DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004 Courbes P-V au lit du malade Aspects pratiques Jean-Christophe RICHARD

DESC réanimation médicale. Marseille. Février 2004

Courbes P-V au lit du maladeAspects pratiques

Jean-Christophe RICHARD


Introduction

• La courbe P-V fait partie des outils physiologiques proposés pour :– tenter de caractériser les anomalies de la mécanique respiratoire

au cours des différents stades évolutifs du SDRA

– étudier les propriétés élastiques de l'ensemble poumons et paroi thoracique

– Aider au réglage du respirateur dans cette pathologie (amélioration de l'oxygénation, limitation et/ou prévention du VILI…)


Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours du SDRA

Maggiore. Eur Respir J;2003:S22-S26Maggiore. Eur Respir J;2003:S22-S26


Super-seringue


Courbe P-V – Méthodes statiquesSuper-seringue

Méthode

• Patient sédaté, curarisé, déconnecté du respirateur qq secondes pour vidange pulmonaire CRF

• Connexion d'une seringue de 2l remplie d'oxygène pur• Inflation pulmonaire par pas de 50 ml • avec pause de 3 secondes (pour équilibration des pressions VA et

alvéolaire) • jusqu'à un volume total de 2 litres ou 25 ml/kg, ou lorsque la Paw

atteint 50 cm H20• Durée totale d'environ 60 s• L'enregistrement de la pression des voies aériennes au niveau de la

pièce en Y et le monitoring du volume résultant du déplacement du piston permet de reconstruire les courbes P-V inspiratoires et expiratoires



Paw (cm H20)

0.5

1

1.5

Vo

lum

e (l

)

FRC

D'après Ranieri et al. In Insuffisance respiratoire aiguë. 1998. Arnette. ParisD'après Ranieri et al. In Insuffisance respiratoire aiguë. 1998. Arnette. Paris



• Avantage:– La détection d'éventuels point d'inflexion inférieur et supérieur est

assez aisée avec cette technique

• Inconvénients:– Nécessité de déconnexion du patient du respirateur

possiblement responsable d'un dérecrutement massif du patient en ALI/ARDS

– Nécessité d'utilisation d'une pièce d'équipement (super-seringue) qui ne peut être incluse dans le respirateur

– Augmentation artificielle de l'hystérésis si la procédure dure plus de 45 s (consommation d'O2 supérieure à la production de CO2)


Technique des occlusions multiples


Courbe P-V – Méthodes statiquesTechnique des occlusions multiples

Méthode

• Respirateur permettant la réalisation de pauses télé-expiratoire et télé-inspiratoires

• Différent VT sont administrés, selon une séquence randomisée, en maintenant

constant le débit inspiratoire et en modifiant la fréquence respiratoire



0.5

0

Débit(l)

10

0

Paw(cm H20)

Pause télé-expiratoire

Pause télé-inspiratoire

PEPi PPlat

D'après Ranieri et al. In Insuffisance respiratoire aiguë. 1998. Arnette. ParisD'après Ranieri et al. In Insuffisance respiratoire aiguë. 1998. Arnette. Paris



0

200

400

600

800

1000

0 10 20 30 40 50

Paw (cm H20)

Vo

lum

e (m

l)


Courbe P-V – Méthodes statiquesTechnique des occlusions

multiples• Avantages:

– Elle peut être obtenue à tous niveaux de PEP

– Elle ne nécessite pas de déconnexion du patient du respirateur

• Inconvénients – Elle requière pour sa réalisation environ 15 minutes, technique

difficile à réaliser en pratique quotidienne au lit du patient

– La courbe P-V n'est pas immédiatement disponible et doit être reconstruite a posteriori à partir des valeurs de pression et de volume


Insufflations à débit lent continu


Courbe P-V – Méthodes quasi-statiquesInsufflation à débit lent continu (<10l/min)

Méthode• Consiste en une inflation du système respiratoire par un débit constant

fourni par le respirateur• Réalisation pratique:

– Ventilation en mode volume contrôlé – Réalisation d'une pause télé-expiratoire– Mise à profit pour régler le ventilateur:

• avec débit inspiratoire constant• volume courant réglé entre 500-1600ml• Ti/Ttot réglé à 80 %• FR à 5/min• Alarme de pression max réglée à 50 cm d'H20

