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Echangeur thermique

Dans les systèmes actuels, l'échangeur thermique est couplé à l'oxygénateur et au réservoir veineux. Il consiste en un système d'échange à contre-courant entre le sang et un serpentin qui contient de l'eau, dont la température est gérée par un appareil extérieur à la machine de CEC (voir Figure 7.6 et Figure 7.16). La gestion de la température répond à un certain nombre de recommandations [1].
 
  • Le gradient de température entre l'eau et le sang ne doit jamais dépasser 10°C, et la température de l'eau ne doit pas aller au-delà de 38° ni en dessous de 12°C. 
  • Pendant le refroidissement, le gradient de température entre l'entrée et la sortie de l'échangeur thermique/oxygénateur de doit jamais excéder 10°C.
  • Pendant le réchauffement lorsque la température est < 30°C, le gradient de température entre l'entrée et la sortie de l'échangeur thermique ne doit jamais excéder 10°C.
  • Pendant le réchauffement lorsque la température est > 30°C:
  • Le gradient de température entre l'entrée et la sortie de l'échangeur thermique doit rester ≤ 4°C;
  • La vitesse de réchauffement doit rester ≤ 0.5°C/min.
  • La température du sang à la sortie de l'échangeur thermique ne doit jamais dépasser 37°C pour éviter l'hyperthermie cérébrale.
  • A la mise en charge, la mesure de température la plus adéquate est la T° nasopharyngée; la T° du cathéter pulmonaire est fiable dès que le flux pulmonaire est rétabli.
  • Le gradient entre la température rectale/vésicale et la température oesophagienne doit rester inférieur à 10°C; la T° rectale ou vésicale est inférieure de 2-4°C à la température cérébrale pendant le réchauffement. 
Le risque d'embolies gazeuses devient prohibitif si l'on dépasse la limite de gradient thermique (10°C), parce que les gaz dissous dans le sang passent en phase gazeuse lorsque la température locale augmente [2]. Les souvenirs de la physique nous rappellent que la solubilité des gaz dans un liquide diminue lorsque la température monte ou que la pression baisse, mais qu'elle augmente en hypothermie et en surpression. C'est la loi de William Henry (1803): à température constante et à l'équilibre, la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle qu'exerce ce gaz sur le liquide.

La contamination de l'échangeur thermique par le Mycobacterium chimaera est une complication inhabituelle qui sévit en Europe depuis quelques années; elle reste rare, mais entraine une mortalité postopératoire voisine de 50% [3].
 
 
 Echanges thermiques
Pendant le refroidissement et le réchauffement, les gradients de température ne doivent pas dépasser :
    - 10°C entre l’eau de l’échangeur et le sang du malade
    - 10°C entre la T° rectale/vésicale et la T° oesophagienne/nasopharyngée
    - 10°C entre l'entrée et la sortie de l'échangeur thermique pendant le refroidissement 
    - 10°C entre l'entrée et la sortie de l'échangeur thermique pendant le réchauffement < 30°C
    - 4°C entre l'entrée et la sortie de l'échangeur thermique pendant le réchauffement > 30°C


© CHASSOT PG, GRONCHI F, Avril 2018, dernière mise à jour Septembre 2019
 

Références
 
  1. ENGELMAN R, BAKER RA, LIKOSKY DS, et al. The Society of Thoracic Surgeons, the Society of Cardiovascilar Anesthesiologists, and the American Society of Extracorporeal Technology: clinical practice guidelines for cardiopulmonary bypass – Temperature management during cardioplmonary bypass. J Cardiothorac Vasc Anesth 2015; 29:1104-13
  2. GEISSLER HJ, ALLEN JS, MEHLHORN U, et al. Cooling gradients and formation of gazeous microemboli with cardiopulmonary bypass: an echocardiographic study. Ann Thorac Surg 1997; 64:100-8
  3. NINH A, WEINER M, GOLDBERG A. Healthcare-associated Mycobacterium chimaera infection subsequent to heater-cooler device exposure during cardiac surgery. J Cardiothorac Vasc Anesth 2017; 31:1831-5
07. La circulation extra-corporelle