiquées immédiatement avant l’intervention. Leur nombre, leur durée, l’évaluation de leur efficacité ne sont pas connus. En outre la durée de l’arrêt des antiagrégants, face à un risque thrombogène élevé ne repose sur aucun argument scientifique. Une interruption de 48 heures semble un minimum mais le risque de récidive hémorragique persiste au moins jusqu’au dixième jour postopératoire.

Fig. 2 – Deux images d’indication chirurgicale en fonction de l’évolution clinique des patients : hémorragie temporale superficielle ; hémorragie vermienne.

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Conclusion L’hémorragie cérébrale est une pathologie grave avec une mortalité à trente jours qui approche les 50 %. Dans ce contexte, l’attitude en urgence est un arrêt et une antagonisation immédiate des anticoagulants, avant même le résultat des tests biologiques lorsque l’on a la notion d’un traitement suivi au long cours. Au décours de la phase aiguë, la décision de reprise d’un traitement anticoagulant dépend de l’évolution des lésions cérébrales, de l’indication d’anticoagulation et du rapport bénéfice/risque attendu du traitement. Outre la gestion de l’anticoagulation, le contrôle de l’hypertension artérielle sévère est l’un des éléments pour limiter l’étendue de l’hémorragie cérébrale. Les indications chirurgicales sont toujours controversées mais lorsque la chirurgie est nécessaire, il est essentiel de rétablir une coagulation aussi proche de la normale que possible.

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