Principes et équipement pour la neurostimulation et l’échographie

La prise en charge de la douleur péri-opératoire consiste à réduire au minimum les afférences nociceptives. Cela permet d’accélérer la récupération de l’individu, tout en diminuant les risques de complications. Plusieurs médicaments et techniques peuvent être associés, pour obtenir une meilleure efficacité globale (effets additifs, voire synergiques) tout en réduisant les doses individuelles, donc les effets indésirables : il s’agit du concept d’analgésie multimodale.

Les anesthésiques locaux agissent essentiellement de manière préventive sur la composante nociceptive de la douleur (incisions, écartements, tractions de parois ou de viscères, etc.). En revanche, il est indispensable de les associer aux autres antalgiques (morphiniques et anti-inflammatoires en particulier) qui agissent à la fois sur les composantes nociceptive, inflammatoire et neuro­pathique de cette douleur.

Les autres atouts de l’anesthésie locorégionale (ALR) sont le risque de complications très faible (0,019 % de lésions neurologiques chez l’homme), la facilité de réalisation, une courbe d’apprentissage rapide et le faible coût [¹].

L’ALR a considérablement évolué ces 15 dernières années, en particulier grâce à la recherche et à l’enseignement, permettant une meilleure formation, une meilleure compréhension de l’anatomie fonctionnelle et la mise au point de techniques simples et performantes, à un prix abordable [⁴]. Alors qu’elle a souvent été considérée comme accessoire et n’était utilisée que pour ses valences analgésiques, l’ALR permet de réaliser des interventions complexes sans qu’une anesthésie générale soit nécessaire [³, ¹³].

La neurostimulation et l’échographie ont révolutionné l’efficacité et la sécurité de l’ALR, principalement pour la réalisation des blocs nerveux périphériques et des blocs centraux.

Ces techniques, qui étaient initialement réalisées en aveugle, le sont aujourd’hui sous contrôle visuel (encadré 1).

1 Description de la neurostimulation

La neurostimulation pour l’ALR a fait son apparition il y a 50 ans en médecine humaine et s’est développée en médecine vétérinaire depuis quelques années [⁸, ¹²].

Principe

Une impulsion électrique, à proximité d’un nerf, va polariser son environnement et augmenter le potentiel de membrane des cellules nerveuses. La conséquence est une dépolarisation brutale des cellules et l’apparition d’un potentiel d’action. Si ce nerf est moteur, ce potentiel d’action est à l’origine d’une contraction musculaire.

Par rapport à la technique en aveugle, la neurostimulation apporte deux éléments supplémentaires :

– la notion de distance entre le biseau de l’aiguille et le nerf à bloquer ;

– la réponse motrice du nerf en contact avec le biseau de l’aiguille.

En d’autres termes, il est possible de distinguer le nerf dont l’opérateur se rapproche, mais également s’il en est proche ou non. L’intérêt de cette aide technique est limité aux muscles mixtes (moteurs et sensitifs), puisque la stimulation d’un nerf sensitif n’entraîne aucune contraction musculaire. Ces informations nouvelles ont grandement amélioré le taux de succès des blocs nerveux, bien que la technique manque de sensibilité.

Matériel

LE NEUROSTIMULATEUR

Le neurostimulateur est un petit boîtier qui génère le courant électrique. Plusieurs modèles différents, plus ou moins sophistiqués, sont disponibles dans le commerce (^{photo 1}). Les caractéristiques de la stimulation électrique sont l’intensité et la fréquence du courant, ainsi que la durée de stimulation. Beaucoup d’études ont discuté le choix de ces paramètres pour établir un consensus sur l’utilisation de la neurostimulation [⁵, ⁷, ¹⁵].

Les intensités de stimulation varient en pratique de 3 à 0,2 mA. Plus l’aiguille se rapproche du nerf, plus l’intensité de stimulation peut être diminuée, tout en continuant à rechercher une bonne réponse motrice (^figure). Une réponse motrice marquée obtenue avec une intensité de 0,5 mA ou moins est considérée comme un résultat acceptable, qui suggère que le biseau de l’aiguille se trouve à proximité du nerf [¹⁰]. Toutefois, une contraction musculaire obtenue avec une intensité inférieure à 0,2 mA n’est pas considérée comme acceptable, car elle suggère que l’aiguille est en position intraneurale : l’injection ne doit pas être réalisée et l’aiguille est à repositionner [¹⁸]. La fréquence de stimulation peut être modifiée, mais elle est habituellement de 2 Hz, c’est-à-dire qu’elle entraîne deux contractions musculaires par seconde.

