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Bases de la ventilation mécanique

C. DammRéanimation Chirurgicale

ROUEN

Ventilation mécanique: définition

Technique prothétique qui permet de suppléer temporairement la défaillance de l’appareil ventilatoire en prenant en charge tout ou partie du travail ventilatoire du patient

Objectifs de la VM

1) Assurer les échanges gazeux- apport en O2 suffisant (FiO2)- Ventilation alvéolaire suffisante pour éliminer le CO2

2) Assurer le travail ventilatoire mécanique(totalement ou partiellement)

3) Maintenir les volumes pulmonaires- rôle de la PEEP

Plan

Rappels physiologiques

Mécanique ventilatoire

Modes ventilatoires

Réglages et monitorage

Rappels physiologiques

Volumes pulmonaires

CPT

CVVt

CRF

VR

Insp.

Exp.

Insp. max

Exp. max

0

7

Litres

3

Échanges gazeux

Espace mort

Volume courant

alvéolesCRF

Espace mort instrumental:

Espace mort anatomique:

- circuit après pièce en Y- sonde intubation

- trachée- bronche

Espace mort physiologique : ventilé, non perfusé.

AP

obstructionventilation

alvéole

VP

Espace mort alvéolaire

Shunt; effet shunt : perfusé, non ventilé

AP

ventilation

alvéole

VP

PEP: augmentation de la CRF en augmentant le volume résiduel

Permet de recruter des zones atélectasiées en faisant passer la CRF au dessus du volume de fermeture

Volume de fermeture

Volume de fermeture= Vol pulm à partir duquel des bronchioles se collabent en raison de l’augmentation de la pression transmurale

Mécanique ventilatoire

Pression Atm = 0 (convention de référence)

Pression desvoies aériennes

Pression alvéolaire≈ pression de plateau

Pression pleurale≈ pression oeso.

Déb

it ( l

.min

-1)

Ventilation spontanée calme de repos

EXP

INSP

0

-10

0

100

100

Paw( cmH20 )

Ppl( cmH20 )

Ptp

Il existe un pic de débit proto-inspiratoire aux alentours de 100 l.min-1

La pression à la bouche et dans les voies

aériennes supérieures est proche de 0

La pression motrice ou transpulmonaire dépend de la pression négative générée dans la plèvre par la contraction des muscles inspiratoires

Effets cardiovasculaires de la VM

des P IntraThx : obstacle au RV =>Hypovolémie relative, chute DC et TASurtout si PEP

du gradient de P Thx-Abdo => Facilite l’éjection du VG chez l’insuffisant cardiaque

Pression, Volume, débit et le temps = VARIABLES

Compliance et Resistance = CONSTANTES

Equation du mouvement

muscle + ventilator

Courbe de pression

Débit

Pression

0t

P de pic (P max)

P de plateau

PEP

Pva= P0 + RSR x Débit + ESR x VolPva= P0+ PRésistives+P Élastiques

Débit

Pression

0t

Pva = P0 + RSR x Débit + ESR x Vol

Ppic dépend des résistances du système respiratoire et du débit d’insufflation:– Diamètre de la sonde d’intubation– …

ΔP2

C = Volume/ΔP2

R = ΔP1/DébitPpeak

Pplat

PEEPtot

ΔP1

Obstruction de SondeObstruction de Sonde

ΔP1

ΔP2

AtAtéélectasies / Pneumothoraxlectasies / Pneumothorax

R = ΔP1/DébitΔP1

Ppeak

Pplat

PEEPtot

ΔP2

C = Volume/ΔP2

ΔP1

ΔP2

Pression de pic

Q

P

0t

0

Q

P

0t

0

4035

I/E=1/3 I/E=1/1

6040

ΔP1

ΔP2

ΔP1

ΔP2

4035

20 30

I/E=1/3 I/E=1/1

Pression de plateau=

Pression alvéolairePva = P0 + RSR x Débit + ESR x VolEn ventilation contrôléeA débit nul: pause télé-inspiratoire

