29. Les bases de la ventilation mécanique




Introduction


Les buts de la ventilation mécanique sont :




• d’assister ou de suppléer le travail respiratoire du patient lorsque ce dernier ne parvient plus à générer une force musculaire respiratoire suffisante pour assurer une ventilation minimale ;


• d’améliorer ou de normaliser les échanges gazeux en ventilant le patient d’une façon optimale sans avoir d’effets délétères au niveau du parenchyme pulmonaire et tout en maintenant une hémodynamique correcte.

Ce chapitre sera subdivisé en deux parties :




• ventilation assistée contrôlée (VAC) ;


• ventilation spontanée.


La ventilation assistée contrôlée



Introduction


La VAC est un mode ventilatoire qui permet au patient de déclencher un certain nombre de cycles ventilatoires tout en assurant une fréquence respiratoire (FR) minimale (figure 29.1).








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Figure 29.1
Courbe de pression en fonction du temps en mode volume assisté contrôlé.



La ventilation assistée contrôlée en volume contrôlé



Définition


La ventilation en volume contrôlé est une ventilation à débit constant. Le respirateur applique un certain débit pendant le temps prédéterminé afin d’insuffler le volume courant (VT) déterminé.


Paramètres à régler


Les paramètres à régler sont les suivants (figure 29.2).








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Figure 29.2
Paramètres ventilatoires à régler en mode volume assisté contrôlé.



La fraction inspirée en oxygène (FiO2)


La FiO2 sera comprise entre 0,21 et 1 en fonction du degré d’hypoxémie du patient. Il ne faut pas hésiter à ventiler le patient à une FiO2 de 1 pendant les premières heures de ventilation en cas d’hypoxémie sévère.



Le temps inspiratoire


Le temps inspiratoire (Ti) correspond à la durée du cycle inspiratoire. Celui-ci peut être subdivisé en :




• un temps d’insufflation : administration du VT (phase dynamique ou phase de débit) ;










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Figure 29.3
Visualisation du temps d’insufflation et du temps de pause inspiratoire sur les courbes de pression et de débit en fonction du temps dans le mode volume assisté contrôlé.


Le rapport du Ti sur le temps expiratoire (Te) définit le rapport I/E.


La fréquence respiratoire


La FR est établie par le patient ou par la fréquence minimale imposée si le patient ne produit aucun effort respiratoire. La FR normale est programmée entre 14 et 16 cycles/min.

Le produit de la FR par le VT correspond à la ventilation minute.


Le niveau de pression expiratoire positive


Le niveau de pression expiratoire positive (PEP) correspond à une pression régnant dans les territoires pulmonaires en fin d’expiration.

Généralement, un niveau de PEP minimum de 5cm H2O est programmé. Ce niveau peut être augmenté jusqu’à 14 voire 16cm H2O en cas d’hypoxémie importante, dans le but de recruter des territoires pulmonaires à condition que le statut hémodynamique du patient le permette [1]. Toutefois, un risque de surdistension alvéolaire peut survenir à des niveaux de PEP élevés (figure 29.4).








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Figure 29.4
Principe de la PEP.



Le débit inspiratoire


En fonction du respirateur utilisé, le débit inspiratoire est soit réglé manuellement (entre 40 et 60L/min), soit déterminé automatiquement par le respirateur (en fonction du VT [figure 29.5], du Ti [figure 29.6], du temps de pause [figure 29.7] et de la FR).








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Figure 29.5
Variation du débit inspiratoire en fonction du VT en mode volume assisté contrôlé.









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Figure 29.6
Variation du débit inspiratoire en fonction du Ti en mode volume assisté contrôlé.









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Figure 29.7
Variation du débit inspiratoire en fonction du temps de pause en mode volume assisté contrôlé.


Les figures 29.8 et 29.9 illustrent les deux possibilités de réglage selon le respirateur utilisé.








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Figure 29.8
Réglage manuel du débit inspiratoire en mode volume assisté contrôlé.









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Figure 29.9
Réglage automatique du débit inspiratoire en mode volume assisté contrôlé.



Le trigger inspiratoire


Le trigger inspiratoire, encore appelé « seuil de déclenchement inspiratoire », est le système qui permet au patient de déclencher les cycles inspiratoires.

Le seuil de déclenchement (SD) peut être programmé en pression ou en débit. Ce dernier est plus sensible et permet donc une diminution du travail respiratoire.

Lorsque le patient déclenche le trigger, la FR augmente et risque d’entraîner une augmentation de la ventilation minute.

La figure 29.10 montre une courbe de pression en fonction du temps alors que le seuil de trigger est mal réglé. Ceci risque d’entraîner une désynchronisation patient/respirateur et par la suite une fatigue respiratoire. Un trigger trop sensible peut aussi entraîner des autodéclenchements.








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Figure 29.10
Courbe de pression en fonction du temps en mode volume assisté contrôlé avec un seuil de trigger mal adapté.



Monitorage de la ventilation assistée contrôlée en volume contrôlé











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Figure 29.11.
Détection d’une fuite par l’observation de la courbe de volume en fonction du temps en mode volume assisté contrôlé (VCI = volume courant inspiré ; VCE = volume courant expiré).



