VNI: Pratiques actuelles et futures, monitoring Dr Claudio Rabec Service de Pneumologie et Réanimation Respiratoire Centre Hospitalier Universitaire de Dijon
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)
La prehistoire 1876: Woillez développe le spirophore un poumon à pression négative. Il gagne une médaille d argent à la foire-exhibition au Havre
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
Monnal D 1975 Bipap ST D 1990
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
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
Données SNITEM Evolution du nombre de respirateurs portables vendus en France 2003-2006
Pratiques actuelles et futures 1) Les ventilateurs
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
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
A pression négative Pression négative à l'inspiration A pression positive Pression positive à l'inspiration
Ventilateur à pression négative
Ventilateur à pression positive
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
Source externe Source propre
Source externe Source propre
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
Selon la source d energie Soufflet Piston lineaire et rotatoire Valve proportionnelle Turbine Microturbine
Ventilateurs à soufflet Eole (SAIME) Home 2 (Airox) Volumétrique Grande inertie Lourdeur ++ Valve tout ou rien PV 403 (Breas )
Ventilateurs à piston «à simple effet» Rm l Pm
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
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
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
Conçus pour la Réa Conçus pour la ventilation à domicile Intermediares
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)
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
Concept de transposition - Même turbine - Mêmes modes ventilatoires - Mêmes triggers Prescription Titration Monitorage Même performance Domicile Aucun ajout technique
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
SomnoNIV group Rabec et al Thorax 2011
SomnoNIV group Rabec et al Thorax 2011
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
Volumétrique Barométrique
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)
Les modes «modernes» Ventilation barométrique avec volume «cible» Volume Pression «Regulation» progressive sur plusieurs cycles Rabec et al Thorax 2011
Les modes «modernes» Ventilation barométrique avec volume «cible» Volume Pression «Régulation» intracycle Rabec et al Thorax 2011
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
Achat ventilateurs portables 2000-2009 (données Féderation ANTADIR) 100% 90% % de ventilateurs achetés 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Barométriques + VDNP Mixtes Volumétriques 10% 0% 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Année Remerciements à Line Mounier et Sylvie Lafoy
Pratiques actuelles et futures 2) Les interfaces
Les interfaces en chiffres 2 6 60 170
2 catégories
2 catégories Sans fuite intentionnelle (valve expiratoire)
INSUFLATION VENTILATOR PATIENT EXPIRATION VENTILATOR PATIENT Expiratory valve a b
Avec fuite intentionnelle 2 categorias
INSUFLATION VENTILATOR PATIENT EXPIRATION VENTILATOR PATIENT Intentional leak
6 types
Nasal 6 types
Facial 6 types
6 types Narinaire / sous-narinaire
Buccal 6 types
Bucco-narinaire 6 types
Total 6 types
60 modèles
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
170 références
1004114 170 références 175 références 180 références Small Child 5 087 900 MS MW Profile Lite talla M sin fuga 10024675 Bulle Full Face Petit 1008829 60403 M-262049 MW 10027862 56 780 67 890 16778 100 65 456 Confort flap talla MS M 1002452 16545 Shallow 56 786 1004890 1002450 Y101400-00 Confort Select S Harnais Profile Coussinet nasal bleu UltraMirage shallow wide Large Harnais pédiatrique Harnais Ultra Mirage 60402 25710 1006408 332113 3 345 10024785 L 60 004 600003 1004113 Full Face standard M Full Face Large P 1006408 400 HC 101 1002734 Bulle Vista Standard Médium 60533 Shallow
Valeurs obtenues avec une chaine de mesure RT 200 Remerciements à B. Bodoignet (Agevie)
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
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
Pratiques actuelles et futures 3) Le monitorage
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
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
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
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.
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
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)
Échec d une VNI: mécanismes potentiels Fuites non intentionnelles Diminution de la perméabilité de la VAS Asynchronisme patient-ventilateur Hypoventilation résiduelle
Fuites en VNI: Conséquences Conséquences sur la qualité de la ventilation Conséquences sur la tolérance à la ventilation Conséquences sur la qualité du sommeil
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
Leaks Rabec, Arch Bconeumol 2004
Pression Niveau d AI Temps
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).
