JLAR 2005

 

La température en anesthésie. Que faire chez l’enfant ?

Dr Serge Dalmas,

 Clinique d’Anesthésie

Hôpital Jeanne de Flandre

CHRU de Lille

 

 

L’enfant est d’autant plus susceptible de modifier sa température centrale que sa surface corporelle est proportionnellement plus élevée par rapport à celle de l’adulte. En effet les particularités morphologiques jouent un grand rôle dans la sensibilité à l’hypothermie (1) et au réchauffement (2).

I . Physiologie de la thermorégulation chez les nourrissons et les enfants

La température ambiante de neutralité thermique est de 28°C chez l’adulte et de 32°C chez le nouveau-né ; la température critique (température ambiante au-dessous de laquelle l’individu ne parvient plus à maintenir sa température centrale) est de 1°C chez l’adulte, mais de 23°C chez le nouveau-né. Un nouveau-né placé nu dans une pièce chauffée à 23°C se trouve donc dans la même situation qu’un adulte à qui l’on demanderait de sa déshabiller dans une chambre froide à 1°C. Les nouveau-nés, nourrissons et les jeunes enfants sont plus sensibles à l’hypothermie car les mécanismes de protection ou de production de chaleur sont moins performants. Ils ont un rapport surface cutanée sur volume plus élevé et une conductance cutanée thermique plus élevée (la peau est fine) entraînant une perte plus importante de chaleur. La zone de neutralité thermique, pour laquelle l’activité métabolique est la plus faible est étroite chez les nourrissons ; en dehors de cette zone le maintien d’une température centrale normale est associé à une augmentation de la consommation d’oxygène et une acidose métabolique. Chez l’enfant à terme la consommation d’oxygène n’est pas corrélée à la température centrale mais au gradient entre température cutanée et température extérieure. Enfin pendant l’anesthésie une vasoconstriction cutanée peut permettre de limiter la chute de la température centrale.

Le processus de thermorégulation comprend trois étapes : les afférences thermo-sensorielles, la régulation centrale et la réponse efférente.

1. Les afférences thermiques sensitives

La sensibilité au froid serait transmise préférentiellement par les fibres A-Delta et la sensibilité au chaud par les fibres C. La plupart des informations thermiques sont ensuite transmises aux centres par le faisceau spino-thalamique situé au niveau de la corne antérieure de la moelle.

2. La régulation centrale

Au niveau de l’hypothalamus les informations en provenance de la peau, du névraxe et des tissus profonds sont comparées avec les seuils thermiques inférieur et supérieur et initient une réponse lorsque ces seuils sont dépassés.

L’intervalle de température ne déclenchant pas de réponse effectrice est étroit à l’état éveillé (0,2 °C) mais s’élargit notablement pendant l’anesthésie (environ 3,5°C).

Les mécanismes permettant à l’organisme de fixer un niveau de référence absolu de température ne sont pas connus. Ce niveau dépend de divers facteurs (rythme circadien, exercice, prise alimentaire, facteurs hormonaux, l’adaptation au froid ou à la chaleur, les agents anesthésiques). La régulation centrale est parfaitement fonctionnelle chez l’enfant. Les réponses sont déclenchées par les afférences en provenance de l’ensemble des tissus (température moyenne de l’organisme) et ne dépendent pas que du niveau de la température centrale. La température cutanée est à l’origine des réponses comportementales.

3. Les réponses efférentes

L’homéostasie thermique est maintenue lorsque la température dépasse les valeurs inférieure et supérieure grâce à des réponses actives : augmentation de la production de chaleur avec ou sans frisson, baisse de la dissipation de chaleur par vasoconstriction active ou application d’une couverture, augmentation de la perte de chaleur par vasodilatation, sudation, déshabillage.

3.1. La vasoconstriction cutanée est une réponse constante et précoce face à une hypothermie ; elle résulte d’un relarguage local de noradrénaline qui survient pour des températures inférieures à 35°C. L’augmentation de noradrénaline circulante peut entraîner une vasoconstriction pulmonaire avec un risque de retour en circulation fœtale chez le nouveau-né.

