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Article de méthode

Cathétérisme cardiaque pour l’évaluation de l’hypertension pulmonaire chez les agneaux prématurés

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DOI :

10.3791/70620

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8 mai 2026

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1Division of Neonatology, Department of Pediatrics, University of Utah

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Ici, nous présentons un protocole pour évaluer l’hypertension pulmonaire par cathétérisme cardiaque dans un modèle de Lamb prématuré d’hypertension pulmonaire associée à la dysplasie bronchopulmonaire évoluante. La méthode décrite permet de mesurer directement la pression moyenne des artères pulmonaires et des capillaires pulmonaires ainsi que le calcul de la résistance vasculaire pulmonaire.

Résumé

La dysplasie bronchopulmonaire avec hypertension pulmonaire (TPB-HP) est une complication dévastatrice de la naissance prématurée, associée à une augmentation de la morbidité et de la mortalité. La naissance prématurée perturbe le développement normal des poumons et des vasculaires, et les expositions postnatales telles que la ventilation mécanique et l’oxygénothérapie peuvent encore altuer la croissance des vasculaires pulmonaires et pulmonaires, contribuant ainsi au développement du BPD-PH. Dans le modèle de l’agneau prématuré de la BPD évolutif, les agneaux sont accouchés prématurés et ventilés mécaniquement pendant jusqu’à 21 jours, intégrant un développement pulmonaire interrompu ainsi que des blessures dues à la ventilation mécanique et au stress oxydatif pour récapituler des caractéristiques clés de l’évolution du BPD-PH.

L’objectif du protocole de cathétérisme cardiaque est d’évaluer directement l’hémodynamique pulmonaire chez les agneaux prématurés et à terme. Les agneaux sont intubés, ventilés mécaniquement et sédatés tout au long de l’étude. Au moment du cathétérisme cardiaque, un cathéter de Swan-Ganz est avancé à travers la veine jugulaire externe jusqu’à la veine cave supérieure, puis à travers l’oreillette droite, le ventricule droit et l’artère pulmonaire principale. La position de Cather est confirmée par l’identification de formes d’onde de pression caractéristiques obtenues lors de l’avancement dans les chambres cardiaques du côté droit. La pression moyenne de l’artère pulmonaire et la pression en coin capillaire pulmonaire sont mesurées par transduction de pression, et le débit cardiaque est déterminé par thermodilution afin de permettre le calcul de la résistance vasculaire pulmonaire.

Le protocole fournit des mesures reproductibles de l’hémodynamique pulmonaire qui correspondent à celles obtenues lors d’un cathétérisme cardiaque clinique chez les nouveau-nés humains. En permettant une évaluation directe des pressions et résistances vasculaires pulmonaires, cette méthode renforce l’utilité translationnelle du modèle de Lamb prématuré pour l’évaluation mécanistique des thérapies potentielles pour le TPB-PH.

Introduction

La dysplasie bronchopulmonaire (DBP) survient chez jusqu’à 45 % des nourrissons prématurés nés avant 28 semaines de gestation, augmente aux États-Unis et peut être compliquée par l’hypertension pulmonaire (PH, TPP-PH)1,2,3. Le processus de la maladie cardiopulmonaire chronique commence lorsque la maturation pulmonaire normale est interrompue par la naissance prématurée et est aggravé par des lésions postnatales dues à la ventilation mécanique et au stress oxydatif. La lésion pulmonaire persistante entraîne un remodelage vasculaire pulmonaire et le développement d’un pH 4,5.

Le pH pédiatrique est défini comme la pression moyenne de l’artère pulmonaire (mPAP) ≥20 mmHg chez les enfants >3 mois. Si l’indice de résistance vasculaire pulmonaire (PVR) est également >3 unités de Wood (WU) xm 2 et la pression en coin capillaire pulmonaire (PCWP) < 15 mmHg, alors les patients sont définis comme ayant un pH pré-capillaire, présumé secondaire à une maladie vasculaire pulmonaire dans le contexte du BPD-PH6. La résistance vasculaire pulmonaire est calculée à partir de mesures hémodynamiques obtenues lors d’un cathétérisme cardiaque à l’aide de l’équation

figure-introduction-1

L’incidence du TPB-PH augmente avec la gravité du TPL, survenant chez 25 à 41 % des nourrissons présentant un TPBsévère 7,8. Le TPL-PH est associé à une augmentation substantielle de la morbidité et de la mortalité. Les méta-analyses rapportent un rapport de probabilité de mortalité de 4,4 à 6,4 par rapport au TPB sans HP, et des taux de mortalité de 40 à 47 % en deux ans pour les nouveau-nés présentant un TPB et un PH 9 sévère etpersistant. Le TPB-PH entraîne également des hospitalisations plus longues, un besoin accru d’oxygène à domicile, un risque accru de trachéotomie et des taux plus élevés de troublesneurodéveloppementaux 7,10,11.

