VNI - Insuffisance Respiratoire Aiguë G. HILBERT Département de Réanimation médicale, CHU Bordeaux EA 518, Université Bordeaux 2 CMU Insuffisance Respiratoire Aiguë 11 / 04 / 08

Ventilation Non Invasive !! EXACERBATIONS AIGUES de BPCO = Motif fréquent d’admission à l ’Hôpital DÉCOMPENSATIONS AIGUES de BPCO [ pH < 7.35 ] = RÉANIMATION – SOINS INTENSIFS RESPIRATOIRES < 1990 - IRA : Standard = INTUBATION-Ventilation Mécan. EFFETS SECONDAIRES ++ Ventilation Non Invasive !!

V télé-Exp. = V0 x e- texp/T SYNCHRONISATION PATIENT-VENTILATEUR !! L’un des principaux obstacles ( ++ PATIENTS BPCO) : PEP INTRINSÈQUE Palv = 0 V télé-Exp. = CRF Pao = 0 Situation normale Palv > 0 V télé-Exp. > CRF Hyper-inflation dyn. PEPi Pao = 0 V télé-Exp. = V0  x e- texp/T V0 : volume en début d’expiration T : Compliancepulm X Résistancepulm

CPAP / PEP  ACIDOSE VPPI

Mechanical Chemical Reflex Behavioral Respiratory Centers VT RR Pmusc INSPIRATORY EFFORT Neural Time Pao (PRESSURE APPLIED VENTILATOR AT THE AIRWAY OPENING) RESPONSE Pmus(t) = Pel,rs(t) + Pres (t) = [( V(t) x Ers ) + ( V’(t) x Rtot )] - Pao

Dans l’IRA des BPCO, la VNI permet elle d’ ATTEINDRE ces OBJECTIFS ?

FACTORS THAT CAN IMPROVE ADAPTATION AND OUTCOME VENTILATORY MODE ? + PEEP PRESSURE SUPPORT

FR  AI PO.1 VO2 Musc. Resp. W Respiratoire «Stress» Musc. Resp. VNI : Mode VS-AI-PEP  VT FR  AI PO.1 VO2 Musc. Resp. W Respiratoire «Stress» Musc. Resp.

Efforts respiratoires inutiles Asynchronie patient/ ventilateur Poes Situation normale PEPi Poes extPEEP PEEPi  WOB Eff.Poes time VT end-Exp.V = V0  x e - texp/T Efforts respiratoires inutiles Asynchronie patient/ ventilateur

Importance de l’hypoxémie : PaO2/FiO2 IRA hypoxémique Importance de l’hypoxémie : PaO2/FiO2

Modifications du rapport VA / Q dans une unité pulmonaire SHUNT Modifications du rapport VA / Q dans une unité pulmonaire

SHUNT : IMPACTS THERAPEUTIQUES Diminuer le % d’alvéoles non ventilées SaO2 (%) 100 Augmenter la SvO2 80 60 40 20 PaO2 (mmHg) 100 200 300 400 Redistribuer le débit sanguin pulmonaire

LA PEP  Shunt  HYPOXÉMIE RECRUTEMENT ALVÉOLAIRE Stabilisation des petites voies aériennes comprimées  ATÉLECTASIES Distribution H2O pulmonaire extra-vasculaire  Shunt Amélioration VA/Q  HYPOXÉMIE

VS-PPC = CPAP Ventilation Spontanée en Pression Positive Continue Continuous Positive Airway Pressure t P (cm H2O) 7.5 t P (cm H2O) 7.5 I

VS-AI-PEP t P (cm H2O) 7.5 20 AI I PEP

IRA HYPOXÉMIQUE : Objectif PaO2 Nombreuses études : VS-PPC :  oxygénation,  FR,  dyspnée AI + PEP Antonelli et al. N Engl J Med 1998 EPRC : 64 patients avec indication de ventilation mécanique

