Ventilation artificielle en préhospitalier

Ventilation artificielle en préhospitalier ∗
SMUR Saint Germain en Laye
25 octobre 2002
Table des matières
1 Structure et principe d’un ventilateur
1.1 Principe de fonctionnement du ventilateur . . . . . . . . . . .
3
3
2 Nettoyage et stérilisation d’un ventilateur à la base
4
3 Préparation d’un ventilateur sur intervention
4
4 Monitorage de la ventilation mécanique
4.1 La fraction inspirée d’oxygène (F iO2 ) .
4.2 La fréquence (F) . . . . . . . . . . . . .
4.3 Volume courant (Vt) . . . . . . . . . . .
4.4 La pression des voies aériennes . . . . .
4.5 Le rapport I/E . . . . . . . . . . . . . .
4.6 La pause inspiratoire . . . . . . . . . . .
4.7 La capnographie . . . . . . . . . . . . .
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5
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5
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6
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6
5 Réglage des paramètres de ventilation
c
5.1 Exemples de réglage des paramètres sur le BREAS LVT100
7
8
6 Réglage des alarmes
8
7 Surveillance d’un ventilateur
8
8 Branchement du patient
9
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∗ basé sur un texte de la Réanimation Médicale – CHU Bichat
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9 Surveillance d’un patient ventilé
9.1 Clinique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2 Para-clinique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.3 Biologique: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.3.1 Normes physiologiques des gaz du sang artériel
10 Adaptation du patient à son ventilateur
10.1 La fréquence totale: . . . . . . . . . . .
10.2 La spirométrie: . . . . . . . . . . . . . .
10.3 La pression des voies aériennes: . . . . .
10.4 Signification de la désadaptation . . . .
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11 Principaux modes de ventilation
12
11.1 VC Ventilation contrôlée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
11.2 VAC Ventilation assistée contrôlée . . . . . . . . . . . . . . . 13
11.3 VS Ventilation spontanée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
11.4 PEP Pression expiratoire positive . . . . . . . . . . . . . . . . 13
11.5 VS-PEP Ventilation spontanée avec pression expiratoire positive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
11.6 VM-PEP Ventilation mécanique avec pression expiratoire positive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
11.7 Aide inspiratoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2
1
Structure et principe d’un ventilateur
Un ventilateur se compose de trois éléments essentiels:
une unité pneumatique: les gaz y sont mélangés et emmagasinés dans
un soufflet;
une unité électronique: pour régler et contrôler la ventilation;
le circuit patient (tuyauterie), qui véhicule les mélanges gazeux inspirés
et expirés, et qui relie la machine au malade.
Le ventilateur fonctionne à partir d’une énergie extérieure: électricité
c
c
(Breas
), gaz comprimé (Oxylog
).
1.1
Principe de fonctionnement du ventilateur
de façon schématique: Les gaz d’inspiration sont envoyés dans un soufflet, où ils sont mélangés et emmagasinés à une pression constante qui peut
être réglée entre 10 et 100cm d’eau. À partir du soufflet, le gaz est conduit au
patient à travers un système contrôlant le processus d’insufflation de façon à
obtenir le volume/minute et le type de débit désirés. Un système identique
contrôle l’expiration.
de façon plus élaborée: Le moteur du ventilateur, fait circuler de façon
rythmée les gaz dans la tuyauterie. La tuyauterie comprend, en suivant le
circuit des gaz, un certain nombre d’éléments indispensables:
– l’admission des gaz (oxygène, air) réglée le plus souvent par des débitmètres.
