Ventilation mécanique

1. Ventilation mécanique Principes de base Thierry Penseyres Hôpital Riviera Soins Intensifs Novembre 2004

2. Plan du cours • Les courbes respiratoires • Le Flow-pattern (profils de flux) • Le Trigger • Les différents types de ventilation • Les modes ventilatoires les plus courants • Abréviations françaises et anglaises • Description des modes ventilatoires les plus courants • Les modes ventilatoires plus complexes • Pistes pour les problèmes courants • Conclusion

3. Les courbes respiratoires Résistance Compliance Pression Débit Volume Inspiration Pause Expiration

4. Pression Débit Volume Le Flow- pattern Insufflation avec flux dégressif Insufflation avec flux très dégressif Insufflationavec flux constant

5. Le Trigger Trigger = déclencheur Détection d’un effort inspiratoire du patient pour synchroniser l’action du respirateur avec celle du patient. Attention à ne pas confondre l’effort de déclenchement avec une ventilation spontanée !!! (Erreur courante…) Deux types de triggers différents: • Pressure trigger ou trigger en pression • Flow trigger ou trigger en débit

6. Pressure trigger Flow trigger Les Triggers L’effort inspiratoire contre les valves fermées génère une dépression. Le respirateur réagit quand la dépression est suffisante. Le patient ne reçoit pas de flux pendant l’effort. L’effort inspiratoire valves ouvertes génère une déviation du flux. Le respirateur réagit quand leflux dévié est suffisant. Le patient reçoit ce flux pendant l’effort.

7. Les types de ventilations Deux types de ventilation fondamentalement différents: 1. La ventilation volumétrique On insuffle du gaz jusqu’à l’obtention d’un volume déterminé, sans contrôle direct de la pression. Avantages: • Le volume courant est constant et bien contrôlé, donc:Volume minute assuré et stable, constance du lavage de l’air alvéolaire, stabilité de la gazométrie, maîtrise plus facile de la PaCO2. Inconvénients: • Les pressions varient en fonction des résistances, de la compliance pulmonaire, des mouvements et de la position du patient, etc.Donc: risques de barotraumatismes, pressions de crêtes plus importantes, augmentation des effets cardio-vasculaires.

8. Les types de ventilations Deux types de ventilation fondamentalement différents: 2. La ventilation barométrique On insuffle du gaz jusqu’à l’obtention d’une pression déterminée, sans contrôle direct du volume courant. Avantages: • La pression est constante et bien contrôlée, donc: diminution des risques de barotraumatismes, pressions de crêtes moins importantes, diminution des effets cardio-vasculaires. Inconvénients: • Les volumes courants varient en fonction des résistances,de la compliance pulmonaire, des mouvements et de la positiondu patient, etc.

9. Les types de ventilations Deux types de ventilation fondamentalement différents: Aujourd’hui il est possible de combiner ces deux types de ventilation en utilisant : • Un mélange de deux modes • Des modes complexes qui tentent de concilier simultanément des cibles de volume et de pression

10. Correspondances anglais - français

11. Les abréviations Pour faciliter la compréhension des abréviations, on peut trouver quelques lignes directrices: Le V de ventilation et le M de mechanical ou mécanique, nous aident peu à la compréhension du mode utilisé… Par contre, en général: • Le C, en anglais comme en français (Controled ou Contrôlé), indique un contrôle du cycle par le respirateur. • Le S anglophone (Synchronised) ou le A francophone (Assisté), indique que les cycles contrôlés par le respirateur peuvent être synchronisés avec un effort inspiratoire du patient (trigger) pour assister cet effort. • Le I, en anglais comme en français (Intermittent), indique que le contrôle du cycle par le respirateur est intermittent, pour permettre une activité spontanée du patient.

