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1 VNI: Pratiques actuelles et futures, monitoring Dr Claudio Rabec Service de Pneumologie et Réanimation Respiratoire Centre Hospitalier Universitaire de Dijon

2 L'Éternel Dieu forma l'homme de la poussière de la terre, il souffla dans ses narines un souffle de vie et l'homme devint un être vivant. (Genèse 2,7)

3

4 La prehistoire 1876: Woillez développe le spirophore un poumon à pression négative. Il gagne une médaille d argent à la foire-exhibition au Havre

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6 1952, Copenhague: l epidémie de Polio Plus de 250 patients ont bénéficié du bag ventilation Chaque jour plus de 200 étudiants se rélevaient à tour de rôle L équipe n était pas chère et il n avait pas besoin d electricité

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8 Monnal D 1975 Bipap ST D 1990

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10 L histoire de la VNIPPI alors.? 1980 : Esotérique. Réservé à quelques centres de point Ventilateurs basiques faible ou aucune compensation des fuites triggers durs seulement volumétriques 1990 : Pubmed: rapports isolés Premiers respis barometriques 1995 : Premières publications sur l efficacité de la VNI

11 L histoire de la VNIPPI alors.? 2000 : Pratique de référence La VNI connaît un essor exponentiel 2009 : Rea pneumo Rea med et chir urgences prehospitalier pneumo, cardio, salle général Plus de 4000 références 1 journal consacré > 1.2 million de citations Ventilateurs performants, petits, silencieux permettant plusieurs modes ventilatoires algorhitmes de compensation de fuites systèmes de monitorage pointus

12 Données SNITEM Evolution du nombre de respirateurs portables vendus en France

13 Pratiques actuelles et futures 1) Les ventilateurs

14 Classification des ventilateurs Selon le type de pression generée Selon la source d energie Selon la façon de génerer l energie Selon la cible thérapéutique Selon la gestion de l expiration Selon le parametre controlé

15 Classification des ventilateurs Selon le type de pression generée Selon la source d energie Selon la forme de génerer l energie Selon la cible thérapéutique Selon le parametre controlé Selon la gestion de l expiration

16 A pression négative Pression négative à l'inspiration A pression positive Pression positive à l'inspiration

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18 Ventilateur à pression négative

19 Ventilateur à pression positive

20 Classification des ventilateurs Selon le type de pression generée Selon la source d energie Selon la forme de génerer l energie Selon la cible thérapéutique Selon le parametre controlé Selon la gestion de l expiration

21 Source externe Source propre

22 Source externe Source propre

23 Classification des ventilateurs Selon le type de pression generée Selon la source d energie Selon la façon de génerer l energie Selon la cible thérapéutique Selon le parametre controlé Selon la gestion de l expiration

24 Selon la source d energie Soufflet Piston lineaire et rotatoire Valve proportionnelle Turbine Microturbine

25 Ventilateurs à soufflet Eole (SAIME) Home 2 (Airox) Volumétrique Grande inertie Lourdeur ++ Valve tout ou rien PV 403 (Breas )

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27 Ventilateurs à piston «à simple effet» Rm l Pm

28 Ventilateurs à valve proportionnelle Pas de générateur de debit Se servent de l air/o2 murale Mauvaise compensation des fuites (microprocesseurs) Mal adaptés à la VNI Une grande partie des respis de Réa (Génération 90s

29 Ventilateurs à turbine Turbine: Générateur de débit Faible inertie Adaptation aux changements rapides Bonne compensation de fuites Adaptés à la VNI Tous les ventilateurs portables barométriques et mixtes

30 Classification des ventilateurs Selon le type de pression generée Selon la source d energie Selon la façon de génerer l energie Selon la cible thérapéutique Selon la gestion de l expiration Selon le parametre controlé

31 Conçus pour la Réa Conçus pour la ventilation à domicile Intermediares

32 Ventilateurs intermédiaires Caractéristiques communes aux deux types (Réa-Bilevel) Plusieurs modes, et même des modes combinés Possibilité d alarmes sophistiques (mais silenciables) Bonne compensation de fuites Trigger et vitesse de pressurisation réglables Triggers ajustable aux fuites («flow based triggering») Monitorage (tendance et données brutes) Large plage de réglages Peuvent garantir des fortes pressions d insufflation (40 cmh20)

