Certificat Optionnel d’Aide Médicale Urgente DCEM 1 Faculté de Médecine Paris-Ile-de-France-Ouest OXYGÉNOTHÉRAPIE ET VENTILATION MÉCANIQUE : Notions essentielles F. Templier SAMU 92 – SMUR Garches Hôpital Raymond Poincaré Garches

Certificat optionnel AMU – DCEM Objectifs Connaître les éléments nécessaires à la réalisation d’une oxygénothérapie  Indications, limites et contre-indications  Matériel  Surveillance Connaître les principes de la ventilation mécanique après abord endo-trachéal  Conséquences ventilatoires et hémodynamiques  Principaux modes ventilatoires  Différents types de ventilateurs  Surveillance et complications

Physiologie respiratoire : Rappels fondamentaux

Certificat optionnel AMU – DCEM Rôle de l'oxygène Découvert en 1772 par Lavoisier Composant indispensable à la vie de tout être humain Rôle fondamental dans la respiration cellulaire, source de production d'énergie (métabolisme aérobie)

Certificat optionnel AMU – DCEM Principales étapes permettant l'oxygénation cellulaire Cœur Droit Poumons O2 CO2 Cœur Gauche O2 CO2 Circulation systémique Circulation Bronchique Veines pleurohilaires V. B.profondes Circulation Coronaire Circulation pulmonaire

Certificat optionnel AMU – DCEM Étape ventilatoire Première phase "mécanique" Renouvellement de l'air contenu dans les alvéoles (apport d'oxygène – évacuation du gaz carbonique) Nécessite le bon fonctionnement de l'ensemble thoraco-pulmonaire et de la commande ventilatoire Volume minute = volume courant x fréquence Durant le temps inspiratoire, le patient génère un débit inspiratoire pouvant être important, interrompu lors de l'expiration

Certificat optionnel AMU – DCEM Étape ventilatoire Deuxième phase "de diffusion" Passage de l'O 2 et du CO 2 entre l'alvéole et le sang capillaire (meilleure diffusion du CO 2 ) Nécessite une alvéole ventilée et vascularisée Mais poumons hétérogènes :  alvéole ventilée et vascularisée  alvéole ventilée non vascularisée  alvéole non ventilée et vascularisée

Certificat optionnel AMU – DCEM Étape circulatoire Contenu artériel en oxygène  oxygène dissous (PaO 2 ) :  passage obligé avant fixation à l'hémoglobine  très faible quantitativement  oxygène lié à l'hémoglobine :  mesuré par la saturation artérielle en O 2 (SaO 2 ) Oxyhémoglobine (HbO2) / Hémoglobine totale  quasi totalité de l'oxygène contenu dans le sang Vitesse de circulation : débit cardiaque

Certificat optionnel AMU – DCEM Hypoxie et anoxie cellulaire Hypoxie = défaut d'oxygène au niveau de la cellule Anoxie = absence d'oxygène au niveau de la cellule Souffrance cellulaire variable selon les organes

Certificat optionnel AMU – DCEM Différentes causes d'hypoxie Hypoxie hypoxémique = hypoxémie  Baisse de la quantité d'oxygène, dissout et lié à l'hémoglobine (chute de la SaO 2 ) Hypoxie anémique  Baisse du taux d'hémoglobine (SaO 2 normale) Hypoxie circulatoire  Diminution du débit cardiaque (SaO 2 normale) Hypoxie cytotoxique  Anomalie de l'utilisation de l'oxygène par la cellule (SaO 2 normale) exemple : intoxication au cyanure

Certificat optionnel AMU – DCEM Hyperoxie Taux trop élevé d'oxygène dans le sang Pas de toxicité sur une courte période, sauf chez le nouveau-né

Certificat optionnel AMU – DCEM Détresse ventilatoire et "Gaz du sang" Hypoxémie constante  Mécanisme d'adaptation : augmentation de la fréquence ventilatoire  Risque d'épuisement avec baisse du volume courant  Formes mineures : SaO 2 normalisée par la simple augmentation de la fréquence ventilatoire Hypercapnie (augmentation du CO 2 ) parfois associée,  Témoin d'une fatigue musculaire (mobilisation insuffisante du volume courant pour éliminer le CO 2 )  Signes cliniques parfois piégeants