12. SCMV (CMV) / VAC (VC) • Ventilation volumétrique • Le C, (Controled ou Contrôlé) = cycles contrôlés par le respirateur. • L’absence de I, (Intermittent), en anglais comme en français, indique que le contrôle des cycles par le respirateur n’est pas intermittent mais permanent.Il n’y a donc pas de place pour une activité spontanée du patient. • En SCMV ou VAC: Le S anglophone (Synchronised) ou le A francophone (Assisté), indiquent que les cycles contrôlés par le respirateur peuvent être synchronisés avec un effort inspiratoire du patient (trigger on) pour assister cet effort. • En CMV ou VC: L’absence du S anglophone (Synchronised) ou du A francophone (Assisté), indique que les cycles contrôlés par le respirateur ne peuvent pas être synchronisés avec un effort inspiratoire du patient pour assister cet effort (trigger off).

13. SCMV (CMV) / VAC (VC) Quand le patient triggue,En SCMV ou VACil accélère la fréquence,il reçoit des cycles plus rapprochés,ce sont tous des cycles machines,pas de cycles spontanés. Quand le patient ne triggue pas,il reçoit des cycles machines à intervalles fixes En CMV ou VC le patient ne peut pas trigguer,pas de rapprochement de cycles,pas d’accélération de fréquence,nombres de cycles machines fixes,pas de cycles spontanés

14. SCMV (CMV) / VAC (VC) Les réglages utilisés: • FiO2 • Peep • Fréquence des cycles machines(en SCMV, c’est une fréquence minimale, le patient peut l’augmenter) • Volume courant • Flow-pattern(Evita 4: remplacé par débit inspiratoire « Débit » ou « Auto Flow ») • Rapport I:E(de plus en plus remplacé par « temps inspiratoire »: Evita 4, Galileo) • Pause inspiratoire. (En voie de disparition sur les respirateurs récents) • Trigger: « OFF » (CMV) ou « ON » (SCMV) / « Flow» ou « Pressure» / Niveau

15. SIMV / VACI • Ventilation volumétrique • Le S anglophone (Synchronised) ou le A francophone (Assisté), indiquent que les cycles contrôlés par le respirateur peuvent être synchronisés avec un effort inspiratoire du patient pour assister cet effort (trigger on). • Le I, (Intermittent), en anglais comme en français, indique que le contrôle des cycles par le respirateur n’est pas permanent mais intermittent.Il y a donc de la place pour une activité spontanée du patient. • Un contrôle des cycles par intermittence, suppose que le respirateur ménage des plages de respiration contrôlée et des plages de respiration spontanée. • Sur les plages de respiration contrôlée il va synchroniser les cycles machines à l’effort du patient.Ces plages s’appellent les FENETRES DE SYNCHRONISATION (période SIMV) • Sur les plages de respiration spontanée il ne délivrera pas de cycles machines contrôlés.(mais éventuellement une aide au cycle spontané sous forme de pression).

16. A A A A B B C C SIMV / VACI • Si le patient ne triggue pas: Il n’utilise pas la fenêtre de synchronisation.Il reçoit un cycle machine à la fin de chaque fenêtre de synchronisation • Si le patient triggue dans la fenêtre de synchronisation: Il reçoit un cycle machine contrôlé et synchronisé (un seul cycle machine par fenêtre) • Si le patient triggue hors de la fenêtre de synchronisation: Il ne reçoit pas de cycle machine synchronisé, il doit se « débrouiller » en spontané(avec éventuellement une aide inspiratoire)

17. SIMV / VACI Les réglages utilisés: • FiO2 • Peep • Fréquence des cycles machines(C’est une fréquence fixe, le patient ne peut pas l’augmenter) • Volume courant • Flow-pattern(Evita 4: remplacé par débit inspiratoire « Débit » ou « Auto Flow ») • Rapport I:E(De plus en plus remplacé par « temps inspiratoire »: Evita 4, Galileo) • Pause inspiratoire. (En voie de disparition sur les respirateurs récents) • Trigger: « Flow» ou « Pressure» / Niveau • Aide Inspiratoire: Niveau / Pressure ramp / SDE (seuil de déclenchement expiratoire)

18. PCV-SCMV / P-VAC • Ventilation barométrique • Le C, (Controled ou Contrôlé) = cycles contrôlés par le respirateur. • L’absence de I, (Intermittent), en anglais comme en français, indique que le contrôle des cycles par le respirateur n’est pas intermittent mais permanent.Il n’y a donc pas de place pour une activité spontanée du patient. • En PCV-SCMV ou P-VAC: Le S anglophone (Synchronised) ou le A francophone (Assisté), indiquent que les cycles contrôlés par le respirateur peuvent être synchronisés avec un effort inspiratoire du patient (trigger on) pour assister cet effort. • En PCV-CMV ou VPC: L’absence du S anglophone (Synchronised) ou du A francophone (Assisté), indiquent que les cycles contrôlés par le respirateur ne peuvent être synchronisés avec un effort inspiratoire du patient (trigger off) pour assister cet effort.

