L'analyse des gaz du sang artériel (GDS) est un outil diagnostique essentiel en pédiatrie, permettant d'évaluer l'équilibre acido-basique, la fonction respiratoire et les échanges gazeux. Cet article explore les indications, la procédure de prélèvement, l'interprétation des résultats et les considérations spécifiques à l'utilisation des GDS chez les enfants.
Introduction
La gazométrie artérielle est un examen biologique qui consiste à analyser un prélèvement de sang artériel. Elle permet la mesure du potentiel d’Hydrogène (pH), du niveau de dioxygène et de dioxyde de carbone dans le sang. Les résultats de cette analyse fournissent des informations cruciales sur l'état respiratoire et métabolique du patient, permettant ainsi d'orienter la prise en charge thérapeutique.
I. Principes Généraux des Gaz du Sang
Les gaz du sang comprennent trois composantes principales :
pH: Le potentiel hydrogène (pH) exprime la concentration des ions H+ dans une solution, indiquant l'acidité ou l'alcalinité du sang. Un pH < 7,35 indique une acidose, tandis qu'un pH > 7,45 indique une alcalose.
PaCO2: La pression partielle de dioxyde de carbone (PaCO2) reflète la ventilation pulmonaire, c'est-à-dire l'efficacité avec laquelle le CO2 est éliminé par les poumons. La PaCO2 dépend de l’équilibre entre la production corporelle de CO2 et son élimination par la ventilation : lorsque la ventilation alvéolaire diminue (hypoventilation), le CO2 s’accumule dans le sang, provoquant une élévation de la PaCO2. À l’inverse, lors d’une hyperventilation, l’élimination du CO2 devient excessive, entraînant une chute de la PaCO2. Une PaCO2 > 45 mmHg indique une hypoventilation, tandis qu’une valeur < 35 mmHg traduit une hyperventilation.
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PaO2: La pression partielle d'oxygène (PaO2) reflète l'oxygénation du sang par les poumons, c'est-à-dire la capacité des poumons à transférer l'oxygène dans le sang. Elle mesure la pression de l’oxygène dissous dans le sang artériel. Elle reflète l’efficacité des échanges gazeux entre les alvéoles pulmonaires et le sang.
À partir de ces trois valeurs, d'autres paramètres peuvent être calculés :
HCO3: La concentration en bicarbonates (HCO3) reflète la composante métabolique de l'équilibre acido-basique et est régulée par les reins. Les ions bicarbonates (HCO3-) qui participent à maintenir l’équilibre acido-basique sont excrétés et réabsorbés par les reins en réponse à un déséquilibre du pH.
Saturation en oxygène (SaO2): Elle permet de mesurer la quantité d’oxygène fixée sur l’hémoglobine et reflète l’efficacité du transport de l’oxygène par l’hémoglobine et dépend étroitement de la PaO2.
Excès de bases (EB): L'excès de base (EB) est la variation du taux de HCO3 et indique si le sang contient trop ou pas assez de bases pour maintenir un pH normal. Il reflète la composante métabolique de l’équilibre acido-basique, indépendamment de la ventilation.
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II. Indications de la Mesure des Gaz du Sang en Pédiatrie
Les indications de la mesure des gaz du sang sont variées en pédiatrie :
Évaluation de la fonction respiratoire et de l'équilibre acido-basique en urgence ou en réanimation: Permet le diagnostic et la quantification du trouble initial, et la vérification de l’efficacité de la thérapeutique. Pour 53,4 % des consultations d’urgence, l’analyse d’un gaz du sang (GDS) modifie directement la prise en charge thérapeutique du patient.
Diagnostic et bilan d'une affection respiratoire chronique.
Adaptation de l'oxygénothérapie chez les malades souffrant de troubles respiratoires.
Évaluation d'une insuffisance cardiaque ou d'une cardiopathie congénitale.
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En cas d'altération de conscience.
Un gaz du sang pourra être demandé si la personne souffre de difficultés respiratoires telles qu’asthme, essoufflement, hypo ou hyper ventilation. Elle évalue la manière dont l’oxygène est capable de se déplacer depuis les poumons vers le sang.
III. Prélèvement des Gaz du Sang en Pédiatrie
A. Site de Prélèvement
Le prélèvement peut être réalisé dans une artère superficielle, radiale ou fémorale. La ponction est généralement réalisée dans l'artère radiale. Cette dernière transporte le sang vers la main au niveau du poignet. En cas d'urgence ou si la ponction dans l'artère radiale n'est pas possible, l'artère fémorale peut être préférée à l'artère du poignet. La ponction de l’artère radiale reste le site de référence. Elle est généralement privilégiée en raison de sa localisation superficielle, de son accessibilité et de sa distance par rapport aux structures anatomiques sensibles, ce qui limite les complications (lésions nerveuses, hémorragies).
