Monitoring Respiratoire

Monitoring Respiratoire
EIUA 2011
David Kahn
Plan du cours
• Pulse oxymétrie
• Capnographie
• NIRS
1/ Pulse oxymétrie
Rappel physiologique
L'oxygène dans le sang est
- sous forme dissoute (PaO2)
- sous forme combinée à l'hémoglobine (HbO2)
Le contenu artériel en oxygène (CaO2) est la somme des
deux:
CaO2 = (0,003.PaO2) + (Hb.1,39.SaO2)
La quantité d'O2 délivré aux tissus par minute est le
transport en O2 (TO2)
TaO2 = Qc x CaO2
Si on néglige l'O2 dissout,
TO2 = Qc x concentration de l'hémoglobine [Hb] x SaO2
C Koi un pulse oxymètre ?
Appareil de mesure de la fraction oxygénée de
l'hémoglobine, par oxymétrie de transmission
couplée à une photo-pléthysmographie.
Deux principes
• La plethysmographie qui utilise les variations des
ondes lumineuses pour reproduire les ondes
pulsatiles artérielles.
• La spectrophotométrie qui mesure l’absorption des
lumières à travers les substances.
PLETHYSMOGRAPHIE
Lois physiques
Loi de Beer: l’intensité de la lumière transmise diminue de manière inversement
proportionelle à la présence de la matière absorbante.
August Beer, (1825-1863)
Loi de Lambert: plus la distance parcourue au travers d’une substance absorbante est
grande, au moins l’intensité de la lumière transmise sera importante.
Johann Lambert, (1728-1777).
La loi de Beer-Lambert décrit l’absorption d’une lumière
monochromatique à travers la substance qu’elle traverse.
plethysmographie
Pendant la systole le photodétecteur
reçoit moins de lumière par:
-augmentation du volume sanguin artériel
-augmentation du volume du doigt
-diminution de l’absorption
courbe du plethysmographe
Spectrophotométrie:
spectre d’absorption de l’Hb
Hb reduite (deoxy Hb) absorbe le rouge (650-750 nm)
Hb oxygénée (oxy Hb) absorbe dans l’IR (900-1000nm)
Deux diodes qui émettent rouge et infrarouge plusieurs fois par
seconde
Mesure de l’absorption de ces deux longueurs d’onde
Algorythme du fabriquant
transformation de ce ratio en valeur absolue de saturation (%)
Conversion du rapport R/IR en spO2
Pulse oximetry: analysis of theory, technology, and practice.
J Clin Monit. 1988 Oct;4(4):290-301.
Wukitsch MW, et Al
Limites de fiabilité de l'oxymétrie pulsée
- L'oxymétrie de pouls ne différencie pas O2Hb et COHb (Certains vernis à ongles ont le même effet.)
-L'oxymétrie ne détecte ni les hypoxémies modérées (qui maintiennent le point artériel sur le plateau de la courbe
d'affinité,) ni les hyperoxémies,
-L'oxymétrie de pouls ne permet pas de faire la différence entre une désaturation liée à une
hypoxémie et celle liée à une MetHb,
-L'oxymétrie de pouls a tendance à donner des valeurs faussement élevées pour une SaO2 in
vitro inférieure à 85 %
-Une SpO2 lue inférieure à 65% n'est pas fiable,
-La SpO2 n'est pas influencée par HbF, mais SpO2 serait non fiable en présence d'HbS
-L'oxymétrie de pouls n'est pas fiable si l'amplitude de l'onde pulsatile au site du capteur est
médiocre.
Limites de fiabilité de l'oxymétrie pulsée
Peu de précision si - spO2 <80%
- si Hb < 5g/dl
Besoin d’un signal pulsatile
Artefacts et erreurs de mesures, mouvements
Taille du capteur (pédiatrie) position (PDA)
La spO2 est-elle utile?
En 1947 cette étude montre que
47% des praticiens ne
découvraient une hypoxémie
que lorsque la saturation était
inférieure à 80%.
Pire un quart des médecins ne la
décelait que lorsqu’elle était
comprise entre 71 et 75%!!!!
Internet Journal of Medical Update, Vol. 1, No. 2, Jul-Dec 2006
Nouveau rôle pour la pulse-oxymétrie?
Oximeter-Based Autonomic State Indicator
Algorithm for Cardiovascular Risk Assessment
Chest February 2011 139:2 253-259
Signals derived from overnight oximetry recording provide a novel
potential tool for CV risk classification. Prospective studies are
warranted to establish the value of the ASI algorithm for prediction of
outcome in CV disease.
