VENTILATION NON INVASIVE DANS LES PNEUMOPATHIES AIGUËS

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1 VENTILATION NON INVASIVE DANS LES PNEUMOPATHIES AIGUËS G. HILBERT Département de Réanimation médicale, CHU Bordeaux EA 518-Physiologie, Université Bordeaux 2 Le but des techniques de ventilation non-invasive (VNI) est d assurer ou d augmenter la ventilation alvéolaire à l aide d un respirateur délivrant une ventilation en pression positive intermittente, sans intubation trachéale ou trachéotomie, par l intermédiaire d une interface avec le nez et/ou la bouche du patient. La ventilation mécanique (VM) constituait classiquement la base du traitement symptomatique de l insuffisance respiratoire aiguë (IRA) sévère. Cependant, les complications de l intubation et de la VM, au premier rang desquelles les pneumopathies nosocomiales, sont bien documentées [1]. Dans les IRA hypoxémiques sévères, incluant les pneumopathies aiguës, la VM peut avoir des conséquences néfastes associant ruptures épithéliales et endothéliales, inflammation, œdème pulmonaire de perméabilité, atélectasies, hypoxémie et libération systémique de médiateurs de l inflammation. Si l'intubation pouvait être évitée chez de tels patients, les risques de dommages pulmonaires associés à la VM, de pneumonie nosocomiale et de sepsis pourraient être sensiblement réduits. Certains objectifs sont communs à la VNI et à l intubation avec ventilation invasive, comme réduire le travail des muscles respiratoires ou maintenir les échanges gazeux. L'idée d'utiliser pour cela un masque facial ou nasal n'est pas nouvelle. Ce sont en revanche : 1\ la documentation des complications de l intubation endotrachéale, et principalement des pneumopathies acquises sous ventilation mécaniques grevées d une morbidité et mortalité importantes [1]; 2\ les progrès techniques (ventilateurs, modes ventilatoires, interfaces); et 3\ l organisation des services autour de la VNI [2], qui ont relancé cette idée de façon spectaculaire. L efficacité de la VNI peut être due, en grande partie, à la façon dont elle est utilisée. Ainsi, si les réglages ventilatoires, le mode d administration et le choix de l interface sont très importants, la sélection des patients susceptibles d en bénéficier et le respect des contreindications sont cruciaux. C est dans les décompensations aiguës de patients bronchopneumopathes chroniques obstructifs (BPCO) que le bénéfice de la VNI a été le mieux démontré [3]. Plusieurs études utilisant la méthode du cas témoin ou prospectives randomisées contrôlées ont évalué l efficacité de la méthode par rapport à un traitement standard ; il a été démontré que la VNI permettait de diminuer le recours à l intubation, de réduire l incidence des complications, voire la mortalité dans l unité où la méthode était employée [3]. L utilisation précoce de la VNI permet de réduire la morbidité et la mortalité de patients immunodéprimés admis en réanimation avec des infiltrats pulmonaires, de la fièvre et une IRA [4]. La place de la VNI est beaucoup plus discutée, en dehors d un contexte 1

2 d immunodépression, dans la prise en charge des pneumopathies [5]. En effet, les résultats des différentes études sur l utilisation de la VNI dans les pneumopathies sévères, et plus largement dans l IRA hypoxémique, sont contradictoires. Bases physio-pathologiques de l utilisation de la VNI dans l IRA hypoxémique Chez beaucoup de patients avec IRA hypoxémique, et plus fréquemment en présence de pneumopathie et de syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA), le shunt intra pulmonaire et les déséquilibres du rapport ventilation-perfusion entraînent une hypoxémie potentiellement mortelle. L augmentation de l espace mort alvéolaire et la diminution de la compliance du système respiratoire vont augmenter le travail des muscles respiratoires et peuvent conduire à la défaillance ventilatoire avec hypercapnie et acidose. Cependant, dans l IRA hypoxémique, le but essentiel de la VNI est d assurer une PaO 2 adéquate en attendant que la pathologie responsable de l IRA soit spécifiquement traitée. Dans l IRA hypoxémique, deux techniques de VNI sont essentiellement utilisées : la ventilation spontanée en pression positive continue, plus