DESC réanimation médicale Lung Stress and Strain during Mechanical Ventilation for Acute Respiratory Distress Syndrome Davide Chiumello, Eleonora Carlesso, Paolo Cadringher, Pietro Caironi, Franco Valenza, Federico Polli, Federica Tallarini, Paola Cozzi, Massimo Cressoni, Angelo Colombo, John J. Marini, and Luciano Gattinoni Am J Respir Crit Care Med, May 2008 Guillemette THOMAS Marseille DESC réanimation médicale Lyon janvier 2010

VILI: Mécanismes et Cibles Stress Pression Transpulmonaire Pl = Paw – Ppl (Poeso) Système elastine/collagène Cellules alvéolaires VILI Capillaires Strain Déformation ∆VT/CRF Petites voies aériennes Gattinoni et al. Eur Respir J 2003; 22: Suppl. 47, 15s–25s

RELATION E Lspec = (∆Pl / ∆Vt) / EELV EELV = end expiratory lung volume

Le contexte Ventilation protectrice dans le SDRA: Pplat< 30 cm H20 ET Vt=6 ml/kg  Baisse de la mortalité ARDS Net Work NEJM 2000 Le VT IBW et les Pressions de plateau sont-ils représentatifs du stress et du strain pulmonaire?

METHODES Mars 2005 à Mai 2007 Monocentrique Population étudiée: ALI/ARDS Population contrôle Exclusion des chirurgies abdominales et thoraciques

METHODES n = 30 n = 50

STUDY DESIGN

METHODES Mesure de la pression oesophagienne (équivalent de la pression pleurale) PL = Paw – Ppl PL = Paw – Poeso Etude statistique Analyse de Variance (ANOVA) Z-test

RESULTATS

RESULTATS

Pl (stress) = Paw - Poeso STRESS LUNG Pl (stress) = Paw - Poeso

∆ Transpulmonary and airway pressure relationship PL = Paw x EL/(EL+Ecw)

Stress p = 0,01

Generation of Strain Strain = ∆V / CRF

Generation of Strain LUNG STRESS LUNG STRAIN

RELATION STRESS/STRAIN E spl = (∆Pl / ∆Vt) / EELV EELV = end expiratory lung volume

DISCUSSION Mesure de la Poeso: Rôle de l’elastance du ballon, poids du cœur et des poumons Variation de pression selon un gradient vertical Validé dans des études antérieurs Intérêt des variations de pressions

Stress Paw ne reflète pas la PL Importance du rapport EL/Esr (EL+Ecw) PL (stress) =Paw x EL/Esr Importance du rapport EL/Esr (EL+Ecw) Normal: 0,5 ALI/ARDS: 0,33 et 0,92 Contrôle: 0,36 to 0,95 Pour une Paw à 30 cm H20, PL varie entre 10 et 28 cm H20!

STRAIN Vt IBW mauvais reflet du strain pulmonaire Strain = ∆ Vt/ CRF Lié à la grande variabilité de CRF chez les patients ALI/ARDS mais aussi chez les contrôles Plus le Vt est élevé, plus le strain est élevé MAIS pour certains patients, des Vt très différents induisent le même strain

Relation Stress/Strain La relation stress/ strain est constante dans les populations étudiées (Espé constante  13,5 cm H2O) Mécanique ventilatoire semblable Notion de baby lung dans le SDRA

IMPLICATIONS CLINIQUES Strain < 2 ou stress < 27 (Espé = 13,5) Seuil Plat < 30 raisonnable Chez les patients avec CRF très basse (baby lung), Strain > 2 malgré VT 6 ml/kg Ventilation protectrice impossible AREC ? Pour d’autres, la mesure du stress et du strain permettrait de ventiler à plus haut volume ou PEP

CONCLUSION La mesure du strain et du stress en pratique clinique permettrait un meilleur monitoring de la ventilation protectrice

Limites Mesure de la Poeso: Limite de la technique Faisabilité en pratique clinique (équipe expérimentée, matériel adéquate…) Etude chez des SDRA précoce. SDRA tardif et Espé? La difficulté est de cibler les malades pouvant bénéficier de ce monitoring

BIBLIOGRAPHIE Physical and biological triggers of ventilator-induced lung injury and its prevention, L Gattinoni et al, Eur Respir J 2003 Pèlerinages à la bonne mère 2009-2010 Bench-to-bedside review: Chest wall elastance in acute lung injury/acute respiratory distress syndrome patients, Luciano Gattinoni, Crit Care 2004 Lung Recruitment in Patients with the Acute Respiratory Distress Syndrome, Gattinoni, NEJM 2006 La physiologie respiratoire, John B West La physiologie respiratoire pour les nuls, M Gainnier

LA PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE Pr M. Gainnier

Courbes pression/volume ARDS/ALI = 30% Contrôle = 20 % p= 0,23 ARDS/ALI = 21% Contrôle = 13 % p= 0,31 ARDS/ALI = 49% Contrôle = 67 % p= 0,04

Quelques formules Stress = k x Strain Paw = PL + Ppl ∆ PL (stress) = ELspé (specific lung elastance) x ∆V/ FRC (strain) Paw = PL + Ppl PL = Paw – Ppl ou PL = Paw – Poeso Ers = EL + Ecw PL = Paw x EL/(EL+Ecw)

DISCUSSION Vt et Pplat ne reflètent pas de façon spécifique le stress et le strain pulmonaire Relation constante entre stress et strain qui est l’elastance spécifique.

∆ Transpulmonary and airway pressure relationship NB: ratio EL/ERS supérieur dans SDRA pulmonaire vs SDRA extra pulmonaire

RESULTATS

EFFET DU RECRUTEMENT

RELATION STRESS/STRAIN

STRESS Pour une fraction de patient: Quel que soit le volume, la pression transpulmonaire est la même