19. PCV-SCMV / P-VAC Quand le patient triggue,il accélère la fréquence,il reçoit des cycles plus rapprochés,ce sont tous des cycles machines,pas de cycles spontanés. Quand le patient ne triggue pas,il reçoit des cycles machines à intervalles fixes A NOTER: Comme en ventilation volumétrique, onpeut ne pas enclencher de trigger: PCV-CMV Le patient ne peut alors pas trigguer:nombre de cycles machines fixes,pas de cycles spontanésfréquence fixe. ATTENTION: Sur le Galileo ce mode s’appelle VPCqu’on utilise ou non le trigger (ON ou OFF)Pas de «A» malgré synchronisation possible. Sur Evita 4 ce mode s’appelle BIPAP assist.Créant la confusion avec le mode ventilatoire BIPAP des autres respirateurs.

20. PCV-SCMV / P-VAC Les réglages utilisés: • FiO2 • Peep • Fréquence des cycles machines(en PCV- SCMV, c’est une fréquence minimale,le patient peut l’augmenter) • Pression d’insufflation des cycles machines • Rapport I:E(de plus en plus remplacé par « temps inspiratoire »: Evita 4, Galileo) • Pause inspiratoire. • Trigger: « OFF » (CMV) ou « ON » (SCMV) / « Flow» ou « Pressure» / Niveau

21. PCV-SIMV / P-VACI • Ventilation barométrique • Le S anglophone (Synchronised) ou le A francophone (Assisté), indiquent que les cycles contrôlés par le respirateur peuvent être synchronisés avec un effort inspiratoire du patient pour assister cet effort (trigger on). • Le I, (Intermittent), en anglais comme en français, indique que le contrôle des cycles par le respirateur n’est pas permanent mais intermittent.Il y a donc de la place pour une activité spontanée du patient. • Un contrôle des cycles par intermittence, suppose que le respirateur ménage des plages de respiration contrôlée et des plages de respiration spontanée. • Sur les plages de respiration contrôlée il va synchroniser les cycles machines à l’effort du patient.Ces plages s’appellent les FENETRES DE SYNCHRONISATION (période SIMV) • Sur les plages de respiration spontanée il ne délivrera pas de cycles machines contrôlés.(mais éventuellement une aide au cycle spontané sous forme de pression).

22. A A A A B B C C PCV-SIMV / P-VACI • Si le patient ne triggue pas: Il n’utilise pas la fenêtre de synchronisation.Il reçoit un cycle machine à la fin de chaque fenêtre de synchronisation • Si le patient triggue dans la fenêtre de synchronisation: Il reçoit un cycle machine contrôlé mais synchronisé (un seul cycle machine par fenêtre) • Si le patient triggue hors de la fenêtre de synchronisation: Il ne reçoit pas de cycle machine synchronisé, il doit se « débrouiller » en spontané(avec éventuellement une aide inspiratoire)

23. PCV-SIMV / P-VACI Les réglages utilisés: • FiO2 • Peep • Fréquence des cycles machines(C’est une fréquence fixe, le patient ne peut pas l’augmenter) • Pression d’insufflation des cycles machines • Rapport I:E(de plus en plus remplacé par « temps inspiratoire »: Evita 4, Galileo) • Pause inspiratoire. • Trigger: « Flow» ou « Pressure» / Niveau • Aide Inspiratoire: Niveau / Pressure ramp / SDE (seuil de déclenchement expiratoire)