D'OÙ VENONS-NOUS ? OÙ EN SOMMES-NOUS ? OÙ ALLONS-NOUS ? VNI : PRINCIPALES INDICATIONS dans l’IRA INSUFFISANCE RESPIRATOIRE HYPERCAPNIQUE : DÉCOMPENSATION A. de BPCO D'OÙ VENONS-NOUS ? OÙ EN SOMMES-NOUS ? OÙ ALLONS-NOUS ? INSUFFISANCE RESPIRATOIRE HYPOXÉMIQUE : OAP CARDIOGENIQUE IMMUNODÉPRIMÉS IMMUNOCOMPÉTENTS VNI Post-EXTUBATION

France - enquête VNI 2002 indications de la VNI * * Demoule et Coll. Intensive Care Med 2006

VNI : POSSIBLE À DIFFERENTS STADES D’IRA 7.35 < pH < 7.38 200 < PaO2/FiO2 < 300 S Y T É M A I Q U E pH < 7.35 PaO2/FiO2 < 200 PaO2/FiO2 < 80 TRAITER IRA Alternative Intubation ? TRAITER IRA Post-Extub ? Prévenir IRA Post-Extub. ? Prévenir IRA ? Sevrage ?

Décompensation A. de BPCO : VNI vs Traitement Standard * Etudes Randomisées contrôlées

Bott J, et al. Randomized controlled trial of nasal ventilation in acute ventilatory failure due to chronic obstructive airways disease. Lancet 1993;341:1555- 1557 60 patients BPCO VNI : masque nasal, VAC Comparée au Traitement standard, la VNI : Améliore significativement : les paramètres physiologiques initiaux le score de dyspnée Réduit la mortalité Mais : Contexte du Royaume‑Uni Dans le groupe contrôle un certain nombre de patients s'aggravant ne sont pas pris en charge par intubation et ventilation artificielle.

la durée de séjour hospitalier Brochard L, et al. Noninvasive ventilation for acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. 1995;333:817-822 85 patients BPCO VNI : masque facial, AI Comparée au Traitement standard, la VNI permet de Réduire : la nécessité d’ intubation de 74 à 26 % la durée de séjour hospitalier les complications observées en réanimation de 48 à 16 % la mortalité de 29 à 9 %

236 patients BPCO : acidose respiratoire modérée à sévère (7,25‑7,35) Plant PK, et al. Early use of NIV for acute exacerbations of COPD on general respiratory wards: a multicentre randomised controlled trial. Lancet 2000;355:1931-1935 236 patients BPCO : acidose respiratoire modérée à sévère (7,25‑7,35) Comparée au Traitement standard, la VNI permet de Réduire : la nécessité d’ intubation de 27 à 15 % la mortalité de 20 à 10 % VNI administrée par les IDE dans 13/14 centres IDE/ Patients= 1/11 22/25 services : aucune expérience de la VNI FORMATION : 3 mois = 7.6 h. en moyenne Puis = 0.9 h. / mois, en moyenne Charge de W 8 premières H. :  de 26 min / traitement standard > 8 premières H. : aucune différence

Noninvasive Positive Pressure Ventilation International CONSENSUS Conferences in Intensive Care Medicine : Noninvasive Positive Pressure Ventilation in Acute Respiratory Failure A J R C C M 2001; 163: 283-291 I C M 2001; 27: 166-178 « Patients hospitalized for EXACERBATIONS of COPD with rapid clinical deterioration should be considered for NPPV to prevent further deterioration in gas exchange, respir. workload, and the need for endotracheal intubation » « Larger, controlled studies are required to determine the potential benefit of adding NPPV to standard medical treatment in the avoidance of endotracheal intubation in HYPOXEMIC Acute Respiratory Failure »

Intérêt des « NOUVEAUX MODES » ventilatoires en Réanimation ? VACI VPAC Automode VC VAC SIMV VAPS VA VS PA VCRP Autoflow APV VS-AI-Vt mini VAC+ VACI+ VPC VPS SPAP MMV AVAPS VAIV VIV APRV VS-PPV BIPAP BILEVEL VPL ATC TC ASV PAV PPS PC PAC PACI AI CPAP IPAP EPAP PSV ASB PRVC APL

? VNI – BPCO : PERSPECTIVES HÉLIUM ÉTUDES PHYSIO-PATH ÉTUDES/IMPACT CLINIQUES Modes ventilatoires / PAV HÉLIUM ?