3.2. La production de chaleur résulte d’une augmentation du métabolisme par plusieurs mécanismes : augmentation de l’activité musculaire volontaire, involontaire (frisson) et la thermogénèse sans frisson.

3.2.1. Le frisson, retrouvé chez l’enfant de plus de six ans, peut multiplier la production de chaleur par quatre de manière transitoire et par deux de manière soutenue. Il est aboli pendant l’anesthésie, et peut se manifester au réveil.

3.2.2. La thermogénèse sans frisson est le mécanisme le plus important chez le nouveau-né, alors que le frisson prédomine chez l’enfant et l’adulte. Comparé à l’adulte, le nourrisson compense moins facilement une hypothermie en raison de l’absence de frissons et d’une réaction vasoconstrictrice moins intense. La perte de chaleur facilitée par les caractéristiques anatomiques, les capacités diminuées à produire de la chaleur et la réponse diminuée à l’hypothermie les rendent particulièrement vulnérables. La thermogénèse sans frisson est une augmentation de la production de chaleur par augmentation du métabolisme sans augmentation de l’activité musculaire. Elle résulte principalement d’une oxydation de la graisse brune mais peut aussi survenir dans le muscle, le foie, le cerveau et la graisse blanche. La graisse brune constitue 2 à 6% du poids du nourrisson et se trouve principalement entre les omoplates, autour des vaisseaux du cou, au niveau du creux axillaire, dans le médiastin et au niveau des reins et des surrénales. C’est un tissu abondamment vascularisé et innervé par des terminaisons sympathiques, constitué de cellules multinuclées contenant de nombreuses mitochondries. Le froid entraîne à son niveau une libération locale de noradrénaline puis une augmentation du métabolisme. Outre un probable rôle du tissu adipeux brun dans le contrôle de la température corporelle et la combustion des graisses, la thermogenèse du tissu adipeux brun pourrait induire la satiété au niveau cérébral, la fin des prises de repas chez le bébé, et contrôler le rythme des repas. La diminution de la température centrale pourrait induire la demande de nourriture et la prise d’aliment. La prise d’aliments activerait le tissu adipeux brun qui produit de la chaleur. L’augmentation de la température centrale déclencherait la fin de la tétée. Les corticoïdes et la thyroxine sont aussi impliqués dans l’augmentation du métabolisme. Cette réaction peut être inhibée par un blocage sympathique ou par les agents halogénés.

II. Hypothermie per-opératoire : modifications physiologiques

L’anesthésie générale diminue le niveau de température en deçà duquel l’organisme met en jeu les mécanismes de compensation de l’hypothermie. Une hypothermie légère de 1 à 3°C en dessous de la normale est donc fréquente et résulte de plusieurs phénomènes : une réduction de l’activité métabolique (environ 15%), une augmentation de l’exposition à l’environnement, une inhibition des mécanismes de régulation, et une redistribution de la chaleur au sein de l’organisme. L’hypothermie évolue ainsi typiquement en trois phases : une redistribution interne de la chaleur, une perte vers l’environnement et une phase d’équilibre (3).