connue sous le nom anglo-saxon de continuous positive airway presssure (CPAP) et la ventilation spontanée avec aide inspiratoire (AI) et pression expiratoire positive (VS-AI-PEP). Même si la CPAP seule peut améliorer la mécanique du poumon chez des patients en IRA et diminuer le travail respiratoire par rapport à une ventilation sans aucun soutien, l'adjonction d une AI à la PEP a un effet positif en réduisant le travail respiratoire et en maintenant un volume courant compatible avec une ventilation alvéolaire adéquate. L addition de l AI à la VS modifie le mode ventilatoire, c est à dire la répartition de la ventilation minute entre le volume courant et la fréquence respiratoire du patient ; il existe une relation inversement proportionnelle entre la fréquence respiratoire et le niveau d AI et une relation proportionnelle entre le volume courant et l AI. La VS-AI-PEP peut ainsi améliorer la physio-pathologie de l IRA hypoxémique. Les mécanismes d amélioration des échanges gazeux peuvent inclure les effets bénéfiques de la PEP sur la distribution de l eau extra vasculaire, sur le recrutement alvéolaire en augmentant le volume télé-expiratoire et sur le traitement précoce des atélectasies, et de l AI sur la réduction du travail ventilatoire et le maintien d un volume courant compatible avec une ventilation alvéolaire adéquate. Le fait de réduire le travail ventilatoire durant les séances de VNI peut également permettre aux muscles respiratoires d être plus efficients durant les périodes de ventilation spontanée. CONTRE-INDICATIONS Lors de la récente conférence de consensus internationale, un accord général concernait les contre-indications de la VNI [3]. Dans tous les cas, la ventilation au masque utilisée chez des malades ayant des troubles de la vigilance, des anomalies du carrefour aérodigestif, s alimentant dans des conditions de surveillance imparfaites, n est pas dénuée de risques de complications infectieuses pulmonaires, et il convient de respecter les contre indications habituelles de la technique. En plus de ces facteurs liés au patient, l absence d environnement adapté (Soins intensifs ou Réanimation) peut également constituer une contre-indication formelle de la VNI. Des expériences sont rapportées de l utilisation de la VNI dans les services d urgence ou de pneumologie. Cependant, à notre avis, le développement de la VNI dans d autres structures que celles de soins intensifs ou de réanimation pose plusieurs problèmes comme celui de la 2

3 maîtrise des différentes techniques liées à la VNI et surtout de la surveillance clinique et du monitorage des patients; cette surveillance paraît possible dans certains services d urgences, mais plus aléatoire dans des services de pneumologie qui pourraient cependant utiliser la VNI, à moindre coût, dans les formes les moins sévères d IRA. LES PRINCIPALES ETUDES Chez les patients immunodéprimés avec IRA, le recours à la ventilation mécanique reste associé à une mortalité élevée et éviter l intubation est apparu comme un objectif logique et majeur chez ces malades. Les résultats de deux études prospectives, randomisées et contrôlées [6, 7] amènent à retenir l indication de l utilisation précoce de la VNI chez des patients immunodéprimés sélectionnés. Par contre, la place de la VNI dans la prise en charge de patients immunucompétents avec IRA hypoxémique reste très discutée [5]. Ainsi, nous commenterons les principales études ayant inclus des malades avec pneumopathies, respectivement chez des patients immunocompétents et immunodéprimés. Après plusieurs études de faisabilité, la première étude randomisée contrôlée n avait pas démontré de bénéfice de la VNI par rapport au traitement standard [8]; la VNI ne réduisait de façon significative le taux d intubation (36 % vs 100 %, p < 0.02) que dans le sous-groupe des patients avec PaCO 2 > 45 mmhg. C est principalement l étude d Antonelli et coll. qui allait relancer de façon spectaculaire l intérêt da la VNI dans l IRA hypoxémiante [9]. Les auteurs ont randomisé, chez des patients en IRA qui nécessitaient une intubation, la VNI et l intubation avec ventilation conventionnelle. Dans le groupe VNI, 10 patients durent être intubés (31 %). Dans le groupe intubation, les