INTERACTIONS PATIENT-MACHINE Hôpitaux Universitaires de Genève INTERACTIONS PATIENT-MACHINE EN AIDE INSPIRATOIRE Karim Bendjelid Division Soins Intensifs Chirurgicaux Hôpitaux Universitaires de Genève

INTRODUCTION Le but de la ventilation à pression positive (VAPP) est d ’assurer une ventilation alvéolaire adaptée aux besoins métaboliques du patient L'utilisation des modes ventilatoires dits spontanés (AI) permet de conserver un certain degré de respiration spontanée. En AI, le fonctionnement du couple patient-ventilateur est à l'origine d'interactions complexes entre le profil ventilatoire généré par le patient et la réponse mécanique du ventilateur. La recherche d'une parfaite synchronisation entre ces deux acteurs constitue l'un des axes de développement majeur en ventilation mécanique. Tobin MJ et al, AJRCCM 2001, 163:1059-63

INTÉRÊT DE LA VENTILATION EN AI Amélioration du confort Diminution de la sédation Diminution du temps de ventilation et du temps de sevrage Diminution de la morbidité, mortalité et des coûts hospitaliers

Aide inspiratoire (AI-PS-PA) Mode ventilatoire Spontané (déclenché par le patient) Partiel (diminue le travail des muscles respiratoires) Synchronisé (au cycle respiratoire propre du patient) Un réglage AI adapté permet de ramener le travail respiratoire du patient à des valeurs proches de celles du sujet sain. Leung p et al, AJRCCM 1997, 155: 1940-8

Régler les alarmes en volume ! AI = mode en pression  Pmax OK pression débit volume Régler les alarmes en volume !

Ventilation en Aide Inspiratoire Niveau d'aide inspiratoire pression débit Effort inspiratoire "trigger" Pente de l'aide inspiratoire volume Réglages machines

Notion de couple patient-machine Système nerveux central EMG diaphragmatique Pression pleurale Débit dans les voies aériennes Pression dans les voies aériennes

SYNCHRONISATION EN AI (Phases élémentaires du cycle respiratoire) MacIntyre et al., Chest 1990; 97: 1463-1466 Tobin et al., Am J Respir Crit Care Med 2001; 163: 1059-1063 20 - 15 - 10 - 5 - 0 - Pressurasation Cyclage (passage insp/expirat) Pression aw (cmH2O) Expiration Temps Trigger

Trigger Pressurisation Cyclage Temps Pression aw 20 - (cmH2O) 15 - 10 - 5 - 0 - Cyclage Temps Trigger

Délai de trigger Seuil de perception consciente = 100 ms Ventilateur Système nerveux central Nerf phrénique Excitation diaphragmatique Contraction diaphragmatique Expansion thoraco-pulmonaire Pression, débit, volume Ventilateur Solution idéale Technologie actuelle

Délai de trigger Débit 150ms 150ms 220ms 140ms 150ms Pression EMGd

Travail nécessaire au déclenchement trigger en pression vs. débit Aslanian et al., AJRCCM 1998; 157: 135-43 Les T Doivent être suffisamment sensibles pour détecter un effort, aussi minime soit il et suffisamment spécifique pour ne pas provoquer un déclenchement intempestif du ventilateur (auto-déclenchement) PTPdi/br PT FT p < 0.001 FT vs. PT 15 10 5

Efforts inspiratoires inefficaces ! Pression cmH2O Débit L/min Volume ml

Efforts non récompensés: facteurs favorisants Leung et al., Am J Respir Crit Care Med 1997; 155: 1940-1948 Cycles précédent les Cycles précédent les efforts non récompensés efforts récompensés p Durée du cycle respiratoire, s 2.39 ± 0.07 2.70 ± 0.09 < 0.0005 TI/TE 1.87 ± 0.26 1.01 ± 0.05 < 0.005 Volume courant, ml 486 ± 19 444 ± 16 < 0.02 PEEPi, cmH2O 4.22 ± 0.26 3.25 ± 0.23 < 0.0001

Auto PEEP et trigger Pao + 10 cmH2O (PEEP) Palv +10 è +8 cmH2O Ppl +10 è +8cmH2O PEEPi 10 cmH2O 0 cmH2O 0 è -2 +10 è -2 Ppl 0 è -2cmH2O Ppl +10 è -2cmH2O Normal Auto PEEP et trigger

Pressurisation Cyclage Temps Trigger Pression aw 20 - (cmH2O) 15 - 10 - 5 - 0 - Cyclage Temps Trigger

Pente de l'aide inspiratoire pression débit Pente de l'aide inspiratoire volume Réglages machines

Patients restrictifs Patients obstructifs Bonmarchand et al., Crit Care Med 1999; 27: 715-722 Bonmarchand et al., Intensive Care Med 1996; 22: 1147-1154 Winsp (J/L, % RS) Winsp (J/L) P < 0.05 vs. * t 0.1, † t.0.5 *† P < 0.05 vs. * t 0.1, † t.0.5 *† *† *† * * Temps de montée de l'AI (sec) Temps de montée de l'AI (sec)

Cyclage Pressurisation Temps Trigger Pression aw 20 - (cmH2O) 15 - 10 - 5 - 0 - Cyclage Temps Trigger

Cyclage ET = V'insp/V'peak Pression aw Trigger expiratoire ou consigne de cyclage ET = V'insp/V'peak V'peak Temps Débit (V') Insp. ET = 0.25 V'insp V'exp Temps Exp.

Cyclage "idéal" en AI ET = V'TI/V'peak Pression Débit Yamada & Du, J Appl Physiol 2000; 88: 2143-2150 Sinderby et al., Nature Med 1999; 5: 1433-1436 Pression Débit EMGd Temps Synchronisation "idéale" ET = V'TI/V'peak V'peak V'TI Débit inspiratoire à la fin du temps inspiratoire neural / debit pointe = trigger expiratoire TI neural

Déterminants du cyclage Yamada & Du, J Appl Physiol 2000; 88: 2143-2150 Synchronisation idéale ET = V'TI/V'peak • Mechanique respiratoire • Temps inspiratoire neural V'TI/V'peak déterminé par: • Niveau d'aide inspiratoire • Intensité de l'effort inspiratoire

Obstructiff cyclage tardif Restrictif cyclage court Simulation Temps inspiratoire neural = 1 seconde Normal 25% de V'peak Flow Tiassist = 1s Paw Flow Flow Tiassist = 0.6s Tiassist = 1.8s Paw Paw Obstructiff cyclage tardif Restrictif cyclage court

CONCLUSION L'amélioration des interactions patient-ventilateur passe par la connaissance des mécanismes de désynchronisation lors du déroulement du cycle respiratoire, à savoir : le trigger, la pressurisation et le cyclage.