LA VENTILATION MECANIQUE POUR CEUX QUI DEBUTENT

LA VENTILATION MECANIQUE POUR CEUX QUI DEBUTENT sept 2011 Prat G Page 1 19/07/2013

PREAMBULE Ce polycopié s adresse à tous ceux qui arrivent en réa (nouvelles infirmières, nouveaux internes et externes), mais aussi à ceux qui y sont depuis un moment et qui souhaitent mieux comprendre comment marchent les ventilateurs et la ventilation. Le but de ce poly est surtout d aborder les choses de façons pratiques et adaptées au matériel du service. Après avoir acquis les bases, libre à chacun de s attaquer à la littérature, dont quelques références figurent dans la bibliographie. Gwénaël Prat Prat G Page 2 19/07/2013

PLAN 1/ Rappel anatomique p : 4 2/ Physiologie respiratoire p : 6 2.1 Quels sont les paramètres respiratoires chez l individu en état stable? P : 6 2.2 Quels sont les niveaux de pression que l on mesure dans le poumon suivant le moment dans le cycle respiratoire? p : 6 2.3 Qu est ce que la compliance pulmonaire? p : 9 2.4 A quoi correspondent les pressions? Notion de pression élastique et pression résistive p : 9 2.5 Comment mesurer en pratique les résistances et la compliance? p : 11 2.6 Notion d espace mort (espace mort anatomique, espace mort instrumental) p : 11 2.7 Notion de barotraumatisme p : 12 3/ Le matériel p : 13 3.1 Sonde intubation p : 13 3.2 Système d aspiration clos p : 13 3.3 Systèmes d humidification p : 15 3.3.1 Filtre échangeur de chaleur et d humidité 3.3.2 Humidificateur chauffant 3.3.3 Quand utiliser un filtre, un humificateur? 3.4 Le circuit ventilatoire p : 16 4/ Les modes ventilatoires p : 17 4.1 Mode en volume, en débit, en pression p : 17 4.2 Terminologie des modes ventilatoires p : 17 4.3 Que choisir? Un mode en pression ou en débit p : 17 4.4 Quelles sont les réglages possibles sur les ventilateurs p : 18 4.5 Exemple de réglage pour quelques modes p : 19 4.6 Exemple de réglage suivant le type de pathologie p : 19 5/ Les ventilateurs dans le service p : 20 6/ Les courbes : comment ça marche, à quoi ça sert? p : 27 7/ Le trigger : où comment synchroniser la machine aux efforts inspiratoires du malade p : 30 8/ Le travail respiratoire p : 31 9/ L aide inspiratoire : un mode plus difficile à comprendre p : 33 10/ Les alarmes : que surveiller? Comment réagir face à une alarme? p : 37 11/ Les aspirations trachéales : quand aspirer le patient? p : 39 12/ Que faire quand un malade désature sous ventilation? p : 39 13/ Comment améliorer les rapports ventilation perfusion dans le SDRA p : 40 14/Comment diminuer l hypercapnie due a la ventilation protectrice dans le SDRA Références bibliographiques p : 41 Prat G Page 3 19/07/2013

QUELQUES RAPPELS 1/ ANATOMIE APPAREIL RESPIRATOIRE La bronche souche droite est plus verticale que la gauche : si la sonde est poussée trop loin, L INTUBATION devient SELECTIVE (on ne ventile le patient que sur un poumon) Prat G Page 4 19/07/2013

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2/ PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE 2.1 Quels sont les paramètres respiratoires chez l individu en état stable? Volume courant = Volume inspiré (Vti) ou expiré (Vte) = environ 500ml Fréquence respiratoire (Fr) = environ 12-15 cycles/minute. Rapport entre la durée du temps pour l inspiration (Ti) et du temps pour l expiration (Te) = I/E = classiquement ou schématiquement on dit 1/2 (donc si Fr = 20/min chaque cycle respiratoire (inspiration + expiration) dure 3 sec et si I/E = 1/2, il y a 1 seconde pour l inspiration et 2 secondes pour l expiration). Fraction inspirée en oxygène = proportion d oxygène dans le mélange gazeux (Air) que l on inspire = FiO 2 = 21% pour l air ambiant. 2.2 Quels sont les niveaux de pression que l on mesure dans le poumon suivant le moment dans le cycle respiratoire? On prend comme référentiel la pression atmosphérique qui est le niveau dit O. En fin d expiration la pression dans la bouche s équilibre avec la pression atmosphérique, qui s équilibre avec la pression dans les alvéoles ; donc à la fin de l expiration la pression est aux alentours de 0 cm d eau. A l inspiration, le diaphragme se contracte et attire les poumons vers le «bas» entraînant une dépression et une entrée d air dans les poumons : à la fin de l inspiration, la pression dans les alvéoles est environ de -5cm d eau. En ventilation spontanée : le niveau de pression dans les alvéoles est proche de 0, et légèrement négatif à l inspiration. La pression alvéolaire varie selon le moment ou l on se trouve dans le cycle respiratoire (grossièrement de 0 à -5 cm d H 2 O), lorsque l on respire calmement. Prat G Page 6 19/07/2013

Pression en cm H 2 O Patient en état stable en ventilation spontanée 0-5 Lorsqu un patient est en détresse respiratoire, le travail des muscles respiratoires et la contraction du diaphragme sont plus actifs. Il en découle une dépression pleurale plus importante : la pression alvéolaire peut alors se négativer davantage. Pression en cm d eau Ventilation spontanée Patient en détresse respiratoire + 5 Fin d expiration temps - 30 Fin inspiration: pressions très négatives Prat G Page 7 19/07/2013

Sous assistance ventilatoire, lorsque le malade est complètement passif, la machine «pousse» le mélange gazeux dans les poumons : les pressions que l on mesure dans les poumons sont dites alors positives. Si le malade ne fait aucun effort inspiratoire, le diaphragme subit l augmentation de volume des poumons par le biais des pressions positives venant du ventilateur et non la dépression due à la contraction du diaphragme (donc pas de pression négative). Pression Patient sous assistance ventilatoire / aucun effort inspiratoire + 0 t Inspiration Expiration Par contre, si sous assistance ventilatoire, le malade fait des efforts inspiratoires et donc active la contraction du diaphragme, le niveau de pression dans les poumons résultera de la somme = pressions positives + pressions négatives. Pression Pression + - t La courbe de pression résulte de la somme des 2 courbes Prat G Page 8 19/07/2013