c
Sur le BREAS
, l’air est pris dans l’atmosphère et comprimé par une
turbine;
– une ”prise d’air additionnelle” permettant au malade de ventiler spontanément si l’appareil ne lui fournit pas une ventilation suffisante;
– une soupape de sécurité pour éviter les surpressions;
– un humidificateur, qui doit réchauffer et humidifier les gaz avant leur
arrivée dans la trachée;
– Il est nécessaire soit d’utiliser des gaz stériles et dépoussiérés, soit de
les filtrer pour éviter les infections de l’arbre trachéo-bronchique;
– Un ajustage à trois voies (raccord en Y ou en T) relie au malade la
branche de la tuyauterie amenant les gaz frais et la branche permettant
l’expiration;
– La branche permettant l’expiration comprend un spiromètre et divers
dispositifs permettant d’agir sur la vitesse et le débit expiratoire du
malade (valve de PEEP) qui normalement se fera passivement à l’air
3
libre. Pendant la durée de l’insufflation, cette branche de la tuyauterie
est fermée.
La machine va déclencher successivement et toujours dans le même ordre:
– la fermeture de la branche expiratoire;
– l’insufflation;
– l’arrêt de l’insufflation, avec parfois une pause (valve expiratoire et
insufflatoire fermée);
– l’ouverture de la branche expiratoire.
Par suite des résistances opposées par la tuyauterie, l’humidificateur
et le malade lui-même, l’insufflation doit se faire sous pression positive
(supérieure à la pression atmosphérique); la pression retombe à la pression
atmosphérique lors de l’expiration. Ceci inverse donc le régime des pressions
physiologiques et retentit sur le retour veineux thoracique et la circulation
pulmonaire. Pour pallier cet inconvénient, la durée du temps inspiratoire
doit être inférieure à celle du temps expiratoire.
2
Nettoyage et stérilisation d’un ventilateur à la base
Le ventilateur est dirigé vers le local de nettoyage prévu à cet effet. On
pratique alors le démontage complet et le nettoyage du circuit ”patient”. Ces
pièces sont alors stérilisées à l’autoclave. L’appareil doit également subir un
nettoyage extérieur complet.
Le fonctionnement du ventilateur est vérifié, et signalé par écrit (papier
ou collant sur l’appareil).
Ainsi nettoyé, le ventilateur peut alors être immédiatement rééquipé.
Une fois le montage effectué, il convient de contrôler le fonctionnement
du ventilateur et d’effectuer un préréglage standard.
L’étanchéité du circuit et l’exactitude de l’affichage des valeurs mesurées
sont vérifiées, les alarmes sont testées .
Ce test de fonctionnement est réalisé en laissant fonctionner le ventilateur
sur un ballon durant 10 minutes.
Dans cette pièce est rangé le matériel nécessaire, stérile sous sachet ou
en boite métallique. Il est ainsi possible de préparer rapidement un appareil.
3
Préparation d’un ventilateur sur intervention
Avant toute chose, s’assurer que le ventilateur a été nettoyé et que son
fonctionnement a été vérifié.
4
Vérifier la machine :
aspect extérieur, batterie, test à la mise en route.
Se procurer un circuit patient (stérilisé sous sachet) , un filtre à
usage unique (filtre anti-bactérien).
S’assurer de la présence d’un circuit de ventilation manuelle, d’un ballon
c
type Ambu
et de son masque.
4
Monitorage de la ventilation mécanique
Tous les ventilateurs comportent les mêmes grandes fonctions de base,
seule la présentation change d’un appareil à l’autre.
Tous les ventilateurs mesurent le volume courant (Vt), la fréquence respiratoire (F), (et donc la ventilation/minute VE), et la pression des voies
aériennes (PAW). Seul change d’un appareil à l’autre le mode l’affichage.
4.1
La fraction inspirée d’oxygène (F iO2 )
Elle se règle empiriquement en fonction de l’existence ou non d’une hypoxémie et de sa gravité entre 21% (air ambiant) et 100% (oxygène pur).