complications sérieuses étaient significativement plus fréquentes que dans le groupe VNI (66% vs 38%, p=0.02). L étude prospective randomisée contrôlée de Confalonieri et coll. a montré l intérêt de la VNI dans les pneumopathies infectieuses communautaires, même si le bénéfice de la méthode a surtout été démontré chez les patients BPCO inclus dans ce travail [10]. Dans un travail non contrôlé, la VNI ne permit d éviter l intubation que chez 34 % des patients avec pneumopathies communautaires, mais l IRA était très sévère [11]. Dans l étude prospective randomisée contrôlée récente de Ferrer et coll., chez 105 patients avec IRA hypoxémique, l utilisation de la VNI était associée à une réduction significative des taux d intubation (13 % vs 29 %, p < 0.01) et de la mortalité en réanimation (9 % vs 21 %, p < 0.03), et une augmentation de la survie à 90 jours (p < 0.025) [12]. Ces résultats étaient conservés pour le sous-groupe de patients avec pneumopathie communautaire. Seulement 7 patients dans le groupe VNI et 8 dans le groupe contrôle avaient des critères de SDRA. Six des 7 patients du groupe VNI, et les 8 malades du groupe contrôle furent intubés. Contrairement à l œdème aigu pulmonaire, le SDRA était indépendamment associé à un plus grand risque d'intubation. Les auteurs concluaient, qu excepté pour les patients avec SDRA, l'utilisation de la VNI permettait d améliorer le pronostic des patients avec IRA hypoxémique sévère. Toutefois, il est important de souligner qu il s agissait de SDRA très sévères puisque le rapport PaO 2 / FiO 2 moyen de l étude était à 102 et certainement inférieur pour les SDRA. D autre part, les SDRA n étaient pas secondaires à des pneumopathies et d origine extra-pulmonaire pour certains d entre eux. Chez les patients immunodéprimés avec IRA, le recours à la ventilation mécanique est associé à une mortalité élevée. Ainsi, éviter l intubation pourrait être un objectif majeur dans cette pathologie. 3

4 Dans l étude prospective randomisée contrôlée d Antonelli et coll., chez 40 patients avec IRA dans les suites d une transplantation d organe solide (foie, poumon, rein), l utilisation de la VNI était associée à une réduction significative des taux d intubation (20 % vs 70 %, p = 0.002), une diminution de l incidence des complications fatales (20 % vs 50 %, p = 0.05), et de la mortalité en réanimation (20 % vs 50 %, p = 0.05) [6]. Nous avons conduit une étude prospective randomisée et contrôlée dans le but d évaluer si la VNI permettait d améliorer le pronostic de patients immunodéprimés admis en réanimation avec des infiltrats pulmonaires, de la fièvre et une IRA [7]. L utilisation de la VNI était associée à une réduction significative des taux d intubation (46 % vs 77 %, p = 0.03), de complications sérieuses (50 % vs 81 %, p = 0.02), de mortalité en réanimation (38 % vs 69 %, p = 0.03), et de mortalité hospitalière (50 % vs 81 %, p = 0.02). Les décès survinrent uniquement chez les patients qui durent être intubés, après échec du traitement conventionnel dans le groupe traitement standard et échec de la ventilation dans le groupe VNI. Même si la comparaison entre les deux études doit être prudente, les meilleurs résultats observés chez les patients d oncohématologie dans ce travail [7] par rapport à une étude précédente de notre groupe [13], pourraient être dus à l abandon du mode CPAP au profit du mode VS-AI-PEP. Suivant les récentes recommandations internationales (de niveau I) [14], la VNI devrait être autant que possible employée chez les patients présentant une exacerbation aiguë de BPCO, dans certaines IRA hypoxémiques, et chez les patients immunodéprimés avec IRA et infiltrats pulmonaires fébriles [7]. ASPECTS PRATIQUES Une des différences principales entre la décompensation de BPCO et l IRA hypoxémique, est la place de la CPAP dans l'arsenal thérapeutique des médecins traitant des patients avec IRA hypoxémique. Les pressions habituellement délivrées par les systèmes CPAP sont de 5 à 15 cm H 2 O. De telles pressions peuvent être appliquées en utilisant une grande variété de dispositifs comprenant des valves de CPAP reliées à une source de gaz comprimé, de petites unités portatives utilisées pour le traitement à domicile des apnées