Jugurtha ALIANE DESC Réa méd. Lyon 2010

PEEP et SDRA Stabilisation alvéolaire, prévention des atélectasies, et collapsus des voies aériennes distales en fin d’expiration , recrutement alvéolaire . Rôle sur le surfactant Résorption de l’oedème alvéolaire Augmentation de la CRF Amélioration des rapports VA/Q( réduction du schunt R anieri Am Rev Respir Dis 1991 Dreyfuss D et al. ARRD 1988;137:1159 Amato et al. Augmenter La Fio2 et la peep meilleurs moyen pour ameliorer l’oxygenation au cours d’un SDRA 2

2 objectifs : Oxygénation : PEEP recrutement schunt Pa O2 Protection pulmonaire : PEEP recrutement atelactrauma VILI

Risques d’une PEEP élevée Cœur pulmonaire aigue ( diminution retour veineux , débit cardiaque ) Destruction du parenchyme , pneumothorax SUR distension. ventilation espace mort R richard H Kallet RESPIRATORY CARE • APRIL 2007 VOL 52 NO 4 VOLUME territoires aérés volume téléinspiratoire volotraumatisme réduit le retour veineux, 10,11 augmentations vasculaires pulmonaires résistance, 12 et diminue le respect du ventricule gauche, 12,13 le débit cardiaque, et de l'oxygène systémique delivery.9, 12 En outre, haut PEEP mai cause distension des poumons, résultant une diminution de la CRS, 7,9 augmenté morts ventilation espace, 9 et rupture.7 du poumon, 14,15 effets paradoxaux de la PEEP élevé comprennent diminution PaO2 (par la redistribution artérielle pulmonaire débit à des zones de ventilation faible ou absent), 16,17 augmenté alvéolaire perméabilité épithéliale, 18 améliorés pulmonaire la formation de l'oedème, 19 et une diminution de la réabsorption de pulmonaires edema.20 4

Comment régler la PEEP ? Difficile! Equilibre entre les 2 effets . Facteurs intervenants : Compliance paroi thoracique/poumon Fonction cardiaque /état hémodynamique Sévérité du SDRA Objectif principale? oxygénation maximale/minimum d’effets indésirables Optimisation CRF En 1975, Suter et al. ont fourni une réponse claire à cette question [14]. Ces auteurs ont individualisé un niveau de PEP optimal, qui améliorait franchement l’oxygénation artérielle, sans conséquences hémodynamiques majeures [14]. Suter et al. ont appelé ce niveau de PEP « best » PEP. La « best » PEP de Suter est différente d’un patient à un autre, mais reste d’un niveau modéré (8 ± 4 cm H2O en moyenne). En plus, Suter et al. ont remarqué que l’application de ce niveau spécifique de PEP s’accompagnait d’une amélioration de la compliance de l’appareil respiratoire 5

4.4.1. L'utilisation d'une PEP, réglée au moins à 5 cmH2O, Prise en charge ventilatoire du syndrome de détresse respiratoire aiguë de l’adulte et de l’enfant (nouveau-né exclu) - Recommandations d’Experts de la Société de Réanimation de Langue française. J.C. Richard a *, Ch. Girault a , S. Leteurtre b, F. Leclerc b et le groupe d’Experts de la SRLF 4.4.1. L'utilisation d'une PEP, réglée au moins à 5 cmH2O, fait partie intégrante de la prise en charge ventilatoire du SDRA (accord fort). 4.4.2. Le réglage de la PEP, à l'échelon individuel, doit mettre en balance ses effets bénéfiques sur l'oxygénation et le recrutement alvéolaire et ses effets délétères sur l'hémodynamique et la distension pulmonaire (accord fort). 4.4.3. Sauf circonstances particulières, l'augmentation de la PEP ne doit pas se faire aux dépens d'une élévation de la Pplat au delà de 30 cmH2O (accord fort).

