Ventilation mécanique en réanimation.

Les modes ventilatoires.Les modes ventilatoires.

Bui HN

Réanimation médicale

0

-10

100

Paw( cmH20 )

Ppl( cmH20 )

Ptp

Respiration spontanée

Déb

it (

l.min

-1)

EXP

INSP0

100

Régime de pression intra thoracique en Ventilation Artificielle

Pressions

Inspiration

Expiration

Temps

La ventilation artificielle

Mode en débit

Volume contrôlé (VC)

Volume assisté contrôlé

Mode en Pression

Pression contrôlée (PC)

Pression assistée contrôlée (PAC)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

Vers le patientEntrée de gaz frais

Gaz moteur • Le gaz moteur et respiré sont séparés.

• Sécurisation des gaz inflammables.• 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

Les systèmes pneumatiques : Pistons

Système de pressurisation

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.

Les Turbines

Air

O2 Patient

Valve inspiratoire

Système de pressurisation

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).

Pressurisation par les gaz médicaux

O2

Air

Patient

Réservoir du mélange gazeux

Système de pressurisation

• 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.

Compresseur optionnel

Valves de contrôle

Contrôles

Les Valves inspiratoiresLes valves proportionnelles sont opposées aux valves dites « tout-ou-

rien ».

Elles permettent une ouverture progressive, et finement réglables.

O2

Air

Patient

Compresseur optionnel

Réservoir du mélange gazeux

Contrôles

Les Valves inspiratoires

Valve contrôlée par un moteur pas à pas : valve de type ciseaux

Système de ciseaux

Tube en siliconeTube en silicone

Moteur pas à pas.Chaque pas = 10% d’occlusion

Servo 900 C Siemens

Les Valves inspiratoiresValve contrôlée par un moteur pas à pas

Moteur pas à pasCame

Ressort

Valve proportionnelle

6400 ST Bird

Patient

Les Valves inspiratoiresValve proportionnelle solénoïde ou électromagnétique

Courant électrique

Bobine

• Equipe la majorité des ventilateurs modernes.

• Contrôle très précis du flux.Bobine

Ressort

Valve proportionnelle

Puritan Bennett 7200 :

Chaque valve solénoïde

possède 4095 « crans » sur

une distance de 762 µm !

Mode en débitMode en débit

On délivre un débit pendant un certain temps �Volume

Volume

Mode en débit VC, VAC

Volumecourant

Temps

Débit

Volume

Mode en débit VC, VAC

Temps

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

Temps

Débit

Volume

Mode en débit VC, VAC : Pression des voies aériennes

Temps

Temps

Pression

• 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

Mode en débit VC, VAC.

• La Fi02 : 21 à 100%

• La PEEP : 4 à 15 cmH2O

Trigger inspiratoire

Pressions

La Ventilation contrôlée en débit

Déclenchements du patient (trigger) non récompensés

Temps

La Ventilation Assistée Contrôlée en débit

E IE I

Débit Insp.

Trigger en pression

P

SeuilSeuil

Débit Exp.

E I

Débit Insp. Débit Exp.

E I

Débit Insp.

Pas d’effort Effort

Trigger en débit (flow-by)

Pas de déclenchement ventilateur

Débit Exp. = Débit Insp.

Déclenchement ventilateur

Débit Patient

Débit Exp. < Débit Insp.

Pas d’effort patient

Effort patient

• Un trigger inspiratoire en pression : –1 à –4 cmH20

• Un trigger inspiratoire en débit : 1 à 5 l/mn

Trigger inspiratoire

La pression de plateauLa pression de plateau

0

-10

100

Paw( cmH20 )

Ppl( cmH20 )

Ptp

Respiration spontanée

Déb

it (

l.min

-1)

EXP

INSP0

100

InsufflationTemps de

PauseExpiration

Débit

Volume

Débit « carré »

Mode en débit VC, VAC : Pression des voies aériennes

Pression

E IE I

Débit Insp.