2.3 Qu est ce que la compliance pulmonaire? La compliance pulmonaire représente les propriétés élastiques du poumon. Si l on met du gaz dans une enceinte élastique fermée, plus la quantité de gaz dans cette enceinte est importante, plus la pression augmente; suivant l élasticité de cette enceinte et la pression que l on y applique, le volume va augmenter plus ou moins. Un moyen simple d imaginer ce qui se passe dans les poumons est de raisonner sur un modèle monocompartimental, c'est-à-dire de considérer que le poumon est une seule alvéole et de la comparer à un ballon de baudruche. Plus on souffle dans un ballon plus il se distend et plus il se rapproche de la zone ou il peut exploser ; un moyen de mesurer son élasticité est de la comparer à un ballon de baudruche et de calculer le rapport entre le volume mis dans le ballon et la pression qui en résulte : c est la compliance Compliance = V / P = exprimé en ml/cm H 2 O De façon approximative, chez le sujet normal : -Vt 500ml -Pression fin inspiration -5 cm H2O - Pression fin d expiration 0 cm d eau Donc compliance C = V / P = 500 / (5-0) = 100 ml/cm H 2 O On parle souvent également de l élastance pulmonaire qui n est autre que l inverse de la compliance : Elastance = P / V exprimée en cm H 2 O/ ml 2.4 A quoi correspondent les pressions? Notion de pression élastique et de pression résistive La pression que l on mesure dans le système thoraco-pulmonaire, varie dans le temps suivant le volume de mélange gazeux qui rentre dans cette enceinte. Si l on reprend le ballon de baudruche, les pressions vont varier dans le temps suivant que l air se trouve au niveau du collet du ballon ou dans le ballon lui-même. Au départ on doit «souffler fort» pour ouvrir le collet (les pressions sont donc d emblée élevées) puis une fois le collet ouvert il suffit de «souffler doucement» pour continuer à gonfler le ballon (la pression monte moins vite). Un moyen de comptabiliser le niveau de pression est de prendre les différents déterminants de l Equation de mouvement : Prat G Page 9 19/07/2013

Pression Voies aériennes (PVA) = PO + Pr + PEl PVA= Pression de départ(po) + Pressions résistives (Pr) + Pressions élastiques (PEl) PVA = PO + V* R + E* Vol PVA = PO + débit* Résistance VA + P/ V * Volume Les pressions résistives reflètent la force nécessaire pour ouvrir le collet du ballon et transposer au système thoracopulmonaire, c est la pression dans les grosses bronches et la trachée. Les pressions élastiques sont celles que l on mesure dans le ballon lui-même, et en transposant sur le malade, c est la pression dans l alvéole. Poumons Ballon de baudruche Pression résistive Pression élastique Pour finir, les pressions résistives sont le reflet des pressions dans les grosses bronches : elles sont représentées par la PRESSION DE CRETE. Les pressions élastiques sont le reflet de la pression dans l alvéole : elles sont représentées par la PRESSION DE PLATEAU. Prat G Page 10 19/07/2013

Pression Pression de crête ou Ppic Pression de plateau ou Pplat Pression moyenne t Inspiration expiration 2.5 Comment mesurer en pratique les résistances et la compliance? Compliance C = V / P = Vt / (Pplat Pfin expiration) = ml/ cm d eau Résistance R = (P crête Pplateau) / débit = cm d eau / l*sec Donc lorsque la pression de crête augmente, cela signifie que les résistances augmentent : cela traduit un problème au niveau des voies de conductions aériennes (obstruction de sonde, bronchospasme) Lorsque la pression de plateau monte cela traduit une chute de la compliance: c est donc un problème au niveau du parenchyme pulmonaire (pneumonie, pneumothorax) 2.6 Notion d espace mort (espace mort anatomique, espace mort instrumental) Dans l appareil respiratoire, il y a la bouche, les fosses nasales, la trachée, les grosses bronches (ESPACE MORT ANATOMIQUE) qui servent à conduire le mélange gazeux vers les alvéoles où se déroulent les échanges gazeux. Lorsqu un patient est intubé ventilé, la sonde d intubation, le filtre et parfois le système d aspirations clos constituent une zone supplémentaire qui ne fait que Prat G Page 11 19/07/2013

conduire le mélange gazeux mais sans participer aux échanges : C EST L ESPACE MORT INSTRUMENTAL. 2.7 Notion de barotraumatisme Les pressions dans les poumons à l état physiologique sont négatives. Le fait de ventiler avec un ventilateur en pression positive est «antiphysiologique». On sait maintenant que ventiler avec des pressions élevées est barotraumatique ou plutôt barovolotraumatique. Ainsi, au vue de nombreuses études animales et humaines, on sait qu il ne faut pas que la pression de plateau, donc la pression alvéolaire ne dépasse 30-35 cm d eau. La tendance est donc de ventiler avec des petits volumes courants, d autant plus que le poumon est peu compliant car, dans ce cas, on atteint très vite le niveau maximum «toléré» pour la pression de plateau et donc «tolérable» pour l alvéole. Prat G Page 12 19/07/2013

3/ LE MATERIEL 3.1 SONDE INTUBATION La sonde d intubation est munie d un ballonet qui a 1 fonction principale : l obstruction de la trachée pour éviter le passage de sécrétions. Il permet aussi, d assurer l étanchéité du système pour que le mélange gazeux apporté au malade aille directement au poumon. Le numéro de la sonde représente le diamètre interne ; en général pour un homme on intube avec une sonde n 8 et pour une femme avec une sonde n 7,5. EXTUBATION ACCIDENTELLE : attention à ne pas passer à côté Malgré les précautions prises pour maintenir la sonde dans la trachée, il arrive que celle-ci se déplace (mouvement de mâchonnement du malade, lors de changement du fil de fixation ). Un certain nombre de signe doit faire penser à l extubation : chute de la spirométrie, bruit de gargarisme, bulle dans la bouche, nécessité de regonfler le ballonnet régulièrement alors qu il est déjà surgonflé et remontée de la sonde lors du gonflage. Tous ses signes doivent mettre la puce à l oreille et nécessitent de vérifier l intubation par le médecin notamment au moyen du laryngoscope. En effet nous avons constaté plusieurs cas d extubation : l infirmière constatant des fuites peut penser que le ballonnet n est pas suffisamment gonflé où qu il est poreux. Le ballonnet se trouve parfois entre les cordes vocales et en le gonflant, l expulsion complète se produit. Le ballonnet se trouve alors juste au dessus des cordes vocales ce qui assure toujours une ventilation (spiromètrie conservée car le bout de la sonde se trouve encore dans la trachée) mais seulement une semi-étanchéité au vue des risques d inhalation. Prat G Page 13 19/07/2013

