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Pourquoi
L’humidification est
Vitale
Qu’est-ce que l’humidité?
L’humidité est la quantité de vapeur d’eau présente dans un gaz.
Il est possible de quantifier l’humidité comme suit:
Humidité absolue (HA)
Capacité Maximum
L’humidité absolue
C’est la quantité de vapeur d’eau
est la quantité réelle
qu’un gaz peut contenir.
de vapeur d’eau par
Elle varie selon sa température.
44mg/L
42mg/L
litre de gaz,
mesurée en
1L
mg/l.
40mg/L
38mg/L
HA=22mg/l
36mg/L
34mg/L
32mg/L
Humidité relative (HR)
L’humidité relative est une mesure de la vapeur
d’eau réellement présente dans le gaz par rapport
à sa capacité à contenir de la vapeur d’eau.
L’humidité relative s’exprime en pourcentage (%).
A.
44mg
B.
30mg/L
30˚C 31˚C 32˚C 33˚C 34˚C 35˚C 36˚C 37˚C
22mg
Quand un gaz est chauffé, sa capacité à contenir de la
vapeur d’eau s’accroît. A 37°C, un gaz peut contenir
44 mg/l de vapeur d’eau (repère A).
Quand un gaz est refroidi, sa capacité à retenir la vapeur
1L
d’eau diminue. A 30°C, un gaz ne peut contenir que
30 mg/l de vapeur d’eau (repère B).
Point de rosée
La température à laquelle le gaz a une humidité relative
de 100% (saturé) représente le point de rosée. Si un gaz
se refroidit en dessous de cette température, l’excédent
100% HR
50% HR
A. Si un litre de gaz peut contenir 44 mg de vapeur
d’eau et qu’il contient réellement 44 mg de
vapeur d’eau, cela signifie qu’il est saturé ou qu’il
a une humidité relative de 100%.
A. Si ce même litre de gaz ne contient que 22 mg
de vapeur d’eau, cela signifie qu’il est à la moitié
de sa capacité maximum ou qu’il a une humidité
relative de 50%.
2
Fisher & Paykel Healthcare
de vapeur d’eau se transforme en eau liquide
(condensation).
Humidification Physiologique
Les voies aériennes échangent l’humidité et la chaleur avec le gaz (conditionnent) lors de
l’inspiration et l’expiration. Elles jouent un rôle majeur dans la protection des poumons.
Inspiration
Voies respiratoires supérieures
•
Elles réchauffent et humidifient l’air inspiré pour qu’il
atteigne la température corporelle et arrive à
saturation (humidité relative de 100%) juste
Nasopharynx
au-dessous de la carène.1
•
Elles filtrent l’air inspiré et évacuent tout corps
étranger par l’éternuement, la déglutition, la toux et le
système de transport mucociliaire.2
Voie
respiratoire
Carène
Cela permet d’optimiser les échanges gazeux et de
protéger les tissus fragiles des poumons.
Expiration
Lors de l’expiration, seul 25%2 de la chaleur et de
l’humidité du gaz expiré est récupéré. La participation
des réserves systémiques est donc indispensable pour
conditionner l’inspiration suivante.
Protection des poumons
Le système de transport mucociliaire s’étend du
nasopharynx aux bronchioles. Il capture et neutralise les
agents pathogènes inspirés et les fait remonter le long
des voies respiratoires jusqu’au pharynx ils sont
déglutis3.
Le système de transport mucociliaire se
compose d’une couche de cellules
épithéliales ciliées, d’une couche aqueuse et
d’une couche de gel.
Cellules
épithéliales ciliées
Cils
Cellules épithéliales ciliées - chaque cellule possède
plusieurs cils en surface. Ces cils battent au sein de la
couche aqueuse.
Couche aqueuse - la couche aqueuse est une fine
Couche aqueuse
(Sol)
Couche de gel
(mucus)
Le système de transport mucociliaire
couche de fluide à faible viscosité. Les cils émergent de la
couche aqueuse lors d’un mouvement avant et entraînent
le mucus vers le haut; ils se recourbent en arrière dans le
fluide et libèrent ainsi le mucus. Cette action fait remonter
le mucus. L’épaisseur de cette couche est primordiale
pour obtenir un mouvement cilié efficace.
Couche de gel - la couche de gel se déplace
au-dessus de la couche aqueuse où elle capture les
agents pathogènes et les particules. Elle est ainsi
véhiculée par les cils. La teneur en humidité du mucus
est essentielle pour assurer sa mobilité.
Pourquoi L’humidification est Vitale
3
Humidification Physiologique
Comment les fonctions de conditionnement du gaz et de récupération d’humidité et de
chaleur se réalisent au niveau cellulaire ?