Les niveaux de pression dans les voies aériennes










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Figure 29.12
Visualisation de la pression de pointe et de la pression plateau sur la courbe de pression en fonction du temps en mode volume assisté contrôlé.





• le niveau de la pression de pointe, appelée également pression de crête. Il correspond à la pression maximale mesurée dans les voies aériennes. Celle-ci rend compte de la pression nécessaire pour vaincre les résistances (patient et ventilateur) et la compliance du système thoracopulmonaire. De plus, ce niveau dépend du VT, du débit inspiratoire et du niveau de PEP ;


• le niveau de la pression plateau, appelé également pression de pause inspiratoire, correspond à la pression nécessaire pour vaincre la compliance du système thoracopulmonaire. Celle-ci doit théoriquement être mesurée lors d’une pause inspiratoire de 2 à 3s. Ce niveau ne peut dépasser 30cm H2O [2]. Une pression plateau dépassant ce niveau peut engendrer des lésions pulmonaires (barovolotraumatisme) et provoquer, par une diminution du retour veineux, une insuffisance circulatoire [3].

Toute modification du VT et du niveau de PEP fait varier le niveau de pression plateau.


Le calcul des résistances


Les résistances des voies aériennes peuvent être calculées par la formule suivante :




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Sans modification des paramètres ventilatoires, une augmentation des résistances s’observe par une augmentation du gradient entre la pression de pointe et la pression plateau (figure 29.13).








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Figure 29.13
L’augmentation de la pression de pointe sans modification de la pression plateau témoigne d’une augmentation des résistances en mode volume assisté contrôlé.



Le calcul de la compliance statique


La compliance statique peut être calculée par la formule suivante :




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où : VT = volume courant ; P plat = niveau de pression plateau ; PEP = niveau de la pression expiratoire positive ; PEPi = niveau de pression expiratoire positive intrinsèque.

L’exemple de la figure 29.14 montre une augmentation de la pression plateau, sans modification du gradient entre la pression de pointe et la pression plateau, témoignant une diminution de la compliance.








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Figure 29.14
En mode volume assisté contrôlé, l’augmentation de la pression plateau sans modification du gradient entre la pression de pointe et la pression plateau témoigne d’une diminution de la compliance.



La pression expiratoire positive intrinsèque ou auto-PEP











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Figure 29.15
Mesure de la PEP intrinsèque par la technique d’occlusion en mode volume assisté contrôlé.


Il ne sera possible de mesurer cette PEPi qu’à la condition de s’assurer d’une sédation profonde, voire d’une curarisation du patient.

Ce phénomène s’observe principalement chez les patients présentant des résistances respiratoires élevées (bronchopneumopathie chronique obstructive [BPCO], par exemple).


Le débit expiratoire


Le débit expiratoire est un phénomène passif qui dépend des caractéristiques thoracopulmonaires du patient.

Un débit expiratoire nul à la fin du Te est le reflet d’une vidange complète du poumon (figure 29.16).








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Figure 29.16
Un débit expiratoire nul reflète une vidange complète du poumon.


L’allure de la courbe de débit expiratoire en fonction du temps permet de déceler certaines pathologies respiratoires. À cet égard, la figure 29.17 illustre une vidange incomplète du poumon objectivée par un débit expiratoire ne revenant pas à zéro à la fin du Te. Ceci s’observe, par exemple, en cas d’obstruction des voies aériennes.








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Figure 29.17
Courbe de débit expiratoire en fonction du temps en mode volume assisté contrôlé montrant une vidange incomplète du système respiratoire.



La fréquence respiratoire


La FR est établie par le patient ou par la fréquence minimale imposée par le respirateur si le patient ne produit aucun effort respiratoire. Le monitorage d’une FR maximale doit être suivi afin d’éviter toute hyperventilation.


La ventilation minute


La ventilation minute du patient, produit du VT par la FR, doit être surveillée afin d’éviter toute hyperventilation.


La ventilation assistée contrôlée en pression contrôlée




Paramètres à régler (figure 29.18)



La fraction inspirée en oxygène (FiO2)


La FiO2 sera comprise entre 0,21 et 1 en fonction du degré d’hypoxémie du patient.








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Figure 29.18
Paramètres ventilatoires à régler en mode pression assistée contrôlée.



Le niveau de pression inspiratoire


En fonction du respirateur utilisé, ce niveau de pression correspond au niveau de pression soit préréglé, soit ajouté au niveau de la PEP (figure 29.19).








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Figure 29.19
En fonction des respirateurs utilisés, la pression inspiratoire est soit maximale (A), soit ajoutée au niveau de PEP (B). L’exemple ci-dessus montre les deux possibilités d’ajustement avec une pression inspiratoire de 20cm H2O et une PEP de 5cm H2O.


Ce niveau de pression est réglé afin d’obtenir un VT compris entre 6 et 8mL/kg du poids idéal tout en ne dépassant pas une pression maximale de 30cm H2O.

Le poids idéal peut être calculé suivant la formule de Lorentz :




• homme : taille (cm) − 100 − [(taille − 150)/4] ;


• femme : taille (cm) − 100 − [(taille − 150)/2,5].