E I

La Pression de Plateau

P plateauP crète Peep

InsufflationTemps de

PauseExpiration

Débit

Volume

La Pression de Plateau

P crète

P plateau

Peep

Pression

Pause manuelle télé-inspiratoire

Pression

La Pression de Plateau

P alv

Sur certains ventilateurs, la pause inspiratoire déclenche un cycle manuel : exemple de l’EVITA 4 (DRAGER®)

La Pression de Plateau

Plat.

Ins.

Conditionne avec le débit, le temps inspiratoire.

Ti = T insufflation (débit) + T pause

InsufflationTemps de

Pause

Pause télé-inspiratoire

PauseExpiration

I E

Le Ti avec la fréquence ventilatoire va conditionner le rapport I/E

•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)

Pause télé-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 plateauplateau

Paw = R x V + 1/C x V + PEP

Pression résistive

Équation du mouvement des gaz

Pression résistive

Pression élastique

Limitation de la Pression de plateau = limitation du V insufflé

P alv

La pression de plateau

R

C

Paw = R x V + 1/C x V + PEP

RC

RC

La pression de plateau

P crète

P plateau Nle

P Crète Nle

P plateau

Volume piégé

=+ 5

0cmH20

La pression de plateau

=

Auto PEP ou PEP i

+ 5cmH20

Compliance du système thoraco pulmonaire.pulmonaire.

Capacité à générer un volume pour une pression donnée, (inverse de l’élastance qui est une force s’opposant à la

Paw = R x V + 1/C x V + PEP

Compliance

(inverse de l’élastance qui est une force s’opposant à la distension).

Elle est exprimée en ml/cmH2O.

Pression oesophagienne = pression pleurale

Pression alvéolaire = pression dans les voies aériennes

Pression atmosphérique

Compliance : ∆ V / ∆ P

pleurale

3 systèmes :

Système pariétal thoracique

Système pulmonaire

Système thoraco-pulmonaire

Pression oesophagienne ≈ pression pleurale

Pression alvéolaire ≈ pression dans les voies aériennes

Pression atmosphérique

Compliance : ∆ V / ∆ P

pleurale

Compliance pariétale thoracique :

∆V

( Poeso insp – P atm) – (Poeso exp - Patm)

Pression oesophagienne ≈ pression pleurale

Pression alvéolaire ≈ pression dans les voies aériennes

Pression atmosphérique

Compliance : ∆ V / ∆ P

pleurale

Compliance pulmonaire :

∆V

( Palv insp – Poeso insp) – (PeeP -Poeso exp)

Pression oesophagienne ≈ pression pleurale

Pression alvéolaire ≈ pression dans les voies aériennes

Pression atmosphérique

Compliance : ∆ V / ∆ P

pleurale

Compliance thoraco pulmonaire :

∆V

( Palv insp – Patm) – (PeeP - Patm)

Expiration

Volume

Compliance : ∆ V / ∆ P

Inspiration

Pression

Le monitorage de la VAC

En Ventilation controlée VC/VAC

• Pression de plateau ++++

• Pression de crête moins importante

Monitorage

• Pression de crête moins importante

La clinique ! Et les Gaz du sang.

Pourquoi 30 cm H2O ??

Knudson RJ J Appl Physiol 1977

Pression transpulmonaire à laquelle la CPT est atteinte chez l’adulte

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 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.

Pression

Volume

Peep = 0Peep = 5

Temps inspiratoire

Mode en pression, PC, PAC (BIPAP)

Débit

Pression Temps inspiratoire

Mode en pression PC

Déclenchements du patient (trigger) non récompensés

PressionTemps inspiratoire

En PAC on règle :

• La pression inspiratoire • La PEP

Mode en pression PAC

• La pression inspiratoire

• Le temps inspiratoire

• La fréquence ventilatoire

• La FiO2

• La PEP

• Le temps de pause

• Un I/E (dépend du temps I, de la fréquence)

• Une pente

On obtient :

Un Volume courant

RCR

C

Mode en pression PC, PAC

Réduction du Vt +++

Mode en pression

La VSAI.