4.4.6. Les niveaux de PEP à utiliser sont souvent d'autant plus élevés (> 10 cmH2O) que le SDRA est précoce et sévère (accord faible). 4.4.7. Des niveaux de PEP supérieurs à 20 cmH2O ne sont qu'exceptionnellement utiles dans la prise en charge ventilatoire du SDRA chez l'adulte (accord faible). 4.4.8. Il n'est pas recommandé d'ajuster systématiquement le niveau de PEP après une manœuvre de recrutement quelle qu'elle soit (accord faible). 4.4.9. L’aspect de la radiographie pulmonaire de face peut permettre d’aider au réglage de la PEP (accord faible). 4.4.10. Des opacités diffuses et bilatérales à la radiographie pulmonaire de face (aspect de “ poumons blancs ”) incitent à recourir à des niveaux de PEP élevés (> 10 cmH2O) (accord faible). 4.4.11. La persistance d’une aération parenchymateuse non négligeable à la radiographie pulmonaire de face, en particulier au niveau des quadrants supérieurs, incite à ne pas recourir à des niveaux de PEP > 10 cmH2O (accord faible). 4.4.13. La pratique d’un scanner thoracique peut être utile au réglage de la PEP mais n’est pas recommandée en routine (accord faible).

PEEP adaptée à la Pa O2 Higher versus Lower Positive End-Expiratory Pressures in Patients with the Acute Respiratory Distress Syndrome The National Heart, Lung, and Blood Institute ARDS Clinical Trials NetworkVolume 351:327-336July 22, 2004

Pas de différence de mortalité tant que Pplat <30 cm H2O ar la suite, le SDRA Réseau comparé leur faible VT / approche modérée-PEEP à une low-VT/high-PEEP approche dans un essai randomisé de grande taille (Fig. 3) .35 Dans les deux bras de traitement, VT a été ajustée à 4 â € "6 mL / kg pour maintenir plateau de pression 30 cm H2O. L'étude a été interrompue précoce pour la futilité, après s'être inscrit 549 patients. Bien que CRS et PaO2 / FIO2 étaient significativement plus élevés dans les Hautes - Bras PEEP (suggérant améliorer le recrutement du poumon), la mortalité, jours de respirer sans assistance, organfailure nonpulmonary - des journées gratuites, les marqueurs biologiques de l'inflammation, et lésions cellulaires ne sont pas différents. PEEP a été significativement différents entre le traitement inférieures et supérieures armes (H2O 8,3 3,2 cm H2O vs 13.2 3.5 cm, respectivement, p 0,001). Bien que cela suggère qu'une meilleure recrutement du poumon avec une PEEP plus élevés ne s'améliore pas résultats par rapport à une stratégie modérée PEEP, la la controverse sur la meilleure façon de régler la PEP dans le SDRA / ALI n'est pas réglée. In this truncated study of 549 patients with acute lung injury and ARDS, there were no significant differences in mortality rates or the numbers of ventilator-free days, ICU-free days, or organ-failure–free days between the lower- and higher-PEEP study group. 9

Lung Open Ventilation Study M O Meade, T E Stewart JAMA 2008 Population - ALI with PaO2/FiO2 < 250 Control - ARDSNet 6ml/kg VT strategy LOV - 6ml/kg VT, PC, high PEEP, RMs Outcomes - hospital mortality - duration of ventilation - barotrauma - organ failures - patient / clinician comfort - sedation, paralysis

