Humidité essentielle pour maximiser la tolérance de la ventilation non invasive

revue du traitement Humidité essentielle pour maximiser la tolérance de la ventilation non invasive L utilisation de l humidification chauffante est un facteur clé pour une stratégie de ventilation non invasive. Les pressions et les débits élevés utilisés avec la ventilation non invasive (VNI) peuvent dépasser les capacités naturelles du patient à conditionner ses gaz inspirés. Le fait de ventiler les voies aériennes du patient avec de gros volumes de gaz frais et sec peut détériorer encore plus le système respiratoire déjà fragilisé du patient. Délivrer une humidité essentielle (31 C, 32 mg/l d humidité absolue (HA)) avec la VNI accroît le confort et la tolérance du traitement par le patient et allège les effets secondaires comme le dessèchement des voies aériennes et l accumulation des sécrétions. Dans le cas d un patient qui tolère bien le traitement, le nombre d interruptions de la ventilation sera réduit, et les risques d échec de la VNI pouvant mener à l intubation, se réduisent considérablement. La VNI est une forme d assistance respiratoire sans sonde endotrachéale, comme la ventilation spontanée en pression positive continue (CPAP) avec ou sans pression positive inspiratoire. 1 La VNI favorise l échange gazeux dans les poumons en délivrant un volume de gaz frais aux alvéoles à chaque inspiration. L utilisation d une pression positive inspiratoire et expiratoire aide à réduire le travail respiratoire du patient. La VNI rencontre un maximum de succès pour le traitement des patients hypercapniques atteints de bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO), chez les patients atteints d œdème aigu provoquant une insuffisance respiratoire, chez les patients immunodéficients, et pour faciliter l extubation des patients BPCO. Elle s utilise aussi fréquemment chez d autres groupes de patients, comme les patients asthmatiques, les patients atteints d insuffisance respiratoire post-opératoire, et chez les patients qui ne peuvent pas être intubés. 2 R e v u e d u t r a i t e m e n t 1

Humidité essentielle pour maximiser la tolérance de la ventilation non invasive POURQUOI L HUMIDIFICATION EST-ELLE ESSENTIELLE? Pendant la respiration naturelle, l air est réchauffé et humidifié dans les voies respiratoires supérieures avant de passer dans les voies aériennes inférieures des poumons. Un sujet normal respirant de l air ambiant (22 C, 28 % humidité relative (HR)) réchauffe et humidifie l air qu il inspire à 31 C, 96 % HR en moyenne en respiration nasale, et à 27 C, 75 % HR lorsqu il respire avec la bouche, mesuré au moment où l air atteint le pharynx. 3 Il est souvent considéré que les patients sous VNI ne requièrent pas d humidification parce qu ils ne sont pas intubés et que leurs voies aériennes supérieures ne sont pas court circuitées. Toutefois les patients sous VNI respirent des gaz à des pressions et des débits beaucoup plus élevés que dans le cadre de la respiration normale. De plus, les voies aériennes des patients recevant ce traitement sont souvent détériorées et sont donc moins à même de réchauffer et d humidifier les gaz de par la nature même de leur insuffisance respiratoire. L équilibre naturel des voies aériennes peut être encore plus compromis par les interventions respiratoires subies en milieu hospitalier qu il s agisse de : gaz médicaux secs et froids qui absorbent la chaleur et l humidité de la surface des voies aériennes au cours de leur passage ; gaz qui ont étés réchauffés par le ventilateur mais n ont reçu aucune humidification additionnelle. Ce réchauffement diminue encore l humidité relative des gaz, ce qui entraîne une déplétion supplémentaire de l humidité des voies aériennes. 