VENTILATION

VENTILATION ASSISTEE
Fig. 3. - Pressions des voies aériennes (en cm d'eau) en ventilation spontanée.
A l'inspiration, la pression
est négative. A l'expiration, la pression est positive. Trait continu : pressions
intra-pulmonaires. Trait pointillé : pressions intra-pleurales.
Fig. 4. - Ventilation spontanée thorax au repos.
La pression atmosphérique est la pression exercée par l'atmosphère
760 mmHg au niveau de la mer.
La pression positive est une pression supérieure à la pression atmosphèrique.
Elle exerce une force de souffle.
La pression négative est la pression inférieure à la pression atmosphérique.
Elle exerce une force d'attraction.
Un gradient de pression se créé entre deux zones de pressions différentes.
Tout gaz se déplace d'une zone à haute pression vers une zone à basse pression.
En ventilation spontanée, le volume courant et le débit inspiratoire sont
assurés par la différence entre la pression atmosphérique (l'air ambiant) et la
pression intra-thoracique qui est négative pendant l'inspiration.
Cette différence de pression est créée par la contraction des muscles
inspiratoires et surtout du diaphragme. La pression négative alvéolaire est due à la
chute de la pression intra-pleurale qui devient plus négative. La pression négative
alvéolaire entraîne le flux d'air vers les poumons.
L'air continue de remplir les poumons jusqu'à ce que la pression alvéolaire
soit égale à la pression atmosphérique et qu'il n'y ait plus de gradient de pression.
Thorax au repos : il n'y a pas de déplacement d'air car il n'y a pas de
différence de pression entre l'air extérieur et les poumons.
Inspiration : le diaphragme se contracte, la cage thoracique s'agrandit, la
pression négative intra-pleurale chute attirant les poumons au contact des côtes.
Ceci agrandit l'espace pulmonaire, provoquant une chute de la pression au-dessous
de la pression atmosphérique. Un gradient de pression est créé et l'air pénètre dans
les poumons.
Fig. 5. - Ventilation spontanée inspiration.Expiration : elle est passive. Les
muscles intercostaux se relâchent. La pression intra-pleurale augmente mais reste
négative. Les poumons sont comprimés, donc la pression alvéolaire devient
positive (au dessus de la pression atmosphérique). Un gradient de pression est créé
dans le sens opposé à l'inspiration. L'air se déplace des poumons vers
l'atmosphère, du plus positif vers le moins positif.
VENTILATION MECANIQUE
En ventilation mécanique, une différence minimale de pression d'environ
10 cm d'eau est nécessaire pour déclencher l'insufflation à pression positive et
assurer un volume courant correct. La pression positive intra-thoracique règne
pendant tout le cycle respiratoire sauf à la fin de l'expi ration. Ceci peut entraîner
une dimi nution du retour veineux au cœur et donc une diminution du débit
cardiaque.
Le retour veineux s'effectue essentiellement pendant la phase expiratoire
quand la pression intra-thoracique est la moins positive. Pour faciliter remplissage
du cœur droit, il est souhaitable de garder un temps expiratoire relativement long.
Le apport I/E (temps insufflatoire temps expiratoire) est de 1/2 : la phase
expiratoire est deux fois plus longue que la phase insufflatoire.
Fig. 7. - Pressions des voies aériennes (en cm d'eau) en ventilation mécanique.
A l'insufflation, la pression est positive. A l'expiration, la pression est positive
avec un retour à 0 à la fin de la phase expiratoire. Trait continu : pressions
intra-pulmonaires. Trait pointillé : pressions intra-pleurales.
Réglages des constantes du ventilateur
Mélange gazeux : il est composé d'air et d'oxygène. Sur un ventilateur
artificiel, le pourcentage en oxygène se règle de 21 % (air ambiant) à 100 %. Ce
pourcentage en oxygène s'appelle la Fi02 (fraction en oxygène). Audessus de 60
%, l'oxygène peut être toxique pour le tissu bronchique et les centres respiratoires.
