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Principes de la ventilation assistée Rappels physiologiques Principe du ventilateur en pression positive Modes de ventilation O.Noizet, R. Cremer.

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1 Principes de la ventilation assistée Rappels physiologiques Principe du ventilateur en pression positive Modes de ventilation O.Noizet, R. Cremer

2 Volumes pulmonaires statiques VRI VT Capacité inspiratoire VR VRE VD = CV VT = volume mobilisé lors de chaque cycle respiratoire = 7 ml/kg quel que soit lâge espace mort = VA + SIT + alvéoles non fonctionnelles CRF = amortit variations extrêmes de pa02 = 20 ml/kg

3 Ventilation spontanée : pression négative Ventilation mécanique par SIT : pression positive

4 Compliance alvéoles « ballon » P V Partie linéaire de la courbe : V = Co X P Co = V / P = 1 (ml/cm H2O/Kg) Co thoraco-pulmonaire : atteinte alvéolaire (MMH, SDRA), épanchement pleural, compartiment abdominal, hypoplasie pulmonaire, atteinte cage thoracique Compliance (Co) : capacité du système respiratoire à se laisser distendre barotraumatisme atélectraumatisme Co statique / Co dynamique

5 Résistance bronches, bronchioles, SIT « tuyau » Variation de pression lors de lécoulement dun gaz dans un tuyau R = Δ P (cmH2O) / débit (l/sec) = cm H2O/l/sec R = 8 l/ r 4 Viscosité/longueur tuyau, rayon [écoulement laminaire : si r/2 R x 16] Si débit, écoulement devient turbulent et réssitances Extubation : RVA de 20-60%

6 Constante de temps « ballon-tuyaux » T (en c ste de temps) 63% 95% 99% Volume expiré T = Co x R n.né : 0.2 sec enfant : 0.6 sec adulte : 1.5 sec il faut 5 T pour vider un poumon à 100% Vitesse à laquelle les poumons se remplissent /vident

7 Co, R, T Enfant : Co pariétale et RVA, T Compliance (ballon) rapport entre une variation de volume et une variation de pression dynamique / statique nourrisson : 1 à 2 ml/cm H2O/Kg Résistance (tuyaux) rapport entre la DDP dans les voies aériennes supérieures et le débit gazeux qui les traverse nourrisson : 30 à 50 cm H2O/l/sec Constante de temps (ballon-tuyaux) Stocks J, Monaldi Arch Chest Dis 1999 Mais raisonnement global….

8 Pour mobiliser un VT à chaque cycle : =créer une différence de pression entre lentrée des VA et alvéoles P = P0 + (E x VT) + (R x V°) P0 = pression de départ = PEEP totale (E x VT) = forces de rétraction élastiques = E = élastance = 1/Co (R x V°) = forces résistives

9 Ventilation en pression positive Un principe ; souffler dans les poumons génération d'une pression génération d'un volume Deux modes ventilatoires Volume contrôlé Pression contrôlée Plusieurs niveaux de participation du malade trigger VS + Aide VACI (SIMV)

10 Échanges gazeux L'oxygénation dépend de la pression moyenne (Paw) : pression qui maintient déplissées les alvéoles (surface déchange) Paw = k [(Pmax – PEEP) x (Ti/Ti+Te)] + PEEP K : constante fonction de rapidité montée de pression Pmax = pression de crête L'épuration du CO2 dépend de la ventilation minute (VT x FR) peut être diminuée par un TE trop court VA (ventilation alvéolaire) = (VT – VD) x FR

11 Augmenter l oxygénation Augmenter la pression moyenne Paw = AUC 5 actions : augmenter la F i O 2 Pression Temps allonger le Ti augmenter la pression dinsufflation augmenter la pente appliquer une PEEP Paw= K (Pmax – PEEP) x (Ti/Ttot) + PEEP Paw

12 Pressions mesurées : pression de crête : pression maximale atteinte pendant la phase d'insufflation active du Ti (bronchospasme) pression de plateau : la pression mesurée par l'appareil au niveau de la pièce Y pendant la phase passive du temps inspiratoire (barotraumatisme 30 cmH2O ; calcul compliance statique) pression moyenne : moyenne de la pression pendant un cycle complet (Ti + Te) = AUC (reflet Palvéolaire = oxygénation)

13 Ventilation conventionnelle : débit préréglé (« Volume contrôlé ») Le volume est imposé il est insufflé à débit constant (v dinsufflation) La pression découle du volume choisi de l'état du malade Surveiller les pressions P V inspi expi pause

14 Ventilation conventionnelle : pression préréglée La pression est fixée Elle est constante au long du cycle Le volume découle de la pression choisie de l'état du malade Surveiller les volumes Ex : bronchospasme Ex : fuites autour SIT (d ébit décélérant) P V inspi expi P

15 Surveillance des pressions et des volumes Générateur de pression P et V inspi V expi

16 Autres modes de ventilation VA : ventilation assistée (trigger) VAC :ventilation assistée contrôlée (trigger) VACI : ventilation assistée contrôlée intermittente (respiration spontanée) VSAI (ventilation spontanée avec aide respiratoire) VS-AI : ventilation spontanée avec aide inspiratoire PEP OHF