obstructives du sommeil, et des ventilateurs conçus pour l'usage en réanimation. La CPAP peut alors être administrée en utilisant des systèmes de "débit à la demande", de " flow-by" ou de "débit continu". La CPAP est très utilisée car la technique améliore les échanges gazeux et est supposée pouvoir éviter le recours à l intubation et à la ventilation mécanique. Cependant, dans la seule étude randomisée contrôlée, la CPAP n a pas amélioré le pronostic de l IRA hypoxémique par rapport au traitement médical standard [15]. La ventilation spontanée à deux niveaux de pression (VS-AI-PEP), synchronisée sur les temps inspiratoire et expiratoire du patient, est devenue la modalité largement la plus utilisée. La VNI peut être pratiquée en utilisant soit des ventilateurs conventionnels de réanimation, soit des ventilateurs destinés initialement à traiter des IRC en état stable essentiellement lors d une VNI à domicile. L avantage d utiliser des ventilateurs de réanimation réside dans la parfaite connaissance du matériel par le personnel amené à utiliser la technique, ce qui devrait faciliter la mise en place et les modifications des réglages de la machine, ainsi que le monitorage précis des patients. Les modèles les plus récents comprennent même un mode d utilisation spécifique à la VNI. L interface idéale n existe pas. Les principaux avantages du masque facial sont la limitation des fuites et par conséquent une meilleure efficacité ventilatoire, la possibilité d atteindre des niveaux de pression de ventilation élevés, la possibilité d utiliser la respiration buccale. Le maintien de ce type d interface, chez un patient en IRA, nécessite moins de coopération de la part du patient que pour l utilisation d un masque nasal. Par contre, les 4

5 appuis sont importants, susceptibles de générer un inconfort, des douleurs locales, des rougeurs et des lésions cutanées. L espace mort est supérieur à celui d un masque nasal; le risque d inhalation de liquide gastrique est important en présence de vomissements. Par contre l impossibilité de parler, boire, manger, ou expectorer, ne sont pas de réels inconvénients si la VNI est utilisée de façon discontinue. Chez les patients en IRA, le masque facial est le plus utilisé, mais le changement d interface, voire l alternance des interfaces peuvent être bénéfiques à certains patients. Enfin, il faut rappeler que le choix de l interface doit être associé aux autres mesures aptes à améliorer le confort et à limiter les effets secondaires des masques, comme la limitation des pressions de ventilation et le choix d un mode de ventilation discontinu. Les complications liées aux interfaces sont au premier rang des problèmes techniques à l origine de nombreux échecs de VNI; concernant les nouvelles interfaces, des résultats prometteurs ont été rapportés sur l utilisation du casque de ventilation qui pourrait représenter une alternative aux interfaces conventionnelles. Dans notre pratique, une fois le masque facial connecté au ventilateur de réanimation réglé en mode VS-AI, puis appliqué sur le visage du patient, le niveau d AI est augmenté progressivement et ajusté pour chaque patient de façon à obtenir un volume courant expiré de 7 à 10 ml/kg et une fréquence respiratoire inférieure à 25 par minute. Le niveau de PEP est augmenté par paliers de 2 cm H 2 O, jusqu à un niveau maximum, très rarement nécessaire, de 10 cm H 2 O, l objectif étant de pouvoir utiliser une FiO 2 au maximum de 70 %. La FiO 2 est réglée pour maintenir la SaO 2 au dessus de 90 %. Les réglages sont ensuite ajustés en fonction du monitorage continu de SaO 2, des données cliniques, et des mesures gazométriques. La VNI peut être pratiquée avec des approches différentes : 1\ à un stade très avancé d IRA hypoxémiante chez des patients qui présentent des critères d intubation, ou à un stade plus précoce pour éviter une aggravation et l évolution vers un stade où l intubation est inévitable ; 2\ en utilisant la VNI de manière continue [9], ou au contraire discontinue, voire séquentielle [7]. Si la VNI ne permet pas d assurer une PaO 2 adéquate, en attendant que la pathologie responsable de l IRA soit spécifiquement traitée, l intubation ne doit pas être retardée. CONCLUSIONS La ventilation