principes de la ventilation assistée rappels physiologiques principe du ventilateur en pression...
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Principes de la ventilation assistée
Rappels physiologiques
Principe du ventilateur en pression positive
Modes de ventilation
O.Noizet, R. Cremer
Volumes pulmonaires statiques
VRI
VTCapacité inspiratoire
VR
VRE
VD =
CV
VT = volume mobilisé lors de chaque cycle respiratoire = 7 ml/kg quel que soit l’âge
espace mort = VA + SIT + alvéoles non fonctionnelles
CRF = amortit variations extrêmes de pa02 = 20 ml/kg
Ventilation spontanée : pression négative
Ventilation mécanique par SIT : pression positive
Compliance alvéoles « ballon »
P
V
Partie linéaire de la courbe :
V = Co X P
Co = V / P = 1 (ml/cm H2O/Kg) Co thoraco-pulmonaire : atteinte alvéolaire (MMH, SDRA), épanchement pleural,
compartiment abdominal, hypoplasie pulmonaire, atteinte cage thoracique
Compliance (Co) : capacité du système respiratoire à se laisser distendre
barotraumatisme
atélectraumatisme
Co statique / Co dynamique
Résistance bronches, bronchioles, SIT « tuyau »
Variation de pression lors de l’écoulement d’un gaz dans un tuyau
R = Δ P (cmH2O) / débit (l/sec) = 30-50 cm H2O/l/sec
R = 8 l/ r4
Viscosité/longueur tuyau, rayon [écoulement laminaire : si r/2 R x 16]
Si débit, écoulement devient turbulent et réssitances
Extubation : RVA de 20-60%
Constante de temps « ballon-tuyaux »
1 2 3 4 5T (en cste de temps)
63%
95% 99%Volume expiré
T = Co x R
n.né : 0.2 sec enfant : 0.6 sec adulte : 1.5 sec
il faut 5 T pour vider un poumon à 100%
Vitesse à laquelle les poumons se remplissent /vident
Co, R, T Enfant : Co pariétale et RVA, T Compliance (ballon)
rapport entre une variation de volume et une variation de pression
dynamique / statique nourrisson : 1 à 2 ml/cm H2O/Kg
Résistance (tuyaux) rapport entre la DDP dans les voies aériennes supérieures
et le débit gazeux qui les traverse nourrisson : 30 à 50 cm H2O/l/sec
Constante de temps (ballon-tuyaux)
Stocks J, Monaldi Arch Chest Dis 1999
Mais raisonnement global….
Pour mobiliser un VT à chaque cycle :
=créer une différence de pression entre l’entrée des VA et alvéoles
P = P0 + (E x VT) + (R x V°)
P0 = pression de départ = PEEP totale(E x VT) = forces de rétraction élastiques = E = élastance
= 1/Co(R x V°) = forces résistives
Ventilation en pression positive
Un principe ; souffler dans les poumons génération d'une pression génération d'un volume
Deux modes ventilatoires Volume contrôlé Pression contrôlée
Plusieurs niveaux de participation du malade
trigger VS + Aide VACI (SIMV)
Échanges gazeux
L'oxygénation dépendde la pression moyenne (Paw) : pression qui
maintient déplissées les alvéoles (surface d’échange)
Paw = k [(Pmax – PEEP) x (Ti/Ti+Te)] + PEEP K : constante fonction de rapidité montée de pression Pmax = pression de crête
L'épuration du CO2 dépendde la ventilation minute (VT x FR)peut être diminuée par un TE trop court VA (ventilation alvéolaire) = (VT – VD) x FR
Augmenter l ’oxygénation
Augmenter la pression moyenne Paw = AUC
5 actions : augmenter la FiO2
Pression
Temps
allonger le Ti augmenter la pression d’insufflation augmenter la pente
appliquer une PEEP
Paw= K (Pmax – PEEP) x (Ti/Ttot) + PEEP
Paw
Pressions mesurées : pression de crête : pression maximale atteinte
pendant la phase d'insufflation active du Ti (bronchospasme)
pression de plateau : la pression mesurée par l'appareil au niveau de la pièce Y pendant la phase passive du temps inspiratoire (barotraumatisme 30 cmH2O ; calcul compliance statique)