33 Ventilateurs intermédiaires Mais aussi Double circuit ou simple circuit (reconnaissance automatique) Portables et légers. Silencieux Moins chers Non dépendants de source externe Fournis de microturbines de haute performance Batteries

34 Concept de transposition - Même turbine - Mêmes modes ventilatoires - Mêmes triggers Prescription Titration Monitorage Même performance Domicile Aucun ajout technique

35 Classification des ventilateurs Selon le type de pression generée Selon la source d energie Selon la façon de génerer l energie Selon la cible thérapéutique Selon la gestion de l expiration Selon le parametre controlé

36 SomnoNIV group Rabec et al Thorax 2011

37 SomnoNIV group Rabec et al Thorax 2011

38 Classification des ventilateurs Selon le type de pression generée Selon la source d energie Selon la façon de génerer l energie Selon la cible thérapéutique Selon la gestion de l expiration Selon le paramètre controlé

39 Volumétrique Barométrique

40 Qu est-ce qu une VDNP ou Bilevel? Derivation des systèmes generateurs de débit à pression continue (PPC) Dans lequel on intercale une valve magnetique que conmute entre deux niveaux de pression. Initiellement fonctionnait en mode controlé, ensuite on ajout un trigger (S et S/T)

41

42 Les modes «modernes» Ventilation barométrique avec volume «cible» Volume Pression «Regulation» progressive sur plusieurs cycles Rabec et al Thorax 2011

43 Les modes «modernes» Ventilation barométrique avec volume «cible» Volume Pression «Régulation» intracycle Rabec et al Thorax 2011

44 Ventilation barométrique avec volume cible...la panacée? Hyperventilation induction d apnées glottiques (Jounieaux; J Appl Physiol, 1995) Meilleur PCO2 mais moindre sommeil (Storre, Chest 2007, Janssens Resp Med 2009) Induction de respiration periodique et microéveils

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47 Achat ventilateurs portables (données Féderation ANTADIR) 100% 90% % de ventilateurs achetés 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Barométriques + VDNP Mixtes Volumétriques 10% 0% Année Remerciements à Line Mounier et Sylvie Lafoy

48 Pratiques actuelles et futures 2) Les interfaces

49 Les interfaces en chiffres

50 2 catégories

51 2 catégories Sans fuite intentionnelle (valve expiratoire)

52 INSUFLATION VENTILATOR PATIENT EXPIRATION VENTILATOR PATIENT Expiratory valve a b

53 Avec fuite intentionnelle 2 categorias

54 INSUFLATION VENTILATOR PATIENT EXPIRATION VENTILATOR PATIENT Intentional leak

55 6 types

56 Nasal 6 types

57 Facial 6 types

58 6 types Narinaire / sous-narinaire

59 Buccal 6 types

60 Bucco-narinaire 6 types

61 Total 6 types

62

63 60 modèles

64 Ultra Mirage Vista 60 modèles 61 modèles 62 modèles Kidsta Somnomask Comfort Lite Oracle Ultra Mirage Comfort Gel HC 431 Profile Lite Breeze Simplicity IQ Activa Comfort Gel Mirage Swift Profile Lite à suivre

65 170 références

66 références 175 références 180 références Small Child MS MW Profile Lite talla M sin fuga Bulle Full Face Petit M MW Confort flap talla MS M Shallow Y Confort Select S Harnais Profile Coussinet nasal bleu UltraMirage shallow wide Large Harnais pédiatrique Harnais Ultra Mirage L Full Face standard M Full Face Large P HC Bulle Vista Standard Médium Shallow

67 Valeurs obtenues avec une chaine de mesure RT 200 Remerciements à B. Bodoignet (Agevie)

68 Si fuites intentionnelles > 40 lt/min à 14 cm H2O dysfonction trigger inspiratoire > W ventilatoire (diminution pente inspi) < Vt delivré Attention au changement de masque necessité de réevaluer Sensibilité du trigger inspi Vitesse de pressurisation