22 C, 7 mg/l Déshydratation des voies aériennes La paroi des voies aériennes est recouverte de cellules épithéliales ciliées disposées à la surface des voies respiratoires, les cils vibrent de façon synchronisée pour transporter le mucus et les particules d origine externe hors des poumons. Lorsque les voies orales et nasales perdent leur chaleur et leur humidité cela peut avoir pour effet de rendre sec et collant le mucus qui recouvre les voies aériennes, ce qui inhibe le mouvement des cils. 4 Salah et al. (1988) ont mis en évidence le fait que respirer de l air sec pendant 30 minutes avait pour effet une perte excessive d humidité au niveau de la muqueuse nasale ce qui à son tour provoque le ralentissement du transport muco-ciliaire. 5 Il a été démontré qu il suffit d une heure d exposition à un gaz sec pour endommager l épithélium. 6 Nasal 31 C, 31 mg/l, 96 % HR Oral 27 C, 20 mg/l, 75 % HR 37 C, 44 mg/l Conditions associées au type du patient sous VNI Débit respiratoire élevé Les patients sous VNI sont souvent dyspnéiques, ils sont généralement essoufflés et respirent vite. En effet, ils essaient d inspirer de plus grandes quantités d air dans leurs poumons pour améliorer l échange gazeux. Cette respiration rapide, combinée avec les pressions et les débits anormalement élevés de gaz fournis par la VNI augmente la perte d humidité au niveau des voies aériennes supérieures. 7 La respiration buccale réduit le travail respiratoire Les patients recevant une VNI sont en état d insuffisance respiratoire et tendent à respirer par la bouche car cela leur est plus facile. Mais le fait de respirer par la bouche plutôt que par le nez, fait que les gaz atteignant les voies aériennes sont 4 C plus froids et, plus important encore, contiennent 11 mg/l d humidité en moins que si l air avait été inhalé par le nez. 3 2 R e v u e d u t r a i t e m e n t

LES CONSÉQUENCES d une humidification inadéquate POUR LE PATIENT Les conséquences entraînées par la non-utilisation de l humidification au cours de la VNI sont bien connues. Les directives de l American Thoracic Society (ATS) pour la VNI indiquent que «une humidification inadéquate peut entraîner une détresse respiratoire du patient, en particulier lors de l utilisation de gaz, qu ils proviennent du réseau ou d une bouteille». 1 Pour le patient sous VNI, cette carence de chaleur et d humidité peut entraîner l apparition de plusieurs symptômes, tel qu expliqué ci-dessous. Ces effets secondaires peuvent se combiner pour causer des difficultés croissantes pour la ventilation. Cela peut inclure une réduction de la pression dans les voies aériennes inférieures causée par la restriction des voies aériennes supérieures et ayant pour effet une augmentation du travail respiratoire. 8 9 Complications pouvant affecter les patients suite à une humidification insuffisante La déshydratation des voies orales et nasales peut entraîner sécheresse et inflammation de la gorge et des voies nasales. 7 10 augmentation des rhinites/rhinorrhées et de la congestion nasale. 11 12 Le cadre est encore plus compliqué chez les patients âgés. 13 L épaississement des sécrétions réduit la clairance muco-ciliaire des voies aériennes et dans des cas extrêmes peut conduire à la formation d une masse épaisse de sécrétions qui peuvent bloquer les voies respiratoires et doivent être retirées par voie chirurgicale car elles mettent en danger la vie du patient. 14 Bronchoconstriction accrue, restriction accrue du débit de gaz entrant dans les poumons. 9 Sécheresse de la bouche, saignements du nez et gonflement de la langue. ÉTUDE DE CAS Wood et al., 2000 14 Figure 1 Un patient de sexe masculin de 66 ans a subi une intervention de chirurgie abdominale pour l ablation d un carcinome rectal. Pendant la récupération le patient est placé sous CPAP pendant 48 heures puis passé sous VNI avec masque facial pendant six jours. Après six jours de VNI, le patient présente une muqueuse orale déshydratée et des sécrétions sèches sur la partie postérieure du pharynx. La VNI est remplacée par un masque aérosol à 80 %. Après une heure le patient développe un stridor respiratoire qui empire