– Pendant l'insufflation à débit lent, régler les paramètres ventilatoires au niveau antérieur

Avec les réglages précédents, on obtient l'insufflation d'un débit lent Avec les réglages précédents, on obtient l'insufflation d'un débit lent continu variant entre 3.1 (VT=500 ml) et 9 l/min (Vcontinu variant entre 3.1 (VT=500 ml) et 9 l/min (VTT = 1500ml) délivré = 1500ml) délivré sur une période de 9.6 ssur une période de 9.6 s


Courbe P-V – Méthodes quasi-statiquesInsufflation à débit lent continu (<10l/min)


Courbe P-V – Méthodes quasi-statiquesInsufflation à débit lent continu (<10l/min)• Avantages:

– pas de déconnexion du patient du respirateur– obtention de courbes P-V quasi-superposables à celles obtenues avec les

méthodes statiques (lorsque le débit est inférieur à 9 l/min) (Lu.AJRCCM,1999;159:275-282)(Lu.AJRCCM,1999;159:275-282)

– Pas d'équipement additionnel pour reconstruire la courbe P-V– Directement implémentée sur certains respirateurs (HORUS, GALILEO …)– La courbe P-V peut être affichée en temps réel sur l'écran du respirateur– Les points d'inflexion supérieurs et inférieurs sont aisément identifiables (si

présents), en s'aidant des curseurs mobiles, disponibles sur la plupart des respirateurs utilisés en réanimation

– La durée totale de la procédure est inférieure à 2 minutes


Courbe P-V – Inconvénients communs à toutes les méthodes précédentes

• Risque d'hypoxémie et de dérecrutement massif à basse PEP et faible volume

• Risque d'effets hémodynamiques adverses par diminution du retour veineux

• Nécessité de sédation ± curarisation


Courbes PV dynostatiques


Courbes P-V dynostatiques

• Méthode permettant l'acquisition de courbes P-V statiques pendant la ventilation mécanique en volume ou pression contrôlée

• Cette courbe P-V dynostatique est obtenue au cours d'un VT en mesurant la pression au niveau d'un cathéter trachéal dont l'extrémité est placée 2 cm après l'extrémité de la sonde d'intubation, éliminant la pression résistive provoquée par le passage des gaz dans la prothèse endotrachéale

Karason. ICM,2001;27:1328-1339Karason. ICM,2001;27:1328-1339



Rinsp = (Pinsp-Pdyn)/Vinsp

Rexp = (Pexp-Pdyn )/Vexp

Rinsp = Rexp

Pdyn=(PinspVexp- PexpVinsp)/(Vexp-Vinsp)

..

. . . .



• Avantages: – cette technique permet de construire des courbe P-V

pendant un VT normal, sans altérer l'état ventilatoire par une manœuvre non physiologique (à la différence des techniques précédentes )

– Permet une mesure continue de la pression alvéolaire

• Inconvénient:– Nécessité de mise en place d'un cathéter trachéal


Courbes P-V – Traitement du signalPrise en compte des propriétés élastiques de la paroi thoracique

• La forme de la courbe P-V du système respiratoire est influencée par la paroi thoracique chez les patients:– en période post-opératoire de chirurgie abdominale

– porteurs d'épanchements pleuraux volumineux

– avec dilatation myocardique

– obèses

– après traumatisme thoracique

• La mesure de la pression oesophagienne (Pes) permet de prendre en compte les propriétés élastiques de la paroi thoracique construction de la courbe P-V de la paroi thoracique

• La courbe P-V pulmonaire est obtenue en représentant la pression transpulmonaire (Paw-Pes) en fonction du volume pulmonaire



Mergoni. AJRCCM, Mergoni. AJRCCM, 1997;156:846-8541997;156:846-854



• En pratique, la mesure de la pression oesophagienne pour appréhender le rôle de la paroi thoracique est:– d'une part invasive

– souvent incompatible avec la pratique clinique

– en fait rarement nécessaire en dehors des patients obèses, avec distension abdominale ou syndrome oedémateux important…