pression moyenne : moyenne de la pression pendant un cycle complet (Ti + Te) = AUC (reflet Palvéolaire = oxygénation)
Ventilation conventionnelle : débit préréglé (« Volume contrôlé »)
Le volume est imposé il est insufflé à débit
constant (v d’insufflation)
La pression découle du volume choisi de l'état du malade
Surveiller les pressions
P
V inspi expi
pause
Ventilation conventionnelle : pression préréglée
La pression est fixée Elle est constante au
long du cycle Le volume découle
de la pression choisie de l'état du malade
Surveiller les volumesEx : bronchospasmeEx : fuites autour SIT
(débit décélérant)
P
V inspi expi
P
Surveillance des pressions et des volumes
Générateur de pression
P et V inspi
V expi
Autres modes de ventilation
VA : ventilation assistée (trigger)
VAC :ventilation assistée contrôlée (trigger)
VACI : ventilation assistée contrôlée intermittente (respiration spontanée)
VSAI (ventilation spontanée avec aide respiratoire)
VS-AI : ventilation spontanée avec aide inspiratoire
PEP OHF
Types de ventilateurs
Débit continu, FR et pression limitée- sans synchronisation possible- Synchronisation possible (VAC, VACI) : Babylog 8000, Infant Star, VIP Bird, Stéphanie Débit interrompu : - Servo 900 Ventilateurs haute fréquence- oscillateurs : Stéphanie, sensor medics (exsufflation active)
- Interrupteurs de débit : Babylog 8000, Infant Star (exsufflation non active, moins performants que oscillateurs, risque de trappage, PNO, et hypercapnie)
Ventilation assistée : Aide inspiratoire
Le malade maîtrise la FR Il déclenche une aide en
pression La sensibilité du
déclenchement est réglable (trigger en débit/ en pression)
Attention aux modalités de déclenchement de l’expiration
chute de débit à X% du débit maximum atteint
et/ou X% du temps du cycle (bouton de fréquence)
P, trigger, pente
ventilation assistée contrôléeVAC = VC + Trigger« synchronisation à la FR spontanée du patient »
Assisté : insufflation à chaque fois que le patient déclenche le cycle (la limite : FRmax)
Contrôlé : FRmin de sécurité : si l’enfant ne déclenche pas, la machine délivre un minimum de cycles, Ti contrôlé par machine
Réglages : FRmin, Frmax, Ti
temps
machine
Tps < PR
Patient mode VAC
Tps > PRFRmin FRmax
Cycles non acceptés
-Limite VAC : si agitation, troubles neurologiques : trappage diminuer FRmax et Ti (car Te non fixé, et Te min=PR=200 ms)
-Limite VAC-AI : si fuites autour SIT, Ti augmenté régler un Timax
FRmax=60/ (Ti +TR + PR)TR=tps réponse
PR = période réfractaire
ventilation assistée contrôlée intermittente = « synchronisation à FR machine déterminée » (SIMV) Assisté : insufflation à chaque fois que le patient déclenche le cycle (la limite :
FRmach)
Contrôlé : FRmin de sécurité : si l’enfant ne déclenche pas, la machine délivre un minimum de cycles
Intermittente : alternance cycles machine et ventilation patient ; débit continu (VP Bird = 10 l/mn, Stéphanie = 4 l/mn)
Réglages
Le nb de cycles assistés ne dépasse pas la FRmach fixée, ms l’enfant peut avoir la VS qu’il désire
= synchronisation à l’effort inspiratoire du patient
FR machine limitée et P limitée
VACI + AI
La VACI a l'avantage d'assurer une ventilation-minute minimale tout en permettant un certain degré de respiration spontanée. En effet, un certain nombre de cycles respiratoires sont obligatoirement délivrés par le ventilateur. Entre ces cycles, le patient peut respirer spontanément.7 Il est possible d'ajouter une AI à ces cycles spontanés, ce qui permet de compenser le travail additionnel dû à la résistance du circuit du ventilateur.