3.2 SYSTEME D ASPIRATIONS CLOS (SAC) [1] Lorsque l on aspire le malade, on est obligé d ouvrir le circuit ventilatoire ; pendant ce temps le malade n est plus ventilé. Le SAC permet d aspirer en maintenant l étanchéité du circuit ventilatoire et en partie la ventilation du malade. On utilise ce système dans le service chez les patients atteints de SDRA, car certains sont ventilés avec des FiO 2 élevées et risquent de désaturer lors de la déconnexion du circuit. On utilise également ce système lorsque les patients sont atteints d une pneumonie nosocomiale pour éviter l aérosolisation des bactéries lors des aspirations Prat G Page 14 19/07/2013

3.3 LES SYSTEMES D HUMIDIFICATION Lorsque l on respire, l air est humidifié par l humidité des muqueuses nasale, buccale et de l arbre trachéobronchique. Le mélange gazeux apporté au malade lors de la ventilation est un mélange de gaz ou le degré d humidité est nul (gaz muraux dits «secs»). Il est indispensable d humidifier les gaz apportés par le ventilateur pour éviter un dessèchement de la muqueuse respiratoire ce qui favorise les bouchons. Il y a 2 moyens d humidifier les gaz : 3.3.1 Filtre échangeur de chaleur et d humidité : plus le filtre a un volume interne grand, plus il participe à l augmentation de l espace mort instrumental. Volume interne 95ml Volume interne 45ml 3.3.2 Humidificateur chauffant : ce système d humidification se trouvant en aval de la pièce en Y, il ne participe pas à l espace mort instrumental 3.3.3 Quand utiliser un filtre, un humificateur? La tendance notamment dans les pays anglosaxons est d utiliser uniquement des humidificateurs chauffants (Mais c est plus cher : environ 20 versus 1 ). Dans le service, on réserve donc les humidificateurs chauffants aux malades atteints de SDRA, chez ceux qui ont tendance à avoir des sécrétions épaisses et/ou Prat G Page 15 19/07/2013

abondantes, chez les patients hypercapniques (pour réduire l espace mort instrumental et diminuer l hypercapnie) [1]. Les filtres échangeurs de chaleurs et d humidité sont contre indiqués en cas d hypothermie, d hémoptysie et de fistule brochopleurale 3.5 LE CIRCUIT VENTILATOIRE Le circuit ventilatoire comprend l ensemble de la «tuyauterie» servant à conduire le mélange gazeux au malade. Il comprend : 1/ la sonde d intubation 2/ le système d aspiration clos 3/ le filtre humidificateur 4/ la pièce en Y 5/ La branche inspiratoire (par ou arrive le mélange gazeux) 6/ La branche expiratoire (par où sortent les gaz expirés) 2- Système d aspiration clos 3- Filtre humidificateur 1- Sonde intubation 5- Circuit inspiratoire Ventilateur 6- Circuit expiratoire 4- Pièce en Y Schéma représentant les différents éléments du circuit ventilatoire Prat G Page 16 19/07/2013

4/ LES MODES VENTILATOIRES [2] 4.1 Mode en volume, en débit, en pression Il y a 3 façons de ventiler un patient. Ces 3 façons sont définies par la consigne principale que l on règle sur la machine. Ce peut être une ventilation en volume : dans ce cas on règle un volume minute et quoi qu il se passe (pneumothorax, bronchospasme) le malade reçoit le volume minute. Il n existe plus de ventilateur de ce type. Ce peut être une ventilation en débit : dans ce cas la consigne principale est le débit. Ceci veut dire qu à chaque cycle ventilatoire, le mélange gazeux va arriver au malade avec un débit préréglé. De la valeur du débit et du temps pendant lequel le débit est maintenu, dépendra le volume insufflé. Ce peut être une ventilation en pression : dans ce cas la consigne principale est un niveau de pression. Du niveau de pression choisit, du temps pendant lequel le niveau de pression est maintenu, de la compliance pulmonaire et de l effort inspiratoire du patient dépendra le volume insufflé. 4.2 Terminologie des modes ventilatoires L évolution de la technologie des ventilateurs s est accompagnée de nombreux sigles caractérisant de nouveaux modes de ventilation. Rajouté à cela un mixage entre une terminologie française et une terminologie anglaise, il est parfois difficile de s y retrouver. Un moyen de s y retrouver est de se baser sur une classification fondée sur des principes physiques caractérisant les modes de ventilation. Pour plus de précision, plongez vous dans l article de C Chopin [2] 4.3 Que choisir? Un mode en pression ou en débit Pression ou débit, aucune étude n a montré qu il était préférable d utiliser un mode en pression plutôt qu en débit. Le mode en débit semble plus «sécurisant» car on assure un volume courant constant. Avec un mode en pression, suivant les modifications de compliance du système thoracopulmonaire (toux, encombrement, bronchospasme, pneumothorax ou simplement réveil du malade), la pression pourra être plus ou moins rapidement atteinte et le volume courant va parfois chuter de façon dramatique. Prat G Page 17 19/07/2013

