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Utilisation des techniques de substitution pulmonaire artificielle dans le cadre des opérations pulmonaires : entretien avec le Dr Redwan

12.03.2025
Rédaction de Leading Medicine Guide
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Rédaction de Leading Medicine Guide

Le Dr Bassam Redwan, FRCP, FACS, est un spécialiste de renom dans le domaine de la chirurgie thoracique. En tant que chef de service à la clinique Westfalen, il joue un rôle central dans le traitement des pathologies thoraciques. Son expertise porte notamment sur le traitement chirurgical du cancer du poumon, les reconstructions bronchovasculaires, la chirurgie trachéale ainsi que les techniques mini-invasives telles que la chirurgie thoracique vidéo-assistée (VATS) à port unique. Ces interventions de pointe permettent de traiter les tumeurs à un stade précoce de manière douce et précise, offrant ainsi aux patients une convalescence plus rapide et une meilleure qualité de vie.

Fort de plus de 15 ans d'expérience et de plus de 50 publications scientifiques, le Dr Redwan a contribué de manière décisive au développement de sa spécialité. Son statut de membre du Royal College of Physicians (FRCP) et de l'American College of Surgeons (FACS) souligne son haut niveau d'expertise et sa reconnaissance par les principales sociétés savantes mondiales. Outre la chirurgie du cancer du poumon, les domaines de spécialisation du Dr Redwan comprennent également les interventions sur les masses médiastinales ainsi que les lésions de la paroi thoracique, de la plèvre et du diaphragme.

Son expertise s'étend également à l'utilisation de systèmes d'assistance respiratoire artificielle (ECMO), qui peuvent sauver des vies dans les cas critiques.  Médecin multilingue parlant couramment l'arabe, l'anglais, l'espagnol et l'allemand, il prend en charge un large éventail de patients et est en mesure de tenir pleinement compte de leurs besoins individuels et de leurs origines culturelles. Le Dr Redwan s'engage non seulement dans la pratique clinique, mais aussi en tant que chargé de cours dans différentes universités, où il transmet son savoir à la prochaine génération de médecins.

Son activité au Centre de cancérologie pulmonaire des Knappschaft Kliniken à Lünen, qui se distingue par des équipements de pointe et des normes médicales de très haut niveau, lui permet d’offrir aux patients une prise en charge optimale et multidisciplinaire. Ce centre, fondé en 2017 et désormais certifié par la Société allemande du cancer, est le fruit d’une étroite collaboration entre le service de chirurgie thoracique, le service de pneumologie et d’autres partenaires spécialisés. Grâce à son engagement et à sa passion pour la chirurgie thoracique, il contribue de manière décisive à offrir de nouvelles perspectives et des options thérapeutiques innovantes aux patients atteints de pathologies thoraciques complexes.

Lors d'un entretien avec ce spécialiste expérimenté de la chirurgie thoracique, la rédaction du Leading Medicine Guide a pu en apprendre davantage sur la procédure de substitution pulmonaire artificielle dans le cadre des opérations pulmonaires.

Dr. med. univ. Bassam Redwan

Les maladies pulmonaires comptent parmi les problèmes de santé les plus fréquents et les plus graves au monde. Elles vont des affections chroniques telles que l'asthme et la BPCO à des états potentiellement mortels comme le cancer du poumon ou l'insuffisance pulmonaire aiguë. Ce que beaucoup ignorent : grâce à la médecine moderne, il existe aujourd’hui des approches innovantes qui redonnent espoir, même lorsque les poumons ne peuvent plus remplir suffisamment leur fonction. Les techniques de remplacement pulmonaire, telles que l’oxygénation par membrane extracorporelle (ECMO), ouvrent de nouvelles perspectives pour les patients atteints de lésions pulmonaires très graves. Ces technologies de pointe peuvent non seulement sauver des vies, mais aussi offrir un délai nécessaire aux processus de guérison ou à la transition vers d’autres formes de traitement.

Une technique de remplacement pulmonaire, telle que l’oxygénation par membrane extracorporelle (ECMO), est une technologie médicale qui prend temporairement le relais des poumons lorsque ceux-ci ne sont plus en mesure de transporter suffisamment d’oxygène dans le sang ou d’éliminer le dioxyde de carbone de l’organisme. 

