Circulation extracorporelle

La circulation extracorporelle est la technique qui assure temporairement les fonctions du cœur et des poumons pendant la chirurgie cardiaque. Le sang veineux est drainé vers une machine qui l'oxygène, élimine le dioxyde de carbone et le repompe dans le système artériel, permettant ainsi au chirurgien d'arrêter et d'ouvrir le cœur pendant que le reste du corps continue d'être perfusé. C'est cette technologie qui a rendu possible la chirurgie à cœur ouvert.

Definition

La circulation extracorporelle est une technique de support vital dans laquelle une machine oxygène le sang veineux et le réintroduit dans la circulation artérielle, se substituant mécaniquement aux fonctions du cœur et des poumons pendant la chirurgie cardiaque.

Scope

Ce sujet aborde le principe de la circulation extracorporelle, les principaux composants du circuit de dérivation (bypass), les modifications physiologiques qu'elle induit et la réponse inflammatoire systémique qui lui est associée. Il s'agit d'une référence éducative concernant une technique de support chirurgical et ne fournit pas de protocoles de perfusion ni de directives de traitement.

Core questions

• Comment le circuit de circulation extracorporelle se substitue-t-il au cœur et aux poumons ?
• Quels sont les composants essentiels du circuit extracorporel ?
• Quelles conséquences physiologiques et quels risques la circulation extracorporelle introduit-elle ?
• Pourquoi la circulation extracorporelle déclenche-t-elle une réponse inflammatoire systémique ?

Key concepts

• Circulation extracorporelle
• Drainage veineux et canulation
• Oxygénateur (échanges gazeux)
• Pompe artérielle et retour
• Anticoagulation systémique (héparinisation)
• Réponse inflammatoire systémique
• Hémodilution et amorçage

Mechanisms

Lors de la circulation extracorporelle, des canules placées dans l'oreillette droite ou les veines caves drainent le sang veineux désoxygéné par gravité ou aspiration assistée vers un réservoir. Le sang traverse un oxygénateur, qui assure les échanges gazeux à travers une membrane, ajoutant de l'oxygène et éliminant le dioxyde de carbone, puis un échangeur de chaleur qui régule la température. Une pompe renvoie ensuite le sang oxygéné sous pression dans le système artériel, généralement via l'aorte ascendante. Étant donné que le contact entre le sang et les surfaces artificielles du circuit active la coagulation, le patient est entièrement anticoagulé, généralement avec de l'héparine. Ce même contact sang-surface, ainsi que l'ischémie-reperfusion et le flux non pulsatile, active le complément et les leucocytes et provoque une réponse inflammatoire systémique qui contribue à la physiologie post-CEC.

Clinical relevance

La circulation extracorporelle est utilisée dans la plupart des opérations à cœur ouvert et façonne la physiologie périopératoire que les cliniciens doivent comprendre. Cette entrée explique le fonctionnement de la technique et les raisons pour lesquelles elle produit des effets systémiques caractéristiques ; il s'agit d'une description de référence et non d'une base pour la gestion de la perfusion ou les décisions de traitement individuelles.

Evidence & guidelines

La connaissance de la circulation extracorporelle découle des travaux d'ingénierie historiques de Gibbon et de ses collègues, ainsi que d'une vaste littérature physiologique, incluant des revues sur la réponse inflammatoire systémique qu'elle induit. Une grande partie des preuves contemporaines concerne des perfectionnements – revêtements de circuit, stratégies de débit et mesures anti-inflammatoires – plutôt que le principe lui-même, qui est bien établi.

History

La circulation extracorporelle est l'œuvre de John Gibbon qui, avec son épouse Mary, a passé des décennies à développer un appareil cœur-poumon mécanique et l'a utilisé en 1953 pour réaliser la première opération à cœur ouvert réussie, la fermeture d'une communication interauriculaire. Les rapports de Miller, Gibbon et Gibbon de 1951 documentent le développement de l'appareil, et les décennies suivantes ont vu l'apparition d'oxygénateurs à membrane, de pompes améliorées et de circuits plus sûrs qui ont rendu la CEC une procédure de routine.

Debates

Dans quelle mesure la morbidité post-CEC est-elle due à la réponse inflammatoire systémique ?

Le contact du sang avec le circuit artificiel et l'ischémie-reperfusion activent les voies inflammatoires, et la mesure dans laquelle cela contribue à la dysfonction organique – et si les stratégies anti-inflammatoires améliorent les résultats – demeure une question active.

Key figures

• John H. Gibbon Jr.
• Mary Hopkinson Gibbon
• C. Walton Lillehei

Seminal works

• gibbon-1978
• miller-1951
• pastuszko-2004

Frequently asked questions

Les fonctions cardiaques et pulmonaires propres du patient sont-elles utilisées pendant la circulation extracorporelle ?

Non. Pendant la circulation extracorporelle, la machine cœur-poumon assure les échanges gazeux et la circulation, permettant d'arrêter le cœur et de dégonfler les poumons pendant que le corps reste perfusé.

Pourquoi les patients doivent-ils être anticoagulés pour la circulation extracorporelle ?

Le sang en contact avec les surfaces artificielles du circuit coagulerait autrement ; une anticoagulation complète (généralement avec de l'héparine) est donc nécessaire pour maintenir le flux sanguin à travers la machine.