En pratique dans le service, les patients sont ventilés en mode VAC (débit assisté contrôlé) (on assure un certain Vt, assisté = laisse au malade la possibilité de prendre des cycles supplémentaires de ceux programmés). Lorsque le patient a une autonomie plus importante on passe en PA (pression assistée) ou AI (aide inspiratoire) (c est la même chose), puis VS tube et extubation. 4.4 Quelles sont les réglages possibles sur les ventilateurs Les réglages possibles sur les ventilateurs FiO2 = Fraction inspiré en Oxygène (de 21 à 100%) Vt= Volume courant = volume insufflé à chaque cycle dans les poumons Fr = Fréquence respiratoire (attention il y a celle que l on règle sur le ventilateur et celle qui est réellement délivrée par le ventilateur et qui peut être supérieure si le malade déclenche des cycles supplémentaires) I/E = Rapport entre le temps inspiratoire et le temps expiratoire (exprimé en fraction ou en pourcentage) (Mais on s en soucie moins actuellement, le réglage du débit d insufflation étant plus important) V = débit d insufflation = lorsque l on règle sur le ventilateur une consigne de volume ou de pression, il délivre un certain débit d air pour atteindre le volume ou la pression préréglée (dans les modes en pression : le débit est décélérant ; dans les modes en débit : débit carré ou constant le plus souvent) PEP = Pression expiratoire positive = pression que l on «demande» de maintenir à la fin de l expiration Trigger = (en débit ou en pression)= on règle un seuil en débit ou en pression ; lorsque le patient créé dans le circuit un débit ou une dépression supérieure au seuil réglé, le ventilateur «ouvre sa valve inspiratoire» et délivre de l air au patient La surveillance / les alarmes Il est possible de mesurer un certain nombre de paramètres sur les ventilateurs. Ainsi on peut mesurer les pressions : la Pression de crête est le reflet des résistances => reflète l état des grosses bronches (= Ppic) ; la pression de plateau est le reflet de la pression alvéolaire (Pplat) ; c est cette pression qu il faut surveiller car lorsqu elle est trop élevée, cela signifie que la ventilation est «traumatique» pour le poumon et créé des lésions. Ces mesures peuvent être faites de façon ponctuelle et manuellement. Enfin, certaines mesures en continue peuvent être encadrées par des alarmes qui s autodéclenchent lorsque les seuils sont dépassés. Il apparaît alors un signal lumineux et/ou sonore accompagné parfois sur certains ventilateurs d un message écrit. Il existe des alarmes de volume (volume /minute bas ou haut, Volume courant haut ou bas) des alarmes de pression (pression haute ou basse). Prat G Page 18 19/07/2013

4.5 Exemple de paramètres à régler suivant le mode ventilatoire Mode en débit Vt Fr I/E Trigger FiO2 PEP débit VC oui oui oui oui non oui oui VAC oui oui minim ale oui oui oui oui Mode en pression Niveau de pression Vt Fr I/E Trigger FiO2 PEP AI 1 niveau non non non Inspi et expi BIPAP 2 niveaux Non / dépend variation pression compliance oui oui oui oui oui oui Niveau bas 4.6 Exemple de réglage en VAC suivant le type de pathologie Objectif principal Débit insufflation (l/min) Pas de pathologie pulmonaire Se calquer sur respiration «normale» 60 Elevé ( Ti et TE) 80 Asthme BPCO SDRA / Pneumonie sévère Temps Plat <30 expiratoire 60-70 60-80 Vt (ml/kg) 8 5 5 à 8 6-8 Fr (cycles/min) 12-15 10-12 Maxi 35 I/E (exemple a titre didactique) Trigger (en débit) l/min 1/2 Allongé TE Plutôt comme On peut 1/3 1/6 pour asthme allongé TI ½.1/1 1 à 2 l/min 1 à 2 l/min 1 à 2 l/min 1 à 2 l/min PEP (cm H2O)???? 0 En VAC ou AI Oui 80% PEPi Controverse mais Pplat < 30 FiO2 (%) Pour SpO2 95 Pour SpO2 95 SpO2 90-92 SpO2 88-92 Prat G Page 19 19/07/2013

5/ LES VENTILATEURS DANS LE SERVICE [3-5] Dans le service, nous avons 4 types de ventilateurs de 3 et 4 ème génération. L intérêt d avoir des ventilateurs différents est de se tenir au courant des dernières évolutions technologiques et d en faire profiter les patients. Le désavantage est celui de brouiller les pistes et la compréhension en multipliant les façons de régler les machines. 1 ère génération : SERVO 900C (SIEMENS) : remplacé définitivement en 2009 2 ème génération : SERVO 300 (SIEMENS) : remplacé définitivement en 2009 3 ème génération : PB840 (PURITAN-BENNET), EVITA 2 DURA (DRAGER) 4 ème génération : AVEA (SEBAG), EVITA XL SERVO 900C (SIEMENS) : n est plus dans le service depuis 2009 Alarme sup et inf de ventilation minute Trigger Réglage de la ventilation minute Fr Limite Pression Rapport I/E Temps de pause Alarme sup et inf O2 PEP Niveau AI Mode ventilatoire Valeurs mesurées Le système de pressurisation de ce ventilateur est un soufflet. Ce dernier est plus ou moins «écrasé», ce qui permet d envoyer le mélange gazeux en plus ou moins grande quantité dans le circuit ventilatoire. Prat G Page 20 19/07/2013

Quelques pièges : On ne règle pas directement de volume courant mais un volume minute ( = produit du volume courant par la fréquence = Vol/min = Vt* Fr). Lorsque l on augmente ou que l on diminue la fréquence et que l on ne modifie pas le volume minute, on fait aussi varier le volume courant. Le trigger est un trigger en pression : à régler le plus sensible possible (0 à -2 cm d eau). Ce ventilateur n est pas à utiliser en VNI ou lorsque le sevrage ventilatoire est difficile car les performance de ce ventilateur ne sont pas très bonnes : la sensibilité du trigger et le temps de réponse du système (temps qui se passe avant que le ventilateur envoie le mélange gazeux) est long. Avantage : ce ventilateur est robuste. En cas de panne il est facile à réparer («il y a peu d électronique à l intérieur») SERVO 300 (SIEMENS) : n est plus dans le service depuis 2009 LES PRESSIONS MODES VENTLATOIRES FiO2 Limite sup pression Pressions mesurées Fr Vtréglé Vol min réglé ALARMES I/E Vti Niveau AI Tps plateau Vte Vol min expiré PEP Trigger Pente Temps inspiratoire Limites sup inf vol min LES VOLUMES Prat G Page 21 19/07/2013