69 Avantages: Large choix La «foule» de masques Adaptation à situations et configurations faciales différentes Possibilité d alterner plusieurs interfaces Inconvénients: condamnés à la liberté Impossible tout tester Large (trop??) offre.. Qui choisi et sur quel critère? Beni soit le chaos, symptôme de liberté. E Tierno Galvan

70 Pratiques actuelles et futures 3) Le monitorage

71 Pourquoi faut-il monitorer la VNI? Lorsque une VNI est mise en route, les paramètres ventilatoires sont determinés empiriquement en se basant sur: La pathologie de base La tolerance du patient pendant les essais d eveil Les variations des GDS

72 Mais Pourquoi faut-il monitorer la VNI? La VNI est appliquée la nuit, période de profondes modifications, en particulier chez les IRC parametrer la VNI pendant la journée peut sousestimer ces differences physiologiques Ceci peut amener à meconaitre des événements pouvant reduire l efficacité de la VNI pendant la nuit

73

74 Eh bien, on sait ce qu on cherche, mais comment le trouver? Peu d études sont consacrées à la surveillance de la VNI Pas actuellement de définition univoque et validée d'une ventilation efficace ni de stratégie codifiée pour évaluer son efficacité Gold standard: la polysomnographie thérapeutique

75 Pratique peu fréquente charge de travail Gold standard: la polysomnographie thérapeutique manque de polysomnographes disponibles difficulté d'interpréter les signaux ventilatoires sous VNI. risque d altérer la qualité du sommeil pas de consensus quant au nombre et à la nature des évènements qui définissent une «mauvaise» ventilation Par ailleurs, il ne permet pas, dans un bon nombre de cas, d affirmer ou infirmer la présence d une hypoventilation alvéolaire, étant donné l absence de mesure quantitative du volume courant et de la ventilation minute.

76 A différence de la ventilation invasive, la VNI présente deux caractéristiques uniques: Le caractère non étanche du système L existence d une résistance variable (type Starling) représentée par la voie aérienne supérieure l ensemble respirateur-poumon ne peut pas être considéré comme un modèle uni compartimental

77 L existence de cette «solution de continuité» entre le respirateur et la voie aérienne peut expliquer que le volume pre réglé n arrive pas dans sa totalité au patient (respirateur volumétrique) que le système n arrive pas à pressuriser correctement le circuit (générateur de pression: CPAP, VDNP)

78 Échec d une VNI: mécanismes potentiels Fuites non intentionnelles Diminution de la perméabilité de la VAS Asynchronisme patient-ventilateur Hypoventilation résiduelle

79 Fuites en VNI: Conséquences Conséquences sur la qualité de la ventilation Conséquences sur la tolérance à la ventilation Conséquences sur la qualité du sommeil

80 Fuites en VNI: Conséquences sur la qualité de la ventilation (1) Réduction de la ventilation efficace Plus importante en ventilation volumétrique. En AI, le retentissement est moindre (compensation des fuites). Mais, à fuites plus importantes la pressurisation peut devenir insuffisante et la ventilation inefficace

81 Leaks Rabec, Arch Bconeumol 2004

82 Pression Niveau d AI Temps

83 Fuites en VNI: Conséquences sur la qualité de la ventilation (2) Défaillance du trigger inspiratoire La majorité des respirateurs en pression ont des systemes d auto ajustement du trigger, mais ceci est variable d un appareil a un autre (Highcock Eur Respir J. 2001) La defaillance du trigger inspi reduit l efficacité de la ventilation, peut amener à des asynchronismes (Vignaux ICM 2009) et altere la qualité du sommeil (Meyer Sleep 1997).