PAV (n=21) vs. PSV (n=23)

prospective, randomised, multicenter study 123 acutely decompensated COPD patients requiring NIV Patients were randomised to receive every NIV treatment from study inclusion with either Air/O2 or He/O2 He/O2 contained in a He/O2 78:22 cylinder connected to the air inlet of either a Hamilton Veolar or a Siemens 300 Servo ventilator.

123 patients

Impaired secretion clearance occasionally causes NIV to fail. INTRAPULMONARY PERCUSSIVE VENTILATION ? CPAP / PEEP NIV  ACIDOSIS

17 % 75 % 8 %

pH : seuil de 7.28 7.25  7.25  0.07 7.20  0.08

Early use of NIV for acute exacerbations of COPD on general respiratory wards: a multicentre randomised controlled trial. 236 patients Plant et al Lancet 2000; 355:1931-5

2005

Parfois, dans la “VRAIE VIE” :

Masip, Lancet 2000 37 Patients PS-PEEP Standard p % Intubation 5 23 0.037

Ventilation Invasive MORTALITÉ  VNI chez l’IMMUNODÉPRIMÉ D'OÙ VENONS-NOUS ? IMMUNODÉPRESSION : Ventilation Invasive MORTALITÉ  Classiquement SIDA : > 60 % Cancer SOLIDE : > 70 % Cancer HÉMATOLOGIQUE : > 80-90 % Amélioration du pronostic des patients avec cancer admis en réanimation Azoulay E. ‘The intensive care support of patients with malignancy: do everything that can be done.’ ICM 2006

Plus le % de patients sous VM est bas, plus le taux de survie est élevé Survie Réa. %  45  39  61 Patients Avec VM %  19  45  37 MICU Surv 45 19

IRA, surtout chez l’Immunodéprimé EVITER OBJECTIVF L’INTUBATION MAJEUR !

NIV / IMMUNOSUPPRESSED PATIENTS STUDIES * = R.C.T n Particularities Mask Mode SUCCESS AIDS (Pneumocystis) Bedos CCM 1999 66 F CPAP 66 % Confalonieri ICM 2002 48 intubation criteria F PS/PEEP 67 % Antonelli * JAMA 2000 40 Solid Organ Transpl. F PS/PEEP 80 % (vs 30 %) HEMATOLOGICAL Tognet Clin I C 1994 18 N F PS/PEEP 33 % Conti ICM 1998 16 intubation criteria N PS/PEEP 69 % Depuydt Chest 2001 26 intubation criteria F CPAP PS/PEEP 31 % Hilbert CCM 2000 64 Neutropenia F CPAP 25 % Azoulay CCM 2001 48 CANCER F PS/PEEP 44 % Azoulay Medicine 2004 79 CANCER (++ Hemato) F PS/PEEP 43 % Hilbert * NEJM 2001 52 HEMATO-Neutropenia F PS/PEEP 54 % DrugIsup. AIDS (vs 23%) Rocco Chest 2004 38 Hem. SolidOT. AIDS F/Helmet PS/PEEP 58 %

n = 26, > 5 ans PaO2 / FiO2 72 « NTBR » 42% Intubation 69 % Groupe VNI n = 26, > 5 ans PaO2 / FiO2 72 Vasopresseurs 27% « NTBR » 42% Intubation 69 % Décès Hôpital 65 %