Vers plus de précision:
• Masimo Rainbow® technology,
Travaille sur 7 longueurs d’ondes. Permet un signal plus fiable, analyse
plus rapide, moins sensible aux artéfacts de lumière ou mouvements.
•
En plus FC et spO2, peut donner le contenu en
oxygène, la met et la carboxyHb, l’hémoglobine, la
fréquence respiratoire l’index de perfusion et un
index de remplissage (PVI).
Renseigne sur la vasomotricité périphérique
Renseigne sur le remplissage
Goal-Directed Fluid Management Based on the Pulse
Oximeter–Derived Pleth Variability Index Reduces Lactate
Levels and Improves Fluid Management
Forget et Al. Anesth Analg October 2010 111:910-914
RESULTS: Intraoperative crystalloids and total
volume infused were significantly lower in the
goal-directed PVI group. Lactate levels were
significantly lower in the PVI group during
surgery and 48 hours after surgery (P < 0.05).
CONCLUSIONS: PVI-based goal-directed fluid
management reduced the volume of
intraoperative fluid infused and reduced
intraoperative and postoperative lactate levels.
•SpO2 ng is more accurate and more reliable
than SpO2 og for SaO2 monitoring in the
postoperative period following pediatric
cardiac surgery in cyanotic children.
Sauver des vies?
The Cochrane Collaboration
Cochrane database library
Pedersen T, Hovhannisyan K, Møller AM
Comparaison spo2 vs no-spo2 en per et post-opératoire
-6 RCT
-Détection des hypoxémies
-Moins d’ischémie myocardique per-opératoire
-Pas de différence dans l’outcome.
2/ Capnographie
Le CO2
• Produit par le métabolisme
• Transporté dans le sang
• Eliminé par les poumons
Physiologie
La mesure du CO2 dans l'air expiré donne 2 types de renseignements:
- L'élimination du CO2 par les poumons,
-Les changements de la production du CO2 au niveau tissulaire et son
transport vers les poumons par le système circulatoire.
Reflet du DEBIT CARDIAQUE
•La capnographie permet de monitorer la production de CO2, la
perfusion pulmonaire et la ventilation alvéolaire.
Mode de fonctionnement
Deux principes physiques:
Les lois de Beer-Lambert ainsi que les propriétés des infra-rouges
La quantité d’IR absorbée est proportionelle à la quantité
de substance « absorbante »
Pour l’analyseur de gazs, plus il y aura de CO2 présent plus les IR
seront absorbés.
Deux types de capnographes
Sidestream
Une partie des gaz est aspirée en continu et envoyée vers un analyseur.
Léger mais risque de problème sur la ligne de prélèvement (coudée,
condensation).
Il existe un petit décalage (qq secondes) entre la mesure et l’affichage de la
courbe.
Il permet d’analyser différents gaz.
Deux types de capnographes
Mainstream
L’analyseur est directement connecté au circuit respiratoire.
Précis même si FR élevée
Pas de problème si les gaz sont activements humidifiés
Rapide qq msec de délai.
Lourd, risque de brûlures, besoin de le désinfecter à chaque fois.
SIDESTREAM
MAINSTREAM
Phase 0 : inspiration de gaz frais ou insufflation lors de la ventilation artificielle et chute
rapide du CO2
Phase 1 : début de l'expiration et passage des gaz de l'espace mort ne participant pas aux
échanges et donc absence de CO2 = ESPACE MORT ANATOMIQUE
Phase 2 : le CO2 éliminé augmente rapidement correspondant à la vidange des alvéoles
les mieux ventilés (et donc avec un moindre taux de CO2) et au mélange avec les gaz
de l'espace mort = MELANGE ALVEOLAIRE + ESPACE MORT ANATOMIQUE
Phase 3 : plateau alvéolaire. Le CO2 augmente plus lentement correspondant à la
vidange des alvéoles les moins bien ventilés (et donc avec un taux de CO2 plus élevé),
maximum : ETCO2 = End Tidal CO2 = CO2 de fin d'expiration.
Angle alpha : reflète le statut du rapport de ventilation sur perfusion (V/Q) du poumon.
Il augmente si la pente de la phase 3 augmente.
Angle bêta : se modifie en cas de réhinhalation.
ETCO2
End Tidal CO2, CO2 de fin d'expiration
•ETCO2 reflète la concentration de CO2 des alvéoles se vidant en dernier : les
valeurs 32 - 37 mm Hg.
