Conséquences physiopathologiques de l’humidification

Algorithme de choix des humidificateurs Atelier

Module 1 : LA VENTILATION MECANIQUE ET SES

CONSEQUENCES PHYSIOLOGIQUES / MATERIEL

Dr Noémie HAZIOT

Pneumologie - Pitié Salpêtrière

noemie.haziot@aphp.fr

CONTEXTE

• L’humidification en ventilation invasive : nécessaire !! • voies aériennes supérieures sont court-circuitées

→75% de l’humidification et du réchauffement

Humidité absolue (HA) : contenu en eau dans un gaz (en mg/l)

Humidité relative (HR) ou taux d’humidité : capacité du gaz à retenir l’eau à une certaine température (%)

Al Ashry et al. 2014

McFadden et al. 1985 Sortor Leger et al. 2005

Cerpa et al. 2015 AARC, Restrepo et al. 2012

CONTEXTE ISB ou isothermic saturation boundary

= point de saturation iso thermique

5 cm sous la carène entre la 3ème et la

5ème division segmentaire bronchique

Al Ashry et al. 2014 McFadden et al. 1985

Sortor Leger et al. 2005 Roux et al. 2015

Cerpa et al. 2015 AARC, Restrepo et al. 2012

Branson et al. 2010 Thèse Noémie HAZIOT - 2016

HISTORIQUE • Première ventilation mécanique : années 1950 (poliomyélite et poumons d’acier). • Idem pour les systèmes d’humidification.

• humidificateurs chauffants (1953) • filtres échangeurs de chaleur et d’humidité (1954)

• Depuis les années 2000 : • progrès technologiques considérables de la ventilation mécanique • les systèmes d’humidification ont peu ou pas évolué …

Marshall J et al. 1953 Spalding JM, 1956

Wilkes, 2014

COMPLICATIONS

Chalon et al. 1979 et 1972 Shelly et al. 1988

Kilgour et al. 2004

AARC, Restrepo et al. 2012 ANSI, American National Standards

Institute, 1979 Thèse Noémie HAZIOT, 2016

COMPLICATIONS o Sub-occlusions → majoration du travail respiratoire

→ augmentation de la durée de sevrage ventilatoire

oOcclusion de la sonde de trachéotomie ou d’intubation, pouvant être fatale. Rares

AARC, Restrepo et al. 2012 ANSI, American National Standards Institute, 1979

COMPLICATIONS

Marfatia S et al. 1975

RECOMMANDATIONS

→ Recommandations AARC (American Association for Respiratory Care) : - Avec humidificateur : Humidité absolue entre 33 et 44 mg/l - Avec filtre échangeur de chaleur et d’humidité : Humidité absolue > 30 mg/l - Ne pas dépasser une température de 41-43°C

AARC, Restrepo et al. 2012 ANSI, American National Standards Institute, 1979

International Organization of Standard. Humidifiers for medical use. ISO 8185. 1997 et 2007

→ Les normes ISO 8185 (Organisation Internationale de Normalisation) - Humidité absolue > à 33 mg/l.

→ Recommandations ANSI (American National Standards Institute) : - Humidité absolue > 30 mg/l et humidité relative de 100%

DIFFERENTS MOYENS D’HUMIDIFICATION Humidificateurs chauffants = systèmes actifs

Al Ashry et al. 2014 Thèse Noémie HAZIOT, 2016

Branson, 1999

• Type passover :

• Air passe au contact de l’eau du réservoir • Eau chauffée

• soit par une plaque chauffante (simple) • soit par une résistance plongée dans l’eau (Wick) • soit par une membrane au contact de l’eau

• Thermostat pour régler la température

DIFFERENTS MOYENS D’HUMIDIFICATION

Schumann et al. 2007 Al Ashry et al. 2014

Thèse Noémie HAZIOT, 2016

• Type bubble : • air passe sous forme de bulles dans l’eau chauffée • bulles parfois fragmentées en plus petites

• Type counter flow ou « à contre-courant » :

• eau chauffée à l’extérieure du réservoir • puis pompée dans des canalicules à contre-courant de l’air

DIFFERENTS MOYENS D’HUMIDIFICATION Filtres échangeurs de chaleur et d’humidité (passifs) = « nez artificiels »

• miment l’action de la muqueuse nasale • conservent une partie de la vapeur d’eau expiré (environ 70%)

et la restituent à l’inspiration suivante

Al Ashry HS et al. 2014 Branson. 1999

Shelly MP et al. 1988

DIFFERENTS MOYENS D’HUMIDIFICATION • Hydrophobiques :

• élément hydrofuge : repousse l’humidité sans l’absorber • action antimicrobienne • faible pouvoir d’humidification

• Hygroscopiques : • élément hygroscopique de sels hydrophiles • capte les particules d’eau et absorbe l’humidité de l’air • pas d’action antimicrobienne

Al Ashry HS et al. 2014 Branson. 1999 Shelly MP et al,1988

DIFFERENTS MOYENS D’HUMIDIFICATION • Mixtes (hydrophobiques et hygroscopiques) :

• les plus fréquents • bons filtres antimicrobiens • humidité quasi similaire aux humidificateurs chauffants

Al Ashry HS et al. 2014 Branson. 1999

Shelly MP et al,1988

DIFFERENTS MOYENS D’HUMIDIFICATION

Pelosi P, et al. 2010 Larsson A, et al. 2000 .