progressivement accompagné d une tachypnée et d une augmentation du travail respiratoire. Une fois le tube nasogastrique retiré, une insuffisance respiratoire se développe immédiatement. Une tentative d intubation révèle un objet de grande taille qui bloquait les cordes vocales, il est retiré aux forceps (figure 1). L objet retiré s avère être une masse de 5x7 cm constitué de sécrétions épaissies et de sang. Le patient est remis sous masque aérosol à 90 % et se récupère complètement sans qu il soit nécessaire de recourir de nouveau à la VNI. Les atteintes des voies respiratoires mettant en danger la vie des patients risquent de devenir de plus en plus fréquentes au fur et à mesure que l utilisation de la VNI augmente. De tels incidents pourraient être limités par l utilisation d une humidification adéquate, d une plus grande prise de conscience des risques et d une limitation de la durée des VNI. R e v u e d u t r a i t e m e n t 3

Humidité essentielle pour maximiser la tolérance de la ventilation non invasive LES AVANTAGES DE L HUMIDIFICATION CHAUFFANTE Les avantages que présente l utilisation de l humidification chauffante pour la VNI sont bien connus. Dans leur récente étude portant sur la VNI, Nava et Hill 2009 déclarent que «L humidification des voies aériennes supérieures est importante pour améliorer le confort et la tolérance». 15 Délivrer l humidité essentielle (31 C, 32 mg/l) aux patients sous VNI améliore leur évolution clinique. Ce niveau de conditionnement correspond à la température et à l humidité moyenne obtenue dans le pharynx d un sujet normal respirant l air ambiant par le nez. 3 La délivrance de l humidité essentielle assure que les gaz sont conditionnés de sorte que la surface des voies aériennes ne perde pas sa chaleur et son humidité. Les patients sous VNI portent un masque pour recevoir le traitement. Pour que les patients acceptent bien le traitement il est important qu ils puissent tolérer la température et l humidité des gaz délivrés sur leurs visages. Avec l humidité essentielle le gaz est délivré à 31 C (totalement saturé) ; cette température correspond à la plage inférieure de températures normales du visage (31,1 C à 35,4 C). 16 Le fait de délivrer les gaz à des températures inférieures à celle de la peau permet d éviter la formation de condensation, un phénomène qui peut être inconfortable, sur le visage du patient. Maximiser la tolérance du traitement par le patient Il est estimée que jusqu à 70 % des patients sous VNI subissent des effets indésirables sous ce traitement au point que de 25 à 33 % ont beaucoup de mal à tolérer la VNI, tant dans les cadres aigus que dans les cadres chroniques. 7 Windisch et al. (2008) ont rapporté que 31 sur 85 (37 %) patients hospitalisés sous VNI souffraient d une sécheresse de la gorge. 17 Beaucoup de ces effets secondaires négatifs peuvent être éliminés par l introduction d humidification chauffante. Cela améliore le confort et la tolérance à la VNI du patient, ce qui permet d utiliser le traitement sur de plus longues périodes avec moins d interruptions de ventilation. Plusieurs chercheurs ont rapporté un confort accru du patient lors de l utilisation d humidification chauffante. Tuggey et al. (2007) ont montré que des volontaires sains utilisant la VNI nasale spontanée, avec humidification chauffante rapportaient des résultats de confort beaucoup plus élevés que ceux n utilisant pas l humidification. 11 Ces résultats sont confirmés par Massie et al. (1999) qui trouvent des résultats similaires en utilisant une CPAP avec un masque nasal et qui ont également démontré que ces avantages s obtiennent uniquement avec l humidification chauffante et non pas avec l humidification à froid. 18 Dans un autre essai, Wiest et al. (1999) ont conclu que l accroissement du confort des patients sous CPAP obtenu grâce à l humidification chauffante leur a permis de prolonger le traitement. 19 Des études de long terme portant sur des patients traités à domicile reflètent la même tendance. 20 Après 12 mois d utilisation, 10 patients sur 14 choisissent de continuer à utiliser l humidification chauffante avec leur traitement VNI. 4 R e v u e d u t r a i t e m e n t

