Monitoring Respiratoire

Monitoring Respiratoire EIUA 2011 David Kahn

Plan du cours Pulse oxymétrie Capnographie NIRS

1/ Pulse oxymétrie

L'oxygène dans le sang est Rappel physiologique -sous forme dissoute (PaO2) -sous forme combinée à l'hémoglobine (HbO2) Le contenu artériel en oxygène (CaO2) est la somme des deux: CaO2 = (0,003.PaO2) + (Hb.1,39.SaO2) La quantité d'o2 délivré aux tissus par minute est le transport en O2 (TO2) TaO2 = Qc x CaO2 Si on néglige l'o2 dissout, TO2 = Qc x concentration de l'hémoglobine [Hb] x SaO2

C Koi un pulse oxymètre? Appareil de mesure de la fraction oxygénée de l'hémoglobine, par oxymétrie de transmission couplée à une photo-pléthysmographie.

Deux principes La plethysmographie qui utilise les variations des ondes lumineuses pour reproduire les ondes pulsatiles artérielles. La spectrophotométrie qui mesure l absorption des lumières à travers les substances.

PLETHYSMOGRAPHIE Lois physiques Loi de Beer: l intensité de la lumière transmise diminue de manière inversement proportionelle à la présence de la matière absorbante. August Beer, (1825-1863) Loi de Lambert: plus la distance parcourue au travers d une substance absorbante est grande, au moins l intensité de la lumière transmise sera importante. Johann Lambert, (1728-1777). La loi de Beer-Lambert décrit l absorption d une lumière monochromatique à travers la substance qu elle traverse.

plethysmographie Pendant la systole le photodétecteur reçoit moins de lumière par: -augmentation du volume sanguin artériel -augmentation du volume du doigt -diminution de l absorption courbe du plethysmographe

Spectrophotométrie: spectre d absorption de l Hb Hb reduite (deoxy Hb) absorbe le rouge (650-750 nm) Hb oxygénée (oxy Hb) absorbe dans l IR (900-1000nm)

Deux diodes qui émettent rouge et infrarouge plusieurs fois par seconde Mesure de l absorption de ces deux longueurs d onde Algorythme du fabriquant transformation de ce ratio en valeur absolue de saturation (%)

Conversion du rapport R/IR en spo2 Pulse oximetry: : analysis of theory, technology, and practice. J Clin Monit. 1988 Oct;4(4):290-301. Wukitsch MW, et Al

Limites de fiabilité de l'oxymétrie pulsée - L'oxymétrie de pouls ne différencie pas O2Hb et COHb (Certains vernis à ongles ont le même effet.) -L'oxymétrie ne détecte ni les hypoxémies modérées (qui maintiennent le point artériel sur le plateau de la courbe d'affinité,) ni les hyperoxémies, -L'oxymétrie de pouls ne permet pas de faire la différence entre une désaturation liée à une hypoxémie et celle liée à une MetHb, -L'oxymétrie de pouls a tendance à donner des valeurs faussement élevées pour une SaO2 in vitro inférieure à 85 % -Une SpO2 lue inférieure à 65% n'est pas fiable, -La SpO2 n'est pas influencée par HbF, mais SpO2 serait non fiable en présence d'hbs -L'oxymétrie de pouls n'est pas fiable si l'amplitude de l'onde pulsatile au site du capteur est médiocre.

Limites de fiabilité de l'oxymétrie pulsée Peu de précision si - spo2 <80% - si Hb < 5g/dl Besoin d un signal pulsatile Artefacts et erreurs de mesures, mouvements Taille du capteur (pédiatrie) position (PDA)

La spo2 est-elle utile? En 1947 cette étude montre que 47% des praticiens ne découvraient une hypoxémie que lorsque la saturation était inférieure à 80%. Pire un quart des médecins ne la décelait que lorsqu elle était comprise entre 71 et 75%!!!!

Internet Journal of Medical Update, Vol. 1, No. 2, Jul-Dec 2006

Nouveau rôle pour la pulse-oxymétrie? Oximeter-Based Autonomic State Indicator Algorithm for Cardiovascular Risk Assessment Chest February 2011 139:2 253-259 Signals derived from overnight oximetry recording provide a novel potential tool for CV risk classification. Prospective studies are warranted to establish the value of the ASI algorithm for prediction of outcome in CV disease.