Volume courant (VT : de l'anglais "Tidal Volume") : il correspond au volume
des gaz insufflés à chaque cycle machine. Ce volume se définit en fonction de
l'âge, du poids et de la pathologie du malade.
Chez l'adulte : la valeur de base est de 10 à 15 ml par kg de poids. Un homme
de 70 kg recevra un volume courant de base de 700 ml (70 kg x 10 ml).
Chez l'enfant : la valeur de base est de 7 à 9 ml par kg de poids.
Fréquence : elle correspond au nombre de cycles effectués par le ventilateur
en une minute. Celui-ci est très variable. Le produit de la fréquence par le volume
courant donne un volume total insufflé par minute.
Rapport Insufflation / Expiration (I/E) : il correspond au temps de la phase
d'insufflation par rapport à la phase d'expiration. Un rapport I/E standard est de
1/2 (la phase d'expiration est deux fois plus longue que la phase d'insufflation).
Celui-ci peut varier selon le type de ventilation voulu.
Les autres réglages (pression expiratoire positive, soupir, effort inspiratoire,
aide inspiratoire) dépendent du prescripteur et du mode de ventilation.
Il ne faut pas oublier de régler les alarmes de pressions maximum
d'insufflations et de spirométrie. S'assurer que l'humidificateur est bien branché et
que le thermostat du réchauffeur est réglé entre 32 et 34°C. Si le ventilateur n'est
pas muni d'un humidificateur, placer un nez artificiel juste avant le raccord annelé.
Ventilation contrôlée (VC)
En ventilation contrôlée, la machine assure à elle seule la ventilation du
malade. Un volume courant pré-réglé est délivré au malade à une fréquence fixe
pré-réglée sans aucune possibilité d'intervention du patient.
Fig. 8. - Pressions des voies aériennes (en cm d'eau) en ventilation contrôlée.
Avantages :
la courbe est régulière
la fréquence respiratoire est fixe
les pics des pressions d'insufflations sont pratiquement identiques (sauf s'il y a
un obstacle).
Inconvénients :
la ventilation contrôlée a un volume constant (sauf si la soupape d'air
additionnel est ouverte) et une fréquence fixe ;
. la phase d'insufflation est toujours en pression positive ;
. la ventilation spontanée du malade
(s'il en a une) est très faible ou nulle. Elle ne peut se réaliser que par
l'intermédiaire d'une valve d'air ou de gaz additionnels. Ceci traduit une
désadaptation du malade. Pour obtenir une bonne adaptation, il faut
éventuellement modifier les constantes du ventilateur et/ou utiliser des dépresseurs
du système nerveux central type benzodiazépines, morphiniques et/ ou curares.
Ventilation assistée contrôlée (VAC) Ventilation auto-déclenchée (VAD)
Ventilation auto-déclenchée contrôlée (VADC)
La ventilation assistée contrôlée est une ventilation contrôlée utilisée avec une
valve d'auto-déclenchement (trigger). Celle-ci permet le déclenchement d'un cycle
respiratoire par le malade. Celui-ci ébauche une inspiration en créant une
dépression (effort inspiratoire) dans le circuit insufflatoire. La ventilation est
ensuite assistée par la machine. La machine délivre alors au malade un cycle
respiratoire pré-réglé (volume courant, rapport I/E).
Fig. 9
contrôlée.
Pressions des voies aériennes (en cm d'eau) en ventilation assistée
Le seuil d'auto-déclenchement se définit par la dépression exercée dans le
circuit insufflatoire par un mouvement d'inspiration spontanée du patient pour
déclencher une insufflation active du ventilateur. Le seuil se règle de -1 à -20 cm
d'eau (actuellement on utilise des seuils dépassant rarement -5 cm d'eau).
Avantages :
Adaptation possible de la ventilation minute aux besoins du patient, variables
dans la journée en fonction de son état physiologique (stress, fièvre, choc ...