ÉCHEC  INTUBATION = 92 % DÉCÈS NONINVASIVE CONTINUOUS POSITIVE AIRWAY PRESSURE in NEUTROPENIC PATIENTS with ACUTE RESPIRATORY FAILURE REQUIRING ICU ADMISSION HILBERT G, GRUSON D, VARGAS F, et al. 2000 N = 64 PaO2 / FiO2 = 128  32 SAPS II = 56  16 Masque FACIAL CPAP SUCCÈS = 25 % ÉCHEC  INTUBATION = 92 % DÉCÈS

PaO2 / FiO2 141  24 136  23 VNI Traitement Standard NONINVASIVE VENTILATION in IMMUNOSUPPRESSED PATIENTS with PULMONARY INFILTRATES, FEVER, and ACUTE RESPIRATORY FAILURE. HILBERT G, GRUSON D, VARGAS F, et al. 2001 * NEUTROPÉNIE  HÉMOPATHIE MALIGNE * IMMUNOSUPPRESEURS * SIDA VNI Traitement Standard ( n = 26 ) ( n = 26 ) PaO2 / FiO2 141  24 136  23

V.A.P. / Sinusitis -no. (%) 3 (12) 9 (35) 0.05 NIV Standard treatment p Intubation - no./total no.(%) 12/26 (46) 20/26 (77) 0.03 Hematological malignancy 8/15 (53) 14/15 (93) 0.02 Drug-Immunosuppression 3/9 (33) 5/9 (56) 0.32 AIDS 1/2 (50) 1/2 (50) 0.83 Complications- no. (%) 13 (50) 21 (81) 0.02 Complications  ICU death 10 (38) 18 (69) 0.03 V.A.P. / Sinusitis -no. (%) 3 (12) 9 (35) 0.05 ICU Deaths - no./total no.(%) 10/26 (38) 18/26 (69) 0.03 Hematological malignancy 7/15 (47) 13/15 (87) 0.02 Hospital Deaths -no./tot.no. (%) 13/26 (50) 21/26 (81) 0.02 Hematological malignancy 8/15 (53) 14/15 (93) 0.02

Groupe VNI no. (%) Diagnostic + Diagnostic - p (n = 17) (n = 9) Hilbert G, et al Groupe VNI no. (%) Diagnostic + Diagnostic - p (n = 17) (n = 9) Intubation 5 (29) 7 (78) 0.03 Décès 4 (24) 6 (67) 0.04 - Réa Décès 5 (29) 8 (89) 0.006 - Hôpital Un diagnostic positif de pneumopathie pourrait être l’un des déterminants du succès de la méthode.

VNI / IRA Hypoxémique - PNEUMOPATHIES - Patients IMMUNOCOMPÉTENTS ETUDES [ * = R. C. ] n Particularités Masque Mode SUCCÈS Benhamou Chest 1992 10 F AI/PEP 60 % Wysocki Chest 1995 * 7/21 ± Hypercapnie F AI/PEP ?/38 % (vs 30 %) Meduri Chest 1996 14 F AI/PEP 71 % Pollack Ann Em M 1996 10 N/F AI/PEP 80 % Alsous ICM 1999 14 PaO2/FiO2 = 89 F AI/PEP 50 % Antonelli NEJM 1998 * 5/32 critères intubation F AI/PEP 80/69 % Confalonieri AJRCCM 1999 * 28 Pneumop. Com. ± BPCO F AI/PEP 79 % (vs 50 %) Delclaux JAMA 2000 * 26/40 ALI F VS-PPC ?/63 %(vs 56 %) Jolliet ICM 2001 24 Pneumop. Com. F AI/PEP 34 % Antonelli ICM 2001 64 Pp. Com + noso + inh F AI/PEP 58 % Domenighetti ICM 2002 18 Pneumop. Com. F AI/PEP 62 % Smailes Burns 2002 29 Brûlés F AI/PEP 74 % Ferrer AJRCCM 2003 * 19 F AI/PEP 74 % (vs 27 %) Cheung Chest 2004 20 SARS (Coronarovirus) F AI/PEP 70 %

