MODES VENTILATOIRES DIPLÔME UNIVERSITAIRE SOINS INFIRMIERS EN RÉANIMATION, SALLE DE SURVEILLANCE POST INTERVENTIONNELLE ET URGENCES Evolution des respirateurs Anesthésie 1905 1° « machine » permettant le dosage de l'oxygène, de l'éther et du chloroforme Ventilation manuelle 1960 28 janvier 2013 Dr Christophe Denantes Un mode Ventilatoire unique: « Volume Contrôlé » 1980 Fonctions et réglages d’un ventilateur Modes Ventilatoires: « Volumétriques / Barométriques » « Contrôlés / Partielles » >2000 Nouveaux modes Ventilatoires partiels (dual-modes, exotiques…) et complexes (PAV, PPS, NAVA… ASV, Smartcare….) Station d’anesthésie Aide inspiratoire Fonction ventilateur Suppléer la fonction pompe de l’appareil respiratoire. • Insuffler activement les poumons du patient qui vont se vider passivement. • Source d’énergie d énergie ventilateur • Propulsion pneumatique (soufflet) • Propulsion électrique (piston ou turbine) Réglage passage de l’inspiration à l’expiration Pression de consigne dans les voies aériennes Volume délivré • • Cycle respiratoire en VS et en VC En ventilation spontanée • Inspiration active active:: Mise en jeu muscles respiratoires et Pression négative dans thorax • Expiration passive: passive: Relaxation muscles respiratoires et Pression positive dans thorax En ventilation en volume controlé la Pression en fonction du temps p est inversée • Insufflation Insufflation:: Augmentation pression et volume intraintrapulmonaire avec débit gaz constant • Plateau Plateau:: pas de flux et recrutement alvéolaire • Expiration Expiration:: Débit gaz et pression maximum puis diminue P P 0 Inspir Expir T Respiration spontanée Définition modes ventilatoires à partir 1 variable contrôlée et 2variables de cyclage Variable controlée au cours inspiration • volume: mode volume contrôlé ou volumétrique • pression: mode pression contrôlé ou barométrique Variable de déclenchement inspiration: inspiration: Temps: ventilation controlée • Seuil de déclenchement ou trigger: dépression (mbar) ou débit généré par patient (l/mn) • Variable de déclenchement de l’expiration: Temps: ventilation controlée Seuil de déclenchement ou trigger: Pression (mbar) ou débit avec valeur seuil (en général 25%) • • L’aide inspiratoire (PSV) et sevrage Le mode Ventilatoire En pression «Contrôlé » Ventilation Non Invasive Fonctions du ventilateur d’anesthésie Généralités Réanimation 0 Inspir Expir T Ventilation contrôlée Classification Modes ventilatoires A partir variable contrôlée et variables de cyclage Modes volumétriques volumétriques:: • ventilation en volume contrôlée (VVC ou VC), • ventilation en volume assistée contrôlée (VAC) • ventilation en volume assistée contrôlée intermittente (VACI) Modes barométriques barométriques,, les plus nombreux: nombreux: • ventilation en pression contrôlée (VPC) • ventilation en pression assistée contrôlée (VPAC) • ventilation en aide inspiratoire (AI), • ventilation à deux niveaux de pression positive [BIPAP]).. [BIPAP]) 1 Classification Modes ventilatoires Mode de ventilation barométrique asservie Mode de ventilation barométrique comprend un ensemble de modalités incluant les ventilations dont le niveau d'assistance en pression est asservi au volume (VT) La variable contrôlée qui est la pression est elleelle-même non garantie puisque soumise à une régulation. régulation. On n’oppose plus la variable contrôlée, donc fixe, à la variable dépendante, donc non garantie et à intégrer au processus de surveillance. surveillance. Quelles sont les différences entre un mode en volume et un mode en pression ? Quelles sont les différences entre un mode en volume et un mode en pression ? La ventilation à volume contrôlé (VC) • Débit inspiratoire constant. constant. • Volume constant et pression variable maximale en fin d’insufflation • Le réglage d’un plateau inspiratoire permet une meilleure répartition du volume insufflé mais augmente t la l pression i de d crête êt La ventilation à pression contrôlée (VPC) Débit constant ou décélérant mais volume courant variable • Pression constante évite les pics de pression de crête • Volume