Pplat dépend:– Du niveau de PEP et donc du volume de

départ– De l’élastance (compliance) du système

Volume trappé= PEPi– Gène à l’expiration (asthme, BPCO)– Temps expiratoire trop court…– Mesurée lors d’une pause téléexpiratoire

t

Paw

t

Insp.- und Exp.- valve closed Exp. valve opened

t

Flow

PEEP

Vtrap

mes. time 1 mes. time 2

Intrinsic PEEP

Paw

t

Insp.- und Exp.- valve closed Exp. valve opened

t

Flow

PEEP

Vtrap

mes. time 1 mes. time 2

Intrinsic PEEP

Paw(cmH20)

secondes

secondes

20

40

40

20

30

20

0

0

Débit ( l.min-1

)

10

PEEPtot

AutoAuto--PEEPPEEP

ΔP1

ΔP2

R = ΔP1/DébitΔP1

Ppeak

PplatΔP2

C = Volume/ΔP2

Hyperinflation dynamique

Risque majeur de barotraumatisme !

ΔP1

ΔP2

ΔP1

ΔP2

4035

20 30

PEPi=5

Augmentation du volume résiduel (PEPi):déplacement vers une zone de plus faible compliance (augmentation des pressions élastiques)

Compliance

Modes ventilatoires

Critères de classification des modes ventilatoires

Paramètre pré-réglé: paramètre que le ventilateur maintient égal à une valeur de consigne dans un mode de ventilation donné (paramètre contrôlé).

– Mode à volume/débit pré-réglé

– Mode à pression pré-réglée

Modes en débitTechniques: régulateur de flux– 2 servovalves (Air,O2)– Régulation du débit d’insufflation

Réglage manuel du débit = ouverture ±importante de la valveLe Volume insufflé (Vt) dépend du temps d’insufflation (Ti)Q= Vt / Ti

valve

Ventilateur

Débit

Pression

Débit réglé60 l/min

Pression mesurée

Modes en Débit

Ti

Ventilation contrôlée

Ventilation partiellement assistée

Désadaptation

Paw= Pvent + Pmusc

PATIENT

VENTILATEUR

VC(coma toxique)

VS(C-PAP)

PATIENT

VENTILATEUR

VC(coma toxique)

VS(C-PAP)

Eff

ort

insp

irat

oire

Auto PEP et Ventilation assistée

P4 P3 P2 P1 Ventilateur

InspInsp

Modes en pressionTechniques: boucle de rétrocontrôle– Paramètre contrôlé: pression– Paramètre régulé: l’ouverture de la valve

proportionnelle (débit décélérant)Le Volume insufflé (Vt) dépend de la compliance du système respiratoire et de la différence entre la pression de consigne et laPEPtotLe Vt peut être augmenté par un effort inspiratoire du patient ou bien diminué par un effort expiratoire prématuré

Ventilateur

Pression de consigne

Pression mesurée

0

20

20

Modes en pression

1010

155

20

20

Pression

Débit

Prudence!

Baisse du Vt si:

– Compliance baisse– Augmentation des résistances avec temps

d’insufflation trop court

– Monitorage du Vte +++

Equation du mvt

PHASES VARIABLESP

V

t

PSVCes 4 variables permettent de définir quasiment tous les modesventilatoires

Contrôlée

Spontanée

Assistée

Trigger: début du cycle

0

V

0

P

t

-Temps

-Débit

-Volume

TRIGGER EN PRESSION

iV&

E I

P

0

E I

P

seuil0

TRIGGER EN DEBIT (FLOW-BY)

pas de déclenchementiV eV && =

E I

eV& iV& iV&

E I

eV&

patientV&

déclenchementiV eV && <

1) temps nécessaire pour

atteindre le niveau-seuil

2) temps de réponse du

système pneumatique

1) temps nécessaire au

débit pour traverser le

circuit inspiratoire (débit

inspiratoire initial insuffisant)

0

V

0

P

t

Modalités de ventilation

Contrôlée

Spontanée

Assistée

Limite: délivrance du gaz

-Débit

-Volume

-Pression

0

V

0

P

t

Contrôlée

Spontanée

Assistée

Cyclage: fin du cycle

-Temps

-Pression

-Débit

-Volume

Mode contrôlé: – consigne de pression ou de débit– L’insufflation et le cyclage sont dépendants du temps

