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La ventilation artificielle, naissance et développements
The artificial ventilation, beginning and developments
# R. Gay*
RÉSUMÉ
SUMMARY
Les recommandations d’un traité de puériculture de 1472
laissent penser que la ventilation artificielle par le boucheà-bouche était connue à cette époque. Ce n’est qu’au siècle
suivant que l’idée de se substituer à la ventilation naturelle
défaillante apparaît clairement. Au XVIIIe siècle, des sociétés de secours aux noyés proposent des méthodes qui font
quelquefois sourire et des appareils dérivés des soufflets à
feu. Le traitement de l’insuffisance respiratoire par de l’oxygène apparaît peu de temps après la découverte de ce gaz,
en 1774. Son emploi reste cependant bien timide et cela
jusqu’à la fin du XIXe siècle. La ventilation artificielle par
compression thoracique naît et se développe tout au long
du XIXe siècle. Elle reste d’une efficacité limitée en dehors de
l’extrême urgence. Les tractions rythmées de la langue ou la
stimulation électrique des muscles respiratoires seront expérimentées puis abandonnées. C’est l’invention, vers 1870, du
poumon d’acier et surtout son utilisation, à partir de 1930,
pour traiter les paralysies respiratoires, qui marquent le
début de la réanimation respiratoire moderne. La chirurgie
thoracique a pu évoluer à partir de 1896 grâce à la ventilation artificielle en pression positive (PEEP). Une telle ventilation a permis également de traiter de façon sporadique des
œdèmes aigus du poumon. Les insuffisants respiratoires
chroniques ne bénéficieront de la ventilation artificielle qu’à
partir de 1948. La mesure des gaz du sang pour en contrôler
l’efficacité ne devient systématique qu’en 1957.
The recommendations of a 1472 nursery book suggest that mouth-to-mouth artificial ventilation was
known at this time. The idea of replacing failing natural ventilation appeared clearly in the next century.
In the XVIIIth century, societies instituted in favour of
drowned persons proposed methods which sometimes
made one smile and devices derived from fire bellows.
Respiratory insufficiency treatment by oxygen appeared little time after the discovery of this gas, in 1774.
Its employment remained however quite rare until the
end of the XIXth century. Artificial ventilation by thoracic compression was born and developed throughout
XIXth century. Its effectiveness remained limited apart
from extreme urgency. Rhythmic tractions of tongue or
electric stimulation of respiratory muscles were tested,
and then abandoned. The invention, around 1870, of
the iron lung and especially its use after 1930 in respiratory paralysis treatment marked the beginning of
the modern respiratory intensive care. Thoracic surgery
could progress since 1896 owing to positive end expiratory pressure (PEEP). Such a ventilation also made
possible to treat lung edema in a sporadic way. Patients
whith severe chronic respiratory insufficiency will only
profit from artificial ventilation after 1948. Blood gases
measurement to control its effectiveness becomes systematic only in 1957.
Ainsi, si la ventilation artificielle moderne ne date que des
grandes épidémies de poliomyélite, à partir de 1952, elle
repose sur une longue histoire. Son évolution est restée très
chaotique tant qu’elle ne s’est pas appuyée sur de solides
connaissances physiopathologiques.
Finally, if modern artificial ventilation dates only from
the great epidemics of poliomyelitis, after 1952, it results
from a long history. This evolution remained very chaotic
as long as it was not based on pathophysiological serious
knowledge.
Mots-clés : Ventilation artificielle - Histoire.
Keywords: Mechanical ventilation - History.
L
a première trace fiable d’une ventilation artificielle remonte à 1472. Les techniques qui permettent de suppléer la ventilation naturelle ne se constituent en théo-
* Professeur honoraire des Universités, Limoges. E-mail : [email protected]
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rie cohérente que dans les années 1950. Entre ces deux dates,
pendant près de 500 ans, la ventilation artificielle, ressentie
comme un défi face à une issue inéluctable, a davantage bénéficié de l’imagination sans frein de ses promoteurs que d’une
démarche scientifiquement construite.