variable dépend de la compliance et des résistances du patient • Courbes débit, volume, pression ventilateur en mode volume et en mode pression PARAMETRES REGLES ET PARAMETRES MONITORES Paramètres ventilatoires VOLUME courant VOLUME CONTROLE PRESSION CONTROLEE FIXE variable (assuré) PRESSION voies aériennes DEBIT ALARMES à surveiller variable i bl FIXE (controlée = sécurité) Carré (constant) décélérant Pressions (Ppic, Pplat, Pmoy) Volume (VT mini) Ventilation minute EtCO2 Réglage VT, fréquence, I/E Pression de crête variable Intérêt VT garanti Classification modes ventilatoires Classification en deux grands groupes volumétrique et barométrique moins pertinente • Introduction de modes barométriques asservis • Extension de la pratique de la ventilation au cours de laquelle le patient n'est pas passif. Classification en ventilation controlée et assistée en mode volumétrique et barométrique • Ventilation contrôlée où tous les éléments du cycle sont déterminés par le ventilateur • Ventilations assistée où le patient a la possibilité de modifier un ou plusieurs éléments du cycle. Réglage P., fréquence, I/E VT variable Intérêt: P. limitée, fuites Modes de ventilation: classification Volumétriques (débit) Contrôlé VC Barométriques (pression) Contrôlé Partielle VAC PC VACI Partielle PAC BIPAP Aide Inspiratoire VS VS 2 Modes en Pression La pression contrôlée (PC) • aucune participation du patient • Le ventilateur insuffle de l’air, à une fréquence donnée, jusqu’à l’atteinte de la pression fixée Modes en volume Le volume contrôlé (VC) • aucune participation du patient. patient. • volume courant (VT) et fréquence imposés imposés.. • • • • • Le volume assisté contrôlé (VAC) participation partielle du patient. patient. Patient peut déclencher des cycles supplémentaires Patient peut augmenter la fréquence mais VT imposé. Le volume assisté contrôlé intermittent (VACI) permet au patient d'intercaler des cycles spontanés entre les cycles du ventilateur, Les cycles spontanés peuvent être assistés (aide inspiratoire) • La BIPAP (Bi-level Positive Airway Pressure) Ventilation à pression contrôlée autorisant ventilation spontanée du patient à tout moment • L'aide inspiratoire (AI) Aide en pression apportée par le ventilateur lors des cycles spontanés Cette modalité permet au patient de conserver le contrôle du déclenchement, de la durée et de la fréquence des cycles respiratoires 9 Indications de la ventilation en pression contrôlée Fuites Ô Paw 9 Ventilation à l’induction X X 9 Masque laryngé X X 9 9 Ventilation + PEP X Obésité (VA/Q Ò ?) X Cœlioscopie X Chirurgie thoracique X Ventilation sur sonde petit calibre X Pédiatrie X X Aide inspiratoire Mode ventilation spontanée assistée AI déclenchée par un signal de débit provenant de la respiration du patient ou trigger Voies aériennes sont mises en P à valeur préréglée Flux inspiratoire d’emblée maximum puis décélérant Arrêt de l’aide déclenché p par diminution débit en % Si le patient est apnéique il est ventilé en mode pression contrôlée à partir des réglages de l’AI ou après passage en mode ventilation contrôlée Dés que le patient reprend une VS il est ventilé en mode AI . La réinitialisation du mode aide est nécessaire avec certains ventilateurs Réglages de l’aide inspiratoire Le niveau d’aide réglé entre 10 et 15 15cmH cmH2O pour obtenir le volume courant désiré 6 à 8 ml/kg La fréquence ventilatoire minimum doit être réglée, • Fréquence permet une ventilation de sécurité mais ne doit pas interférer avec la ventilation du patient • Fréquence basse quand le patient est en spontané • Fréquence augmentée si ventilation d’apnée La durée maximum de l’inspiration la Indications Aide inspiratoire Induction Limite la dépression ventilatoire • Accélère l’induction • Doit être introduite après la perte du reflexe ciliaire ou BIS<50 • Limite le risque d’obstruction des VAS • Réveil La sensibilité du trigger permet régler le déclenchement de l’aide et éviter l’autotrigger 3 Mode de ventilation Réglages du ventilateur Paramètres de la ventilation Fraction inspirée en O2 (FIO2) Ventilation en pression