A comparison of Noninvasive Positive Pressure Ventilation and conventional M V in patients with acute respiratory failure. Antonelli M., et al. 1998

Treatment of Acute Hypoxemic Nonhypercapnic Respiratory Insufficiency With Continuous Positive Airway Pressure Delivered by a Face Mask Delclaux C. et al. 2000;284:2352-2360 Oxygène + CPAP N = 62 Oxygène seul N = 61 p Âge 60 (18-88) 56 (19-85) NS Infection 42 (68 %) 37 (61% ) Pathologie Cardiaque 23 (37%) 28 (46 %) SUCCÈS 41 (66 %) 37 (61 %) Durée hospit. 15 j 16 j DÉCÈS 19 (30 %) 18 (29,5 %)

14/19 (74 %) 4/15 (27 %) 3/19 8/15 Pneumonia 0.017 0.030 NIV N = 51 Control N = 54 p SUCCESS :all 38 (75 %) 26 (48 %) 0.010 Pneumonia 14/19 (74 %) 4/15 (27 %) 0.017 ICU-Death :all 9 (18 %) 21 (39 %) 0.028 3/19 8/15 0.030

Durée Ventilation 6 +/- 4 11 +/- 8 < 0.01 BPCO VNI Contrôle p (n = 30) (n = 30) Durée Ventilation 6 +/- 4 11 +/- 8 < 0.01 Sevrage (j) Séjour Réa. (j) 8 +/- 4 14 +/- 8 < 0.01 Réintubation (%) 20 67 < 0.01 Décès (%) 7 20 0.05 Hilbert G. Eur Respir J 1998

2006 Patients at risk (but successfully extubated): Age > 65 yrs 98 % COPD Patients at risk (but successfully extubated): Age > 65 yrs Cardiac failure as cause of ETI APACHE II > 12 at extubation day

Au total : pas de différence Noninvasive positive pressure ventilation (NPPV) for post-extubation respiratory distress: a randomized controlled trial. Keenan S, Powers C, McCormack D, Block G. Réintubation ns Mortalité ns Au total : pas de différence

Extubation – Resp.Fail. (hr) ns * INTUBATION (%) ICU Mortality (%) Extubation – Resp.Fail. (hr) NIV

ESSAI VNI 1-2 heures

354 patients with hypoxemic ARF 86 of them with ARDS

COPD : NIV’ failure Ambrosino N. Thorax 1995 1-2 h 7.34 7.25 pH at: SUCCESS FAILURE Ambrosino N. Thorax 1995 1-2 h 7.34 7.25 Hilbert G. ICM 1997 30 + 45 min 7.37 7.28 Plant PK. Thorax 2001 4 h OR 1.23 per nmol/l, 95 % CI 1.05 à 1.43 Hilbert G. CCM 2002 30 + 45 min 7.34 7.30 Carlucci A. ICM 2003 1 h 7.30 7.18

VNI dans l’IRA Expérience de l’équipe “Bonne” Indication Pas de Contre-Indication QUELS PARAMÈTRES PEUVENT ÊTRE OPTIMISÉS ? Dépend de : type d’IRA stade d’IRA co-morbidités Expérience de l’équipe …

FACTORS THAT CAN IMPROVE ADAPTATION AND OUTCOME ? Ventilator Pressure Support PEEP I. Trigger Expiratory Trigger LEAKS Monitoring Alarm limits Pt/Ventil. Synchrony Humidification Interface Modest sedation ? Reassurance Education Training Protocol

BPCO : MODE VS-AI-PEP / BiPAP I REGLAGES INITIAUX : AI : 8 cm H2O  progressive / Vte = 7-9 ml/kg - FR < 25 PEP = 4 - 6 cm H2O FIO2  88 % < SaO2 < 92 % II Gaz du Sang à 30 min de VNI : III 2° Séance de 45 min de VNI - Gaz du Sang EFFICACITE ? - OPTIMISATION G. HILBERT, et al.