  1. La première phase consiste en un refroidissement du compartiment central pendant les 30 à 45 premières minutes. Après l’induction anesthésique la taille du compartiment central augmente, la température des compartiments périphérique et cutané augmente, la température centrale diminue.
  2. La seconde phase consiste en une dissipation de la chaleur vers l’environnement ; cette phase dure environ 2 à 3 heures, et la perte de chaleur est linéaire, de 0,5 à 1°C par heure. Cette perte de chaleur est progressivement limitée à mesure que la température du patient se rapproche de la température extérieure. Les pertes de chaleur se font par conduction, convection, radiation et évaporation. Les pertes par conduction dépendent de la différence de température entre l’enfant et la table d’opération. Le matériel et l’interface modifient les transferts par conductance. Les contacts avec les solutions d’irrigation ou les liquides de perfusion permettent également un transfert thermique. Ainsi l’énergie perdue pour réchauffer des liquides peut être une source importante de refroidissement. L’évaporation comprend plusieurs composantes : la sudation, les pertes insensibles transcutanées d’eau, l’évaporation de liquides appliqués au niveau cutané comme les solutions antiseptiques. De l’énergie est consommée lors du passage de la forme aqueuse à la forme gazeuse : la chaleur latente de vaporisation de la sueur à une valeur de 2260 KJ/kg. Lorsque la température extérieure est identique ou supérieure à la température cutanée, la sudation est le seul mécanisme permettant une dissipation de la chaleur. Tout ce qui limite l’évaporation peut alors entraîner une augmentation de la température centrale. Ainsi l’enveloppement peropératoire par des tissus plastiques permet un maintien de la température. Inversement un enfant humide ou au contact de draps humides va se refroidir rapidement. L’humidification de gaz secs inspirés par l’enfant est une source de perte de chaleur ; en raison d’une ventilation minute importante un tiers des pertes totales de chaleur est d’origine respiratoire chez le nouveau-né, impliquant la nécessité de réchauffer et d’humidifier les gaz inspirés, ou d’utiliser un filtre adapté si le poids le permet : cela n’est réellement efficace qu’au-delà de 3 kg. Lorsqu’il existe un courant gazeux les transferts de chaleur par convection dépendent  de la différence de température entre le gaz et la peau. Les échanges de chaleur par radiation dépendent de la différence de température à la puissance 4 entre les deux surfaces opposées. A 22°C, 70% de la chaleur est perdue par radiation. Les transferts de chaleur par radiation et convection sont réduits par un simple linge recouvrant l’enfant.
  3. La troisième phase est le plateau, au moment duquel la production de chaleur est égale aux pertes et la température centrale reste constante. Chez l’enfant la température centrale peut remonter secondairement par mise en route de mécanismes de production de chaleur sans frisson, bien que ceci puisse être inhibé par les agents halogénés.

III. Effets des agents anesthésiques

Les agents anesthésiques inhibent les mécanismes de régulation de la température de 2,5°C environ pour l’hypothermie et de 1,3°C environ pour l’hyperthermie. Dans ces limites le patient devient poïkilotherme, la température de l’organisme variant passivement en fonction de la production de chaleur et de l’environnement. La vasoconstriction et la thermogénèse sans frisson sont les seuls mécanismes permettant de limiter la baisse de la température centrale. Pour l’isoflurane chaque pourcentage inhalé peut entraîner une réduction de température de 3°C, chez l’enfant comme chez l’adulte. L’inhibition de la vasoconstriction est indépendante du poids et de l’âge chez l’enfant mais est plus marquée que chez l’adulte si la concentration d’agent halogéné est corrigée en fonction de l’âge. Les mécanismes centraux de la thermorégulation ne sont pas affectés par l’anesthésie loco-régionale, mais l’inhibition régionale de la vasoconstriction peut favoriser une hypothermie, en fonction de la taille du territoire concerné.

Dans certaines conditions il pourra survenir à l’inverse une hyperthermie peropératoire : pendant l’anesthésie, le seuil de réponse à l’hyperthermie est déplacé vers la droite. Les mécanismes régulateurs mis en jeu par l’hypothalamus sont déclenchés au-delà d’une augmentation de 0.3°C à l’état éveillé, alors que sous anesthésie ils le sont au-delà de 1 à 1,4°C. Les réponses physiologiques efférentes sont la vasodilatation active et la sudation. La sudation est la mécanisme le plus efficace, pouvant multiplier par cinq les pertes de chaleur. Le nouveau-né va suer si la température de son environnement dépasse 35°C et la température rectale 37°C. Le prématuré a une fonction de sudation immature. Chez l’enfant de moins de 15 kg, ce mécanisme est moins efficace que chez l’enfant plus grand et l’adulte, et d’autant plus si de l’atropine a été administrée, alors que la vasodilatation est intacte quelque soit l’âge. Un réchauffement inadéquat peut aboutir à une hyperthermie per-opératoire, rendant indispensable le monitorage de la température. En cas de mise en place de garrots le risque de survenue d’une hyperthermie est augmenté chez l’enfant, en raison de la diminution de la perte de chaleur en périphérie (4). Les problèmes liés à l’hyperthermie maligne ne seront pas abordés.

