Courbes P-V au lit du malade Aspects pratiques Jean-Christophe RICHARD DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Introduction La courbe P-V fait partie des outils physiologiques proposés pour : tenter de caractériser les anomalies de la mécanique respiratoire au cours des différents stades évolutifs du SDRA étudier les propriétés élastiques de l'ensemble poumons et paroi thoracique Aider au réglage du respirateur dans cette pathologie (amélioration de l'oxygénation, limitation et/ou prévention du VILI…) DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours du SDRA Maggiore. Eur Respir J;2003:S22-S26 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Super-seringue DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes statiques Super-seringue Méthode Patient sédaté, curarisé, déconnecté du respirateur qq secondes pour vidange pulmonaire  CRF Connexion d'une seringue de 2l remplie d'oxygène pur Inflation pulmonaire par pas de 50 ml avec pause de 3 secondes (pour équilibration des pressions VA et alvéolaire) jusqu'à un volume total de 2 litres ou 25 ml/kg, ou lorsque la Paw atteint 50 cm H20 Durée totale d'environ 60 s L'enregistrement de la pression des voies aériennes au niveau de la pièce en Y et le monitoring du volume résultant du déplacement du piston permet de reconstruire les courbes P-V inspiratoires et expiratoires DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes statiques Super-seringue Paw (cm H20) 0.5 1 1.5 Volume (l) FRC D'après Ranieri et al. In Insuffisance respiratoire aiguë. 1998. Arnette. Paris DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes statiques Super-seringue Avantage: La détection d'éventuels point d'inflexion inférieur et supérieur est assez aisée avec cette technique Inconvénients: Nécessité de déconnexion du patient du respirateur  possiblement responsable d'un dérecrutement massif du patient en ALI/ARDS Nécessité d'utilisation d'une pièce d'équipement (super-seringue) qui ne peut être incluse dans le respirateur Augmentation artificielle de l'hystérésis si la procédure dure plus de 45 s (consommation d'O2 supérieure à la production de CO2) DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Technique des occlusions multiples DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes statiques Technique des occlusions multiples Méthode Respirateur permettant la réalisation de pauses télé-expiratoire et télé-inspiratoires Différent VT sont administrés, selon une séquence randomisée, en maintenant constant le débit inspiratoire et en modifiant la fréquence respiratoire DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes statiques Technique des occlusions multiples 0.5 Débit (l) Pause télé-expiratoire Pause télé-inspiratoire 10 Paw (cm H20) PEPi PPlat D'après Ranieri et al. In Insuffisance respiratoire aiguë. 1998. Arnette. Paris DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes statiques Technique des occlusions multiples 1000 800 600 Volume (ml) 400 La courbe P-V est alors reconstruite en représentant graphiquement les différentes pressions de plateau avec le volume courant auquel elles ont été enregistrées 200 10 20 30 40 50 Paw (cm H20) DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes statiques Technique des occlusions multiples Avantages: Elle peut être obtenue à tous niveaux de PEP Elle ne nécessite pas de déconnexion du patient du respirateur Inconvénients Elle requière pour sa réalisation environ 15 minutes,  technique difficile à réaliser en pratique quotidienne au lit du patient La courbe P-V n'est pas immédiatement disponible et doit être reconstruite a posteriori à partir des valeurs de pression et de volume DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Insufflations à débit lent continu DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes quasi-statiques Insufflation à débit lent continu (<10l/min) Méthode Consiste en une inflation du système respiratoire par un débit constant fourni par le respirateur Réalisation pratique: Ventilation en mode volume contrôlé Réalisation d'une pause télé-expiratoire Mise à profit pour régler le ventilateur: avec débit inspiratoire constant volume courant réglé entre 500-1600ml Ti/Ttot réglé à 80 % FR à 5/min Alarme de pression max réglée à 50 cm d'H20 Pendant l'insufflation à débit lent, régler les paramètres ventilatoires au niveau antérieur Avec les réglages précédents, on obtient l'insufflation d'un