Comparaison des différents modes ventilatoires synchronisés
Synchroni-sation
Assistance àchaque cycle Fréquence Ti PIP
VC/VCI non non fixe fixe fixe
VACI oui non fixe fixe fixe
VAC oui oui variable fixe fixe
AI oui oui variable variable fixe
AI+VG oui oui variable variablevariable
Temps contrôlé à pression limitée = TCPL (Ex : VP-Bird)
Le débit est réglé jusqu’à obtention d’une pression donnée, à ce moment-là il diminue et Pinsp maintenue jusqu’à fin inspiration
P
débit
Débit continu : 8-10 l/mn
VCRP Ventilation contrôlée à régulation de pression
"Pression contrôlée à volume garanti"
Volume fixé Courbes de pression
contrôlée Le respirateur
calcule régulièrement la compliance et adapte la pression
V insp exp
P
Barotraumatisme à chaque désadaptation patient-machine
Trigger
Réglage de la sensibilité
Pression
Débit
Pression
Auto-triggering
PEEP ou PEP
V insp exp
P
Attention gène au remplissage
Surveillance
- Monitorage pièce en T Leclerc F, Roze JC, conférence d’experts, SRLF 2000
VTI : -volume de compression :
Ctot= Crs + Ccircuit, Vmin= (VT x FR) + (Ccircuit x Pinspi x FR)
- Résistance SIT, position SIT
-volume mort (réchauffeur, tuyaux) (VA=ventilation alvéolaire= (VT – VD) x FR, VD= VD instrumental + VD anatomique + VD alvéolaire
VTE - fuites autour SIT
-Réglage alarmes
Surveillance
-Analyse graphique
Evaluation mécanique respiratoire Leclerc F, Arnette blackwell Ed 1997 pp67
Encombrement bronchique Leclerc et al. ICM1996
Surdistension Nève AJRCCM
Hyperinflation Riou et al. ICM 1999
Rapport I/EInspiration
Expiration
1/3
1/2
1/4
1/1
1/1,5…
2/1
Ex chez le prématuré, Stéphanie
Mode SIMVDébit continu : 4 l/mn (à prendre en compte ds calcul
débit NO)
Ti = 0,34 FR = 50-55 ( Te)Pi = 15-20 FIO2
Tps cycle = 60/FR
Ex : SDRA
Compliance thoraco-pulmonaire
Objectif : limiter le volotraumatisme
Pplat<30cmH2O
Hypercapnie permissive : VT=5-6 ml/kg, PEEP « élevée »
Objectif SaO2 : 88-96% (85-92%)
Manœuvres de recrutement
Surveillance :
Calcul compliance thoracopulmonaire + + +
Courbes P/V
Ex : asthme aigu graveRVA
Objectif : respecter l’expiration
PEEP=0
I/E : 1/3, ¼, voire +
Fréquence basse
Compressions manuelles
Normoxye ; Objectif CO2…
Surveillance
-auto-PEEP (expi forcée, courbe débit-temps)
-pression de crête
Ex : HTIC
Objectif : ne pas aggraver l’HTIC
Normocapnie
Normoxie
Retour veineux non limité : PEEP=0
…. Situation + délicate si contusion pulmonaire associée
Sevrage de VM (SVM?)Y penser dès le début de la VM
Protocole écrit de SVM? Plutôt protocole de diminution sédation Randolph JAMA 2002
Chez l’enfant :
Dès que critères de sevrabilité : test de VS (gold standard)
au moins 1 fois par jour
Test de ventilation spontanée = Pièce en T /HOOD
Respirateur : P=6-8-10 cm H2O selon âge
Durée : 30 mn, maladie neuromusculaire
Pas d’autres critères de sevrabilité, critères d’endurance en particulier
puis : Extubabilité ? Toux? Déglutition? Encombrement?