IV. Le monitorage de la température

Chez l’enfant une surveillance per-opératoire est indispensable pour détecter l’hypothermie mais aussi l’hyperthermie. Les thermomètres les plus utilisés sont des thermocouples reliés à un moniteur de surveillance ; ils existent sous forme de dispositifs à usage unique, et ont un coût modéré. La température peut être mesurée au niveau central ou périphérique.

La température axillaire est fiable si le thermomètre est placé au niveau de l’artère axillaire et le bras en adduction et peut suffire pour des interventions de courte durée. La température naso-pharyngée peut être influencée par des fuites autour de la sonde d’intubation. La température oesophagienne est fiable lorsque la sonde est placée au niveau de la partie distale de l’œsophage, cependant une influence de la température des gaz trachéaux est possible, en raison de la faible épaisseur séparant l’oesophage de la trachée ; c’est à ce niveau que le monitorage est le plus fréquemment réalisé. La température rectale est particulièrement fiable mais peut être perturbée par la présence de matières ou l’ouverture de la cavité péritonéale. La température intravésicale est très fiable si le débit urinaire est suffisant. La température tympanique donne une bonne approximation de la température de l’hypothalamus. La température cutanée n’est pas bien corrélée à la température centrale chez l’enfant anesthésié et ne peut lui être substituée, alors que c’est une des méthodes de régulation des tables radiantes chez le nouveau-né éveillé.

V. Prévention et correction de l’hypothermie

Une hypothermie légère (34 à 36°C) est fréquente et tolérable, bien que des effets sur la coagulation et la réponse immune aient été décrits chez l’enfant comme chez l’adulte.

L’hypothermie initiale liée à la redistribution peranesthésique est constante et ne peut être réduite que si les dispositifs de réchauffement cutanés sont mis en place avant l’induction afin de réduire le gradient entre le compartiment central et la peau. Les recommandations pour l’équipement des blocs opératoires prenant en charge des enfants listent ainsi de manière détaillée les matériels nécessaires pour lutter contre les hypothermies péri-opératoires, en salle d’intervention ou en salle de surveillance post-interventionnelle (5). La température de la salle d’intervention pédiatrique doit être supérieure à 24°C et même portée à 26°C pour limiter les hypothermies chez les nouveau-nés. Le confort de l’équipe chirurgicale est l’une des principales limites de ces températures élevées ; les chirurgiens pédiatres sont cependant habitués à des températures ambiantes élevées et la plupart des gestes sont de courte durée chez le jeune enfant.

Le recouvrement de l’enfant est une mesure simple de prévention passive de l’hypothermie. Il faut éviter de déshabiller les enfants lorsque c’est inutile. Il faut recouvrir immédiatement les territoires désinfectés avec des champs stériles. La couverture de la tête par un bonnet est indispensable chez le nouveau-né car sa surface représente près de 20% de la surface corporelle. L’emballage des membres permet également de réduire la surface exposée au froid. La réduction de la perte de chaleur dépend de la surface cutanée couverte, quelque soit la zone couverte ou le matériau utilisé. L’utilisation de champs chirurgicaux en matériau non tissé et imperméable empêche toute application de liquide sur la peau, source d’une perte importante de chaleur par évaporation.

