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PRINCIPALES ASYNCHRONIES en VENTILATION ASSISTÉE
ARNAUD W. THILLE, MD-PhD, MCU-PH
Réanimation Médicale, CHU de POITIERS, France.
Déclara'on de conflits d’intérêts
Mon intervention ne présente aucun conflit d’intérêt
Levine et al., New England J Med 2008; 358:1327-35
AI
VAC
De 1998 à 2004:
AI en progression
> 50% après échec d’une épreuve de VS
Delayed triggering
Delayed cycling
Ineffective Triggering
Ascension du débit
Dépression simultanée
10 cycles monitorés par le ventilateur
17 efforts du patient
0
10
20
30
0 3 6 9 12 15
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
0 3 6 9 12 15
Pression voies aériennes
Débit
VS-AI
-1
-0.5
0
0.5
1
0 3 6 9 12
0
10
20
30
40
0 3 6 9 12
Pression voies aériennes
Débit
VAC
• Plus de 10% des patients admis dans un centre de sevrage ventilatoire présentaient des efforts inefficaces
• Plus de 80% étaient BPCO.
§ Erreur de jugement pour le sevrage ventilatoire:
FR ventilateur ≠ FR patient
§ Travail respiratoire inefficace: dépense énergétique perdue
§ Altération de la qualité du sommeil
§ Durée de ventilation mécanique prolongée
§ Sevrage ventilatoire plus difficile
Conséquences cliniques des efforts inefficaces ?
• Un quart des patients présentaient des asynchronies fréquentes (15/62)
• Efforts inefficaces (85%) et double-déclenchements
• Les efforts inefficaces survenaient aussi bien en AI qu’en VAC
• 55 % des patients qui présentaient des efforts inefficaces étaient BPCO
Influence des asynchronies sur le pronostic ?
≥ 10%
< 10%
70
60
50
40
30
20
10
0
Asynchrony Index
Dur
atio
n of
mec
hani
cal v
entil
atio
n (d
ays)
*
≥ 10% < 10%
20
15
10
5
Pres
sure
sup
port
(cm
H2O
)
Ineffective triggering
* Facteurs associés
ü Trigger moins sensible
ü Niveau d’AI plus élevé
ü VT plus grand
ü pH plus alcalin
Efforts inefficaces
Surassistance ventilatoire ?
Increased patient’s effort to trigger the ventilator
High level of PS
Large tidal volume
Long insufflation time
Short expiratory time
Incomplete expiration: dynamic hyperinflation (PEEPi)
Ineffective triggering Decreased magnitude of patient’s effort
Decreased respiratory drive Overassistance
Alkalosis / Hypocapnia
Hyperinflation dynamique: PEP intrinsèque
1. Augmentation de l’effort nécessaire pour déclencher le ventilateur
ü PEP intrinsèque
§ Grand volume courant
§ Temps expiratoire court
ü Trigger inspiratoire
2. Réduction de l’effort inspiratoire
ü Diminution de la commande respiratoire centrale
ü Faiblesse diaphragmatique
ü Paralysie diaphragmatique
ü Myopathie de réanimation
Quand et pourquoi l’effort est inefficace ?
ü Surassistance
ü Hypocapnie
ü Alcalose
ü Sédation
0
5
10
15
20
25
0 2 4 6 8 10 12
Pression des voies aériennes
(cmH2O)
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
0 2 4 6 8 10 12
Débit (L/s)
Diminution de la commande centrale ? Faiblesse diaphragmatique ?
-10
-5
0
5
0 2 4 6 8 10 12
Effort faible
Pression œsophagienne
(cmH2O)
Conclusions
1. Les macro-asynchronies patient-ventilateur sont fréquentes au
cours de la ventilation assistée
2. Les efforts inefficaces sont les asynchronies les plus
fréquentes et semblent favorisés par une ventilation
excessive / BPCO
3. Les asynchronies fréquentes sont associées à une durée de
ventilation prolongée et un sevrage plus difficile
0
5
10
15
20
25
0 1 2 30
5
10
15
20
25
0 1 20
5
10
15
20
25
0 1 2 30
5
10
15
20
25
0 1 2Baseline PS-ZEEP Baseline PS-PEEP Optimal PS Optimal Ti
Time (s)
Airway Pressure (cmH2O)
0
5
10
15
20
25
0 1 2 30
5
10
15
20
25
0 1 20
5
10
15
20
25
0 1 2 30
5
10
15
20
25
0 1 2Baseline PS-ZEEP Baseline PS-PEEP Optimal PS Optimal Ti
Time (s)
Airway Pressure (cmH2O)
PS - PEEP Optimal PS
Pressure Support Level (cmH2O) 19
13
0
5
10
15
20
25
Basal PS optimal
PCO2 (mmHg) 45 46
0
10
20
30
40
50
60
PS Basal PS optimal
pH
7,45
7,42
7,35
7,40
7,45
7,50
7,55
PS Basal PS optimal
Baseline PS-ZEEP
Baseline PS-PEEP
Optimal PS Optimal Ti 0
3
6
9
12
15
Baseline-ZEEP Baseline-PEEP Optimal PS Optimal Ti
Tida
l Vol
ume
(ml/k
g IB
W)
VT (ml/kg)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
ZEEP PS basal PS optimal Ti optimal
Respiratory Rate (Breaths/min) NS NS NS
Respiratory rate indicated by the ventilator
Rate of wasted efforts = Total patient’s respiratory rate
Baseline PS-ZEEP
Baseline PS-PEEP
Optimal PS Optimal Ti
p<0.01
0
25
50
75
100
125
PS - ZEEP PS - PEEP Optimal PS Optimal Ti
PTP
tota
l (cm
H2O
.s /
min
)
NS NS **
PTP (cmH20.s/min)
Baseline PS-ZEEP
Baseline PS-PEEP
Optimal PS Optimal Ti
Conclusions
1. La majorité des efforts inefficaces étaient favorisés par un
niveau d’AI excessif.