Plus l’impulsion est longue, plus la stimulation est intense. Des impulsions longues (1 ms) facilitent la phase initiale de repérage. Elles sont ensuite réduites (0,1 ms) pour gagner en précision. Les durées d’impulsion longues peuvent stimuler les fibres nociceptives et incommoder le patient ou l’animal vigile.

LES AIGUILLES

Les aiguilles de neurostimulation sont spécifiques et possèdent trois caractéristiques que sont leur embase, leur revêtement et leur biseau.

> Leur embase comprend une tubulure d’injection (qui permet d’apporter de la souplesse à la manipulation de l’aiguille lorsque la seringue est connectée) et un prolongateur électrique pour connecter le neurostimulateur.

> La surface du corps de l’aiguille est recouverte d’un matériau isolant et seule son extrémité est exposée. Ainsi, le courant électrique n’est délivré que par le biseau, ce qui est le gage d’une précision optimale.

> Le biseau de l’aiguille a été longtemps un sujet de discussion [¹⁷]. Schématiquement, deux types sont disponibles :

– les aiguilles à biseau court pénètrent difficilement les tissus, en particulier la peau et les fascias. Le geste est saccadé et parfois brutal. Ce biseau a tendance à repousser les structures vasculaires et nerveuses plutôt que de les traverser ;

– les aiguilles à biseau long (comparable à celui des aiguilles hypodermiques) coupent et pénètrent aisément les tissus sans résistance importante. Le geste est contrôlé et progressif. L’inconvénient majeur est le risque de ponction vasculaire ou nerveuse, qui peut passer inaperçue. Ce sont les aiguilles que l’auteur privilégie.

Les aiguilles sont connectées au neurostimulateur et à la seringue contenant l’anesthésique local (^{photo 2}).

L’ÉLECTRODE DE SURFACE

L’électrode de surface, reliée au pôle positif, est une électrode de type électrocardiogramme. Elle est fixée sur la peau, distalement au point d’injection. Elle vient fermer le circuit électrique.

Réalisation pratique

Les repères anatomiques de surface sont pris et le point de ponction est déterminé. La peau est ensuite préparée sur une large surface pour une procédure aseptique, incluant une tonte, un nettoyage au savon à la chlorhexidine et l’application d’alcool à la chlorhexidine : la préparation large permet de palper les repères anatomiques avec les gants stériles. L’électrode de surface est appliquée sur la peau distalement au point de pénétration de l’aiguille. Le neurostimulateur est connecté à l’aiguille et à l’électrode de surface. L’aiguille est introduite dans la peau et le neurostimulateur mis en marche. L’intensité de stimulation est initialement forte (2 à 4 mA, 1 ms). L’aiguille est lentement introduite en direction du nerf jusqu’à l’obtention de contractions musculaires dans le territoire innervé. L’intensité est alors graduellement diminuée en cherchant à conserver les contractions musculaires : cela impose d’affiner la position de l’aiguille et de la rapprocher du nerf. Une contraction musculaire de forte intensité, obtenue avec une intensité de stimulation de 0,2 à 0,4 mA et 0,1 ms, est considérée comme un résultat final acceptable [¹⁰, ¹⁸]. Un test d’aspiration est alors réalisé, puis environ un quart de la dose totale d’anesthésique local est injecté.

La réponse motrice doit disparaître immédiatement. Le reste de la solution d’anesthésique local est alors injecté lentement, en répétant les tests d’aspiration et en vérifiant toujours l’absence de résistance à l’injection.

La neurostimulation permet de localiser des nerfs moteurs de manière performante et augmente considérablement le taux de réussite de la procédure [¹⁶]. Il s’agit cependant d’une technique en aveugle, qui n’exclut pas des lésions vasculaires ou nerveuses.

2 Apport de l’échographie

Principe et développement

La neurostimulation est une technique de référence pour laquelle le taux de succès est excellent lorsqu’une procédure rigoureuse est suivie [⁶, ⁹]. Pourtant, en 2008, des observations sont venues bouleverser les croyances et la confiance accordée à la neurostimulation [¹⁸]. Ces travaux ont clairement montré que l’intensité de stimulation n’était pas une indication fiable de la position de l’aiguille par rapport au nerf. À partir de modèles expérimentaux, des auteurs ont montré que, dans certaines situations, des intensités de stimulation fortes (1 mA) n’étaient à l’origine d’aucune contraction musculaire, alors même que les aiguilles étaient en position intraneurale.

