Fonctionnement Ventilateurs Domicile - coria.fr non invasive Masque nasal ... Servo I (Maquet) Pr...

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Les Ventilateurs de Domicile

Pr. Antoine CUVELIER

IBIOM - Enseignement L2 - 6 mai 2009

Service de Pneumologie & Unité de Soins Intensifs RespiratoiresUPRES EA 3830 – IFR MP23Université de Rouen, France

[email protected]


L’insuffisance respiratoire chronique

Principales caractéristiques des ventilateurs de domicile

Modes de ventilation et régulation de la turbine

Pr Antoine CUVELIER - Enseignement L2 IBIOM (6 mai 2009)

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Définie par une PaO2 ≤ 70 mmHgretrouvée à deux reprises à 15-21 jours d’intervalle.

Les Débutsde la Ventilation de Longue Durée


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Les Débutsde la Ventilation de Longue Durée

La Ventilation de Longue Durée

• Développement de la ventilation non invasive

• Développement des ventilateurs barométriques de domicile

1990

• Développement de l’oxygénothérapie de longue durée (OLD)

• Développement de la pression positive continue (PPC)

1980

• Ventilation à l’embout buccal1970

• Ventilation par trachéotomie

• Développement des ventilateurs volumétriques de domicile

1960

• Ventilation par poumon d’acier1950


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L’Insuffisance Respiratoire en FranceObservatoire ANTADIR

Ventilation Invasive et Non Invasive

Ventilation en pression négative Poumon non invasive

Poumon d’acier

Ventilation en pression positive Ventilation invasive

Intubation Trachéotomie

Ventilation non invasiveMasque nasalMasque narinaireMasque facialMasque céphalique

Ventilationà Domicile

(VAD)


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Les Interfacespour la Ventilation Mécanique

Ventilation non invasive en pression négative

Ventilation non invasive en pression positive

Ventilation invasive en pression positive

Les Indicationsde la Ventilation à Domicile

Insuffisance respiratoire chronique obstructive BPCO Dilatations des bronches Mucoviscidose

Insuffisance respiratoire chronique restrictive Syndrome obésité-hypoventilation Déformations thoraciques Maladies neuromusculaires …


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6

Ne pas Confondre SAS et IRC !

Syndrome des Apnées du

Sommeil (SAS)

Insuffisance Respiratoire

Chronique (IRC)

(3 millions de patients en France) (10 000 patients en France)

Appareil de PPC Ventilateur






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Ventilateurs de Domicile

KnighstarKnighstar 330 (330 (CovidienCovidien))VPAP III STA (VPAP III STA (ResMedResMed))

BipapBipap SynchronySynchrony(Philips (Philips RespironicsRespironics))

SmartairSmartair ST Plus (ST Plus (CovidienCovidien))

VS Ultra (VS Ultra (ResMedResMed))

Vivo 40 (Vivo 40 (BreasBreas MedicalMedical))

VentiMotionVentiMotion ((WeinmannWeinmann))

ElisEliséée 150 (e 150 (ResMedResMed))

VS III (VS III (ResMedResMed))

VentilateursVolumétriques vs Barométriques

Volumétriques

Paw (cmH20)

20

40

4020

30

20

0

0

Débit ( l.min-1 )

10

Barométriques

Paw (cmH20)

Débit ( l.min-1 )


7

8

VentilateursVolumétriques vs Barométriques

Inconvénients

Avantages Compensation des fuites

Meilleure tolérance que les volumétriques

Le volume courant est maintenu, quelque soient les résistances et les compliancesthoraco-pulmonaires

Volume non garanti si résistances élevées

Compensation des fuites parfois mal tolérées

Comportement erratique des ventilateurs en cas de fuites

Le Vt n’est pas assuré en cas de fuites

Pressions des voies aériennes plus élevées

Moindre tolérance que les barométriques

BarométriquesVolumétriques

Classification des ventilateurs (ANTADIR)

Ventilateurs volumVentilateurs voluméétriquestriques(Eole 3)

Ventilateurs baromVentilateurs baroméétriquestriques(Smartair, Helia 2, VS Integra)

Ventilation nasale Ventilation nasale àà deuxdeuxniveaux de pression (VNDP)niveaux de pression (VNDP)

Ventilateurs mixtesVentilateurs mixtes(Legendair, PV 403, VS Ultra, Elisée 150, Supportair)

avec fonctions multiplesavec fonctions multiples(Smartair ST, Vivo 30/40, GK 425 ST, VPAP III ST/STA, Synchrony, VS Serena…)

avec ventilation avec ventilation spontanspontanéée seulee seule(PV 101, GK 425 S, Bipap Pro, Bipap pro 2, Moritz S+)