2. Un réglage optimal du ventilateur permettait de réduire la
fréquence des efforts inefficaces sans augmenter la dépense
énergétique des muscles respiratoires
3. VT d’environ 6 ml/kg
Pléthysmographie d’inductance
EEG
Pression des voies aériennes Efforts inefficaces
Micro-éveil
EEG
Pléthysmographie thoracique
Pléthysmographie abdominale
Pression des voies aériennes
Micro-éveil Éveil
APNÉE APNÉE
Un niveau d’assistance adéquat peut devenir excessif pendant le sommeil…
Ventilation excessive
Hypocapnie
Diminution de la commande centrale
Apnées / Efforts inefficaces
Quelle dose de ventilation pendant le sommeil ?
Fragmentation du sommeil
Seuil d’apnée: PCO2 plus élevé
Sleep was more fragmented during PSV than during ACV due to frequent apneas
• 11 sedated patients
• 2 hours for each period
Dead space = Lower PS level
ü 3 modes ventilatoires / 6 heures par période
ü Patients conscient non sédatés
0
10
20
30
40
0 3 6 9 12
1- ACV
0
10
20
30
0 3 6 9 12 15
2- cPSV
Smartcare: Ajustement automatique du niveau d’AI:
• 15 < FR < 30-35/min
• VT > 250-300 ml
• EtCO2 < 55-65mmHg
3- aPSV
Non REM sleep
[80 %]
[20 %] REM sleep
1 2 3 4 5
Physical
Psychological
Awake REM
ü Perte du rythme circadien
ü Sommeil léger et très fragmenté
ü Périodes de REM très courtes et parfois inexistantes
ACV SmartCare cPSV Apnées (N/h=9) 0 5±6 7±11
Efforts inefficaces (N/h=10) 7±18 16 ±45 12±23
Volume minute (L/min) 10.0 9.0 8.8
Sleep during weaning from mechanical ven'la'on: SV vs. PSV
22:00 03:00 08:00
PSV
PSV
SV
SV
Weaning period R
Mechanical ventilation may improve sleep quality by decreasing WOB or alter sleep quality due to poor patient-ventilator interactions ???
Comparison of sleep quality during spontaneous ven'la'on and PSV
SV
PSV
Total sleep time (%)
Sleep efficiency Stage 1-2 Stage 3-4 REM
Ferran Roche-Campo, AW Thille et al.
Optimisation de la ventilation nocturne
§ Les asynchronies et les apnées centrales semblent plus favorisées
par les réglages du ventilateur que par le mode ventilatoire
§ Pas d’indication à passer en VAC la nuit: éviter la surassistance +++
§ Le sommeil survient aussi bien le jour que la nuit
§ Chez les patients trachéotomisés difficiles à sevrer, il semble
préférable de rebrancher les premières nuits
Fréquent en chir. Cardiaque : IMANAKA et al., Critical Care Med 2000; 28:402-407
§ Trigger 1L/min: plus de 5 auto-déclenchements/min (20% des cas)
§ Trigger à 3 L/min
Cycle imposé par le ventilateur en plus de la FR réglée mais non déclenché par le patient
Déclenché par ?
1. Une fuite (VNI)
2. Présence d’eau dans le circuit.
3. Les battements cardiaques
Auto-déclenchements
En Ventilation Contrôlée:
• FR ventilateur > FR réglée
• Alcalose respiratoire
Pression des voies aériennes (cm H2O)
Débit (L/s)
EMGd
Petit cycle court avec distorsion du débit
Absence de dépression (effort) à l’initiation du cycle Pas d’effort patient
Comment suspecter des auto-déclenchements ?