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LES PREMIÈRES TRACES
Dans son ouvrage de 1472, Paolo Bagellardo, médecin à Padoue, recommandait aux matrones : “Si vous avez un nouveau-né qui soit encore chaud et pas trop noir, vous devriez
lui souffler dans la bouche s’il n’a pas de respiration, ou dans
l’anus”. Cette citation montre d’abord que la ventilation par
le bouche-à-bouche était connue à cette époque. La fin de la
phrase ne ruine qu’à demi la recommandation toute empirique de l’auteur. Pendant tout le XVIIIe siècle et jusqu’en 1914,
dans la marine anglaise, il était recommandé d’insuffler de
la fumée de tabac dans le rectum des noyés (figure 1). Cette
manœuvre était considérée comme aussi importante que le
bouche-à-bouche pratiqué conjointement.
certaines insuffisances respiratoires avec les poumons à membrane dans les années 1970.
L’ÈRE DE LA RESSUSCITATION (XVIIIe SIÈCLE)
Entre 1767 et 1774, dans plusieurs villes européennes (Amsterdam, Milan, Hambourg, Paris et Londres), des sociétés de
secours aux noyés voient le jour. Les manœuvres proposées
sont éloignées des standards actuels. Elles ont cependant
permis de sauver bien des vies. La victime était d’abord réchauffée, puis on pratiquait l’insufflation pulmonaire, souvent
avec des soufflets. De la fumée de tabac était insufflée dans le
rectum. Le corps de la victime était frictionné. Enfin, on pratiquait une saignée et on stimulait la cavité buccale avec une
plume pour faire éternuer et vomir. Ces pratiques ont perduré
pendant près d’un siècle.
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Le bouche-à-bouche
Figure 1. Insufflation de fumée de tabac dans le rectum d’une noyée
(In : “Avis au peuple…” de Jacques-Joseph de Gardanne, 1774).
L’ÈRE PHYSIOLOGIQUE (XVIe ET XVIIe SIÈCLES)
La première trace d’une ventilation artificielle authentique se
trouve dans le traité d’anatomie d’Andreas Vesale publié en
1543. Il conseille “d’ouvrir la trachée, d’y mettre un roseau, de
souffler dedans et de fournir ainsi à l’animal l’air qui lui est
nécessaire pour vivre”. Il avait choisi le porc pour réaliser cette
expérience. Realdo Colombo reprend cette pratique en 1559
et décrit en outre la façon de réaliser une trachéotomie. Ces
travaux seront repris en 1667 par Robert Hooke, qui démontre devant la Royal Society de Londres que l’on peut ventiler
un chien avec des soufflets. Par la même occasion, il montre
que les mouvements du cœur et des poumons sont indépendants, ce qui était contesté à l’époque. Il réussit également à
maintenir en vie un animal aux poumons perforés en les faisant traverser par un courant d’air frais. Il montre ainsi que la
ventilation apnéique est possible. Ces expériences ne seront
reprises qu’en 1909 par Meltzer et Auer, puis par Holmdahl en
1956. Robert Hooke a aussi imaginé la possibilité d’une oxygénation extracorporelle. Il faudra trois siècles pour que cette
illumination devienne réalité, d’abord en chirurgie cardiaque,
avec la circulation extracorporelle, puis pour le traitement de
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C’est à William Tossach, chirurgien dans une bourgade proche d’Édimbourg, que l’on doit le premier cas documenté de
bouche-à-bouche. Le 3 décembre 1732, il porte secours à
James Blair, ouvrier dans une mine de charbon. Ce dernier,
en état de mort apparente, était intoxiqué par la fumée d’un
incendie. Le sauveteur raconte comment il lui souffle dans la
bouche. Ayant omis de lui pincer le nez, son souffle s’échappe.
En fermant le nez, il peut soulever largement sa poitrine.
Après quelque temps, le pouls redevient perceptible et la
ventilation spontanée se rétablit. Quatre heures plus tard, le
ressuscité rentre chez lui et, après quelques jours de repos,
reprend son travail.