4.2
La fréquence (F)
Elle correspond au nombre de cycles effectués par le ventilateur en une
minute. Celle-ci est très variable (entre 14 et 20 cycles/minutes). Le produit de la fréquence par le volume courant (Vt = entre 8 et 12ml/kg de
poids corporel) donne un volume total insufflé par minute ou ventilation minute (8 à 16 litres/minute). Il est également essentiel de dissocier les cycles
mécaniques et spontanés. le monitorage des modes de support partiel doit
en effet permettre d’apprécier l’activité spontanée des patients. Les cycles
spontanés sont souvent détectés parce qu’ils donnent une pression négative.
4.3
Volume courant (Vt)
La mesure des volumes expirés (spirométrie) utilise de nombreuses techniques. Leur précision est en général suffisante pour le monitorage. Lorsqu’on
utilise des modes de support ventilatoire partiel, il est essentiel de mesurer
les Vt cycle par cycle, en séparant les cycles mécaniques et spontanés.
5
4.4
La pression des voies aériennes
C’est un élément essentiel de surveillance d’un patient ventilé.
On peut monitorer:
– la pression de crête, en rapport avec la vitesse d’insufflation ( ou débit
inspiratoire instantané ). La pression de crête maximale est en général
inférieure à 60 cm d’eau. Il faut savoir que lorsque la pression des
voies aériennes atteint cette pression maximale (préréglée), une valve
s’ouvre, et ce qui reste du Vt s’échappe dans l’air ambiant. Une Pmax
réglée trop bas va donc empêcher le patient de recevoir le Vt affiché.
– les résistances des voies aériennes et la compliance thoraco-pulmonaire,
et l’importance du Vt.
– la pression moyenne PAW permet d’approcher la pression intra-thoracique
moyenne.
– la pression de fin d’expiration (ou de pause inspiratoire).
– pression expiratoire: mesure la PEP.
4.5
Le rapport I/E
Ou durée de l’inspiration par rapport à l’expiration (habituellement
inférieur à 1/1), ou durée inspiratoire (Ti) inférieure ou égale à 50% de
la durée totale du cycle. Sur certains appareils, on règle un débit inspiratoire par minute (de 15 à 60 l/ minute). Si l’on a par ailleurs fixé le Vt
et la fréquence, la durée de l’inspiration et donc le rapport I/E en sont
automatiquement déduits. La pression des voies aériennes dépend aussi de
l’importance de ce débit inspiratoire. A Vt équivalent, un débit élevé augmentera plus vite et de façon plus importante la pression des voies aériennes
qu’un débit lent.
4.6
La pause inspiratoire
Temps d’insufflation maintenue, la valve expiratoire étant fermée, permettant une homogénéisation des gaz inspirés à l’intérieur du thorax. En
général , moins de 20% de la durée du cycle total.
4.7
La capnographie
Le CO2 expiré est analysé à l’aide d’une technique infrarouge.
6
5
Réglage des paramètres de ventilation
Le réglage des paramètres de ventilation se fait uniquement sur prescription médicale.
Les préréglages standards concernent:
le mode de ventilation : mode contrôlé, assité-contrôlé(confondu avec le
précédent), spontané;
Mélange gazeux: composé d’air et d’oxygène. Sur un ventilateur, le pourcentage en oxygène se règle de 21% (air ambiant) à 100% . Ce pourcentage en oxygène s’appelle la F iO2 (fraction en oxygène). Au-dessus
de 60%, l’oxygène peut être toxique pour le tissu bronchique et les
centres respiratoires;
la fréquence respiratoire: 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;
la ventilation minute (ou le volume courant) : le volume courant (Vt:de
l’anglais ”Tidal Volume”) 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 patient. 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;
l’alarme de spirométrie (VME);
l’alarme de pression maximale d’insufflation admise;
le rapport I/E ou 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 désiré;
Les autres réglages (pression expiratoire positive (PEP), soupir, effort
inspiratoire, aide inspiratoire) dépendent du prescripteur et du mode
de ventilation;
Filtre bactérien (nez artificiel) à placer juste avant le raccord annelé. Lors
de la ventilation spontané, l’air inspiré subit un conditionnnement important: dépoussiérage, humidification et réchauffement. Dans le cas
de la ventilation artficielle, les patients sont exposés à des gaz secs à
température ambiante. L’utilisation d’un nez artificiel permet de pallier ces inconvénients. En effet, lors de l’expiration, les gaz qui sortent
7
de la sonde d’intubation ou de trachéotomie ont une température voisine de 32 degrés Celsius et une saturation à 100%. En passant à
travers l’échangeur de chaleur et d’humidité, ils se refroidissent et la
vapeur d’eau se condense. Lors de l’insufflation suivante, les gaz froids
et secs se réchauffent en passant à travers le ”nez artificiel”; l’eau
s’évapore et les gaz se chargent en vapeur d’eau. Au total, les gaz
insufflés récupèrent la chaleur et la vapeur d’eau déposés par les gaz
expirés.