BPCO : MODE VS-AI-PEP / BiPAP ANALYSE DE L’HEMATOSE Baisse PaCO2 ≥ 10 % AI + 4 Baisse PaCO2 < 10 % AI + 4 à 8 PEP + 2 PaCO2 Idem ou  G. HILBERT, et al.

MODE SEQUENTIEL : PERIODES DE VENTILATION  30 min : Hilbert G. et al. BPCO IRA IR post-extubation AI (cm H2O) 16 +/- 3 16 +/- 4 PEP (cm H2O) 6 +/- 2 5 +/- 1 O2 - FIO2 3 +/- 2 l/min 28 +/- 5 % MODE SEQUENTIEL : PERIODES DE VENTILATION  30 min : Décompensation aiguë = toutes les 3 h Monitorage Continu : SaO2 , FR , FC, PA Reprise systématique de VNI si : SaO2< 85 % ;  Dyspnée et FR > 30-35 /min

Échecs de Déclenchement Inspiratoire 3 -2 Flow L/sec 20 cm H2O Paw 5 -10 cm H2O Pes * 10 20 30 Leung et al, AJRCCM 1997

Déterminants des Échecs de Déclenchement Inspiratoire Tidal Volume Expiratory Time PEEPI,dyn, cm H2O 4.5 4.0 3.5 3.0 0.5 0.0 510 480 450 100 1.6 1.4 1.2 1.0 Breaths Preceding Non-Triggering p < 0.02 p < 0.001 p < 0.001 Breaths Preceding Triggering Efforts Leung et al, AJRCCM 1997

V0 : volume en début d’expiration V télé-Exp. = V0  x e- texp/T V0 : volume en début d’expiration

« Wasted » inspiratory effort monitoring « Wasted » inspiratory effort

Ventilation au masque facial

EN DEHORS de la Réa. : en Service d’HÉMATOLOGIE Noninvasive continuous positive airway pressure delivered by helmet in hematological malignancy patients with hypoxemic acute respiratory failure Principi T. et al TOLERANCE SCORE : 0 (bad) to 3 (very good) Helmet 17 patients Mask P INTUBATION 0 (0%) 7 (41%) <0.01 In Hospital DEATH 4 (23%) 8 (47%) <0.05 Tolerance, level 0 Tolerance, level 1 1 (6%) Tolerance, level 2 3 (18%) 2 (12%) 1.00 Tolerance, level 3 13 (76%) <0.0001 EN DEHORS de la Réa. : en Service d’HÉMATOLOGIE

Modification of the threshold of decrease of insp. Flow! LEAKS  Patient-Ventilator Asynchrony time-cycling flow-cycling “traditional” Flow-Cycling Modification of the threshold of decrease of insp. Flow!

FACTORS THAT CAN IMPROVE ADAPTATION AND OUTCOME HUMIDIFICATION ?

Essai VNI: 26 patients Sur > 5 années Groupe VNI PaO2 / FiO2 72 Vasopresseurs 27% « NTBR » 42% Intubation 69% Décès Hôpital 65% Essai VNI: 26 patients Sur > 5 années

VNI : formation du personnel !!!

CONCLUSION (I) 1995 1998 2001

IRA Réanimation VNI !! Chaque fois que possible : Précoce STADE IRA ? CONCLUSION (II) IRA Réanimation Chaque fois que possible : VNI !! INTUBATION VM EVALUATION : à 1-2 heures , régulière IRA non améliorée ? Précoce STADE IRA ? Tardif QUELS PARAMÈTRES PEUVENT ÊTRE OPTIMISÉS ? Expérience Formation … Protocole Interface Monitoring

www.srlf.org gilles.hilbert@chu-bordeaux.fr