mécanique est un facteur pronostique indépendant de mortalité en réanimation et à long terme chez les patients immunodéprimés; ainsi, éviter l intubation reste un objectif majeur dans cette pathologie et deux études prospectives, randomisées et contrôlées, a démontré que la VNI permettait d améliorer le pronostic de l IRA de certains patients immunodéprimés admis en réanimation. L IRA des patients immunodéprimés est une indication reconnue de VNI et suivant de récentes recommandations internationales (de niveau I), la VNI devrait être utilisée autant que possible dans cette indication pour diminuer le risque de pneumopathie nosocomiale. Les résultats restent discordants dans les pneumopathies chez les patients immunocompétents, et des études complémentaires restent nécessaires. La VS-AI-PEP, synchronisée sur les temps inspiratoire et expiratoire du patient, est devenue la modalité largement la plus utilisée. Assurément, l IRA sur pneumopathie fait partie des indications de la VNI qui nécessitent de l expérience et une bonne maîtrise de la technique justifiant, dans cette indication, de pratiquer la VNI en service de soins intensifs ou de réanimation. 5

6 REFERENCES 1. Stauffer JL: Complications of translaryngeal intubation In: Principles and practice of mechanical ventilation. Tobin MJ (Ed). New York, Marcel Dekker, Inc., 1994, pp Hilbert G, Gruson D, Vargas F, Valentino R. L'organisation des services de réanimation autour de la VNI. In : Wysocki M, ed. Collection d anesthésie, de réanimation et d urgences : Mise en place de la ventilation non invasive en réanimation. Paris: Masson, 2002; p International Consensus Conferences in Intensive Care Medicine: noninvasive positive pressure ventilation in acute Respiratory failure. Am J Respir Crit Care Med 2001;163: Hilbert G, Gruson D, Vargas F. Noninvasive mechanical ventilation in immunocompromised patients Clinical Pulmonary Medicine 2004;11: Hill NS. Noninvasive ventilation routine therapy for community-acquired pneumonia? Not so fast! Intensive Care Med 2001;27: Antonelli M, Conti G, Bufi M, Costa MG, Lappa A, Rocco M, et al. Noninvasive ventilation for treatment of acute respiratory failure in patients undergoing solid organ transplantation. A randomized trial. JAMA 2000;283: Hilbert G, Gruson D, Vargas F, Valentino R, Gbikpi-Benissan G, Dupon M, et al. Noninvasive ventilation for treatment of acute respiratory failure in immunosuppressed patients with pulmonary infiltrates and fever, a randomized trial. New England Journal of Medicine 2001;344: Wysocki M, Tric L, Wolff MA, Millet H, Herman B. Noninvasive pressure support ventilation in patients with acute respiratory failure. A randomized comparison with conventional therapy. Chest 1995; 107: Antonelli M, Conti G, Rocco M, Bufi M, De Blasi RA, Vivino G, et al. A comparison of noninvasive positive pressure ventilation and conventional mechanical ventilation in patients with acute respiratory failure. N Engl J Med 1998;339: Confalonieri M, Potena A, Carbine G, Della Porta R, Tolley EA, Meduri U (1999) Acute respiratory failure in patients with severe community-acquired pneumonia. Am J Respir Crit Care Med 160: Jolliet P, Abajo B, Pasquina P, Chevrolet JC (2001) Non-invasive pressure support ventilation in severe community-acquired pneumonia. Intensive Care Med 27: Ferrer M, Esquinas A, Leon M, Gonzalez G, Alarcon A, Torres A. Non-invasive ventilation in severe hypoxemic respiratory failure. A randomized clinical trial. Am J Respir Crit Care Med 2003;168: Hilbert G, Gruson D, Vargas F, Valentino R, Chene G, Boiron JM, et al. Noninvasive continuous positive airway pressure in neutropenic patients with acute respiratory failure requiring intensive care unit admission. Crit Care Med 2000;28: American Thoracic Society; Infectious Diseases Society of America. Guidelines for the management of adults with hospital-acquired, ventilator-associated, and healthcareassociated pneumonia. Am J Respir Crit Care Med 2005;171: Delclaux C, L'Her E, Alberti C, Mancebo J, Abroug F, Conti G, et al. Treatment of acute hypoxemic nonhypercapnic respiratory insufficiency with continuous positive airway pressure delivered by a face mask: A randomized controlled trial. JAMA 2000;284: