Modes ventilatoires

Dr X.Combes;SAMU94

Andréas Vesalius (1515-1564)

Première ventilation

Le Spirophore

Eugène Woillez 1876

Engström 150 Oxylog 3000

1954 2002

Ventilateurs d’urgence en 2007

?Modes ventilatoires

Les courbes

Débit-temps

Pression temps

Pression-Volume

Déb

it (

L:m

in)

Temps

Pre

ssio

n

Temps

Volume ou Pression

Volumétrique-Volume de consigne-Pression induite

Barométrique-Pression de consigne-Volume induit

V P

Cycles ventilatoires

Contrôlés-Déclenchés par le ventilateur

Assistés-Déclenché par le patient

C

A

Modes ventilatoires

VC

VAC

VACI

VPC

AI-PEP

Ventilation contrôlée ou VC

VC : Vt et Fr fixés

I/E réglé

Pas de possibilité pour le patient de

déclencher un cycle spontanée

Le débit inspiratoire généré par le ventilateur

est constant

A l’inspiration, la pression dans les voies aériennes supérieures est

positive et constitue la pression motrice

On doit régler :

- le VT = 7-8 ml.kg-1

- la FR = 15-20 c.min-1

- I / E = 1/2

- FIO2 = 30-60 %

Paw (cmH20)

secondes

secondes

20

40

40

20

30

20

0

0

Débit ( l.min-1 )

10

Ventilation contrôlée

Ventilation Assistée Contrôlée

VC + possibilité pour le patient de respirer

spontanément

Chaque cycle spontané est assisté : le

respirateur délivre le Vt préréglé

Nécessité de régler le SD

Le débit inspiratoire généré par le ventilateur

est constant

Ventilation Assistée Contrôlée

Paw (cmH20)

secondes

secondes

20

40

40

20

30

20

0

0

Débit ( l.min-1 )

10

Paw (cmH20)

secondes

secondes

20

40

40

20

30

20

0

0

Débit ( l.min-1 )

10

VC VAC

VACI

Ventilation Assistée Contrôlée intermittente 

Vt et Fr fixés

Le patient peut respirer spontanément entre

les cycles machines

Les cycles spontanés peuvent être assistés

par une AI

VACI VACI-AI

Modes Assistés

Le respirateur doit dépister les

cycles spontanés

Ce systéme de détection = le

Trigger

Le seuil de déclenchement ou Trigger

C’est le signal qui permet au respirateur de détecter un cycle spontané

Réglage obligatoire dés que le mode est totalement ou partiellement assistée

Deux types de Triggers : en pression ou en débit

Trigger en pression

P

0

E I

P

seuil0

E I

Débit Insp.

Trigger en débit (flow-by)

pas de déclenchement

E I

Débit Insp.Débit Exp.

Débit Exp. = Débit Insp.

E I

déclenchement

Débit Insp.Débit Exp.

Débit Patient

Débit Exp. < Débit Insp.

Trigger en pressionTrigger en pression Trigger en débitTrigger en débitAI

Effets comparés des modes de déclenchement en fonction du mode

ventilatoire

Aslanian et al. AJRCCM 1998;157:135-143

Réglages du Trigger

Le plus bas possible

Si trop bas Auto déclenchementFr trop élevée

Si trop hautImpossibilité pour le patient de déclencherOu travail respiratoire trop important

Influence du seuil de déclenchement du trigger sur le travail respiratoire

* 24 L/min

12 L/min

-2 cmH2O -5 cmH2O

Act

ive

Wo

rk (

j /

L)

1.5

1.0

0.5

0.0

Marini et al. Chest 1985

Temps de plateau

Plateau : période de fin d’inspirationDébit de gaz = 0Valves inspiratoire et expiratoire

fermées

Plateau : fait partie de l’inspiration

Plateau teleinspiratoire

Intérêt du plateau

intérêt « thérapeutique » ?Homogénéisation du volume courant

Permet d’appréhender la compliance pulmonaire et les résistances inspiratoires

Toute modification du temps de plateau influe sur le débit inspiratoire !!!

Débit

Pression

TinsTexp

Ttot

: Vt

Vt : 500 ml

Débit inspiratoire Tins

20 l/min 1.5s

40l/min 0.75s

60l/min 0.5s

80 l/min 0.375s

VC et Débit

Débit inspiratoire constantRapport I/E dépend du Débit

Déb

it (

L:m

in)

Expiration et VC

Phase passive

Texpi = 60/Fr - Tins

Durée?