Ces résultats, difficiles à expliquer, ont semé le doute parmi les anesthésistes qui ont pris conscience qu’ils avaient certainement réalisé un très grand nombre d’injections intraneurales dans leur pratique.

Ces observations et les progrès technologiques en imagerie ont favorisé le développement de l’échographie depuis quelques années. Utilisées conjointement, l’échographie et la neurostimulation associent l’anatomie et l’électrophysiologie.

L’échographie permet de voir :

– les structures nerveuses, vasculaires, organiques ;

– l’aiguille et sa progression ;

– la diffusion de l’anesthésique local au contact du nerf [²].

Chez l’homme, le recours à l’échographie semble augmenter le taux de succès et la qualité des blocs nerveux, tout en diminuant notablement les volumes d’anesthésique local nécessaires (réduisant ainsi les toxicités) [¹¹, ¹⁴]. Les autres avantages de l’échographie incluent une plus faible morbidité, des temps de procédure moins longs et des intensités de stimulation moins fortes (donc un meilleur confort pour le patient vigile). Les variations anatomiques, en particulier, ne sont plus un souci et le geste peut être modifié pour s’y adapter. Des échographes portables adaptés et dédiés à l’anesthésie locorégionale sont actuellement commercialisés. La neurostimulation et l’échographie sont utilisées conjointement, mais il est probable que, à l’avenir, les progrès de l’image et l’expérience des anesthésistes feront de l’échographie la seule technique utilisée.

La recherche se concentre actuellement sur les progrès de l’image et du repérage, avec en particulier le développement de systèmes de guidage en trois dimensions type “GPS”. Ces systèmes permettent de visualiser à l’écran l’endroit exact où l’aiguille va traverser le plan des ultrasons, afin de pouvoir à tout moment modifier sa trajectoire au cours de son introduction.

Obtenir et interpréter les images

IDENTIFIER LA CIBLE

L’image d’un nerf en échographie dépend principalement de son architecture et de la nature des tissus environnants (^{tableau 1}). Une racine nerveuse sortant de l’espace intervertébral n’est pas entourée de tissu conjonctif ou graisseux : en coupe transversale, son image échographique est ronde et hypoéchogène. Plus distalement, les branches de division des racines sont entourées de tissu conjonctif et leurs images sont rondes, hypoéchogènes, avec un halo hyperéchogène. En périphérie, les nerfs s’organisent et les faisceaux compacts de fibres nerveuses constituant les fascicules s’entourent de plusieurs couches plus ou moins épaisses de conjonctif (épinèvre extra- et interfasciculaire). Cet aspect folliculaire donne en échographie une image du nerf en nid-d’abeille : de multiples nodules hypoéchogènes, dans des cercles hyperéchogènes. Cette dernière image, décrite et visible chez l’homme, l’est rarement chez les carnivores domestiques, vraisemblablement en raison de la petite taille des nerfs et d’un manque de résolution des images échographiques actuelles. En médecine vétérinaire, l’image caractéristique d’un nerf périphérique est presque toujours une structure hypoéchogène entourée d’un halo hyperéchogène.

L’anisotropie en échographie est la qualité d’un organe dont l’échogénicité varie selon la direction des ultrasons. Les nerfs sont peu sensibles aux artefacts d’anisotropie et conservent le même aspect échographique quelles que soient les inclinaisons de la sonde. Cette particularité est très utile pour identifier les nerfs dans certaines situations douteuses.

IDENTIFIER LES STRUCTURES ENVIRONNANTES

L’expérience acquise en échographie dans l’exercice quotidien apporte une base de travail pour utiliser l’échographie en ALR. Dans tous les cas, des connaissances anatomiques précises sont indispensables pour rechercher un nerf. Les nerfs sont, en effet, des structures de petite taille, parfois difficiles à reconnaître : leurs images se confondent aisément avec celles des structures voisines. Les formations anatomiques environnantes (os, fascia, vaisseaux) sont repérées, dans un premier temps, pour identifier les nerfs dans un second temps :

– la forme des surfaces osseuses permet de repérer les espaces intervertébraux qui constituent une fenêtre échographique avant une anesthésie rachidienne ;

– l’image d’un os permet d’obtenir un point de repère rapide, facile et précis, pour localiser le nerf (première côte pour les nerfs du plexus brachial, fémur pour le nerf sciatique) ;