8

9

Les Différents Types de Circuits

Circuit double branche


Circuit monobranche à valve expiratoire


9

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Circuit monobranche à fuites intentionnelles

Ventilateurs avec fuites Ventilateurs avec fuites intentionnellesintentionnelles

Ventilateurs avec valve Ventilateurs avec valve expiratoireexpiratoire

Les Ventilateurs à Pression Pré-RégléeVentilateurs avec fuites Ventilateurs avec fuites

intentionnelles ou valve intentionnelles ou valve expiratoireexpiratoire

PV102 (PV102 (BreasBreas Medical)Medical)

VPAP III STA (VPAP III STA (ResMedResMed))

BiPAPBiPAP Harmony (Respironics)Harmony (Respironics)

BiPAPBiPAP Synchrony (Respironics)Synchrony (Respironics)

GoodknightGoodknight 425 ST (425 ST (CovidienCovidien))

VS Serena (VS Serena (ResMedResMed))

Vivo40 (Vivo40 (BreasBreas MedicalMedical))

VentiMotionVentiMotion ((WeinmannWeinmann))

VS VS IntegraIntegra ((ResMedResMed))

SmartairSmartair ST Plus (ST Plus (CovidienCovidien))


SupportairSupportair ((CovidienCovidien))

HeliaHelia S (S (ResMedResMed))

PV 403 (PV 403 (BreasBreas MedicalMedical))

LegendairLegendair ((CovidienCovidien))




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Achats des Ventilateurs Depuis 1999 (ANTADIR)

0

20

40

60

80

100

120

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

% V

enti

late

urs VNDP

volumétrique

mixte

barométrique

Ventilateurs à Turbine


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Ventilateurs à Turbine

MicroturbineMicroturbine GammeGamme EasyFitEasyFit ((ResMedResMed))

•• 40 40 àà 50 000 tours/mn50 000 tours/mn•• Variations des dVariations des déébits et pressions bits et pressions

rapidesrapides•• Inertie trInertie trèès faibles faible•• Consommation Consommation éélectrique faiblelectrique faible•• Autonomie augmentAutonomie augmentééee•• Poids du dispositifPoids du dispositif

Ventilateurs de VNI : motorisation de la turbine

Turbine Turbine GammeGamme EasyFitEasyFitet et ElisElisééee ((SaimeSaime))


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Schéma Générald’un Ventilateur à Turbine

Vivo 40 (Breas Medical)

Ventilateurs de Réanimation

Ventilateurs Ventilateurs àà turbineturbine

Savina (Savina (DraegerDraeger))


Ventilateurs Ventilateurs àà valves valves proportionnellesproportionnelles

+ adaptation logicielle + adaptation logicielle VNIVNI

Evita 4 (Evita 4 (DraegerDraeger))

Galileo (Hamilton)Galileo (Hamilton)

Vela (Vela (ViasysViasys))

ServoServo I (Maquet)I (Maquet)


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Ventilateurs à compresseur

EoleEole 3 XLS (3 XLS (ResMedResMed))

Home 2 (Home 2 (AiroxAirox))

PV 403 (PV 403 (BreasBreas Medical)Medical)

Variations lentes des débits et pressions Inertie globale importante Consommation électrique élevée Poids du dispositif

Ventilateur Eole 3 (ResMed)


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Batteries

VS IntegraNiMh

(ResMed)

Pack Batterie Eole 3 (ResMed)

Eole 3 XLSNiMH

(ResMed)

SmartairLithium ion(Covidien)

Batteries

RRééglementation franglementation franççaise aise (LPPR)(LPPR)

Forfait 5 :Forfait 5 : Utilisation > Utilisation > àà 12 h/j12 h/jBatterie obligatoireBatterie obligatoire

Forfait 6 :Forfait 6 : Utilisation < Utilisation < àà 12h/j12h/jBatterie non obligatoireBatterie non obligatoire

Impact des batteries pour la Impact des batteries pour la rrééalisation de la VNIalisation de la VNI

SSéécuritcuritéé àà domiciledomicile

Augmenter lAugmenter l’’autonomie des autonomie des patientspatients

Utilisation sur fauteuil roulantUtilisation sur fauteuil roulant

Diminuer le poids du Diminuer le poids du ventilateurventilateur

Augmentation de la durAugmentation de la duréée de e de vie des batteries (patientvie des batteries (patient--

fournisseur)fournisseur)

Augmentation de la place Augmentation de la place disponible au sein des disponible au sein des

ventilateursventilateurs


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Batteries

Eole 3 XLS (Eole 3 XLS (ResMedResMed))Pack Batteries extractiblePack Batteries extractibleAutonomie 6 Autonomie 6 àà 12h12h