« Le concept de la technique de remplacement pulmonaire s'inspire d'un principe naturel. En effet, chaque future mère fait également office de poumon artificiel pour son enfant à naître. Dans l'utérus, un enfant ne peut pas respirer avec ses poumons, car il se trouve sous l'eau. Le poumon artificiel le plus naturel est donc le cordon ombilical. L'enfant produit également ce qu'on appelle des déchets, comme le dioxyde de carbone, et le sang pauvre en oxygène et riche en dioxyde de carbone est renvoyé à la mère par la veine ombilicale. Elle assure l'échange dans son corps via ses poumons et renvoie du sang riche en oxygène à l'enfant par l'artère ombilicale. Le concept est donc très simple. Les efforts pour le transposer à des fins médicales ont commencé dès les années 1930, mais c'est à partir des années 1950 que l'idée a été poursuivie de manière plus intensive. Ce qui n'est pas encore possible aujourd'hui, c'est la prise en charge ambulatoire complète des patients atteints d'insuffisance pulmonaire en phase terminale à l'aide d'un poumon artificiel implantable, comme c'est le cas pour les patients équipés d'un cœur artificiel, mais cela viendra certainement. Dans la technique de substitution pulmonaire utilisée aujourd'hui, on prélève du sang au patient, généralement via une veine fémorale à l'aide d'une canule mise en place. Dans la machine, le sang est oxygéné à travers une membrane artificielle et simultanément débarrassé de l’excès de dioxyde de carbone avant d’être réinjecté dans l’organisme. « Cette technique de remplacement pulmonaire, initialement appelée ECMO (oxygénation par membrane extracorporelle), est aujourd’hui désignée par le terme générique ECLS (assistance pulmonaire extracorporelle) », explique le Dr Redwan.


L’ECMO VV (ECMO veino-veineuse) et l’ECMO VA (ECMO veino-artérielle) sont des formes d’oxygénation par membrane extracorporelle utilisées en cas d’insuffisance pulmonaire ou cardiaque grave. L’ECMO VV soutient exclusivement la fonction pulmonaire en prélevant du sang veineux, en l’enrichissant en oxygène et en le réinjectant dans une veine. Elle est principalement utilisée en cas d’insuffisance pulmonaire grave, comme le SDRA, lorsque le cœur fonctionne encore suffisamment. L'ECMO VA, en revanche, prend en charge à la fois la fonction pulmonaire et la fonction cardiaque. Dans ce cas, le sang est prélevé dans une veine, oxygéné, puis réinjecté dans une artère. Elle est utilisée en cas d'insuffisance cardiaque grave ou de choc cardiogénique, car elle stabilise également la circulation. Le choix entre l'ECMO VV et l'ECMO VA dépend de la nécessité d'assister uniquement les poumons ou également le cœur.


La durée du traitement varie en fonction de la cause et de la gravité de la maladie. Alors que lors d’interventions chirurgicales, la procédure n’est souvent utilisée que pendant la durée de l’opération, elle peut, en cas d’insuffisance pulmonaire grave, durer plusieurs jours, voire plusieurs semaines, afin de laisser aux poumons le temps de se régénérer ou de faire le pont jusqu’à une éventuelle transplantation. Dès que la fonction pulmonaire s'est stabilisée, le patient est progressivement sevré de la machine. Au cours de ce processus, l'assistance fournie par l'appareil est réduite afin de tester la capacité des poumons à fonctionner de manière autonome. 

Une technique de substitution pulmonaire telle que l'oxygénation par membrane extracorporelle (ECMO) est utilisée chez les patients dont la fonction pulmonaire est si fortement altérée qu'ils ne sont plus en mesure d'alimenter suffisamment le corps en oxygène ou d'éliminer l'excès de dioxyde de carbone. 

« On peut classer les patients éligibles à une procédure de substitution pulmonaire en deux groupes. D'une part, il y a le groupe de patients atteints d'une insuffisance pulmonaire classique, appelée syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA), qui survient plus fréquemment pendant les mois les plus froids de l'année et qui correspond en fin de compte à une inflammation des poumons. Dans ce cas, une technique de remplacement pulmonaire aide, de la même manière qu'une dialyse en cas d'insuffisance rénale. Le deuxième groupe de patients comprend des personnes dont les poumons sont si gravement atteints qu’elles figurent déjà sur une liste d’attente pour une transplantation d’organe et dont l’état de santé s’est détérioré au point de nécessiter une ventilation artificielle. Cette dernière peut toutefois s’avérer néfaste à long terme, car elle sollicite davantage le tissu pulmonaire et l’endommage davantage. C’est le cas, par exemple, des patients atteints d’hyperinflation pulmonaire sévère (emphysème), chez lesquels la « pompe respiratoire » fait défaut et pour lesquels une ventilation artificielle est alors envisagée. La ventilation artificielle n’est pas bénéfique chez ces patients ; on tente donc d’éviter une ventilation artificielle à long terme et, dans certains cas, on utilise même la procédure de remplacement pulmonaire alors que le patient est éveillé », explique le Dr Redwan, qui précise la procédure :

« Chez les patients atteints d’insuffisance pulmonaire classique, une seule séance de la technique de remplacement pulmonaire suffit généralement. En règle générale, ces patients se trouvent déjà en soins intensifs, où le poumon artificiel est utilisé à des fins de régénération – un processus qui peut durer plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Un jeune patient de 18 ans, par exemple, a été traité chez nous pendant 53 jours en soins intensifs à l’aide d’une thérapie de remplacement pulmonaire et a pu se régénérer complètement. L’âge du patient joue ici un rôle important : pour les personnes de plus de 70 ans, une oxygénothérapie par circulation extracorporelle de longue durée est souvent moins adaptée, car des antécédents médicaux, une capacité de régénération réduite et des taux de complications plus élevés diminuent les chances de succès ».