84 Groupe SomnoVNI

85 Fuites en VNI: Conséquences sur la qualité de la ventilation (3) Non reconnaissance de la fin d inspi Rabec et al Thorax 2011

86 Donc, les fuites altèrent à plusieurs étages l efficacité d une AI Pression Niveau de AI Passage de I à E Temps Réponse à l effort inspiratoire ("Trigger")

87 Difficulté pour obtenir une FiO2 satisfaisante Effet dilution Fuites en VNI: Autres effets nuisibles Intolérance au traitement Observance thérapéutique! Alteration de la qualité du sommeil Les episodes de fuite buccal fragmentent le sommeil (Bach, Chest 1995)

88 Diminution de la permeabilité des VAS («blocage inspiratoire») Épisodes d obstruction dynamique des VAS Répondent à deux mécanismes physiopathologiques différentes collapsus oropharyngée (conséquence d une PEP sous optimale) effort inspiratoire croissant fermeture de glotte (réponse réflexe à la ventilation) réduction ou absence d effort inspiratoire (Jounnieaux, JAP 1995) S expriment dans la SaO2 par des pics de désaturation répétés sous VNI

89 Apnées oro-pharyngées vs Apnées glottiques

90 Apnées oro-pharyngées vs Apnées glottiques ou

91 Apnées oro-pharyngées vs apnées glottiques PEP en dessous de Pcrit

92 apnées oro-pharyngées vs Apnées glottiques PEP

93 Comment monitorer l efficacité de la VNI? Évaluation à titre systématique à pratiquer périodiquement chez tout patient sous VNI. Évaluation approfondie a une place lorsque, lors de l évaluation systématique, la ventilation est jugée comme non efficace a pour but de comprendre ces échecs afin de corriger leur cause

94 Évaluation à titre systématique «Le pack basique» Cette évaluation doit comporter au moins Résultat clinique Disparition de symptômes d hypoventilation alvéolaire. Amélioration de la dyspnée Satisfaction du patient Gaz du sang SaO2 ± PtcCO2

95 Évaluation systématique 1) Gaz du sang Element clé pour juger de l efficacité d une VNI principal marqueur de la qualité de la ventilation nocturne son amélioration est le principal objectif de l'appareillage Mais, Invasif, douloureux l évaluation ponctuelle ne reflet pas la dynamique de la PaCO2 au cours de la nuit (dans l ideal echantillons repetées imposible en routine-> disruption du sommeil)

96 Peu de données disponibles sur: Le bon timing (en fin de journée vs au petit matin) La condition optimale : sous VNI (patient eveillé!) (Janssens Chest 2003, Pepin Eur Resp Mon 2008) Évaluation systématique 1) Gaz du sang l'éveil rétablissant le tonus musculaire et le contrôle volontaire de la respiration, surestime l'efficacité de la VNI ou sous air après une nuit sous VNI (Clini ERJ 2002, Barbé Chest 1996, Annane ERJ 1999, Rabec ERJ 2009). Si l on asume que le but de la VNI es d améliorer les GDS diurnes, le timing idéale semble être de les réaliser sous ventilation spontanée, après arrêt du respirateur.

97 Ward Thorax 2005

98 Si sous VNI au long cours un patient a des gaz du sang diurnes normaux Peut on affirmer que la ventilation est efficace?

99 Capno vs PaCO2 chez des sujets ventilés PaC02 < 45 mmhg PaC02 45 mmhg PtcCO2 < 50mmHg PtcCO2 50mmHg Total de patients) (n: 85) 56 (63.5 %) 12 (13.2 %) 68 (74.7%) 8 (8.8 %) 15 (16.5%) 23 (25.3%) Nguyen, ERS 2011 > 17 % des patients avec une PaCO2 diurne normale ont une hypercapnie nocturne par des critères «durs» (PtcCO2 ½ > 50 mm Hg)

100 Non invasive Permet le monitorage en continue (évaluation dynamique) Peut être fait à domicile Outil indéniable mais Évaluation grossière de l efficacité de la ventilation Proposé comme outil de dépistage «SaO2 normale patient bien ventilé Évaluation systématique 2) SaO2 nocturne