• Filtres actifs : • élément chauffant avec réservoir d’eau • bonnes performances d’humidification (36 et 44 mg/l) • si le réservoir d’eau est vide : agissent comme filtres passifs • couteux • majorent l’espace mort

DIFFERENTS MOYENS D’HUMIDIFICATION

Doyle A, et al. 2015 Thèse Noémie HAZIOT, 2016

CAS DE LA VNI ou PPC

• Voies aériennes non court-circuitées • Mais humidification non physiologique :

• gaz secs • respiration par la bouche • débit d’air plus important

• Plainte récurrente des patients, risque de mauvaise observance • Destruction de la muqueuse nasale • Augmentation de la résistance nasale et du travail respiratoire

CAS DE LA VNI ou PPC

• Recommandations : rien de clair !

• British Thoracic Society Standards of Care Committee : → pas nécessaire en VNI • AARC : pour le confort et donc l’observance

• Humidificateurs chauffants > filtres échangeurs de chaleur et

d’humidité • n’augmentent pas la résistance • facilitent les expectorations

FACTEURS INFLUENCANT

1. Les conditions ambiantes : o Température ambiante élevée (28-30°C) -> moins bonne humidification (humidité absolue diminuant jusqu’à 20 mg/l

2. Le type de ventilateur :

o Ventilateurs de domicile à turbine : utilisent l’air ambiant

o Ventilateurs de réanimation : gaz médicaux (HA 5 mg/l et HR 0%)

Nishida et al. 2001 Lellouche et al. 2004 et 2009

Roux et al. 2015 Wiest et al. 1999

FACTEURS INFLUENCANT

3. Les paramètres ventilatoires :

oAugmentation du volume courant (et donc du débit d’air)

→ diminution du temps de contact eau/air

oAugmentation de la pression inspiratoire

4. Les nouveaux modes de ventilation :

oModes hybrides barométriques avec un volume cible

→ accélérations de la vitesse de rotation de la turbine

→ augmentation des débits insufflés

Nishida et al. 2001 Lellouche et al. 2004 et 2009

Roux et al. 2015 Wiest et al. 1999

Storre et al. 2006

FACTEURS INFLUENCANT

5. La phonation :

oVentilation à fuite (ballonnet dégonflé ou sans ballonnet)

oAugmentation du débit d’air au niveau des cordes vocales

oAugmentation du débit à l’inspiration, ou du volume courant

Gonzalez et al. 2005 Prigent et al. 2003

FACTEURS INFLUENCANT

6. Le type de circuit ventilatoire :

Circuit double branche :

→ séparation des gaz inspirés et expirés

Circuit double branche à valve expiratoire déportée :

« simple branche à valve »

HAS 2012

FACTEURS INFLUENCANT

HAS 2012

→ Fuites compensées par une augmentation du débit d’air Augmentation connue, spécifiée par les fabricants de masque ou de raccord

Circuit simple branche à fuite intentionnelle : → en ventilation invasive : raccord spécifique Whisper Swivel 2 (Respironics)

→ en VNI : fuite intentionnelle sur le masque

FACTEURS INFLUENCANT

En haut : masque bucco-nasal Amara (carré) et pour le raccord Whisper

Swivel 2 (rond) de la marque Respironics. En bas : pour différents masques de la marque Resmed.

Pour 12 cm H2O : le débit peut atteindre 30 à 50 l/min

Débit induit par la fuite intentionnelle (l/min), en

fonction de la pression réglée (cm H2O).

FACTEURS INFLUENCANT

7. Les fuites non intentionnelles (accidentelles) o Très fréquentes

o En mode barométrique → augmentation du débit pour compenser la fuite et maintenir la pression prescrite (jusqu’à 100 l/min)

Tracé issu du logiciel RemLogic® : fuites en VNI en mode barométrique.

SpO2

Pression

Débit

Rabec et al. 2011 Thèse Noémie HAZIOT, 2016

PROBLEMATIQUE

Addition possible de plusieurs facteurs entre eux : → augmentation considérable du débit → qualité de l’humidification ?

BANC DE TEST DES HUMIDIFICATEURS

Poumons tests dans une enceinte climatique à 34°C

Mesures hygrométriques

Ajout ou non d’une fuite non intentionnelle (orifice)

Circuit à valve expiratoire ou à fuite intentionnelle

5 humidificateurs : MR810, HC550, HC150 (Fisher Paykel), AIRcon (WILAmed), D900 (Resmed)

Ventilateur Trilogy 100 (Respironics) : FR 12/min, PEP 5 cm H2O, débit carré

→ Volume courant de 600 ou 1000 ml

Surveillance des conditions ambiantes

Thèse Noémie HAZIOT, 2016

BANC DE TEST DES HUMIDIFICATEURS

Thèse Noémie HAZIOT, 2016

BANC DE TEST DES HUMIDIFICATEURS

Thèse Noémie HAZIOT, 2016

CONCLUSION

• Humidification : essentielle en ventilation invasive !

• Conséquences plus ou moins sévères d’une mauvaise humidification

• Recommandations disponibles (AARC, ANSI)

• Plusieurs moyens à disposition : choix du plus adéquate

• Mais attention aux conditions extrêmes avec certains humidificateurs chauffants

CONCLUSION

• En cas d’infection à répétition, d’atélectasies, de bouchons …

→ Penser à l’humidification !! • Système adéquat ??

• Augmenter le thermostat

• Surveillance accrue du niveau d’eau

Merci de votre attention !!

Et maintenant : atelier !!