Modes ventilatoires Dr X.Combes;SAMU94

Première ventilation Andréas Vesalius (1515-1564)

Le Spirophore Eugène Woillez 1876

Engström 150 Oxylog 3000 1954 2002

Ventilateurs d’urgence en 2007

Modes ventilatoires ?

Les courbes Débit-temps Pression temps Pression-Volume

Débit (L:min) Temps Pression Temps

V P Volume ou Pression Volumétrique -Volume de consigne -Pression induite Barométrique -Pression de consigne -Volume induit V P

C A Cycles ventilatoires Contrôlés -Déclenchés par le ventilateur Assistés -Déclenché par le patient

Modes ventilatoires VC VAC VACI VPC AI-PEP

Ventilation contrôlée ou VC VC : Vt et Fr fixés I/E réglé Pas de possibilité pour le patient de déclencher un cycle spontanée

Le débit inspiratoire généré par le ventilateur est constant Ventilation contrôlée Paw (cmH20) 30 Le débit inspiratoire généré par le ventilateur est constant 20 10 secondes A l’inspiration, la pression dans les voies aériennes supérieures est positive et constitue la pression motrice Débit ( l.min-1 ) 40 20 secondes On doit régler : le VT = 7-8 ml.kg-1 la FR = 15-20 c.min-1 I / E = 1/2 FIO2 = 30-60 % 20 40

Ventilation Assistée Contrôlée VC + possibilité pour le patient de respirer spontanément Chaque cycle spontané est assisté : le respirateur délivre le Vt préréglé Nécessité de régler le SD

Le débit inspiratoire généré par le ventilateur est constant Ventilation Assistée Contrôlée Paw (cmH20) secondes 20 40 30 Débit ( l.min-1 ) 10 Le débit inspiratoire généré par le ventilateur est constant

VC VAC

VACI Ventilation Assistée Contrôlée intermittente Vt et Fr fixés Le patient peut respirer spontanément entre les cycles machines Les cycles spontanés peuvent être assistés par une AI

VACI VACI-AI

Modes Assistés Le respirateur doit dépister les cycles spontanés Ce systéme de détection = le Trigger

Le seuil de déclenchement ou Trigger C’est le signal qui permet au respirateur de détecter un cycle spontané Réglage obligatoire dés que le mode est totalement ou partiellement assistée Deux types de Triggers : en pression ou en débit

Trigger en pression E I E I Débit Insp. P P seuil

Trigger en débit (flow-by) Débit Exp. < Débit Insp. Débit Patient Débit Exp. = Débit Insp. Débit Exp. < Débit Insp. pas de déclenchement déclenchement

Effets comparés des modes de déclenchement en fonction du mode ventilatoire Trigger en pression Trigger en débit AI Aslanian et al. AJRCCM 1998;157:135-143

Réglages du Trigger Le plus bas possible Si trop bas Si trop haut Auto déclenchement Fr trop élevée Si trop haut Impossibilité pour le patient de déclencher Ou travail respiratoire trop important

Influence du seuil de déclenchement du trigger sur le travail respiratoire 1.5 * 24 L/min 1.0 Active Work ( j / L) 12 L/min 0.5 0.0 -2 cmH2O -5 cmH2O Marini et al. Chest 1985

Temps de plateau Plateau : Plateau : fait partie de l’inspiration période de fin d’inspiration Débit de gaz = 0 Valves inspiratoire et expiratoire fermées Plateau : fait partie de l’inspiration

Plateau teleinspiratoire

Intérêt du plateau intérêt « thérapeutique » ? Homogénéisation du volume courant Permet d’appréhender la compliance pulmonaire et les résistances inspiratoires Toute modification du temps de plateau influe sur le débit inspiratoire !!!

Pression Débit

Ttot Tins Texp : Vt

Vt : 500 ml Débit inspiratoire Tins 20 l/min 1.5s 40l/min 0.75s

VC et Débit Débit inspiratoire constant Rapport I/E dépend du Débit Débit (L:min)

Expiration et VC Phase passive Texpi = 60/Fr - Tins Durée?