Compte tenu de la morbidité et de la mortalité élevées associées au TPB-HP, des évaluations précises de l’HP sont essentielles pour éclairer la stratification du risque, le suivi et la gestion thérapeutique, ainsi que pour faciliter la sélection optimale des candidats aux essais cliniques afin d’améliorer les résultats. Bien que l’échocardiographie soit souvent utilisée pour le dépistage initial de l’HP, le cathétérisme cardiaque droit est la référence pour diagnostiquer l’HP dans tous les groupes d’âge, y compris les nouveau-nés, car elle permet la mesure directe du mPAP, du PCWP et du CO12. Le cathétérisme cardiaque détermine précisément et précisément le PVR et est donc essentiel à intégrer dans la recherche clinique et translationnelle, en particulier sur de grands modèles animaux testant des agents thérapeutiques potentiels pour le pH12,13.

Le modèle de Lamb prématuré est un modèle unique de grand animal évoluant du TPL-PH, qui peut être utilisé pour faire progresser la compréhension des mécanismes de la maladie et tester de nouvellesthérapies 14. Les agneaux prématurés sont accouchés à la fin du stade canaliculaire à précoce du développement pulmonaire (équivalent à environ 24 à 28 semaines de gestation) par césarienne après exposition aux stéroïdes prénataux. Les agneaux sont intubés et réanimés, en utilisant une technique standardisée basée sur les directives néonatales. Ils reçoivent un tensioactif exogène, de la caféine et une nutrition entérale précoce (en plus du dextrose intraveineux (IV)) comme standard de soins dans l’unité de soins intensifsnéonatals 15. Des études antérieures utilisant ce modèle ont démontré qu’après 21 jours de ventilation mécanique avec des cibles physiologiques similaires à celles utilisées chez les nourrissons prématurés, les mesures de pressions vasculaires pulmonaires et d’histologie pulmonaire post-mortem ont révélé une PVR élevée, une simplification alvéolaire et d’autres changements histologiques compatibles avec l’évolution duBPD-PH 15,16. Cependant, les approches antérieures prévoyaient des thoracotomies pour insérer directement un fil thermistor et un cathéter dans le tronc pulmonaire, ce qui a pu en soi contribuer au développement du BPD-PH.

Ici, un protocole moins invasif pour la cathétérisation du cœur droit via la veine jugulaire externe afin de mesurer directement l’hémodynamique pulmonaire et de calculer la PVR chez les agneaux prématurés et à terme est décrit. La technique permet des mesures reproductibles des pressions vasculaires pulmonaires et du CO qui correspondent à celles obtenues lors du cathétérisme cardiaque clinique chez les nouveau-nés humains. Le protocole améliore l’utilité translationnelle du modèle de Lamb prématuré pour les études mécanistiques et les tests thérapeutiques précliniques dans le TPB-HP.

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Protocole

Toutes les procédures expérimentales ont été approuvées prospectivement et réalisées conformément aux normes de manipulation et d’entraînement des animaux du Comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux de l’Université de l’Utah.