Le temps inspiratoire


Le Ti correspond à la durée de pressurisation des voies aériennes (figure 29.20).








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Figure 29.20
Le Ti détermine le temps de pressurisation des voies aériennes en mode pression assistée contrôlée.



La fréquence respiratoire


La FR est établie par le patient et/ou par la fréquence minimale imposée. La FR normale est programmée entre 14 et 16 cycles/min.


Le niveau de pression expiratoire positive


Le niveau de PEP correspond à une pression régnant dans les territoires pulmonaires en fin d’expiration.

Généralement, un niveau de PEP minimum de 5cm H2O est programmé.


La rampe










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Figure 29.21
Variation de la rampe de montée en pression en mode pression assistée contrôlée.



Le trigger inspiratoire


Le trigger inspiratoire, encore appelé « seuil de déclenchement inspiratoire », est le système qui permet au patient de déclencher des cycles inspiratoires.

Le SD peut être programmé en pression ou en débit. Ce dernier est plus sensible et permet donc une diminution du travail respiratoire.

Lorsque le patient déclenche le trigger, la FR augmente et risque d’entraîner une augmentation de la ventilation minute.


Monitorage de la ventilation assistée contrôlée en pression contrôlée


En ventilation en mode pression contrôlée, l’observation de certains paramètres nous permet de surveiller et d’optimaliser la ventilation du patient.


Le volume courant inspiré


Le VT inspiré va, entre autres, dépendre des caractéristiques mécaniques du système respiratoire. Une diminution de la compliance peut, par exemple, générer une hypoventilation par diminution du VT (figure 29.22).








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Figure 29.22
Diminution du VT pour un même niveau de pression témoignant d’une diminution de la compliance thoracopulmonaire.


D’une manière générale, le VT expiré doit se situer entre 6 et 8mL/kg de poids idéal.


La ventilation minute


En l’absence d’effort inspiratoire, le volume minute expiré est directement proportionnel au VT. Dans ces conditions, toute modification de résistance et/ou de compliance du système respiratoire du patient se traduit par une modification du volume minute expiré. Ainsi, la surveillance du volume minute expiré, associée à une alarme de volume minute expiré minimal, permet de déceler une éventuelle diminution du VT secondaire à une augmentation des résistances des voies aériennes (encombrement, bronchospasme…) ou à une diminution de la compliance du système respiratoire (atélectasies, pneumopathies, pneumothorax…) [1].


La fréquence respiratoire


La FR est établie par le patient et/ou par la fréquence minimale imposée. Le monitorage d’une FR maximale doit être suivi afin d’éviter toute hyperventilation.


La courbe de débit en fonction du temps



La courbe de débit inspiratoire

La courbe de débit inspiratoire en fonction du temps objective un débit inspiratoire décéléré. En effet, ce débit est égal à la variation de pression entre la pression inspiratoire préréglée et la pression alvéolaire (Delta P) divisée par la résistance (R) :

Débit (cm H2O/L/s) = Delta P/R (figure 29.23).








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Figure 29.23
Évolution du débit inspiratoire en fonction du gradient entre la pression inspiratoire programmée et la pression alvéolaire durant le Ti (P alv = pression alvéolaire ; P insp = pression inspiratoire programmée ; R = résistances).


Un débit inspiratoire nul en fin d’insufflation signifie que la pression alvéolaire a atteint la pression inspiratoire fixée (équilibre des pressions dans le système).

D’une manière générale, cette annulation du débit est recherchée lors du réglage du Ti (figure 29.24).








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Figure 29.24
Annulation du débit inspiratoire par augmentation du temps inspiratoire.



La courbe de débit expiratoire

Le débit expiratoire est un phénomène passif qui dépend des caractéristiques thoracopulmonaires du patient.

Un débit expiratoire nul à la fin du Te est le reflet d’une vidange complète du poumon (figure 29.25).








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Figure 29.25
Un débit expiratoire nul reflète une vidange complète du poumon.


L’allure de la courbe de débit expiratoire en fonction du temps permet de déceler certaines pathologies respiratoires. L’exemple ci-dessous illustre une vidange incomplète du poumon par un débit expiratoire ne revenant pas à zéro à la fin du Te. Ceci s’observe en cas d’obstruction (figure 29.26).








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Figure 29.26
Courbe de débit expiratoire en fonction du temps en mode pression assistée contrôlée montrant une vidange incomplète du système respiratoire.




Le temps expiratoire


La durée du Te doit coïncider avec la vidange complète du poumon. L’analyse de la courbe de débit expiratoire permet de régler le Te. Le débit doit être nul en fin d’expiration (figure 29.25).


Calcul de la compliance statique


La compliance statique peut être calculée par la formule suivante :




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où : VT = volume courant ; P max = niveau de pression maximale ; PEP = niveau de la pression expiratoire positive ; PEPi = niveau de pression expiratoire positive intrinsèque.

Oct 9, 2017 | Posted by in IMAGERIE MÉDICALE | Comments Off on 29. Les bases de la ventilation mécanique
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