Durée de l’expiration

Normalement 2 secondes

Attention si <2 secondes : risque d’hyperinflation

Si ≤1 seconde : hyperinflation

Fr : 15 min-1

Fr : 25 min-1

Fr : 30 min-1

Fr I/E Tins Texp

15 1/2 1.3 2.7

20 1/1 1,5 1,5

25 1/2 0.8 1.6

30 1/2 0.65 1.35

20 1/3 0.75 2.25

Ventilation en pression contrôlée

secondes

40

20

40

20

0

Débit ( l.min-1 )

secondesdé

clen

chem

ent 30

20

0

Paw (cmH20)

10

Débit déccélérant

Il en résulte une pression de plateau

C’est une pression qui est régléeLe Vt dépend de la compliance pulmonaire

On doit régler :

- le niveau de pression

inspiratoire

-Le niveau de pression de fin d’expiration

-

Paw (cmH20)

secondes

secondes

20

40

40

20

30

20

0

0

Débit ( l.min-1 )

10

Paw (cmH20)

secondes

secondes

20

40

40

20

30

20

0

0

Débit ( l.min-1 )

10

VPC

∆ V= ∆ P X Compliance

Vt = P X Compliance

Le Vt peut varier en fonction des variations de compliance

Ventilation en pression contrôlée

Paw (cmH20)

secondes

secondes

20

40

40

20

30

20

0

0

Débit ( l.min-1 )

10

VPC en médecine d’urgence

Nécessite une surveillance volumètrique ++

Variations rapides de ventilation possible

Peu adapté à la médecine d’urgence

Aide Inspiratoire

secondes

secondes

dé

cle

nch

em

en

t

20

40

40

20

30

20

10

0

0

Débit ( l.min-1 )

Paw ( cmH20 )

10

Comme en ventilation spontanée, un pic de

débit proto-inspiratoire est délivré au patient

La pression dans les voies aériennes supérieures est

« pressurisée » : c’est le niveau d’aide

inspiratoire

La pente de l’AI

C’est la vitesse de pressurisation des Voies aériennes

Fin de l’inspiration en VS AI-PEP

Temps max

Trigger expiratoire

Surpression

secondes

secondes

dé

cle

nch

em

en

t

20

40

40

20

30

20

10

0

0

Débit ( l.min-1 )

Paw ( cmH20 )

10

secondes

secondes

dé

cle

nch

em

en

t

20

40

40

20

30

20

10

0

0

Débit ( l.min-1 )

Paw ( cmH20 )

10

Pression Expiratoire Positive

Améliorer l’oxygénation

Éviter le dérecrutement (obése)

S’opposer à l’AutoPEP (uniquement en

VS)

Ventilation en volume contrôlé avec PEP

Paw (cmH20)

secondes

20

40

30

20

PEP = 10 cmH2O

0

secondes

40

20

0

Débit ( l.min-1 )

10La pression

expiratoire positive (PEP) permet , en

fin d’expiration, de maintenir le

poumon ouvert

Ventilation et pathologies respiratoires

OAP

SDRA

BPCO

ASTHME

OAP et VM = éventualité rare….

Moritz F; Ann Emeg Med 2007

Non intubated patients (n = 103)

Intubated patients (n = 35)

P value

Etiology (n)CHFCOPDARF

68269

91313

< 0.001

Age (yr, mean ± SD) 76 ± 11 72 ± 12 0.15

M/F (n)Initial clinical characteristics (mean ± SD) Respiratory rate (min-1) SpO2 (%)* Heart rate (min-1) Systolic blood pressure (mmHg) Air leakage during out-of-hospital time (n)

61 / 42

37± 989 ± 9

112 ± 24175 ± 39

13

21 / 14

36 ± 884 ± 12

109 ± 22 147 ± 38

9

0.94

0.390.0080.55

0.00040.06

Blood gas measurements at arrival at hospital (mean ± SD) pH (mmHg) PaO2 (mmHg) PaCO2 (mmHg)

7.3 ± 0.1117 ± 5550 ± 14

7.3 ± 0.1129 ± 8351 ± 16

0.640.910.83

OAP et intubation en pré hospitalier

Bruge P; Am J Emerg Med (in press)