La Ventilation Spontanée en aide inspiratoire et PEP

VSAI-PEP

PI AIPEEP

Pression

VolumeVolume

Débit

Satisfaire le patient lorsque celui ci fait un effort ventilatoire, par la délivrance d’une pression inspiratoire, coupée lorsque le patient commence son expiration.

Buts de la VSAI

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.

Pression(Paw)

Débit

Réglages du ventilateur - VSAI

(Flow)

Trigger inspiratoire

Trigger expiratoirePente Plateau

de l’AI PEP

Objectif de Vt : 8 à 10 ml/kg de poids théorique

Diminution de la fréquence respiratoire < 25 cycles/mn

Réglages de l’aide inspiratoire

Diminution de la fréquence respiratoire < 25 cycles/mn

0 cmH20

Réglage de la PEP : IRA hypercapnique

- 6 - 6 cmH20

+ 5

0 cmH20

- 4 cmH20

Réglage de la PEP : IRA hypercapnique

+ 1

Réglage de la PEP : IRA hypercapnique

Patm + PEPe

AI

• Valve proportionnelle : – Ouverture de la valve fonction de l’effort ventilatoire– Fermeture de la valve inspiratoire pour le maintien de la pression de

consigne

Délivrance de l’AI, vitesse de pressurisation

Trigger inspiratoire

Temps

Pression

Trigger Expiratoire

Temps

TempsTrigger

expiratoireDébit

Dépassement du niveau d’Aide Inspiratoire

Pression

Débit de coupure par

Trigger Expiratoire

Débit

Temps

Débit de coupure par rapport au débit max

Limitation du temps inspiratoire

Débit max

Trigger expiratoire : débit de coupure

Temps inspiratoire

En VSAI PEP on règle

• Une AI

• Une PEP

• Une FiO2

• Une pente de pressurisation

• Un trigger inspiratoire• Un trigger inspiratoire

• Un trigger expiratoire

On obtient

• Un volume courant

• Une fréquence ventilatoire

RC

RC C

R

Ventilation spontanée en AI - PEP

Volume courant variable !!

En Ventilation Spontanéee en AI - PEP

• Volume courant et fréquence ventilatoire ++++

• Les courbes…

Monitorage

La clinique ! Et les Gaz du sang.

Mode en pression

La NAVA.La NAVA.(Neurally Adjusted Ventilatory Assist)

Centres respiratoires

AutomatiqueVolontaire

Conduction phrénique

Contraction diaphragme

Contre régulation

Contraction diaphragme

Expansion thorax et poumon

Pression œsophage

Pression airway et débit RESPIRATEURModes classiques

Centres respiratoires

AutomatiqueVolontaire

Conduction phrénique

Contraction diaphragme

Contre régulation

Recueil et traitement Contraction diaphragme

Expansion thorax et poumon

Pression œsophage

Pression airway et débitRESPIRATEUR

Pression proportionnelle à EAdi

Recueil et traitement du signal EAdi

EaDI NAVA levelAirwayPressure = X

Représentation simplifiée de la NAVA

DU – IRA 2010

Sonde Gastrique Nava

NAVA : Recueil du signal Edi

Airway pressure = EaDi X Nava Level19 cmH2O 19 µV 1 cmH2O/µV

DU – IRA 2010

Utilisation préférentielle du mode VAC pour la ventilation contrôlée

Permet de garantir un Vt cible.

Permet de monitorer la pression de plateau.

Modes Ventilatoires : en conclusion

Dès que possible, utilisation du mode VSAI + PEP

Mode « plus physiologique ».

Permet un sevrage de la ventilation mécanique.