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

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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 ?

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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

???