x

LOVS  : results

PEEP adaptée a la Pplat ExPress: for the Expiratory Pressure Study Group Comparaison de deux stratégies d’utilisation de la pression expiratoire positive au cours du syndrome de détresse respiratoire aiguë. Étude ExPress. Mercat a,*, J.C.M. Richard b, L. Brochard c VT 6 ml / kg (IBW) FR  35 / mn ; 7, 30 < pH < 7, 45 55 mmHg < PaO2< 80 mmHg 88% < SpO2< 95% Distension alvéolaire minimale Recrutement alvéolaire maximal PEP réglée pour PEP réglée pour 5  PEPtot  9 28  Pplat  30 P plat comme indice de sur distension Objective To compare the effect on outcome of a strategy for setting PEEP aimed at increasing alveolar recruitment while limiting hyperinflation to one aimed at minimizing alveolar distension in patients with ALI. Design, Setting, and Patients A multicenter randomized controlled trial of 767 adults (mean [SD] age, 59.9 [15.4] years) with ALI conducted in 37 intensive care units in France from September 2002 to December 2005. Intervention Tidal volume was set at 6 mL/kg of predicted body weight in both strategies. Patients were randomly assigned to a moderate PEEP strategy (5-9 cm H2O) (minimal distension strategy; n=382) or to a level of PEEP set to reach a plateau pressure of 28 to 30 cm H2O (increased recruitment strategy; n=385). Main Outcome Measures The primary end point was mortality at 28 days. Secondary end points were hospital mortality at 60 days, ventilator-free days, and organ failure–free days at 28 days. Results The 28-day mortality rate in the minimal distension group was 31.2% (n=119) vs 27.8% (n=107) in the increased recruitment group (relative risk, 1.12 [95% confidence interval, 0.90-1.40]; P=.31). The hospital mortality rate in the minimal distension group was 39.0% (n=149) vs 35.4% (n=136) in the increased recruitment group (relative risk, 1.10 [95% confidence interval, 0.92-1.32]; P=.30). The increased recruitment group compared with the minimal distension group had a higher median number of ventilator-free days (7 [interquartile range {IQR}, 0-19] vs 3 [IQR, 0-17]; P=.04) and organ failure–free days (6 [IQR, 0-18] vs 2 [IQR, 0-16]; P=.04). This strategy also was associated with higher compliance values, better oxygenation, less use of adjunctive therapies, and larger fluid requirements. Conclusions A strategy for setting PEEP aimed at increasing alveolar recruitment while limiting hyperinflation did not significantly reduce mortality. However, it did improve lung function and reduced the duration of mechanical ventilation and the duration of organ failure. Trial Registration clinicaltrials.gov Identifier: NCT00188058 JAMA. 2008;299(6):646-655 www.jama 13

PEEP * * * * Le critère 2 vise à éviter l’inclusion de patients présentant des atélectasies des 2 bases. Le rapport PaO2 / FiO2 est mesuré avec ou sans PEP, à n’importe quel niveau de FiO2. Il s’agit de patients atteint d’ALI (Acute Lung Injury), comme dans l’étude de l’ARDSnetwork. Les critères 1, 2 et 3 doivent être réunis depuis moins de 48 heures. Les patients ayant bénéficié de VNI avant l’intubation peuvent être inclus dans les 48 heures suivant l’intubation. Les patients intubés de puis plus de 48 heures mais réunissant les critères 2 et 3 depuis moins de 48 heures peuvent être inclus. La « personne de confiance » a été définie par l’article xxx de la loi du xxx, modifiant la loi du xxx sur la protection des personnes se prêtant à la recherche biomédicale (« loi Huriet »). * : p < 0.001 14 14

Plateau pressure * * * * * : p < 0.001 Le critère 2 vise à éviter l’inclusion de patients présentant des atélectasies des 2 bases. Le rapport PaO2 / FiO2 est mesuré avec ou sans PEP, à n’importe quel niveau de FiO2. Il s’agit de patients atteint d’ALI (Acute Lung Injury), comme dans l’étude de l’ARDSnetwork. Les critères 1, 2 et 3 doivent être réunis depuis moins de 48 heures. Les patients ayant bénéficié de VNI avant l’intubation peuvent être inclus dans les 48 heures suivant l’intubation. Les patients intubés de puis plus de 48 heures mais réunissant les critères 2 et 3 depuis moins de 48 heures peuvent être inclus. La « personne de confiance » a été définie par l’article xxx de la loi du xxx, modifiant la loi du xxx sur la protection des personnes se prêtant à la recherche biomédicale (« loi Huriet »). * : p < 0.001 15 15

p = 0.23 p = 0.02 Le critère 2 vise à éviter l’inclusion de patients présentant des atélectasies des 2 bases. Le rapport PaO2 / FiO2 est mesuré avec ou sans PEP, à n’importe quel niveau de FiO2. Il s’agit de patients atteint d’ALI (Acute Lung Injury), comme dans l’étude de l’ARDSnetwork. Les critères 1, 2 et 3 doivent être réunis depuis moins de 48 heures. Les patients ayant bénéficié de VNI avant l’intubation peuvent être inclus dans les 48 heures suivant l’intubation. Les patients intubés de puis plus de 48 heures mais réunissant les critères 2 et 3 depuis moins de 48 heures peuvent être inclus. La « personne de confiance » a été définie par l’article xxx de la loi du xxx, modifiant la loi du xxx sur la protection des personnes se prêtant à la recherche biomédicale (« loi Huriet »). Mercat A. et al. JAMA 2008 16 16