Le fondateur de l’Académie de médecine, Antoine Portal, dit,
en 1787, à propos des nouveau-nés que “le moyen le plus efficace que l’on puisse employer en cas de détresse respiratoire
est de leur pousser l’air dans la poitrine. Ainsi, l’enfant commence une nouvelle vie”.
Les appareils mécaniques
La découverte du gaz carbonique (1754), celle de l’oxygène
(1774) et une première explication de leur rôle dans la respiration par Antoine Lavoisier (1775-1777) conduisent à se méfier
de plus en plus de l’air expiré et donc du bouche-à-bouche.
John Hunter observe, dès 1776, que le sang d’un animal change de couleur dans le poumon seulement quand ce dernier est
bien ventilé. Il développe pour l’homme des soufflets qu’il a
la sagesse de munir d’une soupape d’échappement en cas de
surpression. Cette précaution sera malheureusement oubliée
après lui.
En 1828, James Leroy d’Étiolles constate que les succès de la
réanimation ont sensiblement diminué depuis que l’on utilise
des soufflets. Il montre, sur l’animal, qu’une insufflation brutale provoque assez souvent un pneumothorax et quelquefois
une embolie gazeuse. Ces mises en garde auront un effet radical. La ventilation mécanique en pression positive disparaîtra
jusqu’à la fin du siècle.
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L’oxygénothérapie
John Hunter, encore lui, pense, dès 1776, que l’oxygène peut
se montrer plus efficace que l’air habituel. Cela n’empêche pas
Charles Kite, qui insistait pourtant sur l’urgence de pratiquer
la ventilation artificielle, de ne pas être convaincu, en 1790, du
rôle métabolique de l’oxygène.
Malgré la relative facilité de fabriquer et de stocker l’oxygène,
son utilisation resta bien timide tout au long du XIXe siècle.
Selon Jean-Nicolas Demarquay, en 1866, on en donne 20 à
30 litres par jour, moitié le matin, moitié le soir…
doute les pédiatres actuels qui ont à prendre en charge des
“enfants secoués”. C’est Edouard-Albert Sharpey-Schäfer, en
1904, qui attire l’attention sur la nécessité de laisser libre les
voies aériennes supérieures. Il propose de placer la victime à
plat ventre et d’exercer la pression sur la base du thorax. Un
décret du 23 janvier 1927 rend cette méthode obligatoire en
France (figure 2). Elle sera, en particulier, affichée sur la porte
des transformateurs électriques. Ces façons de porter secours
seront rendues obsolètes en 1958 quand Peter Safar en comparera l’efficacité à celle du bouche-à-bouche.
L’accès aux voies aériennes
Le risque de gonfler l’estomac lorsque l’on insuffle de l’air dans
la bouche peut être évité en pressant le larynx contre les corps
vertébraux. C’est la manœuvre décrite par Brian Sellick en
1961. John Hunter avait déjà fait la même recommandation en
1776. L’idée de l’extension de la tête en arrière pour éviter que
la langue n’obstrue le larynx chez un malade inconscient est
due à Jacob Heiberg en 1874.
Dès que la ventilation mécanique a émergé, s’est posé le problème de l’accès direct aux voies aériennes. La première intubation translaryngée serait due à Avicenne. Pierre-Joseph
Desault, en 1791, est le premier auteur moderne à intuber un
patient victime d’un œdème de la glotte. Les sondes sont en
métal ou en cuir. Le ballonnet gonflable est mis au point par
Friedrich Trendelenburg en 1871.
Le tubage laryngé pour sauver les enfants victimes du croup
est dû à Eugène Bouchut en 1858. Son emploi ne se généralisera qu’à partir de 1894, quand l’efficacité de la sérothérapie
sera reconnue.
La trachéotomie a, elle aussi, une longue histoire. Appelée “laryngotomie” ou “bronchotomie”, elle fut pratiquée dès le XVIe
siècle par Ambroise Paré. Utilisée de loin en loin, elle acquiert
ses lettres de noblesse quand, en 1825, Pierre-Fidèle Bretonneau l’utilise pour sauver du croup Élisabeth de Puységur.