Réanimation 2001
Leclerc et al. Rev Mal Respir 2004
Noizet et al. Crit Care 2005
Ventilation haute fréquence :-Déf° : Ventilation associant un volume courant proche de l'espace mort et un fréquence respiratoire supérieure à 5 Hz-Objectif : Limiter les risques de barotraumatismes et/ou de volotraumatisme grâce à l'utilisation de faibles volumes courants nécessitant de faibles pressions pour être mobilisées
Ne semble pas augmenter le risque d’hémorragie intracrânienne ni de leucomalacie périventriculairePossible intérêt pour limiter le risque de DBP
VA = f x VT2
3 types de VHF : Oscillation à haute fréquence (Stéphanie)va-et-vient actif (membrane/ piston) d'un volume fixe de gaz (volume courant) selon une fréquence désirée : production d’un VT Inspiration et expiration activesPerformants + + sur oxygénation, risque d’hypocapnieInterruption de débit à haute fréquence (dérivé de la VHF) (Babylog8000 Infant Star )Interruption à très haute fréquence du débit de gaz du circuit patientExpiration principalement passiveMoins performant que oscillateur, risque de trapping de gaz et d’hypercapnie
Injection à haute fréquenceinjection d'un mélange gazeux à haute fréquence (canule sur la pièce en T ou l'intermédiaire d'un cathéter injecteur inclus dans la paroi de la SIT)Entraîne un volume de gaz supérieur à celui injectéFréquence d'injection de 150 à 400/minutesExpiration passiveNon utilisé en néonatologie en France
Quelles indications pour l’OHF?
•Indications habituelles :
-affections pulmonaires homogènes : MMH? Pneumopathies diffuses
•Indications + discutées :
-hernie diaphragmatique
-HTAP
-inhalation méconiale
•Indications anecdotiques, non évaluées
« rescue » : SDRA, post-opératoire, fistule oesotrachéale, ….
Pressions de ventilation en VHF
Hauteur de l'oscillation ou "Pic à Pic" Pression moyenne (molette circuit expi «PEEP») Onde positive et onde négative de durée habituellement égales Atténuation de l'amplitude d'oscillation le long de l'arbre trachéo-
bronchique Rôle de la fréquence différent de fréquence en ventilation
conventionnellepour une même amplitude, si FR, VT
Réglages de l’OHFRéglages initiaux en néonatologie :
-F VHF = 12-15 Hz pCO2
-Pmoy (molette sur circuit expiratoire = PEEP) pO2
-amplitude de pression = pic à pic = 50 Hz (20-55) pCO2
Si paO2 basse : -débuter avec Pmoy = 8, augmentation jusqu’à 15 cmH02 tant que FIO2 40%
-augmenter FIO2 (diminuer en 1er FIO2 qd amélioration)
Si paCO2 élevée :
-augmenter pic à pic
-puis diminuer fréquence (12 Hz), attention aux bouchons (si F : VT)
Surveillance :
vibration du thorax +++, bouchons
Hémodynamique, pCO2 +++
1
2
Ventilation alvéolairedirecte
Convection par
mouvement pendulaire
Diffusion augmentée
(Taylor)
Asymétrie desprofils d ’écoulement
Diffusionmoléculaire
4
5
3
(d'après H.K. Chang, J Appl Physiol 1984 ; 56 : 553-563).
Conclusion
Pas de mode préférentiel
Primum non nocere
Ne pas tout modifier en même temps
Observer le patient (adaptation)
Monitorage + + +
Sevrage : le souci de tous les instants
Hypercapnie permissive
-SDRA Reda Z, CCM 1997
-bronchiolite du NRS Reda Z, CCM197
-Nné : Hypercapnie permissive Sunil K, ADC 1997