Minimiser l assèchement des voies aériennes Le fait de délivrer l humidité essentielle permet d éviter la déshydratation des voies oro-nasales et de prévenir l inconfort du patient. C est un fait abondamment démontré dans la littérature. Tuggey et al. (2007) ont démontré que si une personne a la bouche ouverte pendant l utilisation de la ventilation spontanée, la fuite buccale résultante est un débit nasal unidirectionnel. 11 Cette fuite buccale déshydrate les voies aériennes et cause une résistance nasale accrue. L humidification chauffante a permis de prévenir les effets secondaires négatifs de la fuite buccale, réduisant ainsi la résistance nasale tout en augmentant le volume courant réel. Les mêmes résultats apparaissent pour la CPAP avec un masque nasal. 8 L avantage de l humidification chauffante en termes de réduction de la résistance des voies nasales équivaut à une perte de charge de 5 à 7,5 cm H 2 O/L sur l ensemble du nez. Pour les patients sous VNI, une baisse de pression aussi importante peut causer une baisse critique de la pression positive délivrée aux voies aériennes inférieures et affecter leur ventilation. 8 D autres chercheurs ont démontré que quand les patients gardent la bouche Résistance (cmh 2 L/s) Effet de l humidification sur la résistance des voies aériennes pendant une VNI après une épreuve de fuite de 5 minutes 8 7 6 5 4 3 2 1 Avec humidification chauffante Sans humidification chauffante Adapté de Tuggey et al. (2007) 11 résistance de base Normale Bronchoconstriction ouverte pendant la CPAP au masque nasal, la fuite buccale cause une augmentation du débit sanguin dans la muqueuse. Il s agit probablement là du mécanisme qui accroît la résistance nasale et son déclenchement peut être évité en humidifiant l air. 21 Le fait de délivrer de l humidification chauffante pendant la VNI permet aussi de prévenir la déshydratation des voies respiratoires dans les cas où le patient garde la bouche close et qu il ne se présente pas de fuite buccale. Cela permet de réduire de 38 % la perte d humidité des voies aériennes par rapport à l humidification froide. 22 Fontanari et al. (1996) ont trouvé que l inspiration par voie nasale d air sec et froid (-4 C, 0,3 % HR) ou d air sec seul (23 C, 0,3 % HR) causaient dans les deux cas une résistance nasale accrue comparée à l inspiration d air humide à température ambiante (23 C, 97 % HR). 23 L humidité essentielle peut aussi minimiser la constriction des voies aériennes, réduisant ainsi le travail respiratoire. Dans le cadre d une étude sur les asthmatiques, Moloney et al. (2002) ont soumis les patients à une épreuve d air sec, celle-ci a causé une déshydratation des voies aériennes qui a déclenché une bronchoconstriction et une baisse du volume expiratoire forcé sur une seconde (VEMS 1 ). La délivrance d air humidifié chauffé aux patients asthmatiques a permis d éviter l apparition de ces symptômes. 9 Améliorer la clairance des sécrétions La déshydratation des voies aériennes rend les sécrétions des muqueuses visqueuses et collantes, ce qui entraîne leur accumulation dans les voies aériennes et cause une obstruction du débit de gaz. 14 L humidification chauffante réduit l accumulation des sécrétions en prévenant la déshydratation des voies aériennes. 24 Ce résultat est obtenu grâce à deux mécanismes : chaleur et humidification, qui préviennent les dommages du système de transport muco-ciliaire et inhibent la déshydratation du mucus des voies aériennes pour qu il puisse se mouvoir plus facilement. Chalon et al. (1972) ont démontré que le gaz anesthésique sec endommage les cellules épithéliales y compris les cellules ciliées du patient dès la première heure. 6 Toutefois le dommage ne se produit pas lorsque les patients reçoivent 100 % HR à 37 C. Il existe encore d autres preuves des avantages apportés par l humidification chauffante. Il a été démontré que la fréquence du mouvement ciliaire et la vitesse de transport du mucus dans la trachée d un ovin se réduisent lorsque la température atteint 34 C, 100 % HR ou 30 C, 100 % HR mais pas à 37 C, 100 % HR. 4 Normale Voie aérienne obstruée R e v u e d u t r a i t e m e n t 5

