Modes ventilatoires en réanimation

Ventilation mécanique en
réanimation.
Les modes ventilatoires.
Bui HN
Réanimation médicale
Respiration spontanée
Paw
( cmH20 )
0
Ptp
Ppl
( cmH20 )
-10
Débit
( l.min-1 )
100
INSP
0
EXP
100
Régime de pression intra thoracique en Ventilation Artificielle
Pressions
Inspiration
Expiration
Temps
La ventilation artificielle
Mode en débit
Mode en Pression
Volume contrôlé (VC)
Pression contrôlée (PC)
Volume assisté contrôlé
(VAC)
Pression assistée contrôlée (PAC)
Pression assistée (VS AI-PEP)
Neurally Adjusted Ventilatory
Assist (NAVA)
CPAP
Mixte
VACI (en Pression assistée) /
VCRP
Système de pressurisation
Les systèmes pneumatiques : Bag-in-a chamber
Entrée de gaz frais
Gaz moteur
Vers le patient
• Le gaz moteur et respiré sont séparés.
• Sécurisation des gaz inflammables.
• Recyclage possible des gaz expirés.
• Mode Volume Contrôlé.
• Utilisé pour les ventilateurs d’anesthésie
• Abandonnés en réanimation du fait du
temps de réponse trop long, peu de
flexibilité
Système de pressurisation
Les systèmes pneumatiques : Pistons
Moteur Linéaire
• Pressurisation « autonome »
• Particulièrement adapté à un mode en Volume contrôlé.
• Limité en terme de temps de réponse, et problème de friction entre moteur
et piston.
• Actuellement abandonné par la plupart des ventilateurs modernes sauf
Purittan Bennett serie 700.
Système de pressurisation
Les Turbines
Air
Valve
inspiratoire
O2
Patient
• Les turbines permettent une pressurisation autonome.
• Adaptées à un mode en pression contrôlée.
• A vitesse de rotation constante, elle délivre une pression constante.
• L’air est prélevé dans l’environnement, l’enrichissement en oxygène se fait
soit en amont, soit en aval de la turbine (machine de domicile souvent).
Système de pressurisation
Pressurisation par les gaz médicaux
Air
Réservoir
du mélange
gazeux
O2
Patient
Contrôles
Valves de
contrôle
Compresseur
optionnel
• L’ouverture variable des valves permettent d’obtenir des FiO2 différentes.
• Le système est dépendant de la pression des gaz muraux.
• Le système nécessite une pression des gaz muraux, égale et stable.
• La fiabilité du système dépend de la qualité des valves dites proportionnelles.
Les Valves inspiratoires
Les valves proportionnelles sont opposées aux valves dites « tout-ourien ».
Elles permettent une ouverture progressive, et finement réglables.
Air
Réservoir
du mélange
gazeux
O2
Contrôles
Compresseur
optionnel
Patient
Les Valves inspiratoires
Valve contrôlée par un moteur pas à pas : valve de
type ciseaux
Système de ciseaux
Tube en silicone
Servo 900 C Siemens
Moteur pas à pas.
Chaque pas = 10% d’occlusion
Les Valves inspiratoires
Valve contrôlée par un moteur pas à pas
Moteur pas à pas
6400 ST Bird
Came
Ressort
Patient
Valve proportionnelle
Les Valves inspiratoires
Valve proportionnelle solénoïde ou
électromagnétique
Courant électrique
• Equipe la majorité des
ventilateurs modernes.
• Contrôle très précis du flux.
Bobine
Ressort
Puritan Bennett 7200 :
Valve
proportionnelle
Chaque valve solénoïde
possède 4095 « crans » sur
une distance de 762 µm !
Mode en débit
Mode en débit VC, VAC
On délivre un débit pendant un certain temps Volume
Volume
courant
Mode en débit VC, VAC
Débit
Temps
Volume
Temps
Mode en débit VC, VAC : Pression des voies aériennes
Un certain volume va être injecté dans le système
thoraco-pulmonaire et en fonction de la « mécanique
ventilatoire » il en résultera une certaine pression…
Mode en débit VC, VAC : Pression des voies aériennes
Débit
Temps
Volume
Temps
Pression
Temps
Mode en débit VC, VAC.
• Le volume courant : 6 à 10 ml/kg de poids théorique
• Le débit inspiratoire : 60 à 90-100 l/mn
• La fréquence ventilatoire : 15 à 20 cycles /mn
• La Fi02 : 21 à 100%
• La PEEP : 4 à 15 cmH2O
Trigger inspiratoire
La Ventilation contrôlée en débit
Pressions
Temps
Déclenchements du patient (trigger) non récompensés
La Ventilation Assistée Contrôlée en débit
Trigger en pression
E
I
E
I
Débit Insp.
P
Seuil
Seuil
Trigger en débit (flow-by)
E
Débit Exp.
I
E
Débit Insp.
I
Débit Exp.