101 Une SaO2 «normale» permet-elle d eliminer une hypoventilation nocturne?

102 SaO2 vs PaCO2 chez des sujets ventilés 30% temps avec SpO2 90% < 30% temps avec SpO2 90% 30% temps avec SpO2 93% < 30% temps avec SpO2 93% 30% temps avec SpO2 95% < 30% temps avec SpO2 95% PtcCO2 ½ < 50mmHg PtcCO2 ½ 50mmHg Total patients N = 91 1 (1.1%) 1 (1.1%) 2 (2.2%) 63 (69.2%) 26 (28.6%) 89 (97.8%) 8 (8.8%) 5 (5.5%) 13 (14.3%) 56 (61.5%) 22 (24.2%) 78 (85.7%) 22 (24.2%) 15 (16.5%) 37 (40.7%) 42 (46.1%) 12 (13.2%) 54 (59.3%) 20 % des patients avec une SaO2 nocturne «normal» (même au cut off de 95%) ont une hypercapnie nocturne par des critères «durs» (PtcCO2 ½ > 50 mm Hg) Nguyen, ERS 2011

103 SaO2

104 SaO2 PtcCO2

105

106 Le pack basique mise en défaut SaO2 nocturne + GDS sous VNI: démarche pas si sensible De ce fait pas apte en tant que stratégie de débrouillage, En d autres termes Si un patient a une SaO2 et des GDS normaux cela ne suffit pas pour «dormir tranquillement» (ni le médecin ni le patient)

107

108 Intérêt de la PtcCO2 dans l IRC Detecter une hypoventilation lorsque la SaO2 est en defaut (MNM, O2th) Déceler le mécanisme d une désaturation nocturne Différencier une majoration du déséquilibre V/Q d une hypoventilation alvéolaire Éviter des GDS?

109 Hypoxémie due à une majoration de l hypoventilation alvéolaire? ou des inégalités V/Q??

110 Débit Pression Reprise VNI Sangles Stop VNI SaO2 PtcCO2

111 PtcCO2 non apte à détecter des variations dynamiques (apnées) SaO PtcCO Intérêt de couplage avec oxymétrie oxycapnographie

112 PtcCO2: les contres Performance variable de différents capnographes. Possibilité de fluctuations inexpliquées «Lag» entre PCO2 y PtcCo2 (2 5 ) Evalue tendance globale et pas variations dynamiques Cher (+ consomables: 1 membrane/14j, gaz) Fragile, de manipulation délicate pour certains appareils

113 Évaluation approfondie Systèmes de monitorage couplés aux respirateurs. Polygraphie / Polysomnographie conventionelle

114 Systèmes de monitorage couplés aux respirateurs (1) Des nombreux respirateurs incorporent des systèmes qui permettent d évaluer les tendances de différents paramètres sur une nuit. Quelques appareils permettent également d afficher les données brutes (débit et pression) soit en continue (nécessité de branchement à un ordinateur pendant la ventilation), soit en enregistrant sur une carte mémoire (permettent une véritable polygraphie sous ventilation avec lecture en différé)

115 Systèmes de monitorage couplés On peut les classer en deux types selon les données recueillies Systèmes de recueil de données machine Integra, Ultra et gamme Élysée (Resmed) Legendair et Smartair Plus (Coviden) Synchrony et Trilogy (Philips Respironics) VIVO (Breas) aux respirateurs (2) Ventimotion (Weinmann) Systèmes de recueil de données combinées (machine/ patient) VPAP 3 et VPAP 4 Reslink (Resmed) Systeme Stardust couplé au respirateur Synchrony (Philips Respironics)

116 Systèmes de recueil de données machine 1) Données de tendance

117 Ultra / Integra avec software Easyscan (Resmed) Vt FR VM Fuites

118 Legendair and Smartair Plus avec software Airox Communication (Coviden)

119 Synchrony avec software Encore Pro (Philips Respironics) Press -1- RR Vte est.

120 Systèmes de recueil de données machine 1) Données brutes

121 Vivo avec Vivo PS software (Breas) Press Débit VT Fuites

122 Ventimotion with software Ventiscan (Weinmann) Press Press Flow débit Leak Fuites

123 Trilogy Avec software Direct View (Philips Respironics) Press -1- RR Cycle contrôlé Cycle assisté

124 Systèmes de recueil de données combinées (machine + patient)

125 VPAP 3 module Reslink Avec software Autoscan (Resmed)

126 VPAP 4 module Reslink Avec software Rescan (Resmed)

127 Eh bien. Quel est l apport de ces systemes pour Dépister les échecs de la VNI? Déceler, le cas échéant, ses mécanismes? En somme, Nous permettent-ils évaluer la qualité de la VNI et de se passer (au moins dans quelques cas..) de la PG/PSG?