Inconvénients
Risque d'hyperventilation lors de fréquence trop élevée, déclenchée par le
patient (exemple : malade relevant d'une pathologie neurologique).
Ventilation
(VCI)
Intermittent
(IMV)
contrôlée intermittente
mandatory ventilation
La ventilation contrôlée intermittente est une ventilation contrôlée à fréquence
lente, qui permet au malade de respirer spontanément entre les insufflations
imposées par la machine. La respiration spontanée du malade se fait par
l'intermédiaire d'une valve à la demande délivrant un mélange gazeux identique à
celui des cycles machine. Les insufflations ne sont pas toujours synchrone avec
l'inspiration du malade. La fréquence machine est inférieure ou égale à 12 cycles
par minute. Le rapport I/E est supérieur ou égal à 1/4.
F i 9 - 10. - Pressions des voies aériennes (en cm d'eau) en ventilation
contrôlée intermittente (VCI).
(1)cycle de ventilation spontanée
cycle de ventilation contrôlée
- Ce mode de ventilation est utilisé pour sevrer le patient du ventilateur.
-Pendant le sevrage, la fréquence des insufflations mécaniques est
progressivement diminuée (12-10 par minute, puis 4), permettant au malade de
retrouver une ventilation spontanée efficace.
Avantages :
Ce mode de ventilation peut concourir à l'amélioration de la dynamique
cardio-vasculaire en améliorant le débit cardiaque par une diminution de la
pression intra-thoracique ;
permet un sevrage progressif.
Inconvénients :
La ventilation spontanée peut se retrouver en compétition avec la ventilation
mécanique (expiration spontanée contre insufflation mécanique) entraînant une
désadaptation.
Ventilation assistée contrôlée intermittente (VACI)
Synchronized
intermittent mandatory
ventilation (SIMV)
La ventilation assistée contrôlée intermittente est une ventilation mécanique
(en mode synchrone sur le CPU) à fréquence lente, associée à une ventilation
spontanée (comme la VCI), mais où les insufflations mécaniques se déclenchent
toujours en synchrone avec l'inspiration du malade, La fréquence machine est
inférieure ou égale à 12 cycles par minute. Le rapport I/E est supérieur ou égal à
1/4. La fréquence des insufflations mécaniques est moins régulière qu'avec la VCI,
mais les pics des pressions d'insufflations sont plus réguliers grâce à la
synchronisation entre le malade et la machine.
Fig. Il. - Pressions des voies aériennes (en cm d'eau) en ventilation assistée
contrôlée intermittente (VACI) .
(1)cycle de ventilation spontanée
(2)cycle de ventilation assistée contrôlée
Indications :
Elles sont les mêmes que pour 1a ventilation contrôlée intermittente (VCI)
avec ses avantages sans ses inconvénients. On peut associer une aide inspiratoire
à ce mode de ventilation.
Ventilation imposée variable (VIV)
Minute mandatory ventilation (MMV)
Ce mode de ventilation est complémentaire au mode synchrone. Il permet
d'associer les cycles spontanés du patient et les cycles mécaniques. Ces derniers
permettent de supplémenter la ventilation minute spontanée du patient afin
d'obtenir une ventilation minute suffisante.
On prescrit un volume minimum obligatoire de sécurité appelé volume seuil.
Au début du sevrage, le ventilateur assure la majorité de la ventilation du patient.
Si le volume minute résultant de la somme de la ventilation spontanée et
mécanique est plus important que le volume seuil prescrit, le ventilateur diminue
de lui-même la fréquence des cycles machine. C'est ainsi que le malade respire
progressivement spontanément sans supplémentation de la machine. Si le patient a
une ventilation spontanée insuffisante, le ventilateur va augmenter la fréquence
des cycles machine afin de dépasser le volume seuil.