Sur ce ventilateur, suivant le mode ventilatoire choisit, les réglages possibles correspondent aux boutons qui sont accompagnés d une diode lumineuse orangée. Les chiffres qui apparaissent en jaune vert sont ceux qui correspondent aux valeurs réglées. Les chiffres qui apparaissent en rouge correspondent aux valeurs que le ventilateur mesure. Pièges : sur ce ventilateur comme sur le servo 900 C, on ne règle pas directement le volume courant, mais le volume minute qui est le produit du Vt par la fréquence. Donc si vous faites varier la fréquence, le volume courant va varier également si vous laisser le même volume minute. Pour augmenter le débit, il faut raccourcir le temps d insufflation Le trigger est soit en pression (zone blanche avec graduation de 0 à -16 cm d eau) soit en débit (zone verte) soit inactivé (zone rouge). Les caractéristiques et les performances de ce ventilateur autorisent son utilisation pour la VNI et chez les patients en sevrage difficile. PB840 (PURITAN-BENNET) : toujours dans le service ECRAN LA MACHINERIE Courbes Réglages Alarmes Prat G Page 22 19/07/2013

Ce ventilateur dispose d un écran tactile : modification des valeurs en sélectionnant la touche sur l écran puis on tourne la mollette noire et on valide avec la touche validation. Choix du mode ventilatoire Choix du mode en débit ou en pression Trigger en débit ou en pression pour mettre le malade en AI, il faut choisir sur la 1 ère touche le mode spontanée, puis sur la 2 ème, en pression, enfin sur la 3 ème le trigger doit être en débit EVITA 2 DURA (DRAGER) : toujours dans le service Lorsque l on allume ce ventilateur, un certain nombre de préréglages est à réaliser : On peut choisir le type d humidification des voies aériennes : selon que l on choisisse un filtre ou un humidificateur chauffant il faut le préciser au ventilateur car suivant le type d humidification le capteur de spirométrie intègre l humidité des gaz expirés pour faire les mesures spirométriques (les volumes). Dans les réglages, on doit informer le ventilateur si la ventilation est invasive ou non : en ventilation invasive le tour de l écran est bleu ; en VNI le tour est vert. Suivant le mode ventilatoire, seules les touches ou apparaît un chiffre digital peuvent être réglées. Pour modifier un réglage ; il faut appuyer sur la touche Prat G Page 23 19/07/2013

grise en regard du témoin digital et pour valider le réglage, ré appuyer une deuxième fois sur la touche ou appuyer sur la mollette grise. COURBES VAC en pression Messages d alarme Vt FiO2 Ti Trigger en débit Fr PEP MODES VENTILATOIRES MARCHE / VEILLE Valeurs mesurées Mollette pour valider un réglage Comment passer en AI? Comment régler l AI? TOUCHES ACTIVEES EN AI Niveau d AI PEP Sensibilité du trigger = débit que patient doit créer dans le circuit pour que le ventilateur envoie le mélange gazeux Pente de l AI = temps avant d atteindre le débit maximum POUR PASSER DE VAC à AI Prat G Page 24 19/07/2013

AVEA (SEBAC) : toujours dans le service Ce ventilateur est un des derniers que nous avons reçu dans le service. Deux d entre eux sont des ventilateurs dont le système de pressurisation est pneumatique, et un seul comporte un système à compresseur. Ce dernier système nous permet de ventiler le malade pour les transports en dehors de la réanimation en branchant une bouteille d O2. Mais attention lorsque la batterie est chargée à plein, l autonomie n est que de 30 minutes. L écran : L ensemble des réglages se fait au moyen de l écran tactile. On change les paramètres en faisant tourner la mollette et on valide soit en appuyant de nouveau sur l écran, soit en appuyant sur la flèche près de la mollette. Quelques pièges : Les alarmes : lorsque le ventilateur est démarré, les valeurs d alarmes déjà programmées sont très éloignées des valeurs standards permettant d assurer et d alerter les soignants en cas de problèmes. Il faut donc régler les alarmes à des valeurs permettant d être prévenu en cas de problème. Ceci me fournit l occasion de rappeler que le réglage des alarmes fait partie intégrante de l ensemble des réglages à effectuer sur un ventilateur. Exemples des valeurs que nous avons choisies pour des réglages standard en VAC: Fr haute 35/min, Vt bas 0ml, Vt haut 1l Ve bas : 5l/min, Ve haut : 15l/min, Pression basse : 0, Pression haute : 65cm d H 2 O, Temps d apnée : 20 secondes Les réglages avancées : Lorsque que l on choisit un mode ventilatoire, les paramètres à régler s affichent en bas de l écran. Sur certains paramètres, s affichent un petit triangle jaune correspondant à un réglage avancée (c'est-à-dire un «sous réglage» du paramètre). Pour le débit, après avoir activé la touche, puis après avoir appuyé sur «réglages avancées», on a le choix entre un débit décélérant (valeur à régler 1) ou un débit carré ou constant (valeur à régler 0) Pour le trigger, il existe aussi des réglages avancés. Afin d éviter les phénomènes d autotriggering, nous avons décidé de régler le flow-by à 5 l/min et le trigger à 2l/min. Lorsque le différentiel trigger flow-by est insuffisant, un message s affiche («débit de base insuffisant») et c est le trigger en pression qui prend le relai. Prat G Page 25 19/07/2013

Pour l aide inspiratoire et notamment lorsque l on fait de la VNI, un certain nombre de réglages avancés est possible et souhaitable : la pente de l AI (valeur réglé par défaut par le constructeur à 5), le cyclage de l AI ou le trigger expiratoire (réglage par défaut à 25%, que l on peut diminuer jusqu à 5% lorsqu il y a des fuites en VNI) et Tmax AI (régler par défaut à 5 sec, et donc à diminuer aux environs de 1,5 sec en VNI lorsqu il y a des fuites) Choix des modes ventilatoires Limites des alarmes Réglages avancées en AI Prat G Page 26 19/07/2013