24. AV / AI Inspiration normale Inspiration plus longue Inspiration bloquée

25. SDE: Seuil de déclenchement expiratoireETS: Expiratory trigger sensitivity AV / AI SDE / ETS Choix du moment où le respirateur doit couper l’aide inspiratoire Se règle en pourcent du débit maximum Influence le temps inspiratoire(qui ne peut être réglé) Sur les respirateurs sans ce réglage: en général fixé à 25% Débit max ETS: 50% Ex: Pour une pression d’AI choisie, le débit chez le BPCO est plus faible, il faut donc le faire durer plus (ETS 10%)

26. P montée: Temps de montée en pression (Pente)P ramp: Pressure ramp AV / AI P montée / P ramp Choix du temps mis pour atteindre la pression d’aide Se règle en millisecondes N’influence pas le temps inspiratoire Influence beaucoup le confort du patient et la synchronisation patient-machine: P montée Exemples: Le patient conscient en VNI a souvent l’impression que la pression d’aide arrive trop brusquement et il bloque l’insufflation. En fait, il a besoin d’une rampe plus douce. Il faut allonger le temps de montée en pression (Pente plus faible). Par contre certains patients « tirent » énormément au début de l’inspiration,comme si le respirateur n’avait pas d’assez bons réflexes pour répondre à temps. En fait ils ont besoin que l’aide soit pleine et complète immédiatement. Il faut réduire le temps de montée en pression (Pente plus raide).

27. AV / AI Les réglages utilisés: • FiO2 • Peep • Trigger: • « Flow trigger» ou « Pressure trigger» • Niveau de trigger • Aide Inspiratoire: • Niveau d’aide • Pente (temps de montée en pression) • SDE (seuil de déclenchement expiratoire)

28. VDNP / BIPAP Caractéristiques très différentes d’un respirateur à l’autre… Mais avec quelques constantes: • Ventilation barométrique • Alternance de deux niveaux de pression: • Un niveau bas: EPAP correspondant à la Peep des autres modes • Un niveau haut: IPAP comme dans le PCV et dans l’Aide Inspiratoire • La BIPAP diffère du PCV: pas de contrôle total du cycle(Fréquence, durée du cycle, rapport I:E) • La BIPAP diffère de l’AI: pas de liberté totale du cycle: • On peut choisir une fréquence minimale • On peut choisir un temps inspiratoire (ou des temps min et max). • Sur certains respirateurs, on doit définir, en plus du niveau d’IPAP,le temps mis pour monter à cette pression (P montée ou pente).(A ne pas confondre avec ce qui s’appelle parfois la rampe qui est une élévation progressive de l’IPAP au fil des cycles pour assurer au patient un démarrage confortable du traitement).

29. Modes mixtes: APV, VCRP, VPL Chaque fabriquant a développé des modes mixtes pour essayer de concilier à la fois des cibles de volume et de pression. Les contraintes commerciales (brevets) entraînent une grande disparité dans la nomenclature de ces modes, même si certains sont très similaires.

30. Modes mixtes: APV, VCRP, VPL Exemples: L’APV de Hamilton et le VCRP de Siemens fonctionnent selon des principes absolument identiques: • Ce sont en fait des modes PCV(PCV-SCMV chez Siemens) (PCV-SCMV ou PCV-SIMV chez Hamilton) • On définit donc la pression d’insufflation,mais on y ajoute une cible de volume courant. • Si le respirateur atteint la cible facilement, il va ventiler le patient avec une pression inférieure à celle choisie. • Si le respirateur n’atteint pas la cible avec la pression choisie, il va ventiler le patient avec une pression supérieure à celle choisie !!! • Le respirateur a la liberté de dépasser la pression définie jusqu’à une limite définie par rapport à l’alarme de pression haute !!! • Quand vous modifiez l’alarme, vous changez la ventilation…

31. Modes mixtes: APV, VCRP, VPL Exemples: Le VPL de Drägger est conçu sur le même principe, mais s’applique sur les VAC et VACI comme une addition: • On définit donc le volume courant, mais on y ajoute une cible de pression. • Si le respirateur atteint le volume facilement, il va diminuer le débit pour ventiler le patient avec une pression inférieure à celle choisie. • Si le respirateur n’atteint pas le volume avec la pression choisie, il va augmenter la pression d’insufflation pour assurer le volume ! • Le respirateur a la liberté d’augmenter la pression d’insufflationjusqu’à l’alarme de pression haute ! • Quand vous modifiez l’alarme, vous changez la ventilation…