Il existe un gradient entre ETCO2 et la PaCO2 (pression sanguine artérielle de CO2)
- de 1 à 2 mm Hg chez le sujet sain
- de 5 mm Hg chez le sujet anesthésié en ventilation contrôlée
- chez le sujet avec pathologie pulmonaire, le gradient peut varier de 5 à 20
mm Hg.
•La mesure de PETCO2 permet d'estimer la PaCO2 des patients avec poumons
sains.
•Sinon besoin d’une PaCo2 de’ réfertence à la gazométrie
Modification du gradient
diminution
Augmentation
•
•
•
•
•
Hypovolémie
Bas débit cardiaque
Age élevé
Embolie pulmonaire
Emphysème
• Mismatch V/Q
•
•
•
•
Enfants
Parturientes
Post-exercice
Post-CEC
MODIFICATION ETCO2
Augmentation
• Métabolique
-hyperthermie (maligne)
-lâchage de garrot
-déclampage vasculaire
-HTA
• Exogène
-injection de bicarbonates
-rebreathing
-laparoscopie
• Respiratoire
-hypoventilation
-obstruction partielle du tube
diminution
• Métabolique
-hypothermie
-hyTA
-bas débit
• Respiratoire
-augmentation espace mort: EP
-hyperventilation
Double courbe
-fuite sur le tube de prélèvement
-Intubation endobronchique
- transplantation pulmonaire
compliance différente des 2
poumons
vidange décalée
Monitoring respiratoire
• Spirométrie
vue lors du cours sur la physiologie respiratoire.
Il existe de nouveaux joujoux
NICO®
Respironics Cardiopulmonary Management System
•
•
The NICO® monitor, measures cardiac output based on changes in
respiratory CO2 concentrationcaused by a brief period of rebreathing.
A technique known as Fick partial rebreathing is applied to calculate
cardiac output.
.
Partial CO2 rebreathing cardiac output--operating principles of the NICO system
Jaffe MB. J Clin Monit Comput. 1999 Aug;15(6):387-401.
Partial CO2 rebreathing indirect Fick technique for non-invasive measurement of cardiac output.
Haryadi Dg et Al. J Clin Monit Comput. 2000;16(5-6):361-74.
Première loi de Fick :
En présence d ’un gradient de concentration (c(x)), il
apparaît
un flux de matière (J) tendant à équilibrer cette
concentration
Deuxième loi de Fick :
La variation dans le temps du gradient de concentration
entraîne une diminution du flux de matière
Capnographie Volumétrique
Capnographie aux lunettes
• omnistream®, microstream®, capnocheck®, ….
-petite cellule d’échantillonnage
-pas besoin de calibration
capnocheck®
Mainstream
Compact
Pas besoin de calibration
Utile pour iot hors bloc/réa
Lors RCP
- IOT ok
- efficacité MCE
- reprise de circulation
Alaris smart system®
Dangers of Postoperative Opioids
Anesthesia Patient Safety Foundation
NEWSLETTER
APSF Workshop and White Paper Address Prevention of Postoperative
Respiratory Complications
by Matthew B. Weinger, MD
Continuous monitoring using
available technologies could still
prevent a significant number of
cases of patient harm.
+ pour les patients
+ pour l’hôpital
+ pour la société
PCA couplée à un capno+spo2
Intravenous Infusion Safety Initiative: Collaboration,
Evidence-Based Best Practices, and “Smart” Technology
Help Avert High-Risk Adverse Drug Events and Improve
Patient Outcomes
Ray R. Maddox,et Al..*
Saturation et CO2 transcutané
Sentec ®
noninvasive and continuous monitoring of transcutaneous
carbon dioxide partial pressure (PcCO2), oxygen saturation
(SpO2), and pulse rate (PR).
Inspectra®: mesure directe
de la saturation dans les tissus.
Rôle clinique?
NIRS
• Near Infrared spectroscopy
- Spectroscopy is the study of the interaction between matterand
radiated energy.
- It uses the near-infrared region of the electromagnetic spectrum
(from about 800 nm to 2500 nm)
NON invasif
Informations locales
émission de photon en
« near »IR.
Valeur fonction:
-PaO2
-PaCO2
-Hb
-CMRO2
-CBF
FORE-SIGHT®
émetteur laser
Donne valeur absolue
SNC,
muscle sque. ped 5-50Kg
pénètre moins profondément
INVOS®
émetteur LED
Donne des trends
Permet mesure cérébrale,
Musculaires, viscérales.
Episode de TV pendant la mise
en place d’un pacemaker
Merci pour votre attention,
Des questions?