Groupe SomnoVNI
Fuites en VNI: Conséquences sur la qualité de la ventilation (3) Non reconnaissance de la fin d inspi Rabec et al Thorax 2011
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")
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)
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
Apnées oro-pharyngées vs Apnées glottiques
Apnées oro-pharyngées vs Apnées glottiques ou
Apnées oro-pharyngées vs apnées glottiques PEP en dessous de Pcrit
apnées oro-pharyngées vs Apnées glottiques PEP
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
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
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)
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.
Ward Thorax 2005
Si sous VNI au long cours un patient a des gaz du sang diurnes normaux Peut on affirmer que la ventilation est efficace?
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)
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
Une SaO2 «normale» permet-elle d eliminer une hypoventilation nocturne?
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
SaO2
SaO2 PtcCO2
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)
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?
Hypoxémie due à une majoration de l hypoventilation alvéolaire? ou des inégalités V/Q??
Débit Pression Reprise VNI Sangles Stop VNI SaO2 PtcCO2
100 90 80 70 PtcCO2 non apte à détecter des variations dynamiques (apnées) SaO2 60 50 PtcCO2 40 30 Intérêt de couplage avec oxymétrie oxycapnographie
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
Évaluation approfondie Systèmes de monitorage couplés aux respirateurs. Polygraphie / Polysomnographie conventionelle
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)
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)
Systèmes de recueil de données machine 1) Données de tendance
Ultra / Integra avec software Easyscan (Resmed) Vt FR VM Fuites
Legendair and Smartair Plus avec software Airox Communication (Coviden)
Synchrony avec software Encore Pro (Philips Respironics) Press -1- RR Vte est.
Systèmes de recueil de données machine 1) Données brutes
Vivo avec Vivo PS software (Breas) Press Débit VT Fuites
Ventimotion with software Ventiscan (Weinmann) Press Press Flow débit Leak Fuites
Trilogy Avec software Direct View (Philips Respironics) Press -1- RR Cycle contrôlé Cycle assisté
Systèmes de recueil de données combinées (machine + patient)
VPAP 3 module Reslink Avec software Autoscan (Resmed)
VPAP 4 module Reslink Avec software Rescan (Resmed)
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?
Fuites Intentionnelles Non intentionnelles Est-il important de connaître les fuites intentionnelles et de les soustraire?
Valeurs obtenues avec une chaine de mesure RT 200 Remerciements à B. Bodoignet (Agevie)
Press Débit VT Fuites Fuite intentionnelle
Diminution de la perméabilité de la VAS
Apnées sous ventilation Mode ST. Page 30 Autoscan
Apnée sans effort inspiratoire Mode ST. Page 1. Masque facial Rescan
Apnée Apnée prolongée avec effort sans effort inspiratoire inspiratoire Mode ST. Page 1. Masque facial Rescan
Débit Press Abd Débit VT estimé Apnée avec effort inspiratoire Rescan
Débit Press Abd Débit Vt estimé Apnée sans effort inspiratoire Rescan
Apnées sous vni Aspect de respiration périodique Pression Vivo SP Débit Volume Mode ST. Page 4 Vivo SP
Asynchronisme
Effort non détecté et passage à FR de sécurité Mode ST. Page 1 Rescan
Press Autotriggering Flow VT Mode ST. Page 30 Vivo SP
Asynchronisme Cycles non déclenchés Pression Débit Volume Mode ST. Page 1 Vivo SP
Débit Asynchronisme Cycles non déclenchés Pression Vte Fréq. de sécurité Fuite Mode ST. Page 1 Direct View
Apneas «sans effort» Diminution de la commande Mode S. Page 1 Rescan
Hypoventilation résiduelle Mode ST. Page 2 h Autoscan
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.
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.
Le pack «excellence»
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
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