1. Disposition de la position

  1. Placez l’agneau à plat ventré dans une écharpe et assurez-vous que l’accès vasculaire précédemment placé fonctionne (cathéter veineux central ombilical ou jugulaire).
  2. Maintenir l’infusion de dexmédétomidine à 0,2 à 1,0 mcg/kg/h pour la sédation et ajuster le débit d’infusion pour atteindre la profondeur de sédation souhaitée.
  3. Administrez une sédation et des analgésies à action plus rapide avec du pentobarbital (1 mg/kg/dose d’injection IV) et de buprénorphine (5 μg/kg/dose d’injection IV) selon les besoins.
  4. Raser le cou droit ou gauche au-dessus de la veine jugulaire externe et injecter 0,5 mL de lidocaïne à 1 % par voie sous-cutanée sur le site. Stérilisez le site avec trois gommages alternant bétadine et alcool.
  5. Mettez des gants stériles et un équipement de protection individuelle approprié. Jetez toutes les aiguilles et autres objets tranchants immédiatement après utilisation dans un contenant approuvé.
  6. Préparez un cathéter Swan-Ganz avec 2 % de solution physiologice héparinée et connectez le port distal à un transducteur de pression pour un enregistrement continu dans LabChart.
  7. Mettez le transducteur à zéro à zéro.
  8. Surveillez la saturation en oxygène (SpO2), la pression artérielle artérielle et le rythme cardiaque tout au long de l’intervention. Arrêter la procédure pour permettre aux constantes de stabiliser ou interrompre l’intervention si la SpO2 <90 % pendant 2 minutes, le rythme cardiaque <60 battements par minute, ou la fréquence respiratoire >100 respirations par minute malgré les ajustements de la fraction d’oxygène inhalé, ou si la pression artérielle a diminué de >15 % par rapport à la base pré-procédure.

2. Introduction et avancement du cathéter

  1. Utilisez une lame de 11 pour faire une incision de 1 cm au-dessus de la veine jugulaire externe et exposez le vaisseau.
  2. Disséquez la veine jugulaire externe, puis isolez-la en passant une suture de soie 3.0 sous la veine. Utilisez cette suture pour maintenir un contrôle proximal du vaisseau en cas de saignement lors de l’introduction du cathéter.
  3. Introduisez une aiguille de 18 G, 2,5 pouces dans le récipient.
  4. Faites avancer un fil-guide à travers l’aiguille en utilisant la technique de Seldinger.
  5. Avancez un introducteur à 6 Fr (rempli de solution séline héparinée) dans le récipient via le fil guide.
  6. Retirez le fil guide tant que l’introducteur reste en place.
  7. Suturez l’introducteur pour sécuriser sa position dans le récipient à une profondeur d’environ 3,0 cm à 3,5 cm, en utilisant la cravate en soie précédemment placée.
  8. Confirmez le retour sanguin de l’introducteur par aspiration, puis rincez l’introducteur avec du sérum physiologique hépariné.
  9. Faites passer le cathéter Swan-Ganz préalablement préparé à travers l’introducteur et avancez progressivement tout en surveillant la forme d’onde de pression transduite.
    REMARQUE : Vérifiez et revérifiez le nivellement et le réglage du transmetteur avant d’introduire le cathéter. De petites erreurs dans le nivellement du transducteur peuvent modifier la pression de l’artère pulmonaire, le PCWP, le mPAP et le PVR. Même une erreur de nivellement de 1 à 2 cm peut modifier significativement les résultats.