LES MÉTHODES MANUELLES DE VENTILATION
La méthode du baril était utilisée sur le port de Londres dès
le XVIIIe siècle. Elle consistait à placer la victime à plat ventre
sur un tonneau et à la déplacer en avant puis en arrière afin
de mobiliser son diaphragme. Le brancard basculant conçu
par Franck Cecil Eve en 1932 et utilisé jusque dans les années
1950, repose sur un principe similaire.
James Leroy d’Étiolles, en 1827, est le premier à pratiquer une
ventilation par expiration forcée. Il propose de comprimer en
même temps la base du thorax et l’abdomen. De 1856 à 1932,
quarante méthodes différentes verront le jour. En 1858,
Silvester proposait d’entraîner la ventilation par la manipulation alternée des bras et la compression du thorax. En 1871,
Sigmund Schultze, de Iéna, propose de réanimer les nouveaunés en les tenant par les épaules et en les basculant tête en bas
puis tête en haut. Cette façon de procéder inquiéterait sans
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Figure 2. Méthode de Schäfer appliquée à deux asphyxiés (1944).
LES TRACTIONS DE LA LANGUE
En 1892, Jean-Baptiste Vincent Laborde, physiologiste de la
faculté de médecine de Paris, découvre fortuitement, en portant secours à un jeune homme victime d’une noyade, qu’en
lui tirant la langue, il déclenche un mouvement inspiratoire.
Il démontre que des tractions rythmées excitent les nerfs de
la langue, surtout le nerf laryngé supérieur. Ce dernier, branche sensitive du pneumogastrique, sollicite les centres respiratoires bulbaires qui déclenchent l’inspiration. Cette méthode,
utilisée d’abord pour le secourisme, sera aussi recommandée
pour traiter en salle d’opération les victimes de syncopes chloroformiques.
LES STIMULATIONS ÉLECTRIQUES
Le XVIIIe siècle est celui de la découverte des phénomènes
électriques. Charles Kite, en 1788, a l’idée d’utiliser le choc
électrique pour stimuler la respiration des noyés. On n’en
connaît pas les résultats. En 1840, James Leroy d’Étiolles utilise des aiguilles à acuponcture de chaque côté du thorax. Il
les relie à une machine à courant galvanique qui délivre un
choc toutes les deux secondes. Ce n’est qu’en 1865 qu’Ernest
Sansom, de Londres, parviendra à obtenir une ventilation à
peu près stable en stimulant les nerfs phréniques. Un siècle
plus tard, des appareils très élaborés parviendront à maintenir
pendant quelques heures par jour la ventilation de patients
tétraplégiques.
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LES POUMONS D’ACIER
La naissance du concept remonte à 1838. C’est John Dalziel, un
médecin écossais, qui imagine que l’on pourrait entraîner des
mouvements respiratoires par une dépression périthoracique
alternée. En fait, il faut attendre 1874 et Ignaz von Hauke, de
Vienne, pour que soit réalisée une expérimentation animale.
En France, Eugène-Joseph Woillez, la même année, explique
le principe de ce type de ventilation. Il construit des appareils,
mais ne les expérimente que sur des cadavres.
Il faudra plus de cinquante ans pour que ce mode de ventilation permette de traiter des malades atteints de poliomyélite.
Les poumons d’acier, œuvre d’un jeune médecin de Boston,
Philip Drinker, seront utilisés jusqu’au-delà de 1960. Certains
d’entre eux permettaient de ventiler quatre enfants simultanément (figure 3). En 1939, la France ne possédait qu’un appareil, à l’hôpital américain de Neuilly.
En 1904, le hongrois Rudolf Eisenmenger invente la première
cuirasse respiratoire. Certaines peuvent s’adapter à des thorax
déformés. Les modèles de John Emerson ont permis des assistances temporaires jusque dans les années 1960.
vision directe. Chevalier Jackson met au point à partir de 1907
les premiers laryngoscopes. Sir Ivan Magill propose, en 1929,
les fondements de l’anesthésie endotrachéale moderne.