Débit d’insufflation
Expiration
Inspiration BPCO
SDRA
NORMAL
Seuil de trigger expiratoire 25 %
Temps
P = Q x R
0
5
10
15
20
25
30
0 2 4 6 8 10
-5
0
5
10
0 2 4 6 8 10
-5
0
5
10
0 1 2 3
-0.8
-0.4
0
0.4
0.8
1.2
0 2 4 6 8 10
Flow (L/min)
Airway Pressure (cmH2O)
Esophageal Pressure (cmH2O)
Beginning of patient’s effort
End of patient’s effort
Double Triggering
Continuation of patient’s effort
B Assistance insuffisante ?
0
5
10
15
20
0 1 2 3
A
-0,8
-0,4
0
0,4
0,8
1,2
0 1 2 3
Double-Déclenchements
Patient • Hypoxémie profonde (PaO2/FiO2 < 200 mmHg)
• Pressions de pic plus élevées
Facteurs associés
• En VAC
• Avec un Ti court Ventilateur
Sous assistance (Ti neural > Ti ventilateur)
Maladie respiratoire plus sévère ?
-0,8
-0,4
0
0,4
0,8
1,2
0 6 12 18
0
5
10
15
0 6 12 18
-0,8
-0,4
0
0,4
0,8
1,2
0 2 4 6 8 10
0
5
10
15
0 2 4 6 8 10
Débit insuffisant Flow (L/s)
Airway Pressure (cm H2O)
Augmentation du débit
Pressurisation adéquate Pressurisation insuffisante
Allonger le temps d’insufflation
§ Appliquer une pause inspi. ? Tolérance
§ Diminuer le débit ? Plus d’effort et Moins de confort
§ Augmenter le VT ? VALI
Comment éliminer les double déclenchements ?
Comment éliminer les double déclenchements ?
§ Si ARDS
Rendormir le patient et attendre la guérison du poumon ?
Contrôle strict du VT
§ Patient non ARDS
VS Aide / Pression Contrôlée
Augmentation du VT
Impossible d'afficher l'image. Votre ordinateur manque peut-être de mémoire pour ouvrir l'image ou l'image est endommagée. Redémarrez l'ordinateur, puis ouvrez à nouveau le fichier. Si le x rouge est toujours affiché, vous devrez peut-être supprimer l'image avant de la réinsérer.
Dose of ventilatory assistance
Dys
func
tions
Acute respiratory failure
Fatigue
Hypercapnia
Ideal work of breathing, comfort and synchrony
Diaphragmatic dysfunction
VALI / VILI
Over Assistance:
Ineffective triggering
Under Assistance
Dose idéale de ventilation :Ventilation proportionnelle?
1. Proportional Assist Ventilation: PAV } Débit-Volume
2. Neurally Adjusted Ventilatory Assist: NAVA } EMGdi
Electrod
es
+ -‐
+ -‐
+ -‐
+ -‐
+ -‐
+ -‐
+ -‐
+ -‐
+ -‐
Traitement du signal
Ven8lateur
Recueil du signal
EAdi
2
1
3
3
2
1
Paw (cmH2O) = Niveau de NAVA (cmH2O/µvolt) x Eadi (µvolt)
Delayed triggering
Delayed cycling
Ineffective Triggering
No delayed cycling No delayed triggering
NAVA et asynchronies: Importance du trigger neural ou de la ventilation proportionelle ?
Impossible d'afficher l'image. Votre ordinateur manque peut-être de mémoire pour ouvrir l'image ou l'image est endommagée. Redémarrez l'ordinateur, puis ouvrez à nouveau le fichier. Si le x rouge est toujours affiché, vous devrez peut-être supprimer l'image avant de la réinsérer.
Double – déclenchement en NAVA
Débit
Pes
Paw
GAIN = 40%
Une assistance proportionnelle à la pression musculaire du patient
PAV
AI vs. PAV PAV allowed to limit increase in VT PAV minimized ineffective triggering
Critères d’inclusion:
§ PaO2 > 60 mmHg avec FiO2 < 65% et PEEP < 15 cmH2O
§ Niveau d’AI à l’inclusion: 23.5±2.4 cmH2O
PERSPECTIVES
Crit Care Med 2011; 29:2452-2457
0
5
10
15
20
25
30
35
40
ZEEP PS basal PS optimal Ti optimal
Respiratory Rate (Breaths/min)
Respiratory rate indicated by the ventilator
Rate of wasted efforts = Total patient’s respiratory rate
Baseline PS-ZEEP
Baseline PS-PEEP
Optimal PS Optimal Ti
Perspective N°1: détection automatique des asynchronies?
Versus Edi: Sensibilité 65% / Spécificité 99%
AJRCCM 1998; 158:1471-1478
Brusque augmentation de pression en fin d’insufflation
contraction expiratoire des muscles abdominaux
Ti ventilateur > Ti patient
Témoin d’un effort important:
sous assistance ?
Perspective N°2: cyclage automatique en AI ?
Perspective N°3: PSV vs. NAVA ou PVS vs. PAV+
Effet bénéfique sur les asynchronies ou Effet bénéfique de la ventilation proportionnelle
???
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