EVITA 4 XL : toujours dans le service L écran : est tactile ; on appuie sur le réglage souhaité et on valide avec la mollette grise en bas à droite. Lorsque l on fait de la VNI, il faut choisir l interface masque Mode ventilatoire VAC Valeurs mesurées Réglages selon mode choisi Pour faire disparaître le message d alarme : appuyer sur ream alarme Ecran mode AI Mollette de validation des paramètres Réglages principaux AI Autres réglages : trigger etc Prat G Page 27 19/07/2013

6/ LES COURBES : A QUOI ÇA RESSEMBLE, COMMENT ÇA MARCHE, A QUOI ÇA SERT? Pour chaque ventilateur, il est possible d avoir et de monitorer les courbes (en débit, en pression ou en volume) pour suivre et mieux comprendre ce qui se passe dans le système thoracopulmonaire, notamment en cas d anomalies. Courbe de débit Courbes en VC (Débit Controlé) Pression Pcrête Pplateau Pmoyenne Volume Inspiration expiration Ici, en mode en débit, c est le paramètre débit qui prime. Suivant le débit choisit, le volume courant sera fonction du temps ou le débit est maintenu. Le temps dépend de la Fr et du I/E. Exemple : si Débit = 30l/min FR 20 I/E ½ donc Ti = 1sec et VT = 500ml Si débit = 15l/min FR 20 I/E ½ donc Ti = 1sec mais Vt = 250 ml Ceci montre donc que c est bien de la valeur du débit que dépendent les autres paramètres. Pour délivrer un certain volume dans un certain temps, il faut que le débit soit suffisamment élevé. Prat G Page 28 19/07/2013

COURBE PRESSION ET DEBIT EN FONCTION DU TEMPS SUR ECRAN SERVO 300 SIEMENS En mode débit, si le débit est dit carré, c'est-à-dire constant tout le temps de l insufflation, alors la forme de la courbe en pression est ascendante. COURBE PRESSION (bleue) DEBIT (rouge) VOLUME (vert) EN FONCTION DU TEMPS MODE VAC EVITA DRAGER Prat G Page 29 19/07/2013

Courbes en PC (Pression Contrôlé) Pression Débit Volume Tinspiratoire T expiratoire Trelaxation pulmonaire Lorsque le mode est en pression, l élément qui prime sur les autres c est le niveau de pression que l on ne pourra pas dépasser. Vue que la compliance du système thoracopulmonaire n est pas constante en tout point, la forme du débit est décélérante (sinon la courbe de pression ne serait pas linéaire mais ascendante) Prat G Page 30 19/07/2013

7/ LE TRIGGER : qu est ce que c est? Le trigger est un moyen de mieux synchroniser les efforts inspiratoires du malade avec le ventilateur. Lorsque le malade est comateux ou bien sédaté voire curarisé, il subit complètement la ventilation : encore faut il que les réglages conviennent à ses besoins. Le métabolisme et la demande en oxygène peut en effet varier au cours de la journée (hyperthermie, hypothermie, début de sepsis). Dans toutes ces situations les besoins ventilatoires du malade vont pouvoir varier. Il est donc possible de laisser au malade la possibilité d augmenter sa ventilation minute s il en a besoin et de synchroniser chaque effort du malade avec le ventilateur. Il est donc préférable de lui laisser cette possibilité en utilisant un mode ventilatoire assisté contrôlé plutôt qu un mode contrôlé seul. Le trigger offre donc au malade cette possibilité. Le trigger est donc un système qui détecte les efforts inspiratoires, et détectant un effort suffisant, le ventilateur apport un cycle ventilatoire au malade. Avec un mode ventilatoire contrôlé (c'est-à-dire sans trigger), le malade va parfois vouloir expirer alors que le ventilateur est en insufflation : il y a «conflit» entre le malade et le respirateur : on dit alors que le malade est «désadapté». La solution est dans un premier temps de tout faire pour adapté les réglages du ventilateur au malade et non l inverse : en d autres termes merci de ne pas recourir immédiatement à la sédation. Il existe 2 types de trigger : en débit ou en pression. Trigger en pression : lorsque que le malade créé dans le circuit inspiratoire une dépression inspiratoire dont la valeur est supérieure au seuil réglé, le ventilateur déclenche un cycle. Trigger en débit : lorsque le malade en inspirant créé un certain débit dans le circuit ventilatoire, si ce débit est supérieur au seuil préréglé du trigger, le ventilateur apport un cycle ventilatoire au malade. Il est préférable d avoir un trigger en débit. Avec les ventilateurs de dernière génération possédant ce type de trigger, il y a un débit continu de gaz entre la valve inspiratoire et la valve expiratoire (appelé flow-by). Lorsque le malade respire, une partie du débit continu entre dans les poumons : il se créé une différence de débit entre les 2 valves, que le ventilateur détecte et à la suite de laquelle il envoie un cycle. Avec le trigger en débit, il y a déjà un débit continu dans le circuit et le volume arrive «plus rapidement» au malade. Valeurs seuils à régler pour le trigger : en pression -2 cm d eau ; en débit 1 à 2 l/min suivant le type de ventilateur Mais ce système peut être pris en défaut et on peut voir apparaître le phénomène d autotriggering. Prat G Page 31 19/07/2013

L AUTOTRIGGERING : qu est que c est? La différence de débit entre les 2 valves inspiratoire et expiratoire peut être due à un effort inspiratoire du malade, mais pas seulement. En effet, en cas de fuites dans le circuit, le débit mesuré au niveau de la valve expiratoire peut devenir inférieur au débit mesuré au niveau de la valve inspiratoire ; si la différence est supérieure au seuil du trigger, le ventilateur déclenche un cycle, (que le malade n a pas initié). Si la fuite persiste, un enchaînement de cycle ventilatoire avec une fréquence élevée peut survenir et être mal toléré par le malade. Les 3 causes principales d autotriggering sont : - un circuit ventilatoire non étanche (fuite), - la mobilisation d eau due à la condensation de l humidité des gaz dans le circuit et - un mauvais réglage du ventilateur. Comment éviter ce phénomène? Il faut régler lorsque cela est possible le flow-by à un seuil élevé (exemple 5l/min) et le trigger à une sensibilité intermédiaire (1,5 à 2l/min). Si ces 2 seuils sont réglés trop bas, une fuite minime dans le circuit (qui peut être non détectable par une seule inspection du circuit) ou des mouvements d eau dans le circuit dus à de la condensation avec l humidificateur chauffant, peut suffire à entraîner ce phénomène d autotriggering. 8/ TRAVAIL RESPIRATOIRE [6] Un moyen de mesurer le travail respiratoire est de mesurer la pression oesophagienne. Prat G Page 32 19/07/2013