positive Ventilation contrôlée Volume contrôlé Pression contrôlée Paramètres de volume:: VT, Ventilation minute Ventilation autodéclenchée VACI cycle en volume Ventilation spontanée Aide inspir. cycle en pression Circuit principal P Paramètres è d de temps:: Fréquence, Fé R Rapport I/E Paramètres de Pression:: Pression de crête, Pression de plateau, Pression moyenne, (PEP) Paramètres de débit:: Débit inspiratoire, pente de montée en Pression Réglages du ventilateur Gaz inspirés : O2 – Air FIO2 FIO2 3030-50% ►Ì Atélectasies absorption de l’air –N (78%), O2 (21%) (21%)-sans remplacement ► Maintien de la CRF FIO2 6060-80% ► Atélectasies té ectas es dénitrogénation Réglages du ventilateur Les paramètres de volume Le volume courant VT: volume insufflé au patient à chaque cycle, VT 6 6--8 ml/Kg pour poids p idéal théorique (PIT) f fonction ti d de lla taille t ill du d patient ti t PIT = X + 0,91 (taille en cm - 152,4) Femmes : X = 45, 5 Hommes : X = 50 ►Ì Infections site opératoire ►Ì Nausées – Vômissements ►Ì Ischémie myocardique ¾PIT (kg) = Taille (cm) -100 chez l’HOMME ¾PIT (kg) = Taille (cm) -110 chez la FEMME Réglages du ventilateur Les paramètres de Temps à régler et monitorer Réglages du ventilateur Les paramètres de volume Marie-Thérèse S. 53 ans 162 cm 132 kg Julia R. 49 ans 161 cm 47 kg La ventilation minute VM = Vt x F La fréquence respiratoire F : Nombre de cycles machines délivrés en 1 minute 12 à 15 en moyenne chez l ’adulte Régler fréquence respiratoire pour ETCO2 cible ETCO2 entre 35 et 40 mmHg ¾ Lung Volume = 3245 mL Lung Volume = 3364 mL ¾ Ü Épuration du CO2 et Þ de volotraumatisme Temps vidange expiratoire et prévenir Peep intrinsèque 4 Réglages du ventilateur Les paramètres de Temps à régler et monitorer Rapport I/E Valeur temps inspiratoire Ti divisé par temps expiratoire Te 9 Ti composé d’un temps d’insufflation actif et d’un temps passif • Temps T d’i d’insufflation ffl ti actif tif • Temps de plateau en % cycle total (10%) Arrêt de l’insufflation mais valve expiratoire fermée donc pression maintenue dans les voies aériennes) Réglages du ventilateur Les paramètres de pression à régler et monitorer La pression de crête : max atteinte pendant phase insufflation du Ti. ► ≠ P distension alvéoles à origine barotraumatisme ►P La pression de plateau : ► P mesurée pendant phase passive du Ti où débit nul ► P régnant dans alvéoles à origine barotraumatisme 9 Te : temps pendant lequel la valve expiratoire est ouverte La pression moyenne : ► Moyenne des P pendant un cycle complet ► Elle est calculée par le ventilateur 9 I/E = 1/2 : Te est deux fois plus long que Ti ; E = 2 * I La Pression maximum P max Est un réglage Réglages du ventilateur Les paramètres de pression à régler et monitorer Réglages du ventilateur Pression voies aériennes en volume contrôlé mesures La P.E.P (Pression Expiratoire Positive): résiduelle dans voies aériennes pendant l’expiration. ► Indication: Ü recrutement alvéolaire ► Attention: Barotraumatisme et Þ Qc et retour veineux Paw ►P Le niveau d ’aide inspiratoire : fixée pour aider le patient sur des cycles spontanés. ►P Pcrête Pplat. Pmoy PEP t 0 réglage Réglages du ventilateur Réglages du ventilateur Pression voies aériennes en volume contrôlé PIP (Pic) Pression voies aériennes en volume contrôlé Augmentation de la Paw: Resistance VA A = Résistances circuit machine B = Résistances sonde intubation C = Résistances VA proximales D = Distension Alvéolaire et barotraumatisme E = Baisse compliance thoracique Pplateau Compliance VT Pression alvéolaire en fin inspiration Augmentation P Pic : A à E Augmentation P plateau: D à E PEEP 5 Réglages du ventilateur Pression dans les voies aériennes Courbes débit, volume, pression ventilateur en mode volume et en mode pression AUGMENTATION P de crête P (cmH2O) P plateau non modifiée Pcrête Pinsuf 0 Résistances augmentées Compliance diminuée Réveil Epanchement pleural Sonde obstruée, coudée Hyperpression intraabdominale Bronchospasme Atelectasie Chaux sodée Intubation sélective Effets bénéfiques: Recrutement alvéolaire ¾ ¾ Augmente CRF et compliance