Le domaine chirurgical totalement dépendant de la maîtrise
de la ventilation était la chirurgie thoracique. Elle lui doit sa
naissance et son essor. Les promoteurs sont français et américains. Théodore Tuffier et Louis Hallion, de Paris, expérimentent sur le chien, en 1896, ce qui deviendra la pression expiratoire positive, la PEEP des Anglo-Saxons. Aux États-Unis,
c’est George Fell et Joseph O’Dwyer qui mettent au point, en
1899, un respirateur à soufflet associé à une sonde métallique.
L’expiration était obtenue en en libérant périodiquement l’extrémité. Une telle ventilation “au doigt” sera encore utilisée en
1952 à Copenhague lors de l’épidémie de poliomyélite.
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VENTILATION ARTIFICIELLE ET ŒDÈME DU POUMON
En 1909, Haven Emerson, de New York, provoque chez le
chat un œdème pulmonaire à l’adrénaline. Il constate que cet
œdème est réduit par une ventilation en pression positive.
La même année, T.B. Barringer tente l’expérience chez un
insuffisant cardiaque. Les râles humides ont presque disparu
après une heure de ventilation. Ce n’est qu’en 1936, à Londres,
qu’Edward Poulton traite avec succès 27 cas d’œdème pulmonaire cardiogénique avec un circuit à pression positive continue. Alvin Leroy Barach, en 1938, puis Paul Ansbro en 1945,
reprennent des études expérimentales et cliniques. Ces techniques seront ensuite abandonnées jusqu’à la période moderne.
VENTILATION ARTIFICIELLE
ET INSUFFISANCE RESPIRATOIRE CHRONIQUE
Figure 3. Poumon d’acier pour quatre enfants, hôpital de Harvard (1939).
L’idée de soulager les insuffisants respiratoires chroniques
par la ventilation artificielle remonte aux travaux de Hurley
Motley, de Philadelphie, à partir de 1948. Ces essais semblent
maintenant bien timides. Le malade n’était ventilé que le jour,
un quart d’heure par heure, au masque ou à l’aide d’une pièce
buccale. L’efficacité du traitement était contrôlée par la mesure
de la capacité vitale et de la capacité respiratoire maximale.
La mesure des gaz du sang n’est devenue habituelle qu’à partir
de 1957, d’abord en France, puis aux États-Unis. L’évolution
des modes de ventilation et les progrès de la réanimation des
insuffisants respiratoires chroniques se sont discutés, pendant des années, aux Journées de l’hôpital Claude-Bernard
de Paris et aux Entretiens de physiopathologie respiratoire de
Nancy.
CONCLUSIONS
VENTILATION ARTIFICIELLE ET CHIRURGIE
Leur rencontre est assez tardive. C’est Alfred Kirstein, de Berlin, qui réalise en 1895 la première intubation trachéale sous
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L’histoire de la ventilation artificielle témoigne de l’imagination créatrice de ses auteurs. Tout à tour utilisée, oubliée, reprise sous des formes diverses, elle a eu aussi ses inventeurs
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facilité les progrès ultérieurs. Le rôle des pneumologues a été
tout à fait déterminant dans la construction de ce domaine
fondamental de la réanimation.
N
POUR EN SAVOIR PLUS...
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2. Brullard P. Les techniques d’insufflation dans la réanimation respiratoire au XVIIIe siècle. Bull Eur Physiopathol Respir 1978;14:223-31.
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farfelus. Percy Leslie, en 1869, propose sa chaise respiratoire. Pour respirer, le malade devait soulever son thorax avec
une pédale. Wilhelm Schwake, en 1926, imagine un poumon
d’acier où, pour respirer, le malade, debout, devait manipuler
lui-même une sorte d’accordéon (figure 4).
C’est l’expérience de Henrik Lassen à Copenhague, en 1952,
qui a été à l’origine de la réanimation respiratoire moderne.
La mise à disposition du respirateur d’Engström a largement
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A genda
8djgh^ciZch^[hYZI9Bbjai^XdjeZYji]dgVm/
29, 30 et 31 mars 2007 - 27, 28 et 29 septembre
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