17 Types de ventilateurs Débit continu, FR et pression limitée - sans synchronisation possible - Synchronisation possible (VAC, VACI) : Babylog 8000, Infant Star, VIP Bird, Stéphanie Débit interrompu : - Servo 900 Ventilateurs haute fréquence - oscillateurs : Stéphanie, sensor medics (exsufflation active) - Interrupteurs de débit : Babylog 8000, Infant Star (exsufflation non active, moins performants que oscillateurs, risque de trappage, PNO, et hypercapnie)

18 Ventilation assistée : Aide inspiratoire Le malade maîtrise la FR Il déclenche une aide en pression La sensibilité du déclenchement est réglable (trigger en débit/ en pression) Attention aux modalités de déclenchement de lexpiration chute de débit à X% du débit maximum atteint et/ou X% du temps du cycle (bouton de fréquence) P, trigger, pente

19 ventilation assistée contrôlée VAC = VC + Trigger « synchronisation à la FR spontanée du patient » Assisté : insufflation à chaque fois que le patient déclenche le cycle (la limite : FR max ) Contrôlé : FR min de sécurité : si lenfant ne déclenche pas, la machine délivre un minimum de cycles, Ti contrôlé par machine Réglages : FR min, Fr max, Ti temps machine Tps < PR Patient mode VAC Tps > PR FRmin FRmax Cycles non acceptés - Limite VAC : si agitation, troubles neurologiques : trappage diminuer FR max et Ti (car Te non fixé, et Te min=PR=200 ms) - Limite VAC-AI : si fuites autour SIT, Ti augmenté régler un Ti max FRmax=60/ (Ti +TR + PR) TR=tps réponse PR = période réfractaire

20 ventilation assistée contrôlée intermittente = « synchronisation à FR machine déterminée » (SIMV) Assisté : insufflation à chaque fois que le patient déclenche le cycle (la limite : FRmach) Contrôlé : FR min de sécurité : si lenfant ne déclenche pas, la machine délivre un minimum de cycles Intermittente : alternance cycles machine et ventilation patient ; débit continu (VP Bird = 10 l/mn, Stéphanie = 4 l/mn) Réglages Le nb de cycles assistés ne dépasse pas la FR mach fixée, ms lenfant peut avoir la VS quil désire = synchronisation à leffort inspiratoire du patient FR machine limitée et P limitée

21 VACI + AI La VACI a l'avantage d'assurer une ventilation-minute minimale tout en permettant un certain degré de respiration spontanée. En effet, un certain nombre de cycles respiratoires sont obligatoirement délivrés par le ventilateur. Entre ces cycles, le patient peut respirer spontanément. 7 Il est possible d'ajouter une AI à ces cycles spontanés, ce qui permet de compenser le travail additionnel dû à la résistance du circuit du ventilateur.

22 Comparaison des différents modes ventilatoires synchronisés Synchroni - sation Assistance à chaque cycle FréquenceTi PIP VC/VCI non fixe VACI ouinonfixe VAC oui variablefixe AI oui variable fixe AI+VG oui variable

23 Temps contrôlé à pression limitée = TCPL (Ex : VP-Bird) Le débit est réglé jusquà obtention dune pression donnée, à ce moment-là il diminue et P insp maintenue jusquà fin inspiration P débit Débit continu : 8-10 l/mn

24 VCRP Ventilation contrôlée à régulation de pression "Pression contrôlée à volume garanti" Volume fixé Courbes de pression contrôlée Le respirateur calcule régulièrement la compliance et adapte la pression V insp exp P Barotraumatisme à chaque désadaptation patient-machine

25 Trigger Réglage de la sensibilité Pression Débit Pression Auto-triggering

26 PEEP ou PEP V insp exp P Attention gène au remplissage

27 Surveillance - Monitorage pièce en T Leclerc F, Roze JC, conférence dexperts, SRLF 2000 VT I : -volume de compression : Ctot= Crs + Ccircuit, Vmin= (VT x FR) + (Ccircuit x Pinspi x FR) - Résistance SIT, position SIT -volume mort (réchauffeur, tuyaux) (VA=ventilation alvéolaire= (VT – VD) x FR, VD= VD instrumental + VD anatomique + VD alvéolaire VT E - fuites autour SIT -Réglage alarmes

28 Surveillance -Analyse graphique Evaluation mécanique respiratoire Leclerc F, Arnette blackwell Ed 1997 pp67 Encombrement bronchique Leclerc et al. ICM1996 Surdistension Nève AJRCCM Hyperinflation Riou et al. ICM 1999

29 Rapport I/E Inspiration Expiration 1/31/3 1/21/2 1/41/4 1/11/1 1/1,5… 2/12/1

30 Ex chez le prématuré, Stéphanie Mode SIMV Débit continu : 4 l/mn (à prendre en compte ds calcul débit NO) Ti = 0,34 FR = ( Te) Pi = FIO2 Tps cycle = 60/FR

