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Bases physiopathologiques du traitement ventilatoire au cours du SDRA

C. Guérin Réanimation Médicale, Hôpital de la Croix-Rousse Université de Lyon Inserm 630 LYON, France

SRLF le 10 novembre 2011

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Grandes étapes au cours du SDRA   1967 : identification du SDRA chez l’homme (Asbaugh)   1974 : identification du VILI chez le rat (Webb)   1988 : identification du rôle de l’excès de volume télé-

inspiratoire dans la genèse du VILI chez le rat (Dreyfuss)   1990 : limitation de pression au cours de la VM et

hypercapnie permissive chez l’homme (décrite dans l’AAG Darioli ARRD 1984) (Hickling)

  1997 : biotrauma chez le rat (Tremblay)   1998 : ventilation protectrice chez l’homme (Amato)   2000 : réduction de la mortalité avec VT réduits chez

l’homme (Essai ARMA NIH)   2001 : bilan de l’apport majeur du scanner (Gattinoni)

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Baby lung

Eponge

Hétérogénéité

50

10

40 30 20

0 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 100

CT numbers (Hounsfield Units) -1000 C

T nu

mbe

rs fr

eque

ncy

(%)

NA PA A HA

Analyse quantitative

Perte de volume aéré

4

Étirement surdistension

VILI à haut volume

Protéger de deux risques

5 Dreyfuss AJRCCM 1998

6

Cisaillement Ouverture-fermeture

VILI à bas volume atelectrauma

VILI

Étirement surdistension

VILI

Protéger de deux risques

7

Tschuchida AJRCCM 2006

Ces 2 risques coexistent au sein d’un même poumon justifiant une double protection

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  La stratégie ventilatoire principale doit être protectrice vis-à-vis du poumon.

  La partie la plus importante de cette stratégie protectrice est de réduire le volume pulmonaire télé-inspiratoire en réduisant le VT

Protection du VD (Jardin ICM 2009) et des organes à distance (Ranieri JAMA 1999)

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6 ml/kg

12 ml/kg

Essai ARMA : ARDSnet NEJM 2000

22% de la mortalité sont dus à l’excès de Volume Courant

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La ventilation protectrice de l’ARDSnet   Mode VAC (cycles spontanés sont autorisés/possibles)   VT = 6 ml/Kg IBW est l’OBJECTIF

  IBW H: 50+ 0.91(taille en cm – 152,4); F: 45,5+0.91(taille en cm – 152,4)

  Si dyspnée sévère, VT augmenté de 7 à 8 ml/Kg IBW si Pplat≤30 cm H2O

  Plateau (pause 0,5 s) < 30 cmH2O   Si Pplat < 25 cm H2O, VT peut être augmenté par paliers de 1 ml/

kg IBW jusqu’à ce que Pplat atteigne 25 cmH2O au moins ou le VT 6 ml/kg IBW

  Pplat > 30 cmH2O possible/autorisée si VT 4 ml /Kg IBW ou pHa < 7.15

  FR pour pH 7.30-7.45 (6-35 b/min)   Si pH< 7,30 : réduire espace mort instrumental puis NaHCO3

possible/autorisé, si pH < 7,20: NaHCO3 10mEq/h nécessaire   TI/TE = 1/1 – 1/3

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Ces objectifs garantissent-ils une protection pulmonaire complète pour tous les malades?

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Poumon le PLUS protégé

Poumon le MOINS protégé

30 SDRA VT 6ml/kg

Pplat < 30 cmH2O

2/3 1/3

Terragni et al. AJRCCM 2007

STRAIN = VT/EELV

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Terragni et al. AJRCCM 2007

15

Objectif Pplat 1994 : < 35 cm H2O 2000 : < 30 cm H2O 2007 : < 28 cm H2O

Terragni et al. AJRCCM 2007

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Bellani AJRCCM 2011

La captation de FDG (=activation de PNN = inflammation) dans les zones normalement aérées augmente avec la pression plateau

Objectif Pplat 1994 : < 35 cm H2O 2000 : < 30 cm H2O 2007 : < 28 cm H2O 2011 : < 27 cm H2O

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D’où la tentation d’être encore plus protecteur (VT < 4 ml/kg)

Pplat 29 22 21 16

Rats Hcl or placebo I.T. – 2 hs 4 groups VT/PEEP: 12/10 – 12/5 – 6/10 – 3/10 for 4 hours

Barrière endothéliale

Barrière épithéliale

Franck 2002

Pplat 29 22 21 16

Pplat 29 22 21 16

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Prise en charge de l’Hypercapnie qui résulte de l’ultra-protection

  ECCOR   Decap-Smart   Ce qui suppose que l’hypercapnie est

dangereuse …

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VT (ml/kg)

8-10 4-5 3-4 2-3

PaCO2 (mmHg)

40 80 120 160

w/d lung weight

10 6 6 6

LIS 45 20 19 21

Fuchs 2011

La protection pulmonaire est maintenue avec les très petits VT mais pas plus importante qu’avec des VT moins faibles. La tolérance de l’ultra-

protection (PIC, hémodynamique) est bonne.

64 lapins – déplétion en surfactant – PEP 6 – FIO2 100%

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Des objectifs d’oxygénation «modestes» font partie de la stratégie protectrice

PaO2 = 55–80 mm Hg SpO2 = 88–95%

21 Etude ARMA ARDSnet NEJM 2000

Dans quel groupe préféreriez-vous être?