Sur le CPU : mettre l'interrupteur sur mode synchrone, l'option n07 (mode
VIV en service) sur ON et régler la valeur seuil de spirométrie (volume minute
minimum).
Pour bien surveiller le patient en mode VIV, il est important de mettre les
options n°4 (volume courant inefficace = 3/8 du VT) et n°9 (surveillance du
volume courant inefficace) sur ON. En effet, en cas de ventilation de faible
volume et haute fréquence, on observe l'allumage de 4 points dans l'afficheur
volume courant expiré du malade. Le respirateur réagit ensuite comme une apnée
véritable et déclenche, dans les délais prévus, une insufflation d'un volume courant
préalablement déterminé puis une ventilation contrôlée prédéterminée. Dans ce
mode de ventilation, l'inhibition de l'alarme sonore est prolongée à 2 minutes au
lieu de 1 minute dans les autres modes. On peut associer une aide inspiratoire à ce
mode de ventilation.
Mode barométrique
La ventilation délivrée à flux constant jusqu'à la limite de pression pré-réglée,
peut être utilisée comme mode de ventilation, de sevrage ou bien de kinésithérapie
respiratoire. Cette technique utilise la pression (en cm d'eau) pré-réglée sur la
valve de limite de pression. Elle est généralement inférieure à 30 cm d'eau.
Les volumes insufflés dans ce mode dépendent du débit et de la pression
maximum.
Attention : plus la ,pression maximum est élevée, plus le volume insufflé est
grand et plus la fréquence est basse. De toute façon, le temps d'insufflation
n'excède pas 3 secondes (CPU).
Dans ce mode de ventilation, il y a des risques de pneumothorax,
d'hyperventilation, d'hypoventilation (résistance bronchique élevée, sonde
d'intubation bouchée, encombrement, bronchospasme, thorax non compliant).
Indications :
hyperinsufflations dans le but de mobiliser les sécrétions des régions
pulmonaires généralement mal ventilées ;
. prévention et traitement curatif des troubles de la ventilation, associés aux
changements de posture (kinésithérapie respiratoire équivalent du Bird).
Fig. 12. - Pressions des voies aériennes (en cm d'eau) en mode barométrique 1
(le cycle contrôlé est limité par la pression maximum).
Fig. 13. - Pressions des voies aériennes (en cm d'eau) en mode barométrique 2
(le cycle assisté contrôlé est limité par la pression maximum).
Ventilation spontanée avec pression expiratoire positive (VS + PEP)
Continuous positive airway pressure (CPAP)
Ce mode de ventilation permet au patient de respirer spontanément avec la
possibilité d'enrichir les gaz en oxygène et de mettre une pression positive
constante pendant la phase expiratoire afin d'augmenter le volume résiduel,
d'éviter aux alvéoles de se collaber de prévenir une hypoxie par augmentation de
la surface d'échange, de permettre au patient d'inspirer un mélange gazeux
humidifié de composition fixe.
Fig, 14. - Pressions des voies aérien(en cm d'eau) en ventilation spontanée
avec pression expiratoire positive (VS + PEP)
Peut associer une aide inspiratoire à ce mode de ventilation.
Pression expiratoire positive (PEP)
Positive and expiratory pressure(PEEP)
La PEP est une pression positive exercée à la fin de la phase expiratoire. La
pression intra-pulmonaire ne revient pas à 0 à la fin de l'expiration. La lecture de
la PEP se fait sur le manomètre de pression d'insufflation.
Fig. 15. - Pressions des voies aériennes (en cm d'eau) avec une pression
expiratoire positive (PEP) à + 5 cm d'eau.
Avantages :
Permet de garder dans les poumons un volume résiduel plus important à la fin
de l'expiration ; évite que les alvéoles ne se collabent et permet d'obtenir une
meilleure gazométrie par l'amélioration du recrutement alvéolaire.