Oxygénothérapie – Aspects matériels

Certificat optionnel AMU – DCEM Sources d’oxygène - stockage Oxygène = Médicament Sous forme gazeux  Pression x Volume = Constante  Différentes bouteilles Sous forme liquide (Extracteurs)

Certificat optionnel AMU – DCEM Sources d’oxygène - délivrance (1) Manodétendeur  Régulation de la pression  Contrôle du niveau dans la bouteille Intégré ou séparé

Certificat optionnel AMU – DCEM Sources d’oxygène - délivrance (2) Prise spécifique O 2 "3,5 bars"  Connexion d’un débitmètre ou d’un ventilateur Débitmètre  A bille ou cranté  Le plus souvent : 0 à 15 L/min  Avec ou sans système d’humidification

Certificat optionnel AMU – DCEM Matériel d’inhalation Les systèmes d’insufflation Prévus pour la ventilation manuelle avec O 2 Peu adaptés à l'inhalation  Pas de fixation possible  Peu confortable  Majoration de l'effort inspiratoire Utiliser toujours avec une réserve En SMUR, réservés à la pré-oxygéntation avant intubation

Certificat optionnel AMU – DCEM Matériel d’inhalation - FIO 2 faible (< 40 %) Lunettes à oxygène Facilité de pose Bonne tolérance FIO 2 très faibles Indications limitées Pas de rebreathing

Certificat optionnel AMU – DCEM Matériel d’inhalation - FIO 2 faible (< 40 %) Sonde naso-pharyngée (1) FIO 2 supérieures aux lunettes Pas de rebreathing Parfois, mauvaise tolérance Rares complications (trajets sous muqueux, dilatation gastrique

Certificat optionnel AMU – DCEM Matériel d’inhalation - FIO 2 faible (< 40 %) Sonde naso-pharyngée (2) Pose en douceur Chez un patient prévenu

Certificat optionnel AMU – DCEM Matériel d’inhalation - FIO 2 modérée (50 %) Masque moyenne concentration Pose facile Sécurité d'utilisation FIO 2 au mieux à 50 %  Modulable Léger "rebreathing" Inspiration Air O2O2 Expiration Fort débit d'O 2 FIO 2 modérée Air O2O2 Faible débit d'O 2 FIO 2 faible Air O2O2

Certificat optionnel AMU – DCEM Matériel d’inhalation - FIO 2 élevée (> 70 %) Masque haute concentration (1) Pose facile FIO2 élevée, jusqu'à 100% grâce à la réserve (2 clapets) Léger rebreathing Risque en cas de mauvaise utilisation EFFET TOUT ou RIEN

Certificat optionnel AMU – DCEM Matériel d’inhalation - FIO 2 élevée (> 70 %) Masque haute concentration (2) Inspiration X O2O2 O2O2 Expiration X O2O2 Débit d'oxygène doit être supérieur à la ventilation minute du patient 15 L/min pdt 1 sec 30 L/min pdt 1 sec 15 L/min pdt 2 sec

Certificat optionnel AMU – DCEM Matériel d’inhalation - FIO 2 élevée (> 70 %) Masque haute concentration (3) Débit d'oxygène < à la ventilation minute du patient  Risque de vider la poche et d'étouffement !!  Aspect de la poche parfois "piégeant" Ventilation minute > débit d'oxygène maximum  Enlever les petits clapets latéraux  Baisse obligée de la FIO 2 Attention au mauvais positionnement X

Certificat optionnel AMU – DCEM Matériel d’inhalation - FIO 2 élevée (> 70 %) Masque haute concentration (4) En pratique Pas de connaissance du débit inspiratoire du patient Aspect "gonflé" de la poche = garantie insuffisante Effet TOUT ou RIEN => Le seul intérêt de baisser le débit d'oxygène est de limiter la consommation de la bouteille, … au risque d'étouffer le patient ! Débit d'oxygène toujours à 15 L/min. Un clapet latéral enlevé si ventilation du patient estimée > 15 L/min

Certificat optionnel AMU – DCEM Précautions générales d’utilisation du matériel d’oxygénothérapie Eviter les sources de chaleur Pas de corps gras Ne pas « bricoler » Allonger ou fixer tout matériel portable Surveiller attentivement l’autonomie restante

Certificat optionnel AMU – DCEM Calcul de l’autonomie d’une bouteille Volume intérieur x Pression restante (P x V = Cste) Marges de sécurité  Les « derniers 30 bars »  La consommation : + 20 % Pression lue200 bars Sécurité- 30 bars Pression utile170 bars Volume5 litres Quantité disponible850 litres Débit réel6 L/min + Sécurité1,2 L/min =7,2 L/min (850 / 7,2) Autonomie120 min