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  La deuxième partie de la stratégie protectrice est le RECRUTEMENT ALVEOLAIRE (augmentation de la masse de poumon aéré SECONDAIRE à la réduction de la masse de poumon non ou faiblement aérée) ou son augmentation au-delà du recrutement intra-cycle.

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  Le recrutement alvéolaire est protecteur s’il permet d’AUGMENTER:   la masse de poumon aéré en fin d’expiration

(réduction de l’atelectrauma) SANS surdistension

  la taille du baby lung SANS surdistension   l’homogénéité pulmonaire SANS

surdistension

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  Il y a plusieurs méthodes pour induire/augmenter le recrutement alvéolaire   PEP pour préserver le recrutement induit par le VT.

  PEP réduit VILI (Webb 1974 et Dreyfuss 1985)

  manœuvre de recrutement + PEP   Stratégie de recrutement maximal   Décubitus ventral   HFO

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  Questions-clefs associées au recrutement alvéolaire 1.   Quelles sont les pressions critiques d’ouverture et

de fermeture des unités alvéolaires? 2.   Quel est le potentiel de recrutement du poumon? 3.   L’intervention diminue-t-elle la masse de poumon

soumise à l’Ouverture/Fermeture cyclique 4.   L’intervention diminue-t-elle le Strain (VT/EELV)

(volume d’air) 5.   L’intervention favorise-t-elle l’homogénéisation de

la distribution de la masse aérée et du strain

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Closing pressures

Paw [cmH2O]

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0

20

40

60

80

100

Opening pressures

Crotti AJRCCM 2001, Pelosi AJRCCM 2001

Freq

uenc

y di

stri

buti

on (

%)

1. Pressions critiques

27

10

12

14

8

6

4

2

0 0 5 10 15 20

PEEP (cmH2O)

End Expiration End Inspiration

Plateau Pressures (cmH2O) Same VT

**

21 ± 1.8

**

**

Recr

uitm

ent

(g)

Gattinoni et al. Am J Respir Crit Care Med 1995

31 ± 1.8 26 ± 1.4 46 ± 3.2 38 ± 2.1

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2. Recrutabilité : variable mais faible

Gattinoni NEJM 2006

Recrutement moyen = 9% de la masse du poumon

Sujets recruteurs et non recruteurs

29 Gattinoni NEJM 2006

30

Resp

onse

to

PEEP

=

recr

uitm

ent

= de

crea

se in

non

aer

ated

are

a Fr

om 5

to

15 c

m H

2O (

% lu

ng w

eigh

t at

5 c

m H

2O)

Potential of recruitment=non aerated tissue at 5 cm H2O which becomes reaerated at 45 cm H2O (% lung weight at 5 cm H2O)

y = 1.03 + 0.52 x R2 = 0.72 P < 0.001

y = 1.03 + 0.52 x R2 = 0.72 P < 0.001

PEP 15 maintient 50% du potentiel de recrutement

Gattinoni NEJM 2006

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Stage mild moderate severe

P/F 201-300 ≤ 200 PEEP≥5

≤ 100 PEEP≥10

Incidence (%) 23 63 14

Mortality (%) 10 32 62

Lung weight (g) 1299 1458 1905

Lung recruitability (%) 7 13 23

Ranieri ESICM 2011 unpublished data from L Gattinoni’s data base

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Caironi AJRCCM 2010

3. Réduction ouverture-fermeture cyclique

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Caironi AJRCCM 2010

4. Réduction strain

34

5. Augmentation homogénéité après recrutement ?

Grasso AJRCCM 2009

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Grasso AJRCCM 2009

« baby lung » Poumon recruté

Propriétés mécaniques des tissus recrutés anormales

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- PEP systématiquement élevée vs. systématiquement basse :

- aucun des 3 RCT n’est positif - la méta-analyse sur données individuelles est

négative sur l’ensemble des malades (Briel 2009) - elle conclue à un effet bénéfique sur mortalité en

cas de SDRA (Briel 2009) - Titration de la PEP et des MDR sur des bases morphologiques et/ou fonctionnelles spécifiques du poumon au lit du malade

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Outils pour titrer

  Stress index   Courbe PV   Pression trans-pulmonaire   EELV (gas = CRF)   Imagerie pulmonaire

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Régler PEP selon Stress index

Ranieri Anesthesiology 2000, Grasso Anesthesiology 2001

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Grasso et al.

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Hickling AJRCCM 2001

Positionner la PEP sur la branche expiratoire de la courbe PV après recrutement du poumon

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Régler la PEP selon la PTP expiratoire

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Utiliser la mesure de EELV

  Pour minimiser le strain (VT/EELV gas)   Diminuer le VT   Augmenter EELV   Avec des objectifs de strain entre 1,5 et 2,0?

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Imagerie pulmonaire fonctionnelle

  Fonctionnelle   EIT qui pourrait remplacer la TDM ?   PET couplée au TDM

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Conclusions

  Enjeu : détermination au lit du malade de :   taille du baby lung   potentiel de recrutement   degré d’hétérogénéité pulmonaire

  Mécanique ventilatoire, imagerie pulmonaire fonctionnelle

  Préserver les zones aérées +++