Oxygenation * Le critère 2 vise à éviter l’inclusion de patients présentant des atélectasies des 2 bases. Le rapport PaO2 / FiO2 est mesuré avec ou sans PEP, à n’importe quel niveau de FiO2. Il s’agit de patients atteint d’ALI (Acute Lung Injury), comme dans l’étude de l’ARDSnetwork. Les critères 1, 2 et 3 doivent être réunis depuis moins de 48 heures. Les patients ayant bénéficié de VNI avant l’intubation peuvent être inclus dans les 48 heures suivant l’intubation. Les patients intubés de puis plus de 48 heures mais réunissant les critères 2 et 3 depuis moins de 48 heures peuvent être inclus. La « personne de confiance » a été définie par l’article xxx de la loi du xxx, modifiant la loi du xxx sur la protection des personnes se prêtant à la recherche biomédicale (« loi Huriet »). * : p < 0.001 17 17

Secondary End Points Minimal distension 8.1± 9.1 7.5 ± 8.8 5.8 Maximal recruitment 9.4 ± 9.4 8.9 ± 9.2 6.8 p 0.047 0.037 0.57 Day 28 Ventilator free days Organ failure free days Pneumothorax (%) Mercat A. et al. JAMA 2008

Le critère 2 vise à éviter l’inclusion de patients présentant des atélectasies des 2 bases. Le rapport PaO2 / FiO2 est mesuré avec ou sans PEP, à n’importe quel niveau de FiO2. Il s’agit de patients atteint d’ALI (Acute Lung Injury), comme dans l’étude de l’ARDSnetwork. Les critères 1, 2 et 3 doivent être réunis depuis moins de 48 heures. Les patients ayant bénéficié de VNI avant l’intubation peuvent être inclus dans les 48 heures suivant l’intubation. Les patients intubés de puis plus de 48 heures mais réunissant les critères 2 et 3 depuis moins de 48 heures peuvent être inclus. La « personne de confiance » a été définie par l’article xxx de la loi du xxx, modifiant la loi du xxx sur la protection des personnes se prêtant à la recherche biomédicale (« loi Huriet »). 19 19

Approche physiologique : en 1975 Suter et al Approche physiologique : en 1975 Suter et al.: best PEEP : différente d’un patient à un autre , qui améliore franchement l’oxygénation artérielle sans conséquence hémodynamique qui améliore la compliance En 1975, Suter et al. ont fourni une réponse claire à cette question [14]. Ces auteurs ont individualisé un niveau de PEP optimal, qui améliorait franchement l’oxygénation artérielle, sans conséquences hémodynamiques majeures [14]. Suter et al. ont appelé ce niveau de PEP « best » PEP. La « best » PEP de Suter est différente d’un patient à un autre, mais reste d’un niveau modéré (8 ± 4 cm H2O en moyenne). En plus, Suter et al. ont remarqué que l’application de ce niveau spécifique de PEP s’accompagnait d’une amélioration de la compliance de l’appareil respiratoire 20