débit lent continu variant entre 3.1 (VT=500 ml) et 9 l/min (VT = 1500ml) délivré sur une période de 9.6 s DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes quasi-statiques Insufflation à débit lent continu (<10l/min) DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes quasi-statiques Insufflation à débit lent continu (<10l/min) Avantages: pas de déconnexion du patient du respirateur obtention de courbes P-V quasi-superposables à celles obtenues avec les méthodes statiques (lorsque le débit est inférieur à 9 l/min) (Lu.AJRCCM,1999;159:275-282) Pas d'équipement additionnel pour reconstruire la courbe P-V Directement implémentée sur certains respirateurs (HORUS, GALILEO …) La courbe P-V peut être affichée en temps réel sur l'écran du respirateur Les points d'inflexion supérieurs et inférieurs sont aisément identifiables (si présents), en s'aidant des curseurs mobiles, disponibles sur la plupart des respirateurs utilisés en réanimation La durée totale de la procédure est inférieure à 2 minutes DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Inconvénients communs à toutes les méthodes précédentes Risque d'hypoxémie et de dérecrutement massif à basse PEP et faible volume Risque d'effets hémodynamiques adverses par diminution du retour veineux Nécessité de sédation ± curarisation DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes PV dynostatiques DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V dynostatiques Méthode permettant l'acquisition de courbes P-V statiques pendant la ventilation mécanique en volume ou pression contrôlée Cette courbe P-V dynostatique est obtenue au cours d'un VT en mesurant la pression au niveau d'un cathéter trachéal dont l'extrémité est placée 2 cm après l'extrémité de la sonde d'intubation, éliminant la pression résistive provoquée par le passage des gaz dans la prothèse endotrachéale Karason. ICM,2001;27:1328-1339 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V dynostatiques . Rinsp = (Pinsp-Pdyn)/Vinsp Rexp = (Pexp-Pdyn )/Vexp . Rinsp = Rexp . . . . Pdyn=(PinspVexp- PexpVinsp)/(Vexp-Vinsp) DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V dynostatiques Avantages: cette technique permet de construire des courbe P-V pendant un VT normal, sans altérer l'état ventilatoire par une manœuvre non physiologique (à la différence des techniques précédentes ) Permet une mesure continue de la pression alvéolaire Inconvénient: Nécessité de mise en place d'un cathéter trachéal DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V – Traitement du signal Prise en compte des propriétés élastiques de la paroi thoracique La forme de la courbe P-V du système respiratoire est influencée par la paroi thoracique chez les patients: en période post-opératoire de chirurgie abdominale porteurs d'épanchements pleuraux volumineux avec dilatation myocardique obèses après traumatisme thoracique La mesure de la pression oesophagienne (Pes) permet de prendre en compte les propriétés élastiques de la paroi thoracique  construction de la courbe P-V de la paroi thoracique La courbe P-V pulmonaire est obtenue en représentant la pression transpulmonaire (Paw-Pes) en fonction du volume pulmonaire DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V – Traitement du signal Prise en compte des propriétés élastiques de la paroi thoracique Mergoni. AJRCCM, 1997;156:846-854 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V – Traitement du signal Prise en compte des propriétés élastiques de la paroi thoracique En pratique, la mesure de la pression oesophagienne pour appréhender le rôle de la paroi thoracique est: d'une part invasive souvent incompatible avec la pratique clinique en fait rarement nécessaire en dehors des patients obèses, avec distension abdominale ou syndrome oedémateux important… DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V Applications pratiques Mesure du recrutement alvéolaire, obtenu par la superposition de courbes P-V obtenues dans différentes conditions de ventilation DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V – Interprétation Mesure du recrutement alvéolaire Delta CRF Jonson. AJRCCM, 1999;159:1172-1178 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V – Interprétation Mesure du recrutement alvéolaire RICHARD. In Actualités en réanimation et urgences 2004. Elsevier. Paris DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V Application pratique au cours du