Fiche de révision : Débit cardiaque

📋 Plan du Cours

1. Définition et déterminants du débit
2. Mesure selon le principe de Fick
3. Dilution d’un indicateur
4. Thermodilution et valeurs normales
5. Variations physiologiques du débit
6. Mesure échocardiographique Doppler

📖 1. Définition et déterminants du débit

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume d’éjection systolique : Volume de sang éjecté par un ventricule à chaque systole.
• Débit cardiaque : Volume total de sang éjecté par le cœur en une minute.

📝 Points essentiels

📐 Formule - Le volume d’éjection systolique vérifie $VES = VTD - VTS$, où VTD est le volume télédiastolique et VTS le volume télésystolique.

📐 Formule - Le débit cardiaque est le produit de la fréquence cardiaque par le volume d’éjection systolique : $Qc = Fc \times VES$.

📖 2. Mesure selon le principe de Fick

★ À maîtriser

📐 Formule - Pour un système d’échange, le principe de Fick donne $Qs = \frac{Mx}{Cex-Cax}$, où Mx est la quantité d’indicateur échangée, Cex sa concentration à la sortie et Cax sa concentration à l’entrée.

📐 Formule - La méthode de Fick directe estime le débit cardiaque par $Qc = \frac{VO_2}{CaO_2-CapO_2}$, où VO₂ est la consommation d’oxygène, CaO₂ le contenu artériel périphérique en O₂ et CapO₂ le contenu en O₂ du sang de l’artère pulmonaire.

Compléments

• Le principe de Fick détermine le débit traversant un système d’échange à partir de la quantité d’indicateur échangée et de la différence entre ses concentrations à l’entrée et à la sortie.

• La méthode de Fick directe utilise l’oxygène comme indicateur et compare le contenu en O₂ du sang artériel périphérique à celui du sang de l’artère pulmonaire.

• La mesure de CapO₂ nécessite un cathétérisme cardiaque droit et sa valeur indiquée est de 14,5 ml d’O₂/100 ml de sang.

• La mesure de CaO₂ se fait sur un échantillon de sang artériel périphérique et sa valeur indiquée est de 19,6 ml d’O₂/100 ml de sang.

• Au repos, la consommation d’oxygène VO₂ indiquée est de 300 ml/min et se mesure au moyen d’un analyseur de gaz respiratoires.

• La méthode de Fick indirecte utilise le CO₂ comme indicateur à la place de l’O₂.

📖 3. Dilution d’un indicateur

★ À maîtriser

📐 Formule - Le principe de dilution de Stewart-Hamilton relie le volume du fluide à la masse d’indicateur et à sa concentration : $v = \frac{m}{c}$. - Stewart- Hamilton

• Après l’injection instantanée d’une masse connue d’indicateur, sa concentration augmente jusqu’à un pic puis décroît jusqu’à sa disparition, et la courbe de dilution est mesurée à la sortie du circuit.

📐 Formule - La méthode de dilution calcule le débit cardiaque à partir de la masse injectée et de l’aire sous la courbe de concentration : $Qc = \frac{m}{\int C(t)\,dt}$.

Compléments

• L’indicateur utilisé est le vert d’indocyanine, un colorant atoxique qui ne doit pas diffuser hors du compartiment sanguin.

• Pour mesurer le débit du ventricule gauche, l’indicateur est injecté dans l’artère pulmonaire par cathétérisme et détecté dans l’aorte ou une artère périphérique.

• Pour mesurer le débit du ventricule droit, l’indicateur est injecté dans une veine périphérique ou l’oreillette droite et détecté dans l’artère pulmonaire.

• La recirculation fait repasser l’indicateur devant le détecteur et fausse la mesure en comptant une seconde fois des particules déjà détectées; l’extrapolation semilogarithmique de la portion terminale de la première courbe permet d’estimer sa fin avant la recirculation.

📖 4. Thermodilution et valeurs normales

🔑 Notions clés & Définitions

• Index cardiaque : Débit cardiaque rapporté à la surface corporelle et exprimé en L/min/m².

★ À maîtriser

• La thermodilution injecte dans l’oreillette droite un volume de sérum physiologique froid à température initiale de 0 °C, tandis qu’une thermistance placée dans l’artère pulmonaire enregistre la variation de température du mélange sang-indicateur.

• Le débit cardiaque au repos chez un sujet normal est de 5 à 6 L/min.

Compléments

• Une équation fondée sur la conservation de la chaleur permet de calculer le débit cardiaque par thermodilution.

• L’index cardiaque normal indiqué est de 3,2 à 3,6 L/min/m² de surface corporelle.

📖 5. Variations physiologiques du débit

★ À maîtriser

📌 Le débit cardiaque est plus élevé chez l’homme que chez la femme, tandis que l’index cardiaque est égal dans les deux sexes.

• Pendant la grossesse, le débit cardiaque augmente dès la 5e semaine environ, atteint un maximum vers la 20e à la 28e semaine à environ 30 à 50 % au-dessus de sa valeur de base, puis reste élevé jusqu’à l’accouchement ; il augmente encore pendant le travail et immédiatement après l’accouchement, avant de retrouver sa valeur basale en quelques semaines.

• Le passage de la position couchée à la position verticale diminue le débit cardiaque d’environ 15 à 30 % en raison de la baisse du retour veineux.

• Pendant l’effort physique, le débit cardiaque peut atteindre cinq à six fois sa valeur basale de repos, car la fréquence cardiaque et le volume d’éjection systolique augmentent.

Compléments

• Le débit cardiaque diminue régulièrement avec l’âge, à raison de 0,25 L/min par décennie.

• L’augmentation du débit cardiaque pendant la grossesse est liée à l’élévation de la volémie.

• Le débit cardiaque augmente en période post-prandiale ainsi que dans les situations d’anxiété et de stress.

💡 Astuce mémo

Grossesse → volémie accrue → débit cardiaque augmenté

📖 6. Mesure échocardiographique Doppler

🔑 Notions clés & Définitions

• VTI : Intégrale de la courbe de vélocité du flux sanguin par rapport au temps, mesurée par Doppler au niveau d’un orifice cardiaque.

★ À maîtriser

• Le Doppler cardiaque mesure la vitesse du sang à travers un orifice cardiaque, par exemple mitral ou aortique, et produit une courbe de vitesse en fonction du temps.

• L’échographie cardiaque explore l’anatomie du cœur et permet de mesurer la surface d’un orifice cardiaque à partir de son diamètre D.

📐 Formule - Le volume d’éjection systolique calculé par échocardiographie Doppler vaut $VES = VTI \times S$.

📐 Formule - Le débit cardiaque calculé par échocardiographie Doppler vaut $DC = Fc \times VES$.

Compléments

📐 Formule - Pour un orifice circulaire de diamètre D, sa surface vaut $S = \pi\left(\frac{D}{2}\right)^2$.

💡 Astuce mémo

Doppler mesure VTI, échographie mesure S, puis VES et débit