3. Mesure des pressions et du débit cardiaque (CO)

  1. Avancez le cathéter de Swan-Ganz jusqu’à ce que le traçage par pression veineuse typique soit remplacé par un traçage de pression typique de l’atriu droit (Figure 1). Observez que la pression de l’oreille droite n’atteint généralement pas zéro (bien que cela puisse survenir en cas d’hypovolémie sévère). Record des pressions transduites.
  2. Avancez davantage le cathéter de Swan-Ganz jusqu’à ce qu’un traçage de pression typique du ventricule droit (ventriculaire) soit observé (Figure 1). Observez que la pression ventriculaire droite atteint zéro. Record des pressions transduites.
    REMARQUE : L’artefact du fouet du cathéter causé par le mouvement de la pointe du cathéter avec le flux sanguin peut entraîner des pics systoliens trop élevés.
  3. Avancez lentement le cathéter de Swan-Ganz jusqu’à obtenir un traçage artériel pulmonaire. Observez que la pression artérielle pulmonaire n’atteint pas zéro. Record des pressions transduites.
    REMARQUE : S’il y a des difficultés à faire avancer le cathéter dans l’artère pulmonaire, le ballon peut être brièvement gonflé pour encourager la pointe du cathéter à se déplacer vers la valve pulmonaire. Une autre technique de dépannage consiste à repositionner l’animal. L’amortissement excessif de la forme d’onde peut se produire par des pli dans le tube et produire une lecture de pression faussement basse.
  4. Avancez davantage le cathéter et gonflez son ballon pour créer un coin contre la paroi du vaisseau, permettant de mesurer le PCWP. Limitez l’inflation des ballons à un maximum de 10 s une fois la forme d’onde confirmée.
    REMARQUE : Le gonflement par ballon doit s’accompagner d’un sentiment de résistance. Si aucune résistance n’est appréciée, envisagez la possibilité que le ballon se soit rompu et n’instillez pas d’air supplémentaire.
  5. Mesurez le débit cardiaque par thermodilution, en vous référant aux instructions de la machine à débit cardiaque (les étapes exactes peuvent différer légèrement selon le modèle utilisé).
    1. Connectez la machine de débit cardiaque au port du cathéter Swan-Ganz.
    2. Placez le câble thermistor dans un récipient d’eau glacée.
    3. Entrez la constante de calcul appropriée basée sur le modèle de cathéter et injectez la température pour calculer le débit cardiaque.
    4. Remplissez huit seringues de 5 mL avec 0,9 % de solution saline et placez-les dans de l’eau glacée.
    5. Injectez un injecteur à froid de 3 à 5 mL (selon le modèle de cathéter de Swan-Ganz utilisé) (0–5°C) via le cathéter.
    6. Enregistrez le débit cardiaque de la machine.
    7. Suivez les indications de la machine de débit cardiaque pour répéter l’injection à froid 5 à 6 fois.
  6. Dégonflez le ballon et retirez le cathéter Swan-Ganz. Si la cathétérisation cardiaque n’est pas réalisée le dernier jour de l’étude, retirez l’introducteur et liguez la veine jugulaire externe à l’aide de sutures de soie 3.0. Surveillez l’animal pour détecter des complications.

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Résultats

Les tracés de pression attendus à partir de l’oreillette droite, du ventricule droit, de l’artère pulmonaire et des coins capillaires pulmonaires sont illustrés à la Figure 1. À l’entrée dans une veine centrale, le traçage de pression devrait montrer une onde ondulante à très basse pression (non illustrée). Une variation respiratoire peut être présente. Aucun mouvement ascendant brusque ne doit être présent (caractéristique du traçage artériel). À l’entrée d...

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Discussion

Le cathétérisme cardiaque permet de mesurer directement le mPAP et de calculer le CO dans le modèle de lamb prématuré du BPD-PH évolutif. La procédure est technique et nécessite un équipement spécialisé, mais elle fournit des mesures précises et reproductibles, ce qui explique pourquoi elle est la procédure diagnostique préférée chez l’humain et considérée comme un critère supérieur pour un essai clinique. Lorsque le cathétérisme cardiaque est réalisé dans le modèle de l’agneau prématuré...

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts pertinent à divulguer.

Remerciements

Nous reconnaissons les nombreux étudiants de premier cycle de l’Université de l’Utah qui ont aidé à la manipulation de l’agneau et rendu ces études possibles. Nous remercions également le département de pédiatrie de l’Université de l’Utah pour son soutien continu à notre laboratoire.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
0,45 % d'injection de chlorure de sodium USPBaxter2B1313
Robinet à 3 voies avec pivotement mâle Luer LockMedexMX5311L
Set d'extension de 48 po (121,9 cm)MedexMX048
Seringue de 5 mLTerumoSS-05L
Amplificateur BridgeADInstrumentsFE221/CS
Set de solution CONTINU-FLO avec régulateur CONTROL-A-FLOWBaxter2C6895
Câble DB9M - DB9F (400 mm)ADInstrumentsMLAC02
Câble DIN(8) vers MLT0699 ou MLT0670 (3,9 m)ADInstrumentsMLAC06
Transducteur de pression artérielle à usage unique (stopcock)ADInstrumentsMLT0670
Sonde de température pour injectateEdwards Lifesciences9850A
LabChart 8.1.30 pour WindowsADInstrumentsPro Upgrade
Câble CCO pour patientEdwards Lifesciences70CC2
Kit d'introducteur de gaine percutanée avec valve d'hémostase intégrée/port latéral pour utilisation avec des cathéters de 4 à 6 FrArrowAK-09601
Power Lab CADInstrumentsPLC01
Cathéter thermodilution Swan-Ganz de vraie tailleEdwards Lifesciences132F56 Fr, 10 cm, volume de ballon 0,7 mL
Moniteur Vigilance IIEdwards LifesciencesVIG2

Références

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