Sur la figure ci-dessus sont représentées la courbe de débit (du ventilateur), la pression oesophagienne (Pes). Lorsque le patient est en détresse respiratoire, le but est de faire en sorte qu une partie voire la totalité du travail respiratoire du malade soit pris en charge par le ventilateur. Encore faut-il que la synchronisation soit optimale entre les efforts inspiratoires du patient et les cycles ventilatoires de la machine. Le travail respiratoire comprend trois phases 1/ PTPpeepi : correspond au travail nécessaire pour vaincre l autopep. Ce cas est surtout présent chez le BPCO qui a souvent une PEPintrinsèque ou autopep ou PEPi (Pression résiduelle dans les alvéoles à la fin de l expiration). Pour que le mélange gazeux circule il faut qu il y ait un différentiel de pression entre 2 zones. Si dans les alvéoles, la pression est positive, il faut que le niveau de Prat G Page 33 19/07/2013

pression s égalise avec l extérieur pour que l air aille vers l alvéole. Il faut donc que le malade BPCO créé une dépression suffisante pour ramener ce niveau de pression à 0 ou inférieur à 0 pour que l air commence à lui arriver. 2/ PTPtr : correspond au travail à partir duquel l air commence à aller vers l alvéole et au moment où le débit d air est suffisant (c'est-à-dire supérieur au seuil du trigger) pour que le ventilateur détecte l effort du malade et envoie l air vers le malade. 3/ PTP post : correspond au travail à partir du moment où le ventilateur envoie le mélange gazeux au malade. Plus le mélange arrive tôt au malade, moins l effort du malade est important. Pour diminuer le travail respiratoire du malade au maximum et donc l assister au mieux, il faut donc : 1/ rajouter un PEP externe, pour vaincre la PEP intrinsèque (c'est-à-dire annihiler le différentiel de pression initial) 2/ régler un seuil de trigger bas (pour que l effort du malade soit le plus faible possible et déclencher le cycle ventilatoire) et choisir un ventilateur avec un trigger performant (EVITA 2 dura, PB840, AVEA, EVITA XL) 3/ régler un débit élevé, afin que l air arrive rapidement au malade 9/ L AIDE INSPIRATOIRE ou PRESSION ASSISTEE Mode spontanée en pression Principe : on règle un niveau de pression et suivant la compliance du patient, cela génère un certain volume (Vt) C = V/ P V = P * C On règle donc : un niveau d aide (démarrer à 15 cm H 2 0 au dessus de la PEP (maxi 20)) un trigger inspiratoire: débit démarre lorsque le malade fait un effort plus important que le seuil du trigger Une PEP (Pas obligatoire) Une FiO2 La pente : temps au bout duquel le débit maximal est atteint Tmax AI : limite la durée de maintien du niveau de pression (important en VNI lorsqu il y a des fuites) Trigger expiratoire : pour passer à l expiration, il faut donner un signal au ventilateur, sinon le malade reçoit toujours de l air alors qu il expire. Prat G Page 34 19/07/2013

Classiquement, le ventilateur passe à l expiration lorsque le débit d insufflation chute de 25% par rapport au débit maximal. En général, on règle le trigger expiratoire à 25% On règle pas de I/E : en fait le ventilateur coupe le débit d insufflation lorsque le débit chute à 25% du débit maximal (c est ce que l on appelle le trigger expiratoire). On ne peut régler le trigger expiratoire que sur le PB 840 ou l AVEA. Ce réglage à surtout une importance en VNI. En effet, si il y a des fuites en VNI, le niveau de pression réglée n est que difficilement atteint et le débit reste constant tant que le niveau de pression n est pas atteint. Du coup, le malade reçoit de l air alors qu il voudrait expirer : d où une mauvaise synchronisation malade /machine. Donc en VNI, la priorité devant ce problème est de lutter contre les fuites. Si cela est difficile (patient âgé sans dentier par exemple), on règle le trigger expiratoire pour que le débit d insufflation soit coupé plus tôt : exemple pour une chute du débit d insufflation de 10% par rapport au débit maximal AIDE INSPIRATOIRE 1,5 1,5 1,5 1,5 Paw(cm H 2 O) Pes(cm H 2 O) Flow(L) 0,5-0,5-1 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8-10 25 20 15 10 5 0 1 0-5 1 0,5 0-0,5-1 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8-10 25 20 15 10 5 0-5 1 0,5 0-0,5-1 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8-10 25 20 15 10 5 0-5 1 0,5 0-0,5-1 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8-10 25 20 15 10 5 0-5 25 25 25 25 Pdi (cm H 2 O) 20 15 10 20 15 10 20 15 10 20 15 10 5 5 5 5 0 0 0 0 Time Baseline CPAP 10 cm H 2 O PS 10 cm H 2 O PEEP 10 cm H 2 O PS 15 cm H 2 O PEEP 5 cm H 2 O Prat G Page 35 19/07/2013

Pression ex : 18 cm d eau d AI PENTE Courbe de Débit Débit maxi ex : 80l/min 25% Débit 60l/min Volume Inspiration Expiration Prat G Page 36 19/07/2013

COURBE PRESSION (bleue) DEBIT (rouge) VOLUME (vert) EN FONCTION DU TEMPS MODE PA ou AI EVITA DRAGER Prat G Page 37 19/07/2013