5.1
c
Exemples de réglage des paramètres sur le BREAS LVT100
mode de ventilation
fraction inspirée d’oxygène (F iO2 )
fréquence
volume insufflé
temps de pause
temps d’insufflation
spirométrie
limite supérieure de pression
pression expiratoire positive (pep)
trigger
6
VC/VAC
40 %
20 cycles / minute
10 litres / minute
10 %
25 %
min=6l/min. et max=15l/min
5 cm d’eau
0
0
Réglage des alarmes
– Régler les alarmes limites inférieure et supérieure du volume expiré/minute :
Régler les alarmes à +5 l/mn et - 5 l/min par rapport au Vi.
Si Vi=10 l/mn : alarme basse à 5 l/min et alarme haute à 15 l/min;
– Régler l’alarme limite supérieure de pression des voies aériennes:
Régler l’alarme entre 40 et 5O cm H2 O.
7
Surveillance d’un ventilateur
Celle-ci regroupe une action routinière et une action préventive.
Des instruments de mesure, d’alarme et de sécurité donnent à l’équipe
médico-infirmière des informations sur le fonctionnement propre du ventilateur et sur le couple ventilateur-patient.
8
En règle générale, un ventilateur comporte un bruiteur unique, mis en action quelle que soit l’alarme en cause et des voyants lumineux, ou tout autre
système visuel permettant d’identifier l’anomalie responsable de l’alarme.
L’inhibition temporisée du bruiteur durant une à deux minutes est possible pour permettre une aspiration, par exemple, sans déclencher un bruit
inutile.
Les tâches quotidiennes de surveillance regroupent la vérification des
points suivants:
– Le circuit patient :
– L’étanchéité du circuit.
– Le réglage du ventilateur, en accord avec la prescription médicale :
– Mode de ventilation (VC/VAC, VS-AI . . . );
– PEP;
– Trigger;
– Fréquence demandée;
– F iO2 ;
– Volume courant;
– Toute modification de paramètre doit être inscrite sur la feuille
de surveillance.
– Le réglage des seuils d’alarme :
– Spirométrie basse et haute;
– Pression maximum des voies respiratoires;
– Le bon fonctionnement du ventilateur :
– Contrôle des capteurs de pression, de débits, de F iO2 , de température;
– Vérification des alimentation en fluides (pression O2 ) et énergie
(batterie).
8
Branchement du patient
Le confort du malade est primordial surtout si celui-ci est conscient.
Le positionnement du ventilateur par rapport au malade doit être réalisé
de façon à entraver le moins possible la liberté de mouvement de celui-ci et
les manipulations. Les cadrans doivent être néanmoins toujours être visibles
à distance.
Les tuyaux de raccordement à la sonde d’intubation ne doivent pas entraı̂ner de traction ni de mobilisation de celle-ci.
Les tuyaux ne doivent pas non plus entraı̂ner un risque de débranchement
accidentel.
9
9
Surveillance d’un patient ventilé
Sur la feuille de surveillance doivent être consignés tous les paramètres
de ventilation ainsi que toute la surveillance s’y rapportant.
