Principe de la circulation extracorporelle

La circulation extracorporelle (C.E.C) est un dispositif qui, en dérivant la circulation sanguine en dehors du corps (« extracorporelle »), va shunter le cœur et les poumons. Ceci va permettre d’arrêter ces organes et de vider le sang du cœur.

La circulation extracorporelle (C.E.C)

C’est GIBBON dans les années 1940 aux Etats-Unis qui a développé la recherche et le travail expérimental qui va conduire à l’utilisation de la C.E.C en clinique humaine. Les premières réparations de cardiopathies sous C.E.C ont été réalisées au début des années 50 par différentes équipes (VARCO, BJORK, LILLEHEI, KIRKLIN). Ce fut le début de la chirurgie cardiaque et jusqu’à ce jour, les différents éléments qui constituent l’appareil cœur-poumons artificiel n’ont cessé d’être améliorés.

En pratique, les chirurgiens mettent en place une ou deux canules dans l’oreillette droite où le sang arrive au cœur par les veines caves supérieure et inférieure. Par gravité et par l’intermédiaire de tuyaux, ce sang, pauvre en oxygène et riche en gaz carbonique, est conduit dans l’appareil cœur-poumons artificiel qui est constituée de trois pièces principales :

• un oxygénateur,
• une pompe
• un échangeur thermique

L’oxygénateur assure la fonction pulmonaire en oxygénant le sang. Ces échanges gazeux se font à travers une membrane qui sépare le sang de l’oxygène. A la sortie de l’oxygénateur, le sang a perdu son gaz carbonique et s’est enrichi en oxygène comme après avoir traversé les poumons.

Puis ce sang, grâce à une pompe (fonction cardiaque), va être réinjecté sous pression au niveau d’une artère de l’opéré. Le plus souvent, la canule de retour du sang oxygéné est placée immédiatement en aval du cœur, dans l’aorte ascendante. Cependant, quand la chirurgie intéresse l’aorte ascendante ou la crosse aortique, le retour sanguin est mis en place au niveau d’une artère plus distale : l’artère fémorale en haut de la cuisse.

Afin que le sang ne forme pas de caillots dans le circuit de la C.E.C, il est fortement anticoagulé.

La C.E.C installée puis démarrée, on va arrêter les poumons en stoppant la ventilation artificielle. Puis on pince l’aorte ascendante à l’aide d’un clamp et on injecte dans les artères du cœur, parfois les veines, une solution nommée cardioplégie qui va arrêter le cœur. Il ne reste plus qu’à ouvrir le cœur, aspirer le sang qu’il contient et procéder à la réparation de l’anomalie cardiaque.

Une fois la valve cardiaque réparée ou remplacée par une prothèse, l’aorte dilatée ou disséquée remplacée par un tube prothétique, les pontages réalisés … le cœur est refermé et le clamp qui pinçait l’aorte est ôté. Le sang emplit les cavités cardiaques et revascularise le muscle cardiaque par l’intermédiaire des artères coronaires. Le cœur repart spontanément ou après un choc électrique. Puis la ventilation artificielle des poumons est reprise. Quand le cœur assure une pression sanguine satisfaisante dans les artères, que les poumons oxygènent le sang de façon adéquate, on diminue le débit de la circulation extracorporelle puis on l’arrête. Les canules sont ôtées. L’anticoagulation du sang est neutralisée et le thorax est refermé sur des drains qui vont permettre d’extérioriser le sang qui va s’épancher dans les premières heures autour du cœur.

Nous avons vu le déroulement d’une C.E.C classique, le corps de l’opéré est maintenu à sa température habituelle soit 37°C. Cependant, quand la chirurgie intéresse la portion de l’aorte horizontale appelée « crosse aortique » d’où naissent les artères qui vascularisent le cerveau, on pourra réaliser un arrêt total et complet de la circulation sanguine. Dans ce cas, le sang est refroidi grâce à un échangeur thermique qui existe au niveau de l’appareil cœur-poumons artificiel. En refroidissant progressivement le sang et par son intermédiaire le corps de 37°C à 18°C, on peut à cette température très basse arrêter toute circulation sanguine y compris au niveau du cerveau pendant approximativement une heure. A ce stade, l’électro-encéphalogramme est plat, comme l’électro-cardiogramme, le cœur, les poumons et la circulation sanguine sont arrêtés. On dispose d’une heure pour réaliser la réparation du cœur ou de la crosse aortique. Une fois la réparation réalisée, la circulation sanguine est reprise, le sang et le cœur progressivement réchauffés. Le cœur repart ainsi que les poumons et l’intervention se termine comme décrite ci-dessus.

C’est la C.E.C qui a permis l’avènement et le développement de la chirurgie cardiaque. Elle en fait sa spécificité par rapport aux autres techniques chirurgicales.