Vers plus de précision: Masimo Rainbow technology, Travaille sur 7 longueurs d ondes. Permet un signal plus fiable, analyse plus rapide, moins sensible aux artéfacts de lumière ou mouvements.

En plus FC et spo2, peut donner le contenu en oxygène, la met et la carboxyhb, l hémoglobine, la fréquence respiratoire l index de perfusion et un index de remplissage (PVI).

Renseigne sur la vasomotricité périphérique Renseigne sur le remplissage

Goal-Directed Fluid Management Based on the Pulse Oximeter Derived Pleth Variability Index Reduces Lactate Levels and Improves Fluid Management Forget et Al. Anesth Analg October 2010 111:910-914 RESULTS: Intraoperative crystalloids and total volume infused were significantly lower in the goal-directed PVI group. Lactate levels were significantly lower in the PVI group during surgery and 48 hours after surgery (P < 0.05). CONCLUSIONS: PVI-based goal-directed fluid management reduced the volume of intraoperative fluid infused and reduced intraoperative and postoperative lactate levels.

SpO2 ng is more accurate and more reliable than SpO2 og for SaO2 monitoring in the postoperative period following pediatric cardiac surgery in cyanotic children.

Sauver des vies? The Cochrane Collaboration Cochrane database library Pedersen T, Hovhannisyan K, Møller AM Comparaison spo2 vs no-spo2 en per et post-opératoire -6 RCT -Détection des hypoxémies -Moins d ischémie myocardique per-opératoire -Pas de différence dans l outcome.

2/ Capnographie

Le CO2 Produit par le métabolisme Transporté dans le sang Eliminé par les poumons

Physiologie La mesure du CO2 dans l'air expiré donne 2 types de renseignements: - L'élimination du CO2 par les poumons, -Les changements de la production du CO2 au niveau tissulaire et son transport vers les poumons par le système circulatoire. Reflet du DEBIT CARDIAQUE La capnographie permet de monitorer la production de CO2, la perfusion pulmonaire et la ventilation alvéolaire.

Mode de fonctionnement Deux principes physiques: Les lois de Beer-Lambert ainsi que les propriétés des infra-rouges La quantité d IR absorbée est proportionelle à la quantité de substance «absorbante» Pour l analyseur de gazs, plus il y aura de CO2 présent plus les IR seront absorbés.

Deux types de capnographes Sidestream Une partie des gaz est aspirée en continu et envoyée vers un analyseur. Léger mais risque de problème sur la ligne de prélèvement (coudée, condensation). Il existe un petit décalage (qq secondes) entre la mesure et l affichage de la courbe. Il permet d analyser différents gaz.

Deux types de capnographes Mainstream L analyseur est directement connecté au circuit respiratoire. Précis même si FR élevée Pas de problème si les gaz sont activements humidifiés Rapide qq msec de délai. Lourd, risque de brûlures, besoin de le désinfecter à chaque fois.

SIDESTREAM MAINSTREAM

Phase 0 : inspiration de gaz frais ou insufflation lors de la ventilation artificielle et chute rapide du CO2 Phase 1 : début de l'expiration et passage des gaz de l'espace mort ne participant pas aux échanges et donc absence de CO2 = ESPACE MORT ANATOMIQUE Phase 2 : le CO2 éliminé augmente rapidement correspondant à la vidange des alvéoles les mieux ventilés (et donc avec un moindre taux de CO2) et au mélange avec les gaz de l'espace mort = MELANGE ALVEOLAIRE + ESPACE MORT ANATOMIQUE

Phase 3 : plateau alvéolaire. Le CO2 augmente plus lentement correspondant à la vidange des alvéoles les moins bien ventilés (et donc avec un taux de CO2 plus élevé), maximum : ETCO2 = End Tidal CO2 = CO2 de fin d'expiration. Angle alpha : reflète le statut du rapport de ventilation sur perfusion (V/Q) du poumon. Il augmente si la pente de la phase 3 augmente. Angle bêta : se modifie en cas de réhinhalation.