Conditionnement du gaz
Le gaz inspiré est conditionné à la température
Récupération de L’humidité et
de la Chaleur
corporelle et à 100% d’humidité relative (BTPS) par
Lors de l’expiration, la muqueuse desséchée et refroidie
l’extraction de la chaleur et de l’humidité du
entraîne le développement de condensation, dégageant
revêtement muqueux des voies aériennes.
à nouveau chaleur et humidité au niveau de la
muqueuse.
Air expiré
HUMIDITÉ
HUMIDITÉ
CHALEUR
CHALEUR
HUMIDITÉ
HUMIDITÉ
Air inspiré
Ce processus refroidit et dessèche la muqueuse.
Ce processus réchauffe et humidifie la muqueuse.
Poumons lors de l’intubation
La mise en place de la sonde d’intubation entrave de
nombreuses fonctions d’échange gazeux et de défense
des poumons.
L’insertion de la sonde empêche les fonctions de défense
suivantes4:
•
Evacuation mécanique (c’est-à-dire par
l’éternuement, la déglutition, la toux).
•
Filtration des particules inspirées.
Par conséquent, chez le patient intubé, le système de
transport mucociliaire est le seul mécanisme de défense
restant.
L’intubation déplace le réchauffement et l’humidification
vers les voies aériennes inférieures.
Dans les conditions respiratoires normales, ces voies
aériennes ne remplissent pas ces fonctions.
4
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Poumons à Risques
Si le gaz inspiré n’est pas saturé à température corporelle, il y a un risque de dessèchement des
voies respiratoires et de ralentissement du transport mucociliaire induisant le rétrécissement des
voies respiratoires et la baisse de la compliance pulmonaire.
Perte d’humidité
L’humidité et la chaleur doivent
provenir de l’environnement
immédiat si le gaz n’est pas saturé
à température corporelle.
L’humidité peut provenir des éléments suivants 5 :
1. Sonde d’intubation
Le dessèchement des sécrétions dans
la sonde d’intubation entraîne le rétrécissement de
la lumière du tube.
Cela augmente la résistance au flux et le travail
respiratoire.
2. Trachée
L’humidité peut être extraite de la trachée à
l’extrémité de la sonde d’intubation. Ceci
dessèche les sécrétions remontées par le système
de transport mucociliaire. Le mucus s’épaissit et
devient difficile à aspirer.
3. Voies respiratoires inférieures
L’humidité est extraite des voies respiratoires
inférieures compromettant ainsi le système de
transport mucociliaire.
1
2
3
Système de Transport
Mucociliaire Compromis
La fonction du système de transport mucociliaire varie selon
l’épaisseur du mucus, de la couche aqueuse et la fréquence de
battement des cils.
Si le gaz n’est pas saturé 3,5
•
l’épaisseur de la couche aqueuse est réduite et les cils sont
incapables de se recourber sans entraîner le mucus.
Epithélium cilié sain
•
la couche de gel se dessèche et s’épaissit.
Si la température est inférieure à la température corporelle 3,5
•
la fréquence de battement des cils est réduite.
•
le gaz se réchauffe, d’où la réduction de son humidité relative.
Une humidification inférieure au taux d’humidification optimale
entraîne le ralentissement du système de transport mucociliaire et
l’accumulation du mucus dans les voies respiratoires inférieures.
L’accumulation du mucus risque d’obstruer les bronchioles et de
limiter les échanges gazeux. L’accumulation de mucus peut
également constituer un site idéal pour la colonisation bactérienne.4
En cas d’exposition prolongée à une humidification non optimale, le
Epithélium cilié endommagé
conditionnement du gaz s’effectue plus en profondeur dans les
Illustration gracieusement fournie par WC Hulbert,
Université d’Alberta "Pulmonary Defense Group" (groupe de défense pulmonaire).
poumons et les cellules sont endommagées.
Ouverture des voies respiratoires et compliance
pulmonaire
L’ouverture des voies respiratoires et la compliance pulmonaire sont altérées par l’épaisseur accrue du mucus et
l’évacuation restreinte des sécrétions en provenance de petites voies respiratoires.5 Pour maintenir l’ouverture des voies
respiratoires, les sécrétions doivent conserver leur mobilité.
Pourquoi L’humidification est Vitale
5
Optimisation de la Défense des Poumons
La défense des poumons est optimisée en délivrant une humidité optimale et en réduisant
l’exposition aux agents pathogènes.