Bien que nous l’évoquions dans cette étape, la gestion de la douleur et de l’anxiété commence dès le début de la prise en charge et se poursuit à chaque étape du soin. Le soin s’adapte au patient, et non l’inverse : à chacun sa manière de communiquer, de ressentir, d’exprimer ou non ses besoins. Le prélèvement artériel peut générer inconfort, stress et anxiété, notamment chez les enfants, les personnes âgées et les patients phobiques. Commencer par présenter le soin de manière claire, rassurante et adaptée au profil du patient. Éviter les formulations anxiogènes comme « Attention, je pique ! », et privilégier des phrases positives et anticipatrices telles que « Respirez, j’y vais doucement. ». Prendre le temps de répondre aux questions posées et s’assurer que le patient se sent en confiance. Ces mesures, simples, mais efficaces, participent à la qualité du soin et au respect de la personne soignée.
B. Technique de Prélèvement
- Préparation du matériel: Préparer le matériel complet, accessible et conforme aux règles d’asepsie. 1 à 3 mL de sang artériel, recueilli en seringue héparinée. En cas d’absence de seringue spécifique : seringue 2 mL + aiguille 22G.
- Test d'Allen: Il est nécessaire d’effectuer le test d’Allen préalablement au prélèvement. Celui-ci consiste à comprimer les deux artères au niveau du poignet (radiale et cubitale), d’attendre que la main blanchisse et de relâcher la compression de l’artère cubitale. La main doit se recolorer rapidement. Cela veut donc dire que l’artère cubitale sera en capacité de prendre le relai de l’artère radiale si cette dernière vient à être lésée par le prélèvement. Si la recoloration est lente ou absente, le test est négatif : ne pas ponctionner cette artère.
- Positionnement du patient: Patient en décubitus dorsal ou semi-assis, bras posé sur un plan stable, en légère extension, paume orientée vers le haut.
- Ponction artérielle: Le prélèvement se fait en anaérobiose stricte (à l’abri de l’air). La seringue (pré-héparinée ou héparinée manuellement) est sortie de son emballage et préparée en poussant le piston ; si ce n’est pas déjà fait, le piston doit être poussé jusqu’au volume souhaité. La quantité est généralement de 1,6 mL. L’aiguille est insérée à un angle adapté selon la zone anatomique, généralement plus ouvert que pour une ponction veineuse, car les artères sont situées plus profondément que les veines. Il faut veiller à la sécurité du/de la soignant(e) pour éviter toute piqûre accidentelle. L’apparition d’un flux sanguin pulsatile de couleur rouge vif confirme que la ponction est bien artérielle. À ce moment-là, il est formellement contre-indiqué de tirer sur le piston : le sang artériel, propulsé par la pression du système cardiovasculaire, remplit spontanément la seringue. Si la ponction est correcte, le sang y montera sans aucune action de l’opérateur.
- Après le prélèvement: Retirer la seringue une fois remplie en respectant l’axe de l’aiguille et en sécurisant le dispositif. Jeter l’aiguille dans la boite OPCT. Expulser délicatement les bulles sans faire fuir le sang. En cas de délai de transport supérieur à 10 minutes, conserver l’échantillon dans un contenant adapté entre 0 et 4°C afin de limiter la consommation d’oxygène par les cellules et de garantir une mesure précise. Analyse recommandée dans les 30 minutes pour éviter d’altérer les résultats.
C. Informations à fournir au laboratoire
Inscrire les conditions de prélèvement sur le document du laboratoire et sur le dossier patient (apport d’O2, température du patient). Si le prélèvement est fait sous oxygène, le débit ou la FiO₂ doit être clairement noté.
D. Complications potentielles et leur gestion
Bien que globalement sûre, la gazométrie artérielle peut entraîner certaines complications, surtout si les précautions ne sont pas rigoureusement respectées.