31 Ex : SDRA Compliance thoraco-pulmonaire Objectif : limiter le volotraumatisme P plat <30cmH2O Hypercapnie permissive : VT=5-6 ml/kg, PEEP « élevée » Objectif SaO2 : 88-96% (85-92%) Manœuvres de recrutement Surveillance : Calcul compliance thoracopulmonaire Courbes P/V

32 Ex : asthme aigu grave RVA Objectif : respecter lexpiration PEEP=0 I/E : 1/3, ¼, voire + Fréquence basse Compressions manuelles Normoxye ; Objectif CO2… Surveillance -auto-PEEP (expi forcée, courbe débit-temps) -pression de crête

33 Ex : HTIC Objectif : ne pas aggraver lHTIC Normocapnie Normoxie Retour veineux non limité : PEEP=0 …. Situation + délicate si contusion pulmonaire associée

34 Sevrage de VM (SVM?) Y penser dès le début de la VM Protocole écrit de SVM? Plutôt protocole de diminution sédation Randolph JAMA 2002 Chez lenfant : Dès que critères de sevrabilité : test de VS (gold standard) au moins 1 fois par jour Test de ventilation spontanée = Pièce en T /HOOD Respirateur : P= cm H2O selon âge Durée : 30 mn, maladie neuromusculaire Pas dautres critères de sevrabilité, critères dendurance en particulier puis : Extubabilité ? Toux? Déglutition? Encombrement? Réanimation 2001 Leclerc et al. Rev Mal Respir 2004 Noizet et al. Crit Care 2005

35 Ventilation haute fréquence : - Déf° : Ventilation associant un volume courant proche de l'espace mort et un fréquence respiratoire supérieure à 5 Hz -Objectif : Limiter les risques de barotraumatismes et/ou de volotraumatisme grâce à l'utilisation de faibles volumes courants nécessitant de faibles pressions pour être mobilisées Ne semble pas augmenter le risque dhémorragie intracrânienne ni de leucomalacie périventriculaire Possible intérêt pour limiter le risque de DBP VA = f x VT 2

36 3 types de VHF : Oscillation à haute fréquence (Stéphanie ) va-et-vient actif (membrane/ piston) d'un volume fixe de gaz (volume courant) selon une fréquence désirée : production dun VT Inspiration et expiration actives Performants + + sur oxygénation, risque dhypocapnie Interruption de débit à haute fréquence (dérivé de la VHF) (Babylog8000 Infant Star ) Interruption à très haute fréquence du débit de gaz du circuit patient Expiration principalement passive Moins performant que oscillateur, risque de trapping de gaz et dhypercapnie Injection à haute fréquence injection d'un mélange gazeux à haute fréquence (canule sur la pièce en T ou l'intermédiaire d'un cathéter injecteur inclus dans la paroi de la SIT) Entraîne un volume de gaz supérieur à celui injecté Fréquence d'injection de 150 à 400/minutes Expiration passive Non utilisé en néonatologie en France

37 Quelles indications pour lOHF? Indications habituelles : -affections pulmonaires homogènes : MMH? Pneumopathies diffuses Indications + discutées : -hernie diaphragmatique -HTAP -inhalation méconiale Indications anecdotiques, non évaluées « rescue » : SDRA, post-opératoire, fistule oesotrachéale, ….

38 Pressions de ventilation en VHF Hauteur de l'oscillation ou "Pic à Pic" Pression moyenne (molette circuit expi «PEEP») Onde positive et onde négative de durée habituellement égales Atténuation de l'amplitude d'oscillation le long de l'arbre trachéo- bronchique Rôle de la fréquence différent de fréquence en ventilation conventionnelle pour une même amplitude, si FR, VT

39 Réglages de lOHF Réglages initiaux en néonatologie : -F VHF = Hz pCO2 -Pmoy (molette sur circuit expiratoire = PEEP) pO2 -amplitude de pression = pic à pic = 50 Hz (20-55) pCO2 Si paO2 basse : -débuter avec Pmoy = 8, augmentation jusquà 15 cmH02 tant que FIO2 40% -augmenter FIO2 (diminuer en 1er FIO2 qd amélioration) Si paCO2 élevée : -augmenter pic à pic -puis diminuer fréquence (12 Hz), attention aux bouchons (si F : V T ) Surveillance : vibration du thorax +++, bouchons Hémodynamique, pCO2 +++

40 1 2 Ventilation alvéolaire directe Convection par mouvement pendulaire Diffusion augmentée (Taylor ) Asymétrie des profils d écoulement Diffusion moléculaire 4 5 3

41 Conclusion Pas de mode préférentiel Primum non nocere Ne pas tout modifier en même temps Observer le patient (adaptation) Monitorage Sevrage : le souci de tous les instants

42 Hypercapnie permissive -SDRA Reda Z, CCM bronchiolite du NRS Reda Z, CCM197 -Nné : Hypercapnie permissive Sunil K, ADC 1997


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