10/ Les ALARMES Les alarmes sont des moyens pour alerter le personnel soignant en cas d anomalies. Encore faut il que ces alarmes soient activées ou réglées. De plus suivant le type, l ancienneté et la marque du ventilateur, les constructeurs choisissent de mettre telle ou telle alarme sur le ventilateur. Ainsi tous les ventilateurs n ont pas les mêmes alarmes. Enfin, certains constructeurs (Dräger, SEBAG) ont décidé de donner un ordre de priorité dans les alarmes (alarme rouge = danger ; alarme jaune = risque moindre) Sur les ventilateurs de 2 ème et 3 ème génération, les alarmes se manifestent par un signal sonore ainsi qu un message écrit sur l écran. Difficile et fastidieux de reprendre une à une les alarmes potentielles (si ça vous intéresse reportez vous aux notices d utilisation de chaque ventilateur. Il nous parait important, d insister sur quelques alarmes Alarme de volume : Sur le ventilateur, on règle un certain volume courant ou un volume minute (c est le VTi volume courant insufflé, ou Vi Volume minute insufflé). Sur le circuit expiratoire, il y a un capteur de débit qui mesure les volumes expirés. Lorsque le volume expiré est inférieur au seuil d alarme ; l alarme sonore se déclenche. Il en est de même lorsque le volume expiré dépasse la limite supérieure. Idéalement il faut régler les alarmes de volume à ± 20% de la valeur de base : ex si Volume minute réglé à 10l/min mettre les alarmes inférieur à 8l/min et l alarme supérieure à 12l/min. Type d alarme Hypothèses Que faire? volume minute expiré En VAC : fuites ou Rechercher une bas déconnexion du circuit déconnexion du circuit ou une fuite En AI : le malade ne Repasser en mode VAC respire pas suffisamment : il s endort, ou il fatigue Ou fuites Vt bas En VAC : fuites ou déconnexion du circuit EN AI : le niveau d AI est trop bas (si Fr haute) Vt haut En AI : le niveau d AI est trop grand (si Fr basse) Augmenter le niveau d AI Ou passer en VAC Diminuer le niveau d AI Prat G Page 38 19/07/2013

Il est très important lorsque l on ventile avec un mode en pression que les alarmes de volume soient bien réglées, afin qu en cas de changement dans les résistances des voies aériennes ou dans la compliance pulmonaire ou thoracique, vous soyez alerter rapidement de la chute des volumes. A l inverse dans un mode en débit, le volume courant est constant. En cas de modification de la compliance, les pressions vont pouvoir être plus élevées et les alarmes doivent alors prévenir le soignant du problème. Donc en mode débit, n oublions pas de régler les alarmes de pression. Les alarmes de pression Type d alarme Hypothèses Que faire Pression voies aériennes Bronchospasme, morsure hautes de la sonde d intubation, bouchons ou sécrétions, atélectasie, pneumothorax Pression voies aériennes basses En VAC, le malade fait peut être des efforts inspiratoires importants et déprime la courbe de pression positive de la ventilation mécanique Voir s il est possible de changer de mode : passer en mode AI Voir si la sensibilité du trigger est bien réglée Autres types d alarmes : Ventilation d apnée : lorsque le malade est en AI, s il ne fait aucun effort inspiratoire pendant un certain temps (temps d apnée à régler dans les alarmes ; en général 20 secondes), le ventilateur reprend une ventilation en mode assisté contrôlé. Ce type de sécurité existe seulement sur EVITA II dura, PB 840 Bennett, AVEA Sebag (pour les ventilateurs que nous avons dans le service) Prat G Page 39 19/07/2013

11/ LES ASPIRATIONS TRACHEALES Avant l aspiration trachéale était réalisée de façon systématique à chaque tour des infirmières. Hors, ce geste n est pas sans risques (lésion traumatique de l arbre trachéobronchique, risque de désaturation, de bradychardie etc ). Le malade doit être aspiré s il en a besoin. Comment le savoir? Il suffit de regarder la courbe de débit ou de pression en expiration : lorsque l aspect de la courbe n est pas linéaire et comporte des rebonds, c est qu il y a des sécrétions (gêne à l expiration). MALADE A ASPIRER TRACE COURBES DEBIT ET PRESSION NON LINEAIRES 12/ CONDUITE A TENIR DEVANT UNE DESATURATION BRUTALE SOUS VM Causes possibles Atélectasie Pneumothorax Malade désadapté Déconnexion dans le circuit ventilatoire Instabilité hémodynamique Prat G Page 40 19/07/2013

CAT : 1/ Auscultation 2/ Vérification du ventilateur, du circuit ventilatoire 3/ Radiographie pulmonaire 13/ COMMENT AMELIORER LES RAPPORTS VENTILATION PERFUSION DANS LE SDRA Décubitus ventral Monoxyde d azote 14/COMMENT DIMINUER L HYPERCAPNIE DUE A LA VENTILATION PROTECTRICE DANS LE SDRA [7] Augmenter la fréquence respiratoire Réduire l espace mort instrumental Insufflation intratrachéale d oxygène Prat G Page 41 19/07/2013

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] Prevention of endotracheal suctioning-induced alveolar derecruitment in acute lung injury. Maggiore SM, Lellouche F, Pigeot J, Taille S, Deye N, Durrmeyer X, Richard JC, Mancebo J, Lemaire F, Brochard L. Am J Respir Crit Care Med. 2003 167: 1215-24. [2] Essai de classification des modes actuels de ventilation mécanique en pression positive. Chopin C, Chambrin MC. Réanimation et Urgences 1998 ; 7 : 87-99 [3] Les ventilateurs de réanimation adulte en 2002 : progrès technologiques, dérives et évaluation. Réanimation 2002 ; 11 : 66-75 [4] Bench testing of pressure support ventilation with three different generations of ventilators. Richard JC, Carlucci A, Breton L, Langlais N, Jaber S, Maggiore S, Fougere S, Harf A, Brochard L. Intensive Care Med. 2002 28:1049-57 [5] Evaluation of ventilators used during transport of ICU patients -- a bench study. Zanetta G, Robert D, Guerin C.Intensive Care Med. 2002 28: 443-51. [6] Effects of flow triggering on breathing effort during partial ventilatory support. Aslanian P, El Atrous S, Isabey D, Valente E, Corsi D, Harf A, Lemaire F, Brochard L.Am J Respir Crit Care Med. 1998 157: 135-43. [7] Influence of the humidification device during acute respiratory distress syndrome. Prat G, Renault A, Tonnelier JM, Goetghebeur D, Oger E, Boles JM, L'Her E. Intensive Care Med. 2003 Aug 6 Prat G Page 42 19/07/2013