Durée de l’expiration Normalement  2 secondes Attention si <2 secondes : risque d’hyperinflation Si ≤1 seconde : hyperinflation

Fr : 15 min-1 Fr : 25 min-1 Fr : 30 min-1

Fr I/E Tins Texp 15 1/2 1.3 2.7 20 1/1 1,5 25 0.8 1.6 30 0.65 1.35 1/3 0.75 2.25

Ventilation en pression contrôlée secondes 40 20 Débit ( l.min-1 ) déclenchement 30 Paw (cmH20) 10 Débit déccélérant On doit régler : le niveau de pression inspiratoire Le niveau de pression de fin d’expiration Il en résulte une pression de plateau C’est une pression qui est réglée Le Vt dépend de la compliance pulmonaire

Paw (cmH20) secondes 20 40 30 Débit ( l.min-1 ) 10

VPC ∆ V= ∆ P X Compliance Vt = P X Compliance Le Vt peut varier en fonction des variations de compliance

Ventilation en pression contrôlée Paw (cmH20) 30 20 10 secondes Débit ( l.min-1 ) 40 20 secondes 20 40

VPC en médecine d’urgence Nécessite une surveillance volumètrique ++ Variations rapides de ventilation possible Peu adapté à la médecine d’urgence

Aide Inspiratoire Paw ( cmH20 ) 30 Comme en ventilation spontanée, un pic de débit proto-inspiratoire est délivré au patient 20 déclenchement 10 10 La pression dans les voies aériennes supérieures est « pressurisée » : c’est le niveau d’aide inspiratoire secondes Débit ( l.min-1 ) 40 20 secondes 20 40

La pente de l’AI C’est la vitesse de pressurisation des Voies aériennes

Fin de l’inspiration en VS AI-PEP Temps max Trigger expiratoire Surpression

30 30 Paw ( cmH20 ) Paw ( cmH20 ) 20 20 déclenchement déclenchement 10 10 10 10 secondes secondes Débit ( l.min-1 ) Débit ( l.min-1 ) 40 40 20 20 secondes secondes 20 20 40 40

Pression Expiratoire Positive Améliorer l’oxygénation Éviter le dérecrutement (obése) S’opposer à l’AutoPEP (uniquement en VS)

Ventilation en volume contrôlé avec PEP Paw (cmH20) 30 20 La pression expiratoire positive (PEP) permet , en fin d’expiration, de maintenir le poumon ouvert 10 PEP = 10 cmH2O secondes Débit ( l.min-1 ) 40 20 secondes 20 40

Ventilation et pathologies respiratoires OAP SDRA BPCO ASTHME

OAP et VM = éventualité rare…. Moritz F; Ann Emeg Med 2007

Non intubated patients OAP et intubation en pré hospitalier Non intubated patients (n = 103) Intubated patients (n = 35) P value Etiology (n) CHF COPD ARF 68 26 9 13 < 0.001 Age (yr, mean ± SD) 76 ± 11 72 ± 12 0.15 M/F (n) Initial clinical characteristics (mean ± SD) Respiratory rate (min-1) SpO2 (%)* Heart rate (min-1) Systolic blood pressure (mmHg) Air leakage during out-of-hospital time (n) 61 / 42 37± 9 89 ± 9 112 ± 24 175 ± 39 21 / 14 36 ± 8 84 ± 12 109 ± 22 147 ± 38 0.94 0.39 0.008 0.55 0.0004 0.06 Blood gas measurements at arrival at hospital (mean ± SD) pH (mmHg) PaO2 (mmHg) PaCO2 (mmHg) 7.3 ± 0.1 117 ± 55 50 ± 14 129 ± 83 51 ± 16 0.64 0.91 0.83 Bruge P; Am J Emerg Med (in press)

Ventilation invasive et OAP VAC FIO2 élevée Vt et Fr standards ( 8ml/kg x 14) PEP