Humidité essentielle pour maximiser la tolérance de la ventilation non invasive U Facteurs clés pour la prédiction du succès d un traitement de VNI Le tableau ci-dessous montre les facteurs qui permettent de prédire le succès ou l échec de la VNI. Facteur insuffisance respiratoire hypercapnique Insuffisance respiratoire hypoxémique Amélioration après 1 à 4 heures de VNI Prédit un succès 25 26 ph bas lors de l admission Prédit un échec 27 28 Gravité de la maladie Prédit un échec 28 29 Prédit un échec 30 Confort/Tolérance Prédit un succès 28 31 PaO2/FiO2 non prédictif 29 32 Prédit un échec 30 Difficultés d expectoration Prédit un échec 28 31 Âge non prédictif 25 29 Prédit un échec 30 Pneumonie lors de l admission Prédit un échec 26 31 Prédit un échec 30 Les facteurs soulignés peuvent être modifiés et les résultats des patients peuvent être améliorés par les soins hospitaliers. Facteurs prédictifs modifiables Amélioration après 1 à 4 heures de VNI : peut être influencé par un échange gazeux efficace qui apporte des améliorations physiologiques en termes de ph, de pression partielle d oxygène du sang artériel (PaO 2 ) et de débit respiratoire. L humidification chauffante prévient l augmentation de la résistance des voies aériennes supérieures et peut améliorer 8 11 23 l échange gazeux. Le confort et tolérance de la VNI : est affecté par la congestion nasale, la déshydratation des voies aériennes supérieures, le confort du masque, les ulcérations et la synchronisation patient-respirateur. L humidification aide à prévenir la congestion nasale et la déshydratation de la muqueuse des voies aériennes supérieures qui se présente chez 36 à 89 % de tous les 7 9 11 33 patients sous VNI. L expectoration : est influencée par le taux de clairance des secrétions, la viscosité, l abondance des secrétions et la capacité de tousser. La chaleur et l humidification améliorent le transport muco-ciliaire et l expectoration. 4 5 QU EN EST-IL DES AUTRES DISPOSITIFS HUMIDIFICATION? Un échangeur de chaleur et d humidité (ECH) est parfois utilisé pour fournir un certain degré d humidification au cours de la ventilation invasive ; toutefois il existe un certain nombre de raisons d éviter l utilisation de l ECH sous VNI avec les respirateurs à circuit patient mono-branche comme bi-branche. Si la VNI est fournie par un système mono-branche, il existe toujours une fuite contrôlée, que ce soit à travers un orifice d expiration ou à travers la fuite du masque. La plus grande partie de la respiration exhalée par le patient passe par cette fuite et n atteint jamais l ECH, de sorte qu il n y a pratiquement pas de collecte d humidité ou de chaleur et donc rien à retourner vers l inspiration du patient, ce qui rend l ECH parfaitement inutile. Sous VNI avec un système bi-branche il n existe pas de fuite dans le circuit. Toutefois la plupart des masques, même lorsqu ils sont bien ajustés, présentent des fuites lorsqu ils sont utilisés sous pression. 34 La fonction de l ECH se voit ainsi réduite de 50 % par les fuites sous VNI 35 et ne s avérera probablement pas capable de fournir les niveaux d humidification requis par les voies aériennes. Il a aussi été démontré que l utilisation de l ECH sous VNI modifie le modèle de ventilation et d échange gazeux et accroît le travail respiratoire. 36 De plus l ECH ajoute de la résistance et du volume mort au circuit, ce qui accroît le travail respiratoire du patient. 34 6 R e v u e d u t r a i t e m e n t

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