Principes de la ventilation assistée

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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
VD = espace mort = VA + SIT + alvéoles non
fonctionnelles
VR
CRF = amortit
variations
extrêmes de pa02 = 20 ml/kg
VRE
VT
VRI
CV
Capacité
inspiratoire
VT = volume mobilisé lors de chaque cycle respiratoire = 7 ml/kg quel que soit l’âge
 Ventilation spontanée : pression négative
 Ventilation mécanique par SIT : pression
positive
Compliance  alvéoles « ballon »
Compliance (Co) : capacité du système
respiratoire à se laisser distendre
V
barotraumatisme
Partie linéaire de la courbe :
V
= Co
X P
Co statique / Co dynamique
Co = V / P = 1
(ml/cm H2O/Kg)
P
atélectraumatisme
 Co thoraco-pulmonaire : atteinte alvéolaire (MMH, SDRA), épanchement pleural,
compartiment abdominal, hypoplasie pulmonaire, atteinte cage thoracique
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)
 R = 8 l/ r4
= 30-50 cm H2O/l/sec
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 »
Vitesse à laquelle les
poumons se remplissent
/vident
 T = Co x R
Volume expiré
95%
99%
63%
 n.né : 0.2 sec
 enfant : 0.6 sec
 adulte : 1.5 sec
 il faut 5 T pour vider
un poumon à 100%
1
2
3
4
5
T (en cste de temps)
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)
Mais raisonnement global….
Stocks J, Monaldi Arch Chest Dis 1999
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 dépend
 de 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 dépend
 de 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
Pression
moyenne Paw = AUC
 5 actions :
augmenter la FiO2
 allonger le Ti
 augmenter la pression
d’insufflation
 augmenter la pente
 appliquer une PEEP

Paw= K (Pmax – PEEP) x (Ti/Ttot) + PEEP
Paw
Temps
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
P
pause
constant (v d’insufflation)
 La pression découle


du volume choisi
de l'état du malade
 Surveiller les pressions
V
inspi
expi
Ventilation conventionnelle :
pression préréglée
 La pression est fixée
 Elle est constante au long
P
P
du cycle
 Le volume découle


de la pression choisie
de l'état du malade
 Surveiller les volumes
Ex : bronchospasme
Ex :  fuites autour SIT
(débit décélérant)
V
inspi
expi
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
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 contrôlée
VAC = 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
FRmax=60/ (Ti +TR + PR)
TR=tps réponse
PR = période réfractaire
-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
machine
Patient mode VAC
Cycles non acceptés
FRmin
Tps > PR
Tps < PR
FRmax
temps
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
FR machine limitée et P limitée
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
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
Synchronisation
Assistance à
chaque 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
variable
variable
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
Débit continu : 8-10 l/mn
P
débit
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
Barotraumatisme à
chaque désadaptation
patient-machine
P
V
insp
exp
Trigger
Débit
Pression
Auto-triggering
Pression
Réglage de la
sensibilité
PEEP ou PEP
Attention gène au remplissage
P
V
insp
exp
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,
  VTE
- fuites autour SIT
-Réglage alarmes
VD= VD instrumental + VD anatomique + VD alvéolaire
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/E
Inspiration
1/2
1/3
1/4
1/1
1/1,5…
2/1
Expiration
Ex chez le prématuré, Stéphanie
 Mode SIMV
 Débit 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 grave
RVA
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 ?
Réanimation 2001
Leclerc et al. Rev Mal Respir 2004
Toux? Déglutition? Encombrement?
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 périventriculaire
Possible 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 actives
Performants + + sur oxygénation, risque d’hypocapnie
Interruption de débit à haute fréquence (dérivé de la VHF) (Babylog8000  Infant Star )
Interruption à très haute fréquence du débit de gaz du circuit patient
Expiration principalement passive
Moins performant que oscillateur, risque de trapping de gaz et d’hypercapnie
Injection à haute fréquence
injection 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 injecté
Fréquence d'injection de 150 à 400/minutes
Expiration passive
Non 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 trachéobronchique
 Rôle de la fréquence différent de fréquence en ventilation
conventionnelle
pour une même amplitude, si FR,  VT
Réglages de l’OHF
Réglages 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
Surveillance :
vibration du thorax +++, bouchons
Hémodynamique, pCO2 +++
(si F : VT)
4
Ventilation alvéolaire
directe
Diffusion augmentée
(Taylor)
1
3
Asymétrie des
profils d ’écoulement
5
Convection 2
par
mouvement
pendulaire
(d'après H.K. Chang, J Appl Physiol 1984 ; 56 : 553-563).
Diffusion
moléculaire
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

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