Inconvénients
diminue le retour veineux par compression du médiastin, entraînant une
baisse du débit cardiaque. Elle est donc souvent utilisée après remplissage si
nécessaire et en association avec des drogues inotropes telles que le Dobutrex, la
Dopamine. Il faut donc surveiller attentivement les pressions des voies aériennes.
Prévenir si celles-ci sont supérieures ou égales à 50 cm d'eau ;
. l'utilisation d'une PEP élevée et sur plusieurs jours peut entraîner un
barotraumatisme (pneumothorax, emphysème sous-cutané).
Aide inspiratoire (AI)
Lorsque le patient débute son inspiration, il ouvre une valve à la demande ou
un équivalent (ciseaux sur le servo Siemens). Il inspire alors un mélange gazeux à
l'intérieur d'une chambre pressurisée à un niveau de pression pré-réglée. Plus ce
niveau de pression est élevé, plus "l'aide" apportée par le ventilateur en terme
d'augmentation de volume courant est importante.
L'interruption de l'assistance est réalisée lorsque le patient créé une
surpression ou que le débit inspiratoire s'abaisse au dessous d'une certaine valeur.
L'expiration est déclenchée par le malade.
L'aide inspiratoire se règle de 2 à +30 cm d'eau. Elle peut être utilisée en
VACI, VIV, VS + PEP.
SURVEILLANCE D'UN MALADE VENTILE
S'assurer que la sonde d'intubation ou la canule de trachéotomie est fixée
correctement. Attention chez les malades agités, les enfants, les malades avec un
pansement neuro (fixation des cordons sur le pansement) ...
Après toute intubation, trachéotomie, s'assurer qu'une radiographie des
poumons est faite.
Si la sonde d'intubation ou la canule de trachéotomie est munie d'un ballonnet
basse pression, contrôler 2 fois par 24 heures le ballonnet à l'aide du manomètre
prévu à cet effet (normale 20-25 cm d'eau).
Régler les alarmes de spirométrie basse et haute, et de pression maximum en
fonction des paramètres de la machine et du malade.
Contrôler régulièrement les constantes de la machine et les prescriptions
médicales.
Vider les condenseurs et tuyaux régulièrement toutes les 3 heures et plus
souvent si nécessaire.
S'assurer que les condenseurs sont bien en position déclive.
Nettoyer la valve expiratoire, la valve d'entrée d'air et la grille d'aération
régulièrement.
remplir l'humidificateur jusqu'au
trait supérieur.
Régler le thermostat de l'humidificateur en fonction des besoins du malade
(entre 32 et 34°C).
Noter la fréquence du malade par rapport à la fréquence pré-réglée de la
machine. Signaler une fréquence
respiratoire élevée (supérieure ou égale à 30), témoin d'une hyperventilation.
Parfois, il est nécessaire de modifier la sensibilité du trigger ou de la supprimer.
Spirométrie
Définition
La spirométrie est la mesure du volume de gaz expiré par le malade en une
minute (volume en litres par minute). Celle-ci représente le volume expiré à
chaque expiration multiplié par la fréquence respiratoire du malade en une minute.
Il est important de faire le rapprochement entre la spirométrie du malade et les
constantes pré-réglées de la machine.
En règle générale, la spirométrie doit être supérieure ou égale au volume
pré-réglé. On peut obtenir la même spirométrie avec une fréquence respiratoire de
40 et un volume de 0,2 litre ou avec une fréquence de 10 et un volume de 0,8 litre.
Dans le premier cas, le malade risque d'être rapidement épuisé.
Causes d'une spirométrie basse
Au niveau du ventilateur :
fuites au niveau du circuit tuyaux, humidificateur, raccords (débranchement
de la tubulure sur l'humidificateur du CPU), condenseur, perforation des valves
par les clapets (Siemens) ;
. mauvais fonctionnement du capteur du à la condensation (Siemens, Bourns)
ou à la perforation de la membrane du capteur (Bourns).