Courbe P-VApplications pratiques

• Mesure du recrutement alvéolaireMesure du recrutement alvéolaire, obtenu par la superposition de courbes P-V obtenues dans différentes conditions de ventilation


Courbes P-V – InterprétationMesure du recrutement alvéolaire

Jonson. AJRCCM, Jonson. AJRCCM, 1999;159:1172-11781999;159:1172-1178

Delta CRF


Courbes P-V – InterprétationMesure du recrutement alvéolaire

RICHARD. In Actualités en réanimation et urgences 2004. Elsevier. ParisRICHARD. In Actualités en réanimation et urgences 2004. Elsevier. Paris


Courbe P-VApplication pratique au cours du SDRA

• Mesure du recrutement alvéolaire, • Prédiction de l'effet de la PEP à partir de la courbe P-V Prédiction de l'effet de la PEP à partir de la courbe P-V

obtenue à PEP0obtenue à PEP0



Vieira. Vieira. AJRCCM,1999;AJRCCM,1999;159:1612-1623159:1612-1623

PEP0 cm H20

PEP12cm H20

PEP17 cm H20



Vieira. Vieira. AJRCCM,1999;AJRCCM,1999;159:1612-1623159:1612-1623

PEP0 cm H20

PEP10cm H20

PEP15 cm H20



• Mesure du recrutement alvéolaire• Prédiction de l'effet de la PEP à partir de la courbe

P-V obtenue à PEP0 • Signification du point d'inflexion inférieurSignification du point d'inflexion inférieur:

– classiquement interprété comme une indication de la "pression d'ouverture", qui correspondrait à la pression nécessaire pour ouvrir la majeure partie des territoires non aérés à la fin de l'expiration précédente (PEEP optimale)

– Phénomène remis en cause par des études sur modèle mathématique reproduisant le comportement d'un poumon où les alvéoles s'ouvriraient à différents niveaux de pression l'ouverture d'alvéoles préalablement collabées DEBUTE au point d'inflexion inférieur et se poursuit bien au dessusHickling.AJRCCM,1998;158:194-202Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202



Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202


Courbe P-VApplication pratique au cours du SDRA• Mesure du recrutement alvéolaire• Prédiction de l'effet de la PEP à partir de la courbe P-V

obtenue à PEP0 • Signification du point d'inflexion inférieurSignification du point d'inflexion inférieur:

– classiquement interprété comme une indication de la "pression d'ouverture", qui correspondrait à la pression nécessaire pour ouvrir la majeure partie des territoires non aérés à la fin de l'expiration précédente (PEEP optimale)

– Phénomène battu en brèche par des études sur modèle mathématique reproduisant le comportement d'un poumon où les alvéoles s'ouvriraient à différents niveaux de pression l'ouverture d'alvéoles préalablement collabées DEBUTE au point d'inflexion inférieur et se poursuit bien au dessus Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202

– Phénomène remis en cause par des études physiopathologiques démontrant la poursuite du recrutement bien au delà du point d'inflexion inférieur

RICHARD. In Actualités en réanimation et urgences 2004. Elsevier. RICHARD. In Actualités en réanimation et urgences 2004. Elsevier. ParisParis



Maggiore.AJRCCM,2001;164:795-801Maggiore.AJRCCM,2001;164:795-801



obtenue à PEP0• Signification du point d'inflexion inférieur• Signification du point d'inflexion supérieurSignification du point d'inflexion supérieur:

– classiquement interprété comme le témoin du début de la surdistension

– il semble aussi indiquer la fin du recrutement alvéolaire, qui survient tout au long de la partie linéaire de la courbe

Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202– Si le recrutement alvéolaire se poursuit dans certaines régions alors

que d'autre se surdistendent, les 2 phénomènes peuvent masquer l'apparition du point d'inflexion supérieur



Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202Hickling.AJRCCM,1998;158:194-202



obtenue à PEP0• Signification du point d'inflexion inférieur• Signification du point d'inflexion supérieur• Utilisation de la courbe P-V inspiratoire pour régler le Utilisation de la courbe P-V inspiratoire pour régler le

respirateur au cours du SDRArespirateur au cours du SDRA– Repose pas sur des bases physiologiques contestables– N'a jamais été étayée formellement par des études cliniques

démontrant l'amélioration du pronostique des patients SDRA– Est d'autant plus critiquable (PEP) qu'elle suppose de se baser sur

des mesures physiologiques inspiratoires pour régler un paramètre qui s'applique au cours de l'expiration