Mode ventilatoire Trigger Limite Cycle

Controlé Machine Machine Machine

Assisté-controlé Patient Machine Machine

Assisté Patient Machine Patient

Spontané Patient Patient Patient

Mode assisté contrôlé: – consigne de pression ou de débit– le cyclage est dépendant du temps– L’insufflation est déclenchée par un effort du patient– Le temps expiratoire et la FR sont déterminés par le patient si sa

FR est supérieure à la fréquence machine– Nécessité d’un débit de pointe élevé (60L/min) pour éviter les

désadaptations

Mode ventilatoire Trigger Limite Cycle

Controlé Machine Machine Machine

Assisté-controlé Patient Machine Machine

Assisté Patient Machine Patient

Spontané Patient Patient Patient

Mode ventilatoire Trigger Limite Cycle

Controlé Machine Machine Machine

Assisté-controlé Patient Machine Machine

Assisté Patient Machine Patient

Spontané Patient Patient Patient

Mode assisté: – consigne de pression – le cyclage est dépendant du débit (et donc du patient)– L’insufflation, le débit inspiratoire,le temps inspiratoire et donc le

Vt, la FR et le temps expiratoire sont déterminés par le patient– Le travail ventilatoire est partagé entre le malade et le ventilateur

En résumé…Modes en débit– VC– VAC– VACI– …

Modes en pression– PC– PAC– PACI

– AI– …

Modes en VS– C-PAP VS-PEP– BIPAP– …

P

t

Exp. Trigger

Insp. Trigger

Ventilateur

Pression de Pression de consigneconsigne

Pression mesurPression mesurééee

00

2020

201010

101515

5

Volume de consigne = 500 mlVolume de consigne = 500 ml

2020

Volume mesurVolume mesurééVolume mesurVolume mesuréé < 500 ml< 500 ml

DDéébit rbit rééglgléé

Dual Mode (dans le cycle):VAPS, VSAI-Vt mini

Dual Modes (cycle à cycle)

• Variable contrôlée : pression

• Variable de cyclage : débit- VA (Servo 300, Siemens)

• Variable contrôlée : pression

• Variable de cyclage : temps

- VCRP (Servo 300, Siemens)

- AutoFlow (Evita 4, Dräger)

- APV (Galileo, Hamilton)

Réglages et monitorage de base…

Ventilation assistée-contrôlée (VAC)

1)Trigger : sens max (lim. autodéclenchement)2) Débit pointe ≈60 L:min[3)Ti ≈ 0.8 sec]; plat= 0 (ou 0.2s)4) Vt = 8 - 10 ml/kg (poids théorique)5)FR 10 /min ou + (15 )6) PEP ≈ 4-5 cm H2O ou 80% PEPi (?)7)Monitoring: Paw (forme, pic), + Pplat, courbe de débit exp (trapping, fréquence patient)

Ventilation assistée-contrôlée en pression (VAPC)

1)Trigger : sens max (lim. autodéclenchement)[2) Débit pointe : non réglé]3)Ti ≈ 0.8 sec ; plat= 0 4) Paw réglé pour -->Vt = 8 - 10 ml/kg (poids théorique) ou Pplat VAC5)FR 10- 15 /min6) PEP ≈ 4-5 cm H2O ou 80% PEPi (?)7)Monitoring: Volume, débit exp (trapping, fréquence patient)

Ventilation en aide inspiratoire (VS-AI)

1)Trigger : sens max (lim. autodéclenchement)[2) Débit pointe non réglé][3)Ti non réglé]

4) PAI pour Fr: 30 (ou 35) > Frspont > 25 (ou Vt = 7-8 ml/kg de poids théorique)[5)FR non réglée]

6) PEP ≈ 4-5 cm H2O ou 80% PEPi (?)7)Monitoring:Volume, fréquence, courbes ++débit exp (trapping, fréquence patient)8) Pente élevée ( 80%), cycling 25% ou + (45%)