| Complication | Cause ou description | Prévention | Gestion |
|---|---|---|---|
| Saignement excessif ou hématome local | Transfixion de l’artère, pression insuffisante après ponction, patient sous anticoagulant. | Insertion correcte de l’aiguille. Compression immédiate et prolongée (≥ 5 minutes radiale, ≥10-15 minutes fémorale ou brachiale). Éviter les pansements circulaires. | Maintenir la compression manuelle, surveiller l’évolution locale. Utiliser un lest compressif si besoin (ex. : sac de sable en fémoral). Rester avec le patient jusqu’à l’arrêt des saignements. |
| Vasospasme artériel | Manipulation traumatique, stress du patient, ponction trop brutale ou aspiration sur piston. | Informer et rassurer le patient. L’installer confortablement. Ne pas tirer sur le piston. Geste doux. | Arrêter la ponction, changer de site. Le spasme se résorbe généralement spontanément. |
| Lésion nerveuse | Proximité de structures nerveuses (nerf médian en brachial, nerf fémoral en fémoral). | Choisir le bon site. Ne jamais rediriger l’aiguille en profondeur. Préférer retirer, puis réorienter. | Arrêter immédiatement en cas de douleur vive. Informer et surveiller l’évolution. |
| Infection | Asepsie insuffisante, matériel contaminé. | Respect strict des précautions standard et de l’asepsie. Antisepsie cutanée selon protocole. | Surveillance locale. Signes d’infection = avis médical, mise en route d’un traitement antibiotique si nécessaire. |
| Malaise vagal | Douleur, anxiété, vue du sang. | Expliquer le geste, installer le patient en position allongée. | Surveillance rapprochée, contrôle de la tension artérielle et de la glycémie. Réassurance. |
| Thrombose artérielle | Ponctions répétées sur le même site, compression insuffisante. | Alterner les sites de ponction. Vérifier la perfusion distale après le geste. | Surveillance clinique. Si suspicion d’ischémie, avis médical urgent. |
| Erreurs pré-analytiques | Bulles d’air dans la seringue, délai d’analyse prolongé, mauvaise héparinisation. | Éliminer immédiatement les bulles d’air. Analyser sous 10 à 30 minutes maximum. Homogénéiser l’échantillon. Si doute sur la validité de l’échantillon, recommencer le prélèvement. | |
| Blessure par piqûre accidentelle | Manque de vigilance, matériel mal manipulé. | Sécurité du geste, élimination dans un collecteur adapté. | Application du protocole. |
E. Particularités en néonatologie
Gaz du sang en artériel en réa néonat .. jamais vu et pour une simple et bonne raison , on n'en a pas besoin grâce à des appareils de mesure de PO2 et PCO2 transcutanée…. Par contre on peut faire un dosage sanguin de la PCO2 pour vérifier la concordance avec celui du capteur.. Sinon en effet les gaz en artériel sont exceptionnels chez les petits pour une simple raison, c'est la PCO2 qui nous intéresse…. Et pour les enfants plus grands, selon la pathologie, on peut effectuer des gazos artérielles,capillaires ou veineuses selon ce qui nous intéresse (PCO2,PO2 , Ph….
Dans le CHU où j'ai passé mon DE, les gaz du sang étaient fait en capillaire. Plusieurs fois on m'a répété que on ne faisait de gds en arteriel chez les petits.
IV. Valeurs de Référence des Gaz du Sang
Les valeurs de référence des gaz du sang varient légèrement en fonction de l'âge et du laboratoire, mais les valeurs généralement acceptées sont les suivantes :
- pH = 7.38 à 7.42
- PaCO2 = 35 à 45 mmHg
- PaO2 = 80 à 100 mmHg
- HCO3 = 22 à 28 mmol/L
- Saturation en O2 = 96-98 %
- Excès de base 0 +/- 2
Attention : La PaO2 et la PaCO2 subissent l’influence de la température du patient et celle de la pression atmosphérique (altitude).
V. Interprétation des Résultats des Gaz du Sang
L’interprétation des gaz du sang artériel peut sembler complexe au premier abord, mais en suivant une méthode claire et structurée, elle est tout à fait accessible.
A. Étapes de l'Interprétation
- Évaluer le pH: Le pH indique si le sang est acide, alcalin ou équilibré. Un pH < 7,35 indique une acidose, un pH > 7,45 une alcalose.
- Analyser la PaCO2 et le taux de HCO3-: Examiner la PaCO2 et le taux de HCO3- et déterminer si l’un ou l’autre est anormal.
- Déterminer la cause du trouble: En croisant les données de PaCO2 (origine respiratoire) et HCO3- (origine métabolique), la cause du trouble peut être déterminée.
- Identifier les mécanismes de compensation: L’organisme tente toujours de rétablir un équilibre acido-basique. Il met en place des mécanismes de compensation, qu’il faut savoir repérer.
B. Troubles Acido-Basiques
Acidose: La diminution du pH s’appelle acidose. Il existe deux types d’acidose = l’acidose métabolique et l’acidose respiratoire.