– les vaisseaux sanguins sont souvent satellites des nerfs : toujours hypoéchogènes en échographie, l’artère est identifiée par son caractère pulsatile ou le flux qui la traverse (Doppler), la veine par son écrasement sous la pression de la sonde d’échographie (éventuellement par Doppler) ;

– les muscles sont hypoéchogènes et hétérogènes, et les fascias apparaissent comme des lignes blanches (hyper­échogènes). Un nerf qui chemine à proximité ou dans un muscle peut donc être confondu avec un faisceau musculaire entouré de fascia (nerf fémoral). En recherchant les origines et la direction que prend le nerf, il est possible de le différencier des fibres musculaires. Les muscles et les tendons sont très sensibles aux artefacts d’anisotropie : en faisant varier l’inclinaison de la sonde, l’échogénicité de ces structures est modifiée alors que celle du nerf ne change pas. Cette propriété est très utile pour identifier le nerf (nerf fémoral dans le muscle iliopsoas).

Sans aide technique ou en neurostimulation, le site de ponction et l’angle d’introduction de l’aiguille sont fondés sur des repères de surface et la connaissance de l’anatomie. Avec l’échographie, l’opérateur détermine à chaque fois le meilleur endroit et le meilleur angle pour aborder le nerf.

SUIVRE LA PROGRESSION DE L’AIGUILLE EN DIRECTION DE LA CIBLE

Deux techniques sont classiquement décrites : dans le plan des ultrasons (in plane) et hors du plan des ultrasons (out of plane) (encadré 2). Les deux techniques doivent être maîtrisées, car elles ont chacune des avantages et des inconvénients.

Matériel utilisé

LE CHOIX DE L’AIGUILLE

Toutes les aiguilles métalliques sont visibles en échographie, mais certaines sont plus adaptées que d’autres à l’ALR. Plus l’aiguille est grosse, plus elle est visible, mais plus elle entraîne de lésions tissulaires. La longueur doit être adaptée à la procédure. Le repérage échographique permet d’apprécier la distance à parcourir et aide au choix de l’aiguille. En pratique, des aiguilles de 50 à 100 mm sont adaptées à toutes les situations. La discussion concernant la forme des biseaux est la même que pour les aiguilles dédiées à la neurostimulation seule. Il est pratique d’avoir un petit prolongateur interposé entre la seringue et l’aiguille : l’opérateur peut ainsi faire progresser l’aiguille avec plus de finesse que si la seringue y était directement attachée.

L’aiguille et le prolongateur doivent être purgés avant la réalisation du geste. Cela évite d’injecter de l’air qui viendrait immédiatement polluer l’image échographique et la rendre difficilement interprétable.

Des aiguilles dédiées à l’ALR en échographie et celles permettant d’associer l’échographie et la neurostimulation sont disponibles sur le marché. Leur échogénicité est améliorée par différents procédés techniques.

LE CHOIX DE L’ÉCHOGRAPHE

Il existe actuellement des échographes spécifiques pour l’ALR en médecine humaine. Cependant, en médecine vétérinaire, un échographe standard est parfaitement adapté pour l’échorepérage et l’échoguidage. Le geste n’est d’ailleurs pas très différent des ponctions échoguidées diagnostiques ou thérapeutiques. Les gestes étant réalisés en salle de préparation ou au bloc opératoire, un matériel compact (de la taille et du poids d’un ordinateur portable), disposé sur un chariot mobile, est toutefois plus adapté (^{photo 3}).

Les sondes linéaires (à barrettes planes) utilisées pour les explorations vasculaires sont les plus adaptées. La fréquence de la sonde est l’élément déterminant de la qualité de l’image obtenue. En pratique, c’est la profondeur à étudier qui guide le choix de la sonde, car la pénétration est inversement proportionnelle à la fréquence. Une sonde de 8 à 12 MHz permet de s’adapter à toutes les situations.

Conclusion

L’ALR a considérablement évolué afin d’améliorer le taux de succès des techniques et de diminuer le risque de complications. Cette évolution s’accompagne de l’apprentissage de gestes plus ou moins compliqués et de l’achat de matériel et consommables spécifiques. Elle est très utile dans la prise en charge multimodale de la douleur, tant les avantages sont nombreux, en particulier la diminution des doses d’analgésiques et d’anesthésiques et le confort postopératoire de l’animal.

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