SDRA Mesure du recrutement alvéolaire, Prédiction de l'effet de la PEP à partir de la courbe P-V obtenue à PEP0 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V Application pratique au cours du SDRA PEP0 cm H20 PEP12cm H20 PEP17 cm H20 Vieira. AJRCCM,1999;159:1612-1623 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V Application pratique au cours du SDRA PEP0 cm H20 PEP10cm H20 PEP15 cm H20 Vieira. AJRCCM,1999;159:1612-1623 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V Application pratique au cours du SDRA Mesure du recrutement alvéolaire Prédiction de l'effet de la PEP à partir de la courbe P-V obtenue à PEP0 Signification du point d'inflexion inférieur: classiquement interprété comme une indication de la "pression d'ouverture", qui correspondrait à la pression nécessaire pour ouvrir la majeure partie des territoires non aérés à la fin de l'expiration précédente (PEEP optimale) Phénomène remis en cause par des études sur modèle mathématique reproduisant le comportement d'un poumon où les alvéoles s'ouvriraient à différents niveaux de pression  l'ouverture d'alvéoles préalablement collabées DEBUTE au point d'inflexion inférieur et se poursuit bien au dessus Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V Application pratique au cours du SDRA Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V Application pratique au cours du SDRA Mesure du recrutement alvéolaire Prédiction de l'effet de la PEP à partir de la courbe P-V obtenue à PEP0 Signification du point d'inflexion inférieur: classiquement interprété comme une indication de la "pression d'ouverture", qui correspondrait à la pression nécessaire pour ouvrir la majeure partie des territoires non aérés à la fin de l'expiration précédente (PEEP optimale) Phénomène battu en brèche par des études sur modèle mathématique reproduisant le comportement d'un poumon où les alvéoles s'ouvriraient à différents niveaux de pression  l'ouverture d'alvéoles préalablement collabées DEBUTE au point d'inflexion inférieur et se poursuit bien au dessus Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202 Phénomène remis en cause par des études physiopathologiques démontrant la poursuite du recrutement bien au delà du point d'inflexion inférieur RICHARD. In Actualités en réanimation et urgences 2004. Elsevier. Paris DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V Application pratique au cours du SDRA Maggiore.AJRCCM,2001;164:795-801 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V Application pratique au cours du SDRA Mesure du recrutement alvéolaire Prédiction de l'effet de la PEP à partir de la courbe P-V obtenue à PEP0 Signification du point d'inflexion inférieur Signification du point d'inflexion supérieur: classiquement interprété comme le témoin du début de la surdistension il semble aussi indiquer la fin du recrutement alvéolaire, qui survient tout au long de la partie linéaire de la courbe Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202 Si le recrutement alvéolaire se poursuit dans certaines régions alors que d'autre se surdistendent, les 2 phénomènes peuvent masquer l'apparition du point d'inflexion supérieur DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V Application pratique au cours du SDRA Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V Application pratique au cours du SDRA Mesure du recrutement alvéolaire Prédiction de l'effet de la PEP à partir de la courbe P-V obtenue à PEP0 Signification du point d'inflexion inférieur Signification du point d'inflexion supérieur Utilisation de la courbe P-V inspiratoire pour régler le respirateur au cours du SDRA Repose pas sur des bases physiologiques contestables N'a jamais été étayée formellement par des études cliniques démontrant l'amélioration du pronostique des patients SDRA Est d'autant plus critiquable (PEP) qu'elle suppose de se baser sur des mesures physiologiques inspiratoires pour régler un paramètre qui s'applique au cours de l'expiration DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Conclusion Intérêt des courbes PV pour régler le respirateur n'a pas été formellement démontré jusqu'alors L'interprétation de la signification des paramètres physiologiques extraits de ces courbes s'est modifiée au cours des 10 dernières années Reproches principaux: Mesure globale ne permet pas d'appréhender les différences de ventilation régionale très importantes observées dans les poumons de patients SDRA L'utilisation de la courbe P-V inspiratoire pour régler des paramètres expiratoires (comme la PEP) est aussi très critiquable Pistes pour l'avenir:  courbes PV expiratoires (débit continu) Courbe pression temps et stress index….. DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