Les dispositifs actifs réalisent un réchauffement cutané qui permet de prévenir ou limiter la redistribution initiale, par radiation au moyen de tables chauffantes infrarouges, par conduction au moyen de matelas chauffants à eau ou électriques et par convection au moyen de couvertures soufflantes. La température des matelas chauffant doit être contrôlée régulièrement, les modèles les plus utilisés sont les matelas électriques ; on doit interposer un matelas de gel entre le matériel chauffant et l’enfant. Un système d’enveloppement chauffant actif des membres et du tronc a été développé, délivrant la chaleur au moyen d’une circulation d’eau chaude (6). Les couvertures électriques ne doivent pas être utilisées dans le bloc opératoire car les infiltrations d’humidité peuvent être à l’origine de brûlures graves. La table radiante n’est utile qu’à la phase d’induction si l’enfant est dévêtu pour permettre des réaliser les gestes techniques nécessaires mais elle devient peu efficace après la mise en place des champs chirurgicaux. Le système actif le plus efficace et le plus utilisé est la couverture soufflante, appliquée sur une zone libre ou en positionnant l’enfant directement au dessus de la couverture. Le système ne doit jamais être utilisé directement, dirigeant le flux d’air chaud vers une surface limitée et induisant un risque de brûlures, mais toujours par l’intermédiaire d’une couverture de taille adaptée.

L’humidification des gaz inspirés prévient les lésions trachéales, et réduit la perte de chaleur respiratoire. Elle peut être active eu moyen de systèmes humidificateurs et réchauffeurs, ou passive au moyen de filtres (nez artificiels). Une humidification d’environ 50% peut être obtenue au moyen de ces filtres. Un réchauffement actif n’est nécessaire qu’en cas de ventilation en circuit ouvert. En effet le réchauffement passif est efficace chez l’enfant en raison du niveau élevé de la ventilation alvéolaire. Les risques d’un réchauffement actif (brûlures des voies aériennes, hyperhydratation) ne sont pas négligeables et les contraintes d’utilisation de ces dispositifs sont importantes (manipulations, renouvellement de l’eau, condensation dans les circuits).

Le réchauffement des solutés de perfusion est nécessaire si les volumes perfusés sont importants ou si la température du liquide est basse (sang, albumine concentrée, plasma). Pour être efficace à des débits de perfusion faibles, le système doit être adapté, notamment avec des systèmes de réchauffement coaxiaux afin que le réchauffement du liquide soit effectif jusqu’à l’entrée de la veine (7).

Conclusion

L’hypothermie est un problème habituellement rencontré chez l’enfant en phase péri-opératoire et a des causes multiples. La prévention est possible quelque soit l’âge avec des équipements adaptés. Il est conseillé d’utiliser un dispositif actif de réchauffement systématiquement chez l’enfant de moins de 1 an, lorsque l’intervention dure plus de 30 minutes de l’âge de 1 an à la période scolaire, et pour les interventions longues chez l’enfant de plus de 8 ans. Le réchauffement péri-opératoire doit être ainsi une des préoccupations principales de l’anesthésiste-réanimateur, sous contrôle du monitorage de la température.

 

1. Kurz A, Sessler D, Narzt E et al. Morphometric influences on intraoperative core temperature changes. Anesth Analg 1995; 80: 562-567.

2. Szmuk P, Rabb M, Baumgartner J et al. Body morphology and the speed of cutaneous rewarming. Anesthesiology 2001; 95: 18-21.

3. Bissonnette B. Physiologie du système nerveux central et régulation de la température, in Anesthésiologie Pédiatrique, Claude Ecoffey, Ed Flammarion, 1997.

4. Bloch E, Ginsberg B, Binner R et al. Limb tourniquets and central temperature in anesthetized children. Anesth Analg 1992 ; 74 : 486-489.

5. Recommandations pour les structures et le matériel en anesthésie pédiatrique. SFAR et ADARPEF, septembre 2000.

6. Nesher N, Wolf T, Urtzky G et al. A novel thermoregulatory system maintains peroperative normothermia in children undergoing elective surgery. Paed Anaesth 2001; 11 : 555-560.

7. JA Schultz, C Sims, B Bissonnette. Methods for warming intravenous fluid in small volumes. Can J Anaesthesia 1998; 45 : 1110-1115.