32. Modes automatiques Exemples: L’ASV de Hamilton est un mode qui intègre toute une série d’algorithmes pour remplacer le raisonnement des soignants. On définit le poids du patient et le pourcentage de ventilation qu’on veut obtenir par rapport à la ventilation idéale d’un patient de ce poids. • Si le patient ne fait rien, il reçoit des volumes contrôlés à intervalle fixe • Si le patient triggue, les volumes sont synchronisés • Si l’effort inspiratoire du patient est suffisant, l’aide inspiratoire entre en jeu et elle est modulée pour atteindre le volume courant ciblé. Le respirateur évalue donc, en continu, l’activité spontanée du patient. Il adapte, en continu, l’aide inspiratoire pour obtenir un Vc efficace. Il complète, en continu, l’activité spontanée par des cycles contrôlés. Bref, il fait, en continu, le job qu’on devrait faire régulièrement…

33. Quelques problèmes courants Que faire quand… On met le patient en spontané avec aide,il prend de bons volumes mais fait beaucoup d’apnées. Baisser le niveau d’aide: • S’il est trop élevé, le patient prend de gros volumeset diminue sa fréquence • L’augmentation du CO2 va stimuler la respirationAttention à maintenir une ventilation minimum: surveillance CO2 Fe, volume minute, gazométrie, etc… (BPCO par ex…)

34. Quelques problèmes courants Que faire quand… En ventilation volumétrique On doit faire face à des pressions de crêtes trop hautes • Allonger le cycle respiratoire: cycle plus long = inspirium plus long(sur certains respirateurs, on ne peut le faire qu’en diminuant la fréquence) • Allonger le temps inspiratoire (rapport I:E à 1:1 au lieu de 1:2)(sur certains respirateurs, ce temps se règle directement en secondes) • Diminuer le Volume courant • Passer à une ventilation barométrique

35. Quelques problèmes courants Que faire quand… Le patient lutte contre le respirateur (surpressions) • Essayer le mode spontané avec aide inspiratoire • Modifier la P montée (pente) pour que la pression monte de façon plus progressive et moins agressive • Régler un ETS-SDE plus élevé (pour que l’aide soit coupée plus tôt) • Diminuer le niveau d’aide(ou la pression de PCV, ou le volume de VACI) • Sédater le patient

36. Quelques problèmes courants Que faire quand… On veut savoir si le patient fait de l’air trapping • Ne pas chercher l’air trapping sur la courbe de volumeDans un poumon mis sous tension par la rétention gazeuse, le flux expiratoire est augmenté par la pression et le volume courant ressort ! • Ne pas chercher l’air trapping sur la courbe de pressionLa pression n’est pas mesurée dans les poumons, donc même si les pressions de crêtes sont plus hautes en situation de rétention gazeuse, la pression entre les cycles redescend à une valeur normale (PEEP) au niveau des capteurs du respirateur. • Chercher l’air trapping sur la courbe de flux: Le flux expiratoire ne revient pas à 0 avant l’insufflation suivante !

37. Quelques problèmes courants Que faire quand… On constate que le patient fait de l’air trapping • Espacer les cycles en diminuant la fréquence • Réduire le temps inspiratoire pour donner plus de temps à l’expiration: • En réduisant directement le temps inspiratoire(s’il se règle en secondes) • En raccourcissant la durée totale du cycle • En modifiant le rapport I:E à 1:3 au lieu de 1:2) • Diminuer le volume courant • Augmenter la Peep.Pour garder les voies aériennes supérieures ouvertes (certains patients les collabent en forcant l’expirium).

38. Conlusion Pour le soignant, la compréhenssiondu fonctionnement des différents modes ventilatoires et la capacité d’analyser les courbes ventilatoires sont utiles: Cela donne la possibilité au soignant d’offrir au patient une amélioration de la synchronisation et du confort Cela permet de faire des propositions qui permettent souvent d’améliorer les réglages du ventilateuret donc l’efficacité de la ventilation mécanique

39. Fin de la présentation Merci de votre attention