OAP Les pressions d’insufflation peuvent être initialement élevées en raison d’une compliance pulmonaire basse Il faut privilégier l’utilisation d’une PEP (à débuter à 5 cmH2O, puis à augmenter en fonction de la tolérance hémodynamique jusqu’à 10 cmH2O)

Effets hémodynamiques de la PEP Baisse de la précharge du VG Baisse de la postcharge du VG Baisse du W du VG

Effet de la PEP dans l’œdème alvéolaire VA/Q : 1/2 VA/Q : 1/4

Syndrome de Détresse Respiratoire Aigue Pathologie aigue Opacités radiologiques bilatérales PAPO < 18 mmHg PaO2/FIO2 < 200 mmHg

SDRA Incidence : 13/100 000 hab 7% des patients admis en réanimation 16% des patients ventilés artificiellement Mortalité : 30 à 80% Médicaux/chirurgicaux Age Comorbidités Immunosupression

Le poumon du SDRA Ventilation inhomogène Concept du « poumon de bébé » Compliance pulmonaire diminuée Courbe pression volume caractéristique Altération des échanges gazeux

Radio de Thorax

Imagerie de coupes

Poumon du SDRA Volume Pression

La distension alvéolaire La ventilation à (trop) haut volume est délétère Concept mécanique Preuves animales (volotraumatisme) Données humaines

Le concept de volotraumatisme

Caractéristiques mécanique du poumon en cas de SDRA PIsup

SDRA : réglages FIO2 : qsp Spo2 > 95% Vt : qsp Pplat <30 cm H2O Pep : 10 à 15 cm H2O Fr : 14

Courbe Pression-temps Pplat Pplat Ppic Pression

Débit Débit Débit

Ventilation du BPCO Phénomène d’auto-PEP Compliance basse Résistances élevées Phénomène d’auto-PEP

Ppic Pplat Pplat Pression Débit

La PEP intrinsèque ou auto-PEP Il persiste un débit expiratoire positif en fin d’expiration Paw (cmH20) secondes 20 40 30 Débit ( l.min-1 ) 10

Débit Débit Débit

Auto-Pep

Conséquences de l’auto-PEP Augmentation du travail respiratoire Altération des échanges gazeux Retentissement hémodynamique : diminution de précharge

Déclenchement normal de l’inspiration -1 Effort : 1 cmH2O

AutoPEP 10 -1 Effort : 11 cmH2O

AutoPEP 8 10 8 7 Effort : 3 cmH2O

BPCO Il existe une gène à l’expiration. Il faut privilégier un allongement du temps expiratoire avec un I/E réglé à 1/3 En cas de mode assistée (notamment VS AI) il faut régler une PEP de 5 cm H2O pour s’opposer à la très fréquente autoPEP qui existe chez ces patients

BPCO et PEP SI VC : pas d’indication à régler une PEP externe Une PEPexterne n’est intéressante que si le patient est en mode assisté

En pratique Mesurer la PEPi ou autoPEP Pause télé expiratoire Régler une PEPe = 80% de la PEPi

Obèse morbide L’hypoxémie est fréquente chez ces patients Le volume courant ne doit pas être calculé en fonction du poids réel Chez un adulte même présentant une obésité majeure, il ne faut pas dépasser 700 ml de Vt Il est recommandé d’utiliser une PEP de 5 à 10 cm H2O

Morbid Obesity and Postoperative Pulmonary Atelectasis: An Underestimated Problem Eichenberger A; Anesth Analg. 2002

Prévention de ces atélectasies 23 patients ( IMC > 35kg/m2) Un groupe PEP Un groupe contrôle Coussa M; Anesth Analg 2004

Coussa M; Anesth Analg 2004

La PEP améliore la mécanique respiratoire des patients obèses durant l’anesthésie Pelosi P, Anesthesiology 1999

Ventilation de l’obése Demi assis si possible Vt : 600 ml PEPe : 10 cm H2O Manœuvres de recrutement