9.1
Clinique
surveillance horaire ou plurihoraire
– le malade se laisse aisément ventiler, il ne lutte pas contre l’appareil;
– état de conscience;
– observation du faciès, des extrémités, de l’état cutané: sueurs, marbrures, cyanose . . .
– mouvement de la cage thoracique: symétrie, amplitude, rythme, fréquence.
Cette observation permet de vérifier la bonne adaptation du patient
au ventilateur et valide les paramètres de ventilation choisis;
– auscultation pulmonaire des sommets et des bases;
– aspirations trachéales:
– sonde d’intubation ou canule de trachéotomie: positionnement, fixation, état cutané;
– fréquence cardiaque;
9.2
Para-clinique
– l’oxymètre de pouls (saturomètre) mesure la saturation de l’hémoglobine
en oxygène (% deSaO2 ). Il permet une détection rapide de l’hypoxie
et une alerte;
– la capnographie mesure le pic expiratoire de CO2 qui est un reflet de la
P aCO2 ce qui eprmet d’affiner les réglages du ventilateur. C’est aussi
l’alarme de débranchement la plus sensible;
– la pression artérielle.
9.3
Biologique:
les gaz du sang: la persistance d’une hypoxémie conduit à augmenter la
F iO2 en essayant, si possible, de ne pas dépasser 60%, seuil au-delà duquel
se manifesterait la toxicité de l’oxygène.
Une P aCO2 supérieure à 40mm Hg fait augmenter le Vt.
10
9.3.1
Normes physiologiques des gaz du sang artériel
P O2
P CO2
pH
Bicarbonates
SaO − 2
10
95 mmHg ou 12,7 kPa
40 mmHg ou 5,3 kPa
7,40
22 - 24 mmol/l
0,95 à 0,97
Adaptation du patient à son ventilateur
Elle s’évalue sur le monitorage du ventilateur:
10.1
La fréquence totale:
Si le patient ventile spontanément, Ftot sera supérieure à F mécanique.
10.2
La spirométrie:
Elle mesure la ventilation effectivement reçue par le malade (volumes
expirés ), exprimés en Vt et en VE (l/min). Celle-ci doit être comparée à la
ventilation affichée. Régler les alarmes de spirométrie basse et haute, et de
pression maximum en fonction des paramètres de la machine et du malade.
10.3
La pression des voies aériennes:
Elle doit refléter les pressions des voies intra-thoraciques et également
celles qui règnent dans le circuit du ventilateur. La pression maximale normale ne doit pas dépasser 40cm d’eau. Une pression supérieure doit être signalée car elle peut être le témoin d’un pneumothorax, d’un bronchospasme,
mais aussi d’un bouchon, d’une coudure de tuyau. . . 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.
Des pressions élevées indiquent:
– une obstruction du tube trachéal (sécrétions insuffisamment aspirées).
– une obstruction au niveau du circuit respiratoire (humidificateur, valves,
tuyau coudé, déréglage du capteur de spirométrie, noyade du circuit
expiratoire,. . . ).
– un mode de ventilation inadaptée au malade.
11
Au niveau du malade, des pressions élevées indiquent:
– augmentation des résistances bronchiques et alvéolaires: asthme, bronchospasme, atélectasie, embolie pulmonaire, œdème pulmonaire, syndrome de Mendelson (vomissement et inhalation),. . .
– diminution de l’élasticité thoraco-pulmonaire: BPCO, thoracoplastie,
fibrose pulmonaire, pneumothorax, épanchement pleural, crises convulsives, tuberculose. . .
– douleur, angoisse, distension abdominale, toux, hoquet, désadaptation.
Des pressions basses indiquent:
– une alarme de pression maximale réglée trop bas,
– une fuite dans le circuit insufflatoire ou une déconnection du patient,
– une ventilation/minute insuffisante,
– une intense ventilation spontanée du patient , abaissant les pressions
dans le circuit.