Humidité Optimale
L’humidité optimale minimise l’impact des agents
pathogènes qui peuvent envahir les voies respiratoires en:
•
Augmentant l’évacuation - l’optimisation du système
de transport mucociliaire améliore l’évacuation des
Source
externe
Source
interne
agents pathogènes et des particules6.
•
Limitant la réplication - en évitant l’accumulation du
mucus (milieu idéal pour la réplication des agents
Voie respiratoire
pathogènes).
Les voies respiratoires peuvent être exposées à deux
sources d’agents pathogènes.4
Sources externes - II s’agit des pathogènes exogènes qui
sont introduits lorsque le circuit respiratoire est ouvert afin
de réaliser des procédures telles que l’aspiration.
Sources internes - II s’agit des pathogènes endogènes
normalement présents dans les sécrétions gastriques ou
des voies respiratoires supérieures. Ces sécrétions
Les deux sources d’agents pathogènes lors de l’intubation.
atteignent les voies respiratoires inférieures par aspiration
autour du ballonnet de la sonde d’intubation. Les sécrétions fuient en permanence autour du ballonnet et un bolus
pourra être délivré lorsque la pression expiratoire positive (PEP) est perdue.
Les pathogènes endogènes sont la cause essentielle des pneumopathies nosocomiales.7
II est possible de limiter l’exposition aux agents de contamination en:
•
empêchant tout mouvement - la condensation et les aérosols peuvent transporter des pathogènes. Un fil chauffant
permet de maintenir le circuit exempt de condensation.
•
maintenant un système fermé - un circuit fermé peut être obtenu par l’utilisation d’une chambre à remplissage
automatique, d’un système clos de délivrance des médicaments (tel qu’un aérosol doseur) et de la suppression des
pièges à eau.
Ces moyens réduisent les risques de voir le patient intubé développer des infections respiratoires contractées en milieu
hospitalier telle que la pneumopathie nosocomiale. Cette invasion bactérienne affiche un taux de mortalité de 20 à
50%, accroît la durée de séjour à l’hôpital de 4 à 9 jours et se caractérise par un traitement relativement onéreux.7
Eau liquide nébulisée
1 à 40 microns
Bactérie
0.2 à 10 Microns
Virus
0,017 à 0,3 microns
Vapeur d’eau
0,0001 microns
A l’inverse de la vapeur d’eau, les gouttelettes d’eau sont de taille suffisamment importante pour transporter bactéries et virus.
6
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Apport d’une humidité optimale
En résumé, l’apport de gaz saturé en humidité aux patients permet de maintenir l’évacuation
des sécrétions, de favoriser les échanges gazeux et de diminuer les risques infectieux.
Le système d’humidification MR850 de Fisher & Paykel permet de délivrer
Un système d’humidification idéal:
efficacement, simplement et en toute sécurité une humidification optimale.
•
optimise l’humidification du patient
Le système est également conçu pour réduire les interactions entre le
•
est fiable, sûr et peu onéreux
•
est facile à installer, à utiliser et à entretenir
•
est soutenu par des études de
de plus de vingt années d’études de développement et de recherches
développement et des recherches cliniques.
cliniques dans le domaine de l’humidification optimale des patients intubés.
personnel soignant et le circuit respiratoire afin de limiter les risques de
contamination.
Le système d’humidification MR850 de Fisher & Paykel est l’aboutissement
Pourquoi L’humidification est Vitale
7
Références:
1. Dery R. The Evolution of Heat and Moisture in the Respiratory Tract During
Anaesthesia with a Non-Rebreathing System. Canad. Anaesth. Soc. J.
1973; 20:3:296-309
2. Walker JE et al. Heat and Water Exchange in the Respiratory Tract. Am. J.
Med. 1961 Feb; 259-267
3. Sleigh MA, Blake JR, Liron N. The Propulsion of Mucus by Cilia. Am. Rev.
Respir. Dis. 1988; 137:726-41
4. Estes R, Meduri G. The Pathogenesis of Ventilator-Associated Pneumonia:
1. Mechanisms of Bacterial Transcolonization and Airway Innoculation.
Intensive Care Medicine. 1995; 21:365-383
5. Williams R, Rankin N, Smith T, Galler D, Seakins P. Relationship between the
Humidity and Temperature of Inspired Gas and the Function of the Airway
Mucosa. Crit.Care Med. 1996; 24:11:1920-1929
6. King M, Tomkiewicz R, Boyd W, Wong P. Airway Epithelial Function in Dogs
Mechanically Ventilated with Ambient vs. Humidified Air at Core or Greater
than Core Temperature. Am. J. Res. & Crit. Care. 1995; 149:4:1041
7. CDC Guidelines 1994; Respiratory Care 39:12: 1191-1236
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