Lungenersatzverfahren

Les patients atteints de maladies pulmonaires irréversibles à un stade avancé, qui n’ont aucune perspective de guérison même avec l’ECMO, ou ceux présentant des comorbidités graves, telles que des infections incontrôlées, des maladies malignes en phase terminale ou une insuffisance multiviscérale sévère, ne tirent généralement pas profit de cette procédure. Le risque de complications telles que les hémorragies, les thromboses, les infections ou les problèmes mécaniques liés à l’appareil doit également être pris en compte lors de la sélection des patients.

La disponibilité des techniques de substitution pulmonaire artificielle, en particulier l'oxygénation par membrane extracorporelle (ECMO), a révolutionné la chirurgie thoracique en rendant la réalisation d'interventions à haut risque nettement plus sûre et plus efficace.

« Dans le cadre d’interventions chirurgicales thoraciques complexes, on a recours à la ventilation artificielle, ce qui constitue également ma spécialité à la clinique de Lünen. On distingue deux types de raisons pour le recours à la ventilation artificielle : les raisons fonctionnelles et les raisons techniques. Chez les patients présentant une fonction pulmonaire réduite, par exemple lorsqu’il a fallu retirer le poumon gauche à la suite d’une opération tumorale et que le patient développe, des années plus tard, une nouvelle tumeur dans le poumon droit. En raison de l’absence du deuxième poumon, une opération visant à retirer la tumeur pulmonaire n’est possible qu’en recourant à une technique de remplacement pulmonaire », explique le Dr Redwan.

En chirurgie thoracique, il existe de nombreuses situations dans lesquelles la fonction pulmonaire ne peut être temporairement maintenue pendant une intervention, par exemple lors de l’ablation de tumeurs volumineuses, de reconstructions bronchovasculaires ou d’interventions sur la trachée (chirurgie trachéale). Autrefois, ces interventions étaient associées à un risque élevé de complications peropératoires telles qu’une hypoxie sévère (manque d’oxygène) ou une instabilité cardiovasculaire. 

« Les patients atteints d’emphysème pulmonaire résultant d’une bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) bénéficient également de cette technique de remplacement pulmonaire. Il faut savoir que l’inspiration ne pose généralement pas de problème, car les voies respiratoires se dilatent lors de ce processus. L'inflammation chronique entraîne un rétrécissement des voies respiratoires en raison d'une formation accrue de tissu dans celles-ci. Il en résulte qu'à chaque respiration, une certaine quantité d'air reste dans les poumons. Un être humain respire environ 16 fois par minute et inspire environ un demi-litre d’air à chaque respiration. Si une partie de l’air reste dans les poumons à chaque fois, celle-ci augmente progressivement et entraîne une hyperinflation significative du tissu pulmonaire (emphysème pulmonaire). Si ces personnes malades doivent ensuite subir une opération pulmonaire, que ce soit en raison d’un cancer ou d’une chirurgie de réduction du volume pulmonaire, et qu’elles sont ventilées de manière classique, cela pourrait entraîner des lésions pulmonaires supplémentaires. Le recours à une technique de remplacement pulmonaire permet de créer une atmosphère beaucoup plus détendue pendant l’opération nécessaire, car le poumon à ventiler ne doit pas l’être trop fortement, voire pas du tout si le patient est opéré alors qu’il est pratiquement éveillé. Un autre avantage de la technique de remplacement pulmonaire est d’ordre technique, par exemple lorsque nous devons intervenir au niveau de la bifurcation de la trachée lors d’une opération cancéreuse importante. Ainsi, lorsqu’une partie est retirée à cet endroit, aucune ventilation n’a lieu à ce moment-là. Bien sûr, on peut également utiliser un tube de ventilation dans ce cas. Personnellement, je suis un chirurgien « paresseux » et je souhaite avoir le moins de tubes possible dans mon champ opératoire afin de pouvoir travailler sereinement sur le patient et de minimiser les moments d’agitation pendant l’intervention », précise le Dr Redwan. 

Lungenersatzverfahren

Ces dernières années, plusieurs avancées techniques dans les techniques de substitution pulmonaire ont considérablement amélioré l’utilisation peropératoire et renforcé la sécurité des patients. 