Oxygénothérapie – Mise en œuvre pratique

Certificat optionnel AMU – DCEM Indications de l’oxygénothérapie en médecine d'urgence Toute situation d’hypoxémie Mais aussi toute détresse vitale Sans oublier les intoxications au CO et fumées d'incendie Matériel d'inhalation et débit adapté à l'objectif En l’absence de signes d'épuisement nécessitant une ventilation au BAVU, avec O 2 et réserve

Certificat optionnel AMU – DCEM Limites et contre-indications de l’oxygénothérapie Indication "dépassée"  Aucune action directe sur la ventilation alvéolaire  Donc pas d'action directe sur l'élimination du CO 2 Toxicité majorée de l’oxygène chez le nouveau-né Et l'insuffisant respiratoire ?

Certificat optionnel AMU – DCEM Oxygénothérapie et IRC hypercapnique chronique (1) Insuffisant respiratoire chronique = altération chronique de la ventilation Parmi tous les IRC, certains seulement ont une élévation permanente de leur taux de gaz carbonique = IRC hypercapnique chronique Risque de majoration de la capnie en cas d'oxygénothérapie à trop forte FIO 2 (mécanismes complexes)

Certificat optionnel AMU – DCEM SE SOUVENIR : l'hypercapnie endort, l'hypoxémie tue Détresse ventilatoire majeure et IRC hypercapnique  O 2 MHC (15 L/min.), et ventilation mécanique si besoin  Ventilation manuelle si nécessaire en attendant Gène ventilatoire modérée et IRC hypercapnique  FV normale ou peu augmentée  Pas de signes de lutte, bon débit de parole  SpO 2 > 90 %  => O 2 lunettes  Si insuffisant, O 2 MHC (15 L/min.), et ventilation mécanique (invasive ou non) Oxygénothérapie et IRC hypercapnique chronique (2)

Certificat optionnel AMU – DCEM Surveillance clinique FONDAMENTALE Signes cliniques  Fréquence ventilatoire +++  Débit de parole  Activité des muscles respiratoires : essentiel mais plus difficile  Signes d’hypercapnie : agitation, somnolence, sueurs  Signes hémodynamiques :  augmentation de la fréquence cardiaque, voire bradycardie dans les cas les plus sévères  augmentation de la tension artérielle

Certificat optionnel AMU – DCEM Saturation pulsée en oxygène : SpO 2 Principe de mesure Photoémetteur Photorécepteur DC AC Absorption secondaire à: Sang artériel pulsatile Sang artériel non pulsatile Sang veineux et capillaire tissus Absorption de la lumière Temps

Certificat optionnel AMU – DCEM SpO 2 Fiabilité, précision et limites Meilleure détection de l'hypoxémie que par la cyanose Ecart de ± 4% entre SaO 2 et SpO2 Facteurs limitants  Mauvaise détection de l'onde de pouls  Choc, collapsus, vasoconstriction, hypothermie, compression artérielle en amont, déplacement du capteur  Liés au principe de la mesure  HbCO, méthémoglobinémie, bleu de méthylène, association anémie + hypoxémie

Certificat optionnel AMU – DCEM SpO 2 Intérêt de la courbe de phléthysmographie Signal normal Parasites Signal trop faible Mouvements du patient

Certificat optionnel AMU – DCEM Pièges "liés" à la SpO 2 Méconnaître les limites techniques des saturomètres Disposer d'un appareil peu performant et ne visualisant pas l'onde de pouls Se contenter de la SpO 2 et ne pas mesurer régulièrement la fréquence ventilatoire Pas d'évaluation du taux de gaz carbonique : la "sat" est bonne … mais le patient s'endort

Ventilation mécanique : Points essentiels

Certificat optionnel AMU – DCEM Objectifs de la ventilation mécanique après abord endo-trachéal Toute situation nécessitant une prise en charge du travail ventilatoire et une protection des VAS  Action directe sur la ventilation alvéolaire et le renouvellement de l'air alvéolaire  VM = F x VT (VT = espace mort + volume alvéolaire)  Suppléance totale ou partielle  Importance des performances du ventilateur Caractère "invasif" Alternative parfois : Ventilation non invasive