Conclusion• Intérêt des courbes PV pour régler le respirateur n'a pas été

formellement démontré jusqu'alors• L'interprétation de la signification des paramètres

physiologiques extraits de ces courbes s'est modifiée au cours des 10 dernières années

• Reproches principaux:– Mesure globale ne permet pas d'appréhender les différences de

ventilation régionale très importantes observées dans les poumons de patients SDRA

– L'utilisation de la courbe P-V inspiratoire pour régler des paramètres expiratoires (comme la PEP) est aussi très critiquable

• Pistes pour l'avenir: courbes PV expiratoires (débit continu)– Courbe pression temps et stress index…..



Courbe P-V – Méthodes quasi-statiquesInsufflation à haut débit continu (>10l/min)

• Réalisation pratique similaire aux courbes obtenues à débit plus lent

• Le profil de la courbe est différent en raison de la pression résistive générée par le débit élevé, et qui se surajoute à la pression élastique

• Différence dans l'interprétation des résultats:– La pente de la partie linéaire de la courbe P-V reste représentative de la compliance

maximale

– Mais la valeur de pression à laquelle les points d'inflexion supérieur et inférieur sont mesurés est surestimée par la pression résistive

• Méthodes correctrices consistant: – à retrancher la pression résistive générée par la sonde d'intubation jusqu'à la pièce

en Y :

Pres(tube) = K1.V + K2.V2 (avec V=Débit inspiratoire et K1 et K2 mesurés in vitro sur la sonde d'intubation)

– à administrer un débit sinusoïdal pendant l'insufflation pour estimer les résistances du système rspiratoire

. . .


Courbe P-V – Méthodes quasi-statiquesInsufflation à débit sinusoïdal

Jonson. AJRCCM, Jonson. AJRCCM, 1999;159:1172-11781999;159:1172-1178

Ptot = Paw

Ptot-Ptr= Paw-(K1.V+K2.V2)

Pel = Ptr-RRS.V

.

.

.


Courbe P-V – Méthodes quasi-statiquesInsufflation à débit sinusoïdal

• Avantages:– La courbe P-V est obtenue en 6 s – Les résistances du système respiratoire peuvent être

estimées

• Inconvénients:– Requière un respirateur piloté par un ordinateur pour

générer le débit lent– Traitement mathématique du signal pour générer Pel– Sous-estime la valeur de la compliance maximale et du

point "d'inflexion" inférieur


Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours du

SDRA

• La détermination des différents segments peut se faire:– Visuellement

– Graphiquement (segment initial=tangente à la courbe entre 0 et 100 ml, segment terminal = tangente à la courbe sur ses dernier 100 ml, segment intermédiaire = tangente à la courbe dans sa partie moyenne)

– Par modélisation• Linéaire Non linéaire: Salazar et Knowles / Venegas


Courbes P-V Analyse de l'aspect de la courbe P-V au cours

du SDRA

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 10 20 30 40 50 60

Pression (cm H20)

Vol

ume (

ml)



SDRA



– Par modélisation• Linéaire

• Non linéaire: Salazar et Knowles / Venegas



du SDRA

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 10 20 30 40 50 60

Pression (cm H20)

Vol

ume (

ml)


0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 10 20 30 40 50 60

Pression (cm H20)

Vol

ume (

ml)


du SDRA

Pinf

Psup



SDRA







SDRA







du SDRA

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 10 20 30 40 50 60

Pression (cm H20)

Vol

ume

(ml)

Experimental PV curve

Fitted curve

Pmci = 8.1 cmH20

Pmcd = 30.8 cmH20


Courbes P-V – Acquisition du signalEquipement

• Outre l'analyse grossière de l'aspect de la courbe P-V sur l'écran du respirateur, l'analyse des données requière le recueil du signal:– En utilisant un pneumotachographe, une prise de

pression latérale, un transducteur, un amplificateur et un logiciel d'acquisition du signal

– En utilisant les ports du respirateur pour recueillir le signal sur un ordinateur (sortie RS 232…, câble série)

Documents

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