« L’une des innovations les plus importantes de ces dernières années est l’introduction de la canule Twin-Port. Cette technologie permet un échange gazeux efficace et une circulation sanguine optimisée via un seul accès vasculaire. Pour cela, une canule spéciale est introduite dans le corps : soit dans le cou, soit dans l’aine. Le sang est aspiré par des ouvertures latérales et pompé vers la membrane artificielle, où l'échange gazeux a lieu à l'extérieur du corps. Le sang est ensuite réinjecté dans le même vaisseau par l'extrémité de la canule. On évite ainsi d'utiliser une deuxième canule, comme c'est habituellement le cas avec la procédure ECMO classique. La technologie Twin-Port améliore ainsi la sécurité et le confort des patients, et nous pouvons opérer beaucoup plus facilement et même obtenir une oxygénation grâce à ce qu’on appelle l’oxygénation apnéique, qui permet de maintenir la teneur en oxygène dans le sang », explique le Dr Redwan.


Un comité d’experts interdisciplinaire se concerte sur l’utilisation de l’oxygénation par membrane extracorporelle (ECMO) chez les patients gravement malades. Cette équipe se compose généralement de médecins intensivistes, de cardiologues, de chirurgiens thoraciques et vasculaires, d’anesthésistes, de techniciens en cardiologie, ainsi que de personnel soignant et de kinésithérapeutes spécialisés en ECMO.


L’intégration d’appareils ECMO portables dans les processus chirurgicaux et de soins intensifs a également accru la flexibilité en salle d’opération. Ces appareils peuvent être adaptés aux exigences spécifiques d’une intervention chirurgicale, ce qui est particulièrement avantageux lors d’opérations thoraciques complexes. La maniabilité améliorée des systèmes permet à l'équipe chirurgicale de se concentrer davantage sur l'intervention elle-même, tandis que l'assistance respiratoire fonctionne de manière fiable en arrière-plan. 

L'utilisation sûre des canules nécessite une technique précise et de l'expérience, car une mauvaise manipulation peut entraîner des complications. « Il peut arriver que des vaisseaux soient endommagés lors de l'utilisation des canules, mais cela peut être évité en respectant les règles. Il s'agit ici de la ponction classique de Seldinger, utilisée pour l'accès veineux en chirurgie, en anesthésie et en radiologie interventionnelle. Cette procédure comporte un risque de formation de caillots sanguins, qui peut être réduit par l’administration d’anticoagulants (héparine). Des saignements et des réactions inflammatoires peuvent également survenir. En raison de ces risques potentiels, il est absolument essentiel que ces procédures ne soient réalisées que par des praticiens hautement qualifiés », souligne le Dr Redwan.

Lungenersatzverfahren

Le recours à des techniques de substitution pulmonaire telles que l’oxygénation par membrane extracorporelle (ECMO) a non seulement des répercussions directes sur le déroulement de l’opération, mais influence également la rééducation postopératoire et le pronostic à long terme des patients atteints de maladies pulmonaires graves. 

« Si la technique de substitution pulmonaire est utilisée pendant une opération, le pronostic est très bon, comme je l’ai moi-même constaté lors d’interventions de réduction du volume pulmonaire. En effet, cela permet de réduire les risques potentiels liés à la ventilation mécanique, et l’ensemble de la procédure est également beaucoup moins traumatisant pour le patient. Bien sûr, les interventions chirurgicales peuvent toujours être réalisées sans recourir à une technique de remplacement pulmonaire, mais les avantages sont indéniables, et je suis heureux d’avoir découvert cette méthode très tôt », explique le Dr Redwan, qui souhaite toutefois voir d’autres améliorations :

« Ce serait formidable si nous parvenions un jour à implanter un poumon artificiel complet, et je pense que nous n’en sommes pas si loin. Il y a une pénurie d’organes dramatique : certains patients attendent parfois cinq ans ou plus pour un poumon et, malheureusement, décèdent souvent avant d’avoir été opérés. Les patients qui ont besoin d’un nouveau cœur sont mieux lotis grâce à tous les systèmes cardiaques artificiels. Nous disposons d’un poumon artificiel à l’hôpital, mais le patient ne peut pas rentrer chez lui avec. Ce serait formidable si nous pouvions aider les patients grâce à un système pulmonaire artificiel mobile. Malheureusement, cela n’est pas encore possible en raison du manque de place, car les membranes ont besoin d’espace. C’est différent du cœur, où tout peut être miniaturisé et compact. Nous ne savons pas encore comment cela pourrait être mis en œuvre. Cependant, de nombreuses études sont en cours, et j’espère voir un résultat positif avant ma retraite (dans environ 22 ans). Mais je suis optimiste à ce sujet. » C’est sur cette note positive que nous concluons notre entretien.

Un grand merci, Dr Redwan, pour cet aperçu passionnant !