Au niveau du malade
ballonnet pas assez gonflé, percé
sonde dans une bronche, coudée, obstruée par un bouchon de sécrétions ou
par la paroi trachéale : dans ces cas, une pression élevée est souvent associée ;
fistule trachéo-oesophagienne.
Causes d'une spirométrie élevée
Au niveau du ventilateur :
Déréglage du capteur de spirométrie: humidité, condensation, noyade du
circuit expiratoire (Siemens).
Au niveau du malade :
Désadaptation du malade à la machine : état de choc, lésions du tronc
cérébral, acidose métabolique, douleur, angoisse, distension abdominale, mauvais
réglage du respirateur par rapport aux besoins du malade, mode de ventilation
inadapté au malade.
Les pressions insufflatoires
Surveillance des pressions des voies aériennes :
Ces pressions, qui doivent refléter les pressions des voies intra-thoraciques, reflètent
également celles qui règnent dans le circuit du ventilateur.
La pression maximale normale ne doit pas dépasser 40 cm d'eau. Une pression
supérieure à 50 cm d'eau doit être signalée car elle peut être le témoin d'un pneumothorax,
d'un bronchospasme, mais aussi d'un bouchon, d'une coudure de tuyaux ... La pression
minimale à la fin de l'expiration est de 0 sauf avec une PEP où elle doit être au niveau de
la PEP.
Fig. 16. - Surveillance des pressions des voies aériennes (en cm d'eau).
Causes des pressions élevées :
Augmentation des résistances dans les tuyaux : coudure, obstruction de la sonde
d'intubation (bouchon, sonde obstruée par la paroi trachéale, ballonnet faisant hernie au
niveau de l'extrémité de la sonde), mauvaise position de la canule de trachéotomie.
Augmentation des résistances bronchiques et alvéolaires : asthme (la crise d'asthme
entraîne un freinage expiratoire), bronchospasme (choc anaphylactique, allergie, embolie
pulmonaire), œdème pulmonaire, encombrement bronchique, atélectasie, syndrome de
Mendelson (vomissement et inhalation).
Diminution de l'élasticité thoraco-pulmonaire : broncho-pneumopathie chronique
obstructive (BPCO), thoracoplastie, fibrose, pneumothorax, les séquelles de
pneumothorax thérapeutiques, épanchement pleural, crises convulsives, tuberculose,
amyloïdose.
Toux, hoquet, désadaptation, angoisse, douleur.
PEP, soupir.
Mauvais réglage du ventilateur.
Modes de sevrage
Les sécurités dans les modes de sevrage sont insuffisantes en cas d'épuisement du
malade, donc la surveillance est primordiale.
Garder les alarmes basse et haute sur l'électrocardioscope bien serrées au cas où le
malade serait bradycarde ou tachycarde.
S'assurer que les alarmes du ventilateur sont correctement réglées (spirométrie,
pressions insufflatoires).
Noter régulièrement la fréquence respiratoire. Signaler une fréquence élevée,
supérieure à 30 cycles par minute.
Noter le volume courant et la spirométrie du malade par rapport aux sécurités
affichées (VCI, VACI, VIV).
Attention : on peut obtenir la même spirométrie avec 40 fois 0,2 litre ou 10 fois 0,8
litre.
Signaler une spirométrie élevée (hyperventilation), une spirométrie basse (obstacle,
fuite, mauvais réglage de la machine, asynchronisme total entre le malade et la machine,
sonde d'intubation mal positionnée).
Surveiller la coloration du patient, son état de conscience, des éventuelles sueurs,
efforts inspiratoires (si le malade a un tirage thoracique).
Si possible, prélever des gaz du sang avant de modifier le mode de ventilation.
On peut être amené à remettre le malade en ventilation contrôlée ou assistée contrôlée
rapidement. Ne pas oublier que l'on ne peut passer d'un mode VCI, VACI, VIV ou VS +
PEP à un mode assisté contrôlé ou contrôlé sans modifier les paramètres du ventilateur
ainsi que ses alarmes.