ETCO2 End Tidal CO2, CO2 de fin d'expiration ETCO2 reflète la concentration de CO2 des alvéoles se vidant en dernier : les valeurs 32-37 mm Hg. Il existe un gradient entre ETCO2 et la PaCO2 (pression sanguine artérielle de CO2) - de 1 à 2 mm Hg chez le sujet sain - de 5 mm Hg chez le sujet anesthésié en ventilation contrôlée - chez le sujet avec pathologie pulmonaire, le gradient peut varier de 5 à 20 mm Hg. La mesure de PETCO2 permet d'estimer la PaCO2 des patients avec poumons sains. Sinon besoin d une PaCo2 de réfertence à la gazométrie

Modification du gradient Augmentation Hypovolémie Bas débit cardiaque Age élevé Embolie pulmonaire Emphysème diminution Enfants Parturientes Post-exercice Post-CEC Mismatch V/Q

MODIFICATION ETCO2 Augmentation Métabolique -hyperthermie (maligne) -lâchage de garrot -déclampage vasculaire -HTA Exogène -injection de bicarbonates -rebreathing -laparoscopie Respiratoire -hypoventilation -obstruction partielle du tube diminution Métabolique -hypothermie -hyta -bas débit Respiratoire -augmentation espace mort: EP -hyperventilation

Double courbe -fuite sur le tube de prélèvement -Intubation endobronchique - transplantation pulmonaire compliance différente des 2 poumons vidange décalée

Monitoring respiratoire Spirométrie vue lors du cours sur la physiologie respiratoire.

Il existe de nouveaux joujoux

NICO Respironics Cardiopulmonary Management System The NICO monitor, measures cardiac output based on changes in respiratory CO2 concentrationcaused by a brief period of rebreathing. A technique known as Fick partial rebreathing is applied to calculate cardiac output. Partial CO2 rebreathing cardiac output--operating principles of the NICO system. Jaffe MB. J Clin Monit Comput. 1999 Aug;15(6):387-401. Partial CO2 rebreathing indirect Fick technique for non-invasive measurement of cardiac output. Haryadi Dg et Al. J Clin Monit Comput. 2000;16(5-6):361-74. Première loi de Fick : En présence d un gradient de concentration (c(x)), il apparaît un flux de matière (J) tendant à équilibrer cette concentration Deuxième loi de Fick : La variation dans le temps du gradient de concentration entraîne une diminution du flux de matière

Capnographie Volumétrique

Capnographie aux lunettes omnistream, microstream, capnocheck,. -petite cellule d échantillonnage -pas besoin de calibration

capnocheck Mainstream Compact Pas besoin de calibration Utile pour iot hors bloc/réa Lors RCP - IOT ok - efficacité MCE - reprise de circulation

Alaris smart system Dangers of Postoperative Opioids Anesthesia Patient Safety Foundation NEWSLETTER APSF Workshop and White Paper Address Prevention of Postoperative Respiratory Complications by Matthew B. Weinger, MD Continuous monitoring using available technologies could still prevent a significant number of cases of patient harm. + pour les patients + pour l hôpital + pour la société PCA couplée à un capno+spo2 Intravenous Infusion Safety Initiative: Collaboration, Evidence-Based Best Practices, and Smart Technology Help Avert High-Risk Adverse Drug Events and Improve Patient Outcomes Ray R. Maddox,et Al.. *

Saturation et CO2 transcutané Inspectra : mesure directe de la saturation dans les tissus. Rôle clinique? Sentec noninvasive and continuous monitoring of transcutaneous carbon dioxide partial pressure (PcCO2), oxygen saturation (SpO2), and pulse rate (PR).

NIRS Near Infrared spectroscopy - Spectroscopy is the study of the interaction between matterand radiated energy. - It uses the near-infrared region of the electromagnetic spectrum (from about 800 nm to 2500 nm)

NON invasif Informations locales émission de photon en «near»ir. Valeur fonction: -PaO2 -PaCO2 -Hb -CMRO2 -CBF

FORE-SIGHT émetteur laser Donne valeur absolue SNC, muscle sque. ped 5-50Kg pénètre moins profondément INVOS émetteur LED Donne des trends Permet mesure cérébrale, Musculaires, viscérales.

Episode de TV pendant la mise en place d un pacemaker

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