Certificat optionnel AMU – DCEM Conséquences ventilatoires et hémodynamiques Ventilation en pression positive intermittente Risques de barotraumatisme  Pressions trop élevées  Poumons fragilisés  Favorisés par la PEP (PEEP) Conséquences hémodynamiques variables  Cœur gauche : négligeable, voire amélioration  Cœur droit : risque de dégradation Toujours essayer d'adapter le ventilateur au patient

Certificat optionnel AMU – DCEM Principe des modes ventilatoires Volumétrique  VT défini  Fréquence définie  Pression induite Barométrique (en pression)  Pression définie  Fréquence définie  VT induit Cycles contrôlés Déclenché par le ventilateur à une fréquence réglée Cycles assistés Déclenché par le patient (trigger inspiratoire Ventilation spontanée avec aide inspiratoire en pression  Fréquence temps d'insufflation déterminés par le patient Dans tous les cas, adapter la FIO 2

Certificat optionnel AMU – DCEM Ventilation volumétrique contrôlée : VC Pression de pic (= pression de crête = pression de pointe) Pression de plateau Temps d'insufflation Tp Ti = Temps d'inspiration Paw (Pression dans les voies aériennes) Flow (débit) Temps Te = Temps d'expiration

Certificat optionnel AMU – DCEM Ventilation volumétrique assistée contrôlée : VAC Paw (Pression dans les voies aériennes) Flow (débit) Temps d'insufflation Tp Ti = Temps d'inspiration Dépression liée à un appel inspiratoire du patient Te réel = Temps d'expiration réellement enregistré Temps d'expiration théorique selon la fréquence machine Temps d'insufflation Tp Ti = Temps d'inspiration Temps

Certificat optionnel AMU – DCEM Différentes parties d'un ventilateur Source motrice : Oxygène - Electricité Système de pressurisation Panneau de commande et de contrôle Source de Gaz : Oxygène - Air Circuit patient : circuit inspiratoire ; valves ; circuit expiratoire

Certificat optionnel AMU – DCEM Différents types de ventilateurs (2) Difficulté encore d'actualité

Certificat optionnel AMU – DCEM Surveillance clinique et monitorage (hors ventilateur) Examen clinique, limitée en cas de sédation  Signes de désadaptation du ventilateur  Dyspnée "sous machine" Cardio-vasculaire : intérêt du monitorage de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle Monitorage de la SpO 2 systématique Monitorage de l'ETCO 2  Reflet de : métabolisme, hémodynamique et fonction pulmonaire  Non fiable pour déterminer la PaCO 2

Certificat optionnel AMU – DCEM Monitorage par le ventilateur et alarmes Au minimum  Alarme de P max couplée à une valve de limitation de pression  Alarme de débranchement sur la P mini (efficacité limitée) Au mieux (nécessité d'une spirométrie expiratoire)  Fréquence patient maxi  VT mini et VT maxi  VM mini et VM maxi

Certificat optionnel AMU – DCEM Principales complications Au niveau du patient Barotraumatisme  Pneumothorax, pneumomédiastin, emphysème SC Encombrement, atélectasies Collapsus de reventilation Bronchospasme IC, ischémie myocardique, EP Distension abdominale Activité respiratoire anormale  Douleur, anxiété, stimulation sensorielle périph. Effet néfaste de médicaments (sédation, …)

Certificat optionnel AMU – DCEM Principales complications Au niveau de la sonde endotrachéale Intubation sélective Auto-extubation Obstruction interne de la sonde Compression externe de la sonde Insuffisance ou excès de gonflage du ballonnet

Certificat optionnel AMU – DCEM Principales complications Au niveau du ventilateur Débranchement du circuit Fuite sur le circuit Défaut d'humidification de l'air insufflé Déréglage accidentel du ventilateur Défaut d'alimentation du ventilateur  En gaz médicaux  En électricité Panne du ventilateur

Certificat optionnel AMU – DCEM CAT devant une détresse ventilatoire sous ventilation mécanique

Certificat optionnel AMU – DCEM Notion de support ventilatoire non invasif Au cours de certaines pathologies  Diminution du taux d'intubation  Réduction de mortalité (VNI) CPAP  OAP cardiogénique Ventilation non invasive  (VS-AI + PEP)  Décompensation chez BPCO  IRA hypercapnique

Certificat optionnel AMU – DCEM Des questions ?