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Courbe P-V – Méthodes quasi-statiques Insufflation à haut débit continu (>10l/min) Réalisation pratique similaire aux courbes obtenues à débit plus lent Le profil de la courbe est différent en raison de la pression résistive générée par le débit élevé, et qui se surajoute à la pression élastique Différence dans l'interprétation des résultats: La pente de la partie linéaire de la courbe P-V reste représentative de la compliance maximale Mais la valeur de pression à laquelle les points d'inflexion supérieur et inférieur sont mesurés est surestimée par la pression résistive Méthodes correctrices consistant: à retrancher la pression résistive générée par la sonde d'intubation jusqu'à la pièce en Y : Pres(tube) = K1.V + K2.V2 (avec V=Débit inspiratoire et K1 et K2 mesurés in vitro sur la sonde d'intubation) à administrer un débit sinusoïdal pendant l'insufflation pour estimer les résistances du système rspiratoire . . . DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes quasi-statiques Insufflation à débit sinusoïdal Jonson. AJRCCM, 1999;159:1172-1178 Ptot = Paw Ptot-Ptr = Paw-(K1.V+K2.V2) . . . Pel = Ptr-RRS.V DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbe P-V – Méthodes quasi-statiques Insufflation à débit sinusoïdal Avantages: La courbe P-V est obtenue en 6 s Les résistances du système respiratoire peuvent être estimées Inconvénients: Requière un respirateur piloté par un ordinateur pour générer le débit lent Traitement mathématique du signal pour générer Pel Sous-estime la valeur de la compliance maximale et du point "d'inflexion" inférieur DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours du SDRA La détermination des différents segments peut se faire: Visuellement Graphiquement (segment initial=tangente à la courbe entre 0 et 100 ml, segment terminal = tangente à la courbe sur ses dernier 100 ml, segment intermédiaire = tangente à la courbe dans sa partie moyenne) Par modélisation Linéaire Non linéaire: Salazar et Knowles / Venegas DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours du SDRA DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours du SDRA La détermination des différents segments peut se faire: Visuellement Graphiquement (segment initial=tangente à la courbe entre 0 et 100 ml, segment terminal = tangente à la courbe sur ses dernier 100 ml, segment intermédiaire = tangente à la courbe dans sa partie moyenne) Par modélisation Linéaire Non linéaire: Salazar et Knowles / Venegas DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours du SDRA DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours du SDRA Pinf Psup DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours du SDRA La détermination des différents segments peut se faire: Visuellement Graphiquement (segment initial=tangente à la courbe entre 0 et 100 ml, segment terminal = tangente à la courbe sur ses dernier 100 ml, segment intermédiaire = tangente à la courbe dans sa partie moyenne) Par modélisation Linéaire Non linéaire: Salazar et Knowles / Venegas DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours du SDRA La détermination des différents segments peut se faire: Visuellement Graphiquement (segment initial=tangente à la courbe entre 0 et 100 ml, segment terminal = tangente à la courbe sur ses dernier 100 ml, segment intermédiaire = tangente à la courbe dans sa partie moyenne) Par modélisation Linéaire Non linéaire: Salazar et Knowles / Venegas DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours du SDRA Pmci = 8.1 cmH20 Pmcd = 30.8 cmH20 DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V – Acquisition du signal Equipement Outre l'analyse grossière de l'aspect de la courbe P-V sur l'écran du respirateur, l'analyse des données requière le recueil du signal: En utilisant un pneumotachographe, une prise de pression latérale, un transducteur, un amplificateur et un logiciel d'acquisition du signal En utilisant les ports du respirateur pour recueillir le signal sur un ordinateur (sortie RS 232…, câble série) DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004