Débit Insp.
Effort
patient
Pas d’effort
patient
Débit Patient
Débit Exp. = Débit Insp.
Pas de déclenchement ventilateur
Débit Exp. < Débit Insp.
Déclenchement ventilateur
Trigger inspiratoire
• Un trigger inspiratoire en pression : –1 à –4 cmH20
• Un trigger inspiratoire en débit : 1 à 5 l/mn
La pression de plateau
Respiration spontanée
Paw
( cmH20 )
0
Ptp
Ppl
( cmH20 )
-10
Débit
( l.min-1 )
100
INSP
0
EXP
100
Mode en débit VC, VAC : Pression des voies aériennes
Débit
Insufflation
Temps
de
Pause
Débit « carré »
Expiration
Volume
Pression
La Pression de Plateau
E
I
E
E
I
I
Débit Insp.
P crète
P plateau
Peep
La Pression de Plateau
Débit
Insufflation
Temps
de
Pause
Expiration
Volume
Pression
P crète
P plateau
Peep
La Pression de Plateau
Pression
Pause manuelle télé-inspiratoire
P alv
La Pression de Plateau
Sur certains ventilateurs, la pause inspiratoire déclenche
un cycle manuel : exemple de l’EVITA 4 (DRAGER®)
Plat.
Ins.
Pause télé-inspiratoire
Conditionne avec le débit, le temps inspiratoire.
Ti = T insufflation (débit) + T pause
Insufflation
Temps
de
Pause
Expiration
I
E
Le Ti avec la fréquence ventilatoire va conditionner le
rapport I/E
Pause télé-inspiratoire
•Le débit inspiratoire : 60 à 90-100 l/mn
•Le temps de pause : 0,2 à 0,6 sec
•Le rapport I/E : 1/2 à 1/3-4
(dépend du Tp et du débit inspiratoire)
Si je règle un Vt à 500cc, FR = 20/mn, V à 60l/mn
A combien doit être ma pause pour obtenir un I/E à 1/2 ?
T inspiratoire à 20/mn et I/E à 1/2 = 1 sec
T insufflation : Vt insufflé en 0,5 sec (60l/mn = 1l/sec)
Ti = Tins + Tp
donc Tp = Ti - Tp = 0.5 sec
Déterminants de la pression de
plateau
Équation du mouvement des gaz
Paw = R x V
+ 1/C x V
+ PEP
Pression résistive
Pression élastique
Limitation de la Pression de plateau = limitation du V insufflé
La pression de plateau
P alv
R
C
Paw = R x V + 1/C x V
+ PEP
La pression de plateau
R
R
C
P crète
C
P Crète Nle
P plateau
P plateau Nle
La pression de plateau
0
cmH20
Volume piégé
+ =5
cmH20
Auto PEP ou PEP i
Compliance du système thoraco
pulmonaire.
Compliance
Paw = R x V
+ 1/C x V
+ PEP
Capacité à générer un volume pour une pression donnée,
(inverse de l’élastance qui est une force s’opposant à la
distension).
Elle est exprimée en ml/cmH2O.
Compliance : ∆ V / ∆ P
Pression atmosphérique
Pression alvéolaire = pression
dans les voies aériennes
Pression oesophagienne = pression
pleurale
3 systèmes :
Système pariétal thoracique
Système pulmonaire
Système thoraco-pulmonaire
Compliance : ∆ V / ∆ P
Pression atmosphérique
Pression alvéolaire ≈ pression
dans les voies aériennes
Pression oesophagienne ≈ pression
pleurale
Compliance pariétale thoracique :
∆V
( Poeso insp – P atm) – (Poeso exp - Patm)
Compliance : ∆ V / ∆ P
Pression atmosphérique
Pression alvéolaire ≈ pression
dans les voies aériennes
Pression oesophagienne ≈ pression
pleurale
Compliance pulmonaire :
∆V
( Palv
insp
– Poeso insp) – (PeeP -Poeso exp)
Compliance : ∆ V / ∆ P
Pression atmosphérique
Pression alvéolaire ≈ pression
dans les voies aériennes
Pression oesophagienne ≈ pression
pleurale
Compliance thoraco pulmonaire :
∆V
( Palv
insp
– Patm) – (PeeP - Patm)
Compliance : ∆ V / ∆ P
Volume
Expiration
Inspiration
Pression
Le monitorage de la
VAC
Monitorage
En Ventilation controlée VC/VAC
• Pression de plateau ++++
• Pression de crête moins importante
La clinique ! Et les Gaz du sang.
Pourquoi 30 cm H2O ??