– au niveau du malade: ballonnet insuffisamment gonflé ou percé, fistule
trachéo-œsophagienne, sonde dans une bronche (intubation sélective).
10.4
Signification de la désadaptation
(Un patient qui lutte contre le ventilateur)
réglages défectueux: hypo ou hyperventilation mécanique;
perturbation de la commande respiratoire: choc, fièvre, encéphalopathie,. . . ;
existence d’une ventilation spontanée: il faut alors discuter le passage
aux modes de support partiel (VS-AI). Si l’on ne souhaite pas maintenir cette activité spontanée, il faut envisager la sédation du patient
c
c
(par exemple: Hypnovel
, Fentanyl
) associée à une curarisation si
besoin.
11
Principaux modes de ventilation
Sigles français et anglo-saxon, et définition de chaque mode de ventilation.
Ne seront abordés içi que les modes utilisés en pré-hospitalier.
11.1
VC Ventilation contrôlée
CV Controlled ventilation
12
Désigne la ventilation mécanique lorsque les caractéristiques du cycle respiratoire sont entièrement déterminées par le ventilateur sans aucune possibilité d’intervention du patient. C’est le mode ventilatoire de base. On peut
y adjoindre une PEEP.
11.2
VAC Ventilation assistée contrôlée
ACV Assisted-controled ventilation
C’est une VC où le patient peut déclencher des cycles ventilatoire. Actuellement, ce mode est confondu avec la VC, seul, le réglage de trigger
change.
11.3
VS Ventilation spontanée
SV Spontaneous ventilation
Mode où le patient détermine seul la fréquence et le volume courant. On
peut y adjoindre une PEEP (CPAP) ou une aide inspiratoire (VS-AI)
11.4
PEP Pression expiratoire positive
PEEP Positive end-expectory pressure
Désigne le maintien d’une pression supérieure à la pression atmosphérique
dans les voies aériennes durant toute l’expiration (augmentation de la capacité résiduelle fonctionnelle – CRF), et ce quel que soit le mode de ventilation. Cela empêche le collapsus alvéolaire lors de l’expiration dans les
œdèmes pulmonaires (cardiogénique, SDRA, pneumopathies aiguës). Le niveau de PEP varie de 0 à 15 cm H2O . Les complications essentielles de
la PEP sont le barotraumatisme (pneumothorax, pneumomédiastin, emphysème sous-cutané) et le retentissement hémodynamique (baisse de la
pression artérielle systémique et du débit cardiaque).
11.5
VS-PEP Ventilation spontanée avec pression expiratoire positive
CPAP Continuous positive airway pressure
Ce mode associe une ventilation spontanée et le maintien d’une pression
positive durant l’expiration, et peut être réalisé soit sur tube trachéal, soit
c
à l’aide d’un circuit à débit continu (dit ”libre”) type Boussignac
, soit
à l’aide d’un ventilateur, le débit gazeux étant alors interrompu pendant
l’expiration.
13
11.6
VM-PEP Ventilation mécanique avec pression expiratoire positive
CPPV Continuous positive airway pressure ventilation
On aura de même : VAC-PEP, VCI-PEP, VACI-PEP, VIV-PEP, VSAPEP
11.7
Aide inspiratoire
AI Aide inspiratoire ou PA Pression Assistée
IPS Inspiratory pressure support
L’AI réalise un support de pression au cours de la VS. Ce mode de
ventilation combine VS et VM. Plus la pression est basse et plus l’activité spontanée du patient est importante. Le patient respire dans un circuit
pressurisé, de niveau variable et réglable. Ce mode, très utilisé au cours du
sevrage, ralentit la fréquence spontanée et augmente le Vt tout en diminuant
la consommation d’oxygène (en fait le coût en oxygène de l’inspiration active) et le travail respiratoire. L’AI retarde ou empêche la fatigue des muscles
respiratoires. Il s’agit d’un mode en VS : c’est le patient qui détermine les
temps et les volumes.
14
Index
PEEP, 3, 13
15