128 Fuites Intentionnelles Non intentionnelles Est-il important de connaître les fuites intentionnelles et de les soustraire?

129 Valeurs obtenues avec une chaine de mesure RT 200 Remerciements à B. Bodoignet (Agevie)

130 Press Débit VT Fuites Fuite intentionnelle

131 Diminution de la perméabilité de la VAS

132 Apnées sous ventilation Mode ST. Page 30 Autoscan

133 Apnée sans effort inspiratoire Mode ST. Page 1. Masque facial Rescan

134 Apnée Apnée prolongée avec effort sans effort inspiratoire inspiratoire Mode ST. Page 1. Masque facial Rescan

135 Débit Press Abd Débit VT estimé Apnée avec effort inspiratoire Rescan

136 Débit Press Abd Débit Vt estimé Apnée sans effort inspiratoire Rescan

137 Apnées sous vni Aspect de respiration périodique Pression Vivo SP Débit Volume Mode ST. Page 4 Vivo SP

138 Asynchronisme

139 Effort non détecté et passage à FR de sécurité Mode ST. Page 1 Rescan

140 Press Autotriggering Flow VT Mode ST. Page 30 Vivo SP

141 Asynchronisme Cycles non déclenchés Pression Débit Volume Mode ST. Page 1 Vivo SP

142 Débit Asynchronisme Cycles non déclenchés Pression Vte Fréq. de sécurité Fuite Mode ST. Page 1 Direct View

143 Apneas «sans effort» Diminution de la commande Mode S. Page 1 Rescan

144 Hypoventilation résiduelle Mode ST. Page 2 h Autoscan

145 Polygraphie / Polysomnographie conventionnelle (1) Cette type d évaluation nécessite la reconnaissance d une sémiologie peu connue et du temps pour l analyse fine de l ensemble de signaux. De ce fait, elle doit être réservée à des cas d échecs de la VNI reconnus lors des évaluations plus simples et aux protocoles de recherche destinés à reconnaîtr cette sémiologie.

146 Polygraphie / Polysomnographie Pour être exploitable, le montage polygraphique de base doit comporter au moins 5 signaux : débit par pneumotachographe incorporé dans le circuit pression au masque, mouvements thoraciques etabdominaux, SaO2. conventionnelle (2) D autres signaux pourront être incorporés tels que : qualité du sommeil (EEG, EMG, EOG), EMG phrénique, mesure des fuites pression oesophagienne, effort inspiratoire, capnographie La complexité et le type de montage polygraphique dépend de l expérience de chaque équipe et de chaque cas particulier.

147

148 Le pack «excellence»

149 Conclusions (1) Pack basique (SaO2 nocturne+gds) mis en défaut en tant que screening, plutôt examen de confirmation d une mauvaise qualité de ventilation Intérêt de la PtcCO2 couplée à une SaO2 Meilleur sensibilité pour la détection d une hypoventilation (en particulier chez des patients «peu désaturateurs») Assez bonne corrélation entre PtcCO2 y PaCO2

150 Conclusions (2) Systèmes de monitorage couplé aux ventilateurs. Optimisme prudent Du fait que les paramètres à evaluer n ont pas été clairement definis par des conferences d experts Du fait que la conception et la fiabilité des algorhitmes de ces systèmes est variable Ceci d autant plus que la validité de plusieurs des parametres estimés est du moins incertain et nécessite d être validé par des etudes cliniques et ou experimentales Et enfin, à ce jour, la PG/ PSG restent les examens de reference quand on cherche à optimiser la VNI

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