Ventilation invasive et OAP

VAC

FIO2 élevée

Vt et Fr standards ( 8ml/kg x 14)

PEP

OAP

Les pressions d’insufflation peuvent être

initialement élevées en raison d’une compliance

pulmonaire basse

Il faut privilégier l’utilisation d’une PEP (à

débuter à 5 cmH2O, puis à augmenter en

fonction de la tolérance hémodynamique jusqu’à

10 cmH2O)

Effets hémodynamiques de la PEP

Baisse de la précharge du VG

Baisse de la postcharge du VG

Baisse du W du VG

Effet de la PEP dans l’œdème alvéolaire

VA/Q : 1/4 VA/Q : 1/2

Syndrome de Détresse Respiratoire Aigue

Pathologie aigue

Opacités radiologiques bilatérales

PAPO < 18 mmHg

PaO2/FIO2 < 200 mmHg

SDRA

Incidence : 13/100 000 hab

7% des patients admis en réanimation

16% des patients ventilés artificiellement

Mortalité : 30 à 80% Médicaux/chirurgicaux Age Comorbidités Immunosupression

Le poumon du SDRA

Ventilation inhomogène

Concept du « poumon de bébé »

Compliance pulmonaire diminuée

Courbe pression volume caractéristique

Altération des échanges gazeux

Radio de Thorax

Imagerie de coupes

Poumon du SDRA

Pression

Volu

me

La distension alvéolaire

La ventilation à (trop) haut volume est délétère

Concept mécanique

Preuves animales (volotraumatisme)

Données humaines

Le concept de volotraumatisme

Caractéristiques mécanique du poumon en cas de SDRA

PIsup

SDRA : réglages

FIO2 : qsp Spo2 > 95%

Vt : qsp Pplat <30 cm H2O

Pep : 10 à 15 cm H2O

Fr : 14

Pression

Pplat

PpicPplat

Courbe Pression-temps

Débit Débit

Débit

Ventilation du BPCO

Compliance basse

Résistances élevées

Phénomène d’auto-PEP

Débit

Pression

PplatPplat

Ppic

La PEP intrinsèque ou auto-PEP

Il persiste un débit expiratoire positif en fin d’expiration

Paw (cmH20)

secondes

secondes

20

40

40

20

30

20

0

0

Débit ( l.min-1 )

10

0

10

Débit Débit

Débit

Auto-Pep

Conséquences de l’auto-PEP

Augmentation du travail respiratoire

Altération des échanges gazeux

Retentissement hémodynamique : diminution de précharge

0

0

0

-1

Déclenchement normal de l’inspiration

Effort : 1 cmH2O

0

10

0

-1

AutoPEP

Effort : 11 cmH2O

8

10

8

7

AutoPEP

Effort : 3 cmH2O

BPCO

Il existe une gène à l’expiration. Il faut

privilégier un allongement du temps

expiratoire avec un I/E réglé à 1/3

En cas de mode assistée (notamment VS

AI) il faut régler une PEP de 5 cm H2O

pour s’opposer à la très fréquente

autoPEP qui existe chez ces patients

BPCO et PEP

SI VC : pas d’indication à régler une PEP externe

Une PEPexterne n’est intéressante que si le patient est en mode assisté

En pratique

Mesurer la PEPi ou autoPEP

Pause télé expiratoire

Régler une PEPe = 80% de la PEPi

Obèse morbide

L’hypoxémie est fréquente chez ces

patients

Le volume courant ne doit pas être calculé en fonction du poids réel

Chez un adulte même présentant une obésité majeure, il ne faut pas dépasser 700 ml de Vt

Il est recommandé d’utiliser une PEP de 5 à 10 cm H2O

Morbid Obesity and Postoperative Pulmonary Atelectasis: An Underestimated Problem

Eichenberger A; Anesth Analg. 2002

Prévention de ces atélectasies

23 patients ( IMC >

35kg/m2)

Un groupe PEP

Un groupe contrôle

Coussa M; Anesth Analg 2004

Coussa M; Anesth Analg 2004

Pelosi P, Anesthesiology 1999

La PEP améliore la mécanique respiratoire des patients obèses

durant l’anesthésie

Ventilation de l’obése

Demi assis si possible

Vt : 600 ml

PEPe : 10 cm H2O

Manœuvres de recrutement