Approche Physiologique

Courbe Pression - Volume

Best PEEP » déterminée par la courbe pression / volume « Best PEEP » = pression du pt d ’inflexion inférieure + 2 cm H2O Amato et al La courbe pression–volume est un outil physiologique qui permet de caractériser l’altération des propriétés élastiques du système respiratoire. Au cours du syndrome de détresse respiratoire aigu, cette courbe présente classiquement trois segments séparés par les points d’inflexion inférieur et supérieur. De nombreuses études ont permis de mieux comprendre les informations données par l’analyse de la relation pression–volume dans différentes situations cliniques. Le point d’inflexion inférieur représente une zone au-delà de laquelle l’augmentation de pression entraîne des phénomènes de recrutement définis comme l’ouverture de territoires alvéolaires préalablement collabés. La partie linéaire de la courbe, comprise entre les deux points d’inflexion, correspond à l’ouverture successive des alvéoles survenant tout au long de l’insufflation. La pente de segment représente la compliance qui reflète l’élasticité du système respiratoire. Enfin, l’augmentation de ce volume pulmonaire, associée à l’ouverture itérative des alvéoles, laisse progressivement place à des phénomènes de distension de certaines d’entre elles au niveau de la zone d’inflexion supérieure. L’obtention de courbes avec et sans pression expiratoire positive permet de quantifier l’effet de cette dernière sur le recrutement alvéolaire. Parmi les nombreuses techniques proposées pour construire la courbe pression–volume, les méthodes dites « d’insufflation à débit lent » semblent actuellement les plus adaptées car elles peuvent être réalisables sur la plupart des ventilateurs récents. Certaines études cliniques suggèrent que l’analyse de la courbe pression–volume puisse permettre un réglage optimal et individualisé des paramètres du ventilateur au cours du syndrome de détresse respiratoire aigu. Des études supplémentaires sont nécessaires pour confirmer cette hypothèse. 23

Vieira et al. ont également voulu tester l’hypothèse selon laquelle l’aspect de la courbe PV sans PEP pouvait prédire l’effet de la PEP en termes de recrutement et de surdistension pulmonaire [43]. Dans cette étude, l’analyse de coupes scanographiques réalisées en fin d’expiration à différents niveaux de PEP permettait de quantifier d’une part le recrutement, et d’autre part la distension induite par la PEP. Chez les malades qui présentaient un point d’inflexion inférieur sur la courbe PV, la PEP induisait un recrutement alors que chez ceux dont la courbe PV était rectiligne, la PEP était responsable principalement de surdistension alvéolaire 24

26 ces courbes permettent une analyse plus précise des propriétés mécaniques qui caractérisent le poumon du SDRA [23]. Ces courbes sont très semblables à celles décrites par Radford sur le poumon isolé de chat, dont la CRF a été préalablement vidée par expression manuelle [24]. Elles montrent deux caractéristiques fondamentales. Tout d’abord, une inflexion est observée sur la courbe inspiratoire, qui signe le seuil d’ouverture alvéolaire. Ce seuil d’ouverture a été retrouvé en clinique humaine au cours du SDRA, et appelé point d’inflexion inférieur [25]. La seconde caractéristique est l’hystérésis observée entre la courbe inspiratoire et la courbe expiratoire [24], retrouvée elle aussi en clinique humaine [23]. Elle signifie, comme cela est bien illustré dans le travail de Radford [24], que le seuil de fermeture alvéolaire est différent du seuil d’ouverture alvéolaire, survenant pour une pression beaucoup plus faible (Fig. 2). Ce concept a été vérifié récemment au cours du SDRA [26]. Ainsi les promoteurs de « Open Lung », en préconisant de régler le niveau de PEP au-dessus du seuil d’ouverture, ont réalisé une confusion entre les phénomènes inspiratoires et expiratoires, qui sont décalés. Il eut été beaucoup plus judicieux de recommander de régler le niveau de PEP au-dessus du seuil de fermeture, puisque la PEP est justement destinée à éviter un collapsus expiratoire, conduisant à la perte de la CRF. Mais la détermination du seuil de fermeture ne peut se faire par le simple enregistrement d’une courbe inspiratoire, à laquelle se limitent la plupart des investigateurs. On doit y associer l’enregistrement de la courbe expiratoire 26