pulmonaire Limite dérecrutement et survenue d’atélectasie Þ shunt (Qs/Qt) et Ü PaO2: Effet adverse: Hyperinflation dynamique ¾ ¾ I Flow (L.min-1) 1 2 3 0 1 2 E 3 t. ((s)) + - Réglages du ventilateur Pression expiratoire positive (PEP (PEP externe) ¾ Pplat P plateau augmentée Þ débit cardiaque: hypotension et désaturation Barotraumatisme: pneumothorax, pneumomédiastin Pression Volume Pinsuff = Pcrête Pinsuff ≠ Pplat 32 Réglages du ventilateur d’anesthésie Hyperinflation dynamique ou PEEP interne Causes, mécanismes Conduite à tenir ► Ì Vidange alvéolaire et Ê ► Expirium prolongé: Þ I/E, Þ Fréquence VD ► Ì Force rappel élastique: ► Bronchodilatateur ► Collapsus des petites voies aériennes ► Drainage / ► Bronchospasme aspiration ► Age ► VUP (Ê (Ê Ppic Ppic,, Ê Raw Raw)) ► Débrancher Tube Circuit Alvéole Bronchiole 33 Manœuvres de recrutement Manœuvres de recrutement Comment le faire? 6 Atélectasies et anesthésie générale Réglages du ventilateur d’anesthésie Manœuvre de recrutement alvéolaire Manœuvre de recrutement seule est insuffisante Pour que son effet bénéfique persiste dans le temps Elle doit être couplée p à l’application pp d’une PEEP Objectif du recrutement alvéolaire Ré-aération poumon et lutte contre les atélectasie Traitement des épisodes de désaturation Réducrion des VILI (volotraumatisme ou surdistension, atélectasie) 37 ► Obésité ► Tabagisme ► BPCO ► Patients réanimation Zones déclives du poumon Après induction Réglages du ventilateur d’anesthésie En pratique Quels patients? Quelle chirurgie? Quels patients Avant induction Quelle chirurgie ► Chirurgie abdominale ► Chirurgie thoracique ► Chirurgie > 2h Ventilation protectrice VT= 6 ml/kg P plateau <15 <15-20 20 cm H2O + PEEP = 5-7 cmH20 > Ventilation standard VT= 10 ml/kg + pas de PEEP La ventilation standard induit syndrome inflammatoire: Altération pulmonaire aigue (ALI) Indication ventilation protectrice chez patients ayant poumons anormaux 40 7 Retentissement cardiaque de la ventilation artificielle Effets cardiocardio-vasculaires Augmentation de la Pression intra intra--thoracique et de la résistance au retour veineux ¾ ¾ Cœur droit: Diminution du retour veineux et augmentation de la post charge Cœur gauche: diminution du retour veineux Diminution du débit cardiaque dont traduction est hypotension artérielle Effets sur les circulations régionales Autorégulation débit sanguins du cerveau et du cœur Débits sanguins rénal et splanchnique dépendent de la PA 44 Ventilation mécanique = intercations cardio-pulmonaires obligatoires La ventilation non invasive (VNI) La VNI est une technique d’assistance ventilatoire délivrée à travers un masque facial ou nasal, qui prend en charge tout ou partie du travail respiratoire. Insufflation : Exsufflation : Compression cardiaque = Baisse du remplissage du VD = Baisse de l’éjection du VD Décompression cardiaque = remplissage du VD = augmentation l’éjection du45VD LE RATIONNEL en post-opératoire Chirurgie Douleur La ventilation non invasive Anesthésie Ventilation y Utilisée en post-opératoire - En curatif VNI Fonction pompe y Fonctionne dans: y Diminue le travail respiratoire y Améliore la ventilation alvéolaire Î l’IRA - En préventif Î améliorer la récupération respiratoire Î éviter la survenue de l’IRA - un mode volumétrique Atélectasie Encombrement - un mode en pression y Améliore les échanges gazeux Pneumopathie … y Diminue les atélectasies Echanges gazeux y Fuites aériennes 8 Ventilation assistée contrôlée avec PEP La ventilation non invasive Paw (cmH20) 30 20 Le mode le plus utilisé Î VS-AI + PEP = Bi-PAP 10 PEP = 10 cmH2O « seuil de déclenchement » secondes 0 y Le patient initie le cycle respiratoire qui est délivré par le respirateur y Le réglage de la PIP ( niveau de l’AI ) détermine le niveau d’assistance ventilatoire y L’adjonction d’une PEP - améliore la ventilation alvéolaire - contrebalance l’effet d’une PEP intrinsèque Débit (l.min-1) 40 20 secondes 0 20 40 D’après J.J. Rouby Mode VS-Aide Inspiratoire + PEP = BiPAP déclenchement 30 20 10 PEP = 10 cmH2O 10 secondes 0 40 20 secondes 0 20 40 D’après J.J. Rouby 9