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.