PEEP et pression trans thoracique chest wall compliance Groupe témoin : Ventilation mécanique selon recommandations de l’ARDSnetwork Vtà 6 mL/kg de poids idéal PEPen fonction de la PaO2 et de la FiO2 selon l’algorithme de l’ARDSnetwork Groupe P oesophagienne : Selon la P oesophagienne initiale Vt à 6 mL/kg de poids idéal PEPréglée pour atteindre : P trans-pulmonaire de 0 à 10 cmH2O télé- expiratoire P trans-pulmonaire < 25 cmH2O télé- inspiratoire FiO2pour PaO2 entre 55 et 120 mmHg ou SpO2 entre 88 et 95% Possibilité de régler le Vt pour obtenir une P trans-pulmonaire < 25 cmH2O An argument for individual application of PEEP based on estimation of chest wall compliance using esophageal pressure was presented by Talmor et al.117 In a group of 70 medical and surgical patients with acute respiratory failure, Talmor et al found significant variations in transpulmonary pressure across the population, with a relatively high average end-expiratory pleural pressure of 17.5 cm H2O. These authors117 suggested that undetected variations in pleural pressure might account for inconsistent outcomes among clinical trials of ventilation strategies in ARDS. In patients with elevated pleural pressure due to abdominal distention, low PEEP and low VT may contribute to shear-force injury from repetitive alveolar collapse at end exhalation, the end result being that the positive attributes of low-VT ventilation might be lost due to shear injury. Routine use of esophageal manometry in ARDS may not be warranted at this time. However, for the same level of PEEP, substantially different lung recruitment and transpulmonary pressures are generated based on esophageal and abdominal pressures. This fact alone argues against the use of a single PEEP/FIO2 table for all patients with ARDS. Pressure-Volume 27

Critères de jugement Critère de jugement principal : PaO2/FiO2 à H72 Possibilité d’arrêter le protocole si différence significative à l’analyse intermédiaire Critères de jugement secondaires : Compliance respiratoire Ratio espace mort/Vt Nombre de jours sans VM à J28 Mortalité à J28 et à 6 mois écarts importants dans transpulmonaire pression à travers la population, avec un nombre relativement haut de gamme moyenne pression pleurale expiratoire de 17,5 cm H2O. Ces authors117 suggéré que non détectées les variations de pression pleurale pourrait expliquer la contradiction résultats parmi les essais cliniques des stratégies de ventilation dans le SDRA. Chez les patients avec une pression pleurale élevée due à la distension abdominale, une faible PEEP et VT faible mai contribuer à la force de cisaillement de blessures répétitives alvéolaire s'effondrer à expiration fin, le résultat final étant que le attributs positifs d'un peu d'aération VT-pourraient être perdues en raison aux blessures de cisaillement. L'utilisation systématique de la manométrie oesophagienne dans le SDRA mai pas justifiée à ce moment. Toutefois, pour le même niveau de la PEP, le recrutement sensiblement différents du poumon et pressions transpulmonaire sont générés sur la base oesophagien et les pressions abdominales. Ce seul fait valoir contre l'utilisation d'une seule PEEP/FIO2 table pour tous les patients 29

Etude : petit effectif , proportion élevée de SDRA extra pulmonaire , critère principale oxygénation , Difficulté technique La valeur absolue ? Mesure en un point /pressions trans pulmonaire hétérogène

PEEP /TDM

Régler une PEP importante en cas de condensations focales risque d’entraîner des lésions de surdistension; - un TDM à la phase précoce, pour « qualifier » le type de SDRA (focal ou diffus); Et une démarche pragmatique de réglage de la peep

Is All ARDS the Same? pulmonary and extrapulmonary ARDS Different physiologic manifestations and a mandate for different treatment approaches.

Le Niveau de PEP ad hoc permet de diminuer la FiO2  60% EEP a été utilisé dans le SDRA principalement à recruter et à  stabiliser effondré et sous-ventilés alvéoles de sorte qu'une  adéquates PaO2  (60-80 mm Hg) peuvent être obtenus à un relativement  non toxique FIO2  ,57 Ce qui constitue un FIO2 non toxique  est  incertain, car même l'étude d'observation séminales par Nash  al58 qu'à titre indicatif et impliqué une exposition de longue durée à une  FIO2  Ce sont des soins où l'expertise de chevet critique clinicien a des avantages sur n'importe quel protocole explication la plus évidente est que les individualisée  application de la PEP fondés sur des critères mécaniques est supérieure  à une application générique de la PEP à partir du gaz d'échange 36

Conclusions : Recruteurs /non recruteurs Séparation SDRA / ALI. SDRA pulmonaire / extra pulmonaire Réglage individuel en fonction de la clinique ,et de la physiologie pulmonaire plutôt qu’une application d’un protocole généraliste