Pression transpulmonaire à laquelle la CPT est atteinte chez l’adulte
Knudson RJ J Appl Physiol 1977
En VC ou VAC on règle :
• Le volume courant : 6 à 10 ml/kg de poids théorique
• La fréquence ventilatoire : 15 à 20 cycles /mn
• La Fi02 : 21 à 100%
• La PEEP : 4 à 15 cmH2O
• Le rapport I/E : 1/2 à 1/3-4
(dépend du Tp et du débit inspiratoire)
• Le débit inspiratoire : 60 à 90-100 l/mn
• Le temps de pause : 0,2 à 0,6 sec
• Un trigger inspiratoire : –1 à –4 cmH20 ou de 1 à 5l/mn
On obtient ou on observe :
Une pression de crête
Une pression de plateau +++
Mode en pression
PC, PAC.
Mode en pression, PC, PAC (BIPAP)
Pression
Temps
inspiratoire
Peep = 0
Volume
Débit
Peep = 5
Mode en pression PC
Pression
Temps
inspiratoire
Déclenchements du patient (trigger) non
récompensés
Mode en pression PAC
Pression
Temps
inspiratoire
En PAC on règle :
• La pression inspiratoire
• La PEP
• Le temps inspiratoire
• Le temps de pause
• La fréquence ventilatoire
• Un I/E
• La FiO2
• Une pente
On obtient :
Un Volume courant
(dépend du temps I, de la fréquence)
Mode en pression PC, PAC
R
R
C
Réduction du Vt +++
C
Mode en pression
La VSAI.
La Ventilation Spontanée en aide inspiratoire et PEP
VSAI-PEP
Pression
AI
PI
PEEP
Volume
Débit
Buts de la VSAI
Satisfaire le patient lorsque celui ci fait un effort ventilatoire,
par la délivrance d’une pression inspiratoire, coupée lorsque le
patient commence son expiration.
Asynchronisme :
Inspiration du patient non détectée / non satisfaite par la délivrance
d’une pression inspiratoire par la machine
où à l’inverse
Délivrance d’une pression inspiratoire non sollicitée par le patient.
Réglages du ventilateur - VSAI
Pression
(Paw)
Débit
(Flow)
Trigger
inspiratoire
Pente
Plateau
de l’AI
Trigger
expiratoire
PEP
Réglages de l’aide inspiratoire
Objectif de Vt : 8 à 10 ml/kg de poids théorique
Diminution de la fréquence respiratoire < 25 cycles/mn
Réglage de la PEP : IRA hypercapnique
0
cmH20
-6
-6
cmH20
Réglage de la PEP : IRA hypercapnique
0
cmH20
+5
-4
cmH20
+1
Réglage de la PEP : IRA hypercapnique
Patm + PEPe
AI
Délivrance de l’AI, vitesse de pressurisation
• Valve proportionnelle :
– Ouverture de la valve fonction de l’effort ventilatoire
– Fermeture de la valve inspiratoire pour le maintien de la pression de
consigne
Trigger Expiratoire
Pression
Trigger
inspiratoire
Temps
Débit
Trigger
expiratoire
Temps
Trigger Expiratoire
Pression
Dépassement du niveau
d’Aide Inspiratoire
Débit de coupure par
rapport au débit max
Débit
Temps
Limitation du temps
inspiratoire
Trigger expiratoire : débit de coupure
Débit max
Temps inspiratoire
En VSAI PEP on règle
• Une AI
• Une PEP
• Une FiO2
• Une pente de pressurisation
• Un trigger inspiratoire
• Un trigger expiratoire
On obtient
• Un volume courant
• Une fréquence ventilatoire
Ventilation spontanée en AI - PEP
R
C
R
C
R
Volume courant variable !!
C
Monitorage
En Ventilation Spontanéee en AI - PEP
• Volume courant et fréquence ventilatoire ++++
• Les courbes…
La clinique ! Et les Gaz du sang.
Mode en pression
La NAVA.
(Neurally Adjusted Ventilatory Assist)
Contre régulation
Volontaire
Automatique
Centres respiratoires
Conduction phrénique
Contraction diaphragme
Pression œsophage
Expansion thorax et
poumon
Pression airway et débit
RESPIRATEUR
Modes classiques
Contre régulation
Volontaire
Automatique
Centres respiratoires
Conduction phrénique
Contraction diaphragme
Recueil et traitement
du signal EAdi
Pression œsophage
Expansion thorax et
poumon
Pression airway et débit
RESPIRATEUR
Pression proportionnelle à
EAdi
Représentation simplifiée de la
NAVA
Airway
Pressure
=
EaDI
X
NAVA
level
DU – IRA 2010
Sonde Gastrique Nava
NAVA : Recueil du signal Edi
Airway pressure
19 cmH2O
= EaDi X Nava Level
19 µV 1 cmH2O/µV
DU – IRA 2010
Modes Ventilatoires : en conclusion
Utilisation préférentielle du mode VAC pour la ventilation
contrôlée
Permet de garantir un Vt cible.
Permet de monitorer la pression de plateau.
Dès que possible, utilisation du mode VSAI + PEP
Mode « plus physiologique ».
Permet un sevrage de la ventilation mécanique.