Acidose métabolique: L’acidose métabolique est un pH < 7.38 avec une variation de HCO3, dont les causes sont : production ou une ingestion d’acides, pertes digestive ou rénale de bicarbonates. Une acidose métabolique peut survenir en cas d'anomalie rénale, d'intoxication, de diarrhées profuses.
Acidose respiratoire: L’acidose respiratoire est un pH < 7.38 avec une variation de PaCO2. On distingue l’acidose respiratoire aiguë et l’acidose respiratoire chronique. L’acidose respiratoire aiguë peut être causée par : obstruction voies aériennes, dépression des centres respiratoires, faiblesse neuromusculaire, maladie pulmonaire, ventilation mécanique inadéquate, anomalie de l’hématose (intox CO, intox CN) … Elle se traduit par une anxiété, une polypnée voire des convulsions si l’hypercapnie est sévère. L'acidose respiratoire peut avoir une cause exogène résultant d'une diminution de la fraction de dioxygène inspirée.
Alcalose: L’augmentation du pH s’appelle alcalose. Il existe deux types d’alcalose = l’alcalose métabolique et l’alcalose respiratoire
Alcalose métabolique: L’alcalose métabolique est un pH > 7.42 avec une variation des HCO3, dont les causes sont : déshydratation, vomissements, hyperaldostéronisme, hypercalcémie non secondaire à l’hyperparathyroïdie.
Alcalose respiratoire: L’alcalose respiratoire est un pH > 7.42 avec une variation de PaCO2. On distingue l’alcalose respiratoire aiguë et l’alcalose respiratoire chronique. L’alcalose respiratoire aiguë peut être causée par : hypoxie, anxiété, douleur, sepsis, insuffisance hépatique, désordres neurologiques centraux (AVC, infection), maladies pulmonaires avant décompensation, médicaments (intox salicylés), grossesse … Le traitement consiste en la diminution de l’hyperventilation par sédation si nécessaire et correction de la cause. L’alcalose respiratoire chronique peut être causée par : hypoxie de haute altitude, insuffisance hépatique chronique, maladies pulmonaires chroniques, traumatismes du SNC, grossesse …
C. Autres Paramètres à Considérer
Lactate: C’est un produit issu de la glycolyse en absence d’oxygène. Il s’élève en cas d’hypoperfusion tissulaire, de choc ou de sepsis, situations associées à une production accrue d’acide lactique par les cellules. Il constitue un marqueur de la souffrance cellulaire et il est principalement éliminé par le foie et les reins. Un dosage sanguin révélant des taux élevés constitue un facteur de mauvais pronostic : plus le taux de lactate est élevé, plus c’est un facteur de mauvais pronostic.
Rapport PaO2/FiO2: Rapport PaO2/FiO2 : permet d’évaluer l’efficacité des échanges gazeux pulmonaires. Si le patient est sous oxygène, la PaO2 isolée ne permet plus d’effectuer une évaluation fiable de l’oxygénation. On utilise alors le ratio PaO2/FiO2 (P/F), qui reflète l’efficacité des échanges alvéolo-capillaires.
VI. Situations Cliniques Particulières
Altitude: En altitude, la baisse de la pression atmosphérique entraîne une diminution de la PaO2, souvent autour de 60-70 mmHg dès 2 500 m, sans que cela soit pathologique. L’organisme compense par une hyperventilation, induisant une hypocapnie et une alcalose respiratoire modérée, partiellement corrigée par les reins. Cette adaptation est primordiale pour maintenir une oxygénation suffisante malgré l’hypoxie.
Asphyxie périnatale: Les infirmités motrices cérébrales surviennent chez 1-2 % des enfants nés à terme. Dans 10 à 20 % des cas, elles font suite à une asphyxie per partum. L’analyse des gaz du sang au cordon ombilical après l’accouchement permet de diagnostiquer ou d’infirmer une éventuelle asphyxie fœtale et d’établir un lien avec les événements survenus en cours de travail. Dans les conditions normales, le métabolisme énergétique fœtal est essentiellement aérobié. En cas d’altération aiguë des échanges materno-fœtaux, le CO2 et les ions H+ s’accumulent, d’où une baisse rapide du pH. Il s’agit d’une acidose gazeuse ou respiratoire. Elle régressera en quelques minutes après la naissance, le nouveau-né en respirant éliminant le CO2 accumulé. Ce type d’acidose ne s’accompagne pas de séquelles neurologiques à long terme. En cas d’hypoxie fœtale prolongée, le métabolisme devient anaérobié avec production d’acide lactique. Ceci aboutit à la consommation de bases tampon et à une baisse du pH. Il s’agit alors d’une acidose métabolique ou mixte qui, elle, peut s’accompagner de séquelles.
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