SmartairSmartair Plus, Plus, LegendairLegendair((CovidienCovidien))2 batteries Li2 batteries Li--ion.ion.Environ 6Environ 6--11 h d11 h d’’autonomieautonomie

Modalitésd’enrichissement en oxygène


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ElisEliséée 150 (e 150 (ResMedResMed) :) :Batterie interne 24hBatterie interne 24hCircuit double brancheCircuit double brancheMonitorage de la FiO2Monitorage de la FiO2Volume cibleVolume cibleL26 x l24 x h13L26 x l24 x h134 kg4 kg

Deux catégories de ventilateurs de VNI

Futurs appareils de Futurs appareils de domicile :domicile :Aucune adjonction Aucune adjonction techniquetechnique< 500 g< 500 g

Prescription / Titration Prescription / Titration MonitorageMonitorage

Concept de transposition

Ventilation Ventilation àà domiciledomicile

Aucune adjonction Aucune adjonction techniquetechnique

425 g425 g

GoodknightGoodknight 425 ST (425 ST (CovidienCovidien))


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Classification Fonctionnelle des Ventilateurs de VNI

Domicile Domicile –– sans batteriesans batterie

PV 102 + (PV 102 + (BreasBreas))Vivo 30 (Vivo 30 (BreasBreas))Delta 2 (Delta 2 (TaemaTaema))

GoodknightGoodknight 425ST (425ST (CovidienCovidien))HarmonyHarmony II (II (RespironicsRespironics))

Vivo 40 (Vivo 40 (BreasBreas))Serena (Serena (ResMedResMed))

SmartairSmartair ST (ST (CovidienCovidien))VPAP III ST/STA (VPAP III ST/STA (ResmedResmed))

KnighstarKnighstar 330 (330 (CovidienCovidien))SynchronySynchrony AVAPS AVAPS

((RespironicsRespironics))SomnoventSomnovent ST (ST (WeinmannWeinmann))

PV 403 2PV 403 2--PEP (PEP (BreasBreas))VentiMotionVentiMotion ((WeinmannWeinmann))

Domicile Domicile –– avec batterieavec batterie

SmartairSmartair Plus (Plus (CovidienCovidien))IntegraIntegra ((ResMedResMed))

Ultra CS (Ultra CS (ResMedResMed))ElisEliséée 150 (e 150 (ResMedResMed))LegendairLegendair ((CovidienCovidien))


Soins IntensifsSoins Intensifs

SupportairSupportair ((CovidienCovidien))ElisEliséée 250 (e 250 (ResMedResMed))ElisEliséée 350 (e 350 (ResMedResMed))ElisEliséée 370 (e 370 (ResMedResMed))

Classification Fonctionnelle des Ventilateurs de Domicile

Ventilateurs Ventilateurs pulmonairespulmonaires

àà usage musage méédicaldical

Ventilateurs pour soins Ventilateurs pour soins àà domicile pour patients domicile pour patients

ddéépendantspendants

NF EN ISO 10651NF EN ISO 10651--22

Dispositifs d'assistance Dispositifs d'assistance respiratoire respiratoire àà domicile domicile

NF EN ISO 10651NF EN ISO 10651--66

Ventilateurspour utilisation

en Soins IntensifsNF ISO 10651NF ISO 10651--11

Ventilateurs de secourset de transport

ISO 10651-3


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Principales Caractéristiquesdes Ventilateurs de Domicile

Modifié d’après R Scala et al, Respir Care 2008

• Modes de ventilation : spontané(aide inspiratoire), contrôlé(volume contrôlé, pression controlé)

• Gestion des Interactions patient-ventilateur interactions : déclenchement inspiratoire, pressurisation, cyclage expiratoire

• Compensation des fuites

• Autorégulation : volume expiratoire, volume inspiratoire, volume délivré, ventilation minute, temps inspiratoire

Régulation de la turbine/soufflet

• Turbine/soufflet

• Motorisation de la turbine

• Admission d’oxygène : basse pression, haute pression

• Circuit : monobranche ou double branche, à fuites intentionnelles ou à valve expiratoire

• Humidification

• Batteries

• Alarmes

• Observance

• Débits, pressions

• Volumes : Vt, ventilation minute

• Fuites

• FiO2

• SpaO2

• Capnographie

Eléments Techniques du ventilateur

Monitorage

Intégration de données externes

ResLinkResLink ((ResMedResMed))

Capnographie transcutanCapnographie transcutanéée e ((SentecSentec))


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Ventilation Nocturne Efficace

Logiciel AutoScan (ResMed)

Exemple de Fuites Majeures

Logiciel AutoScan (ResMed)


20

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Valeur de fuite critique(représentée par un trait violet)

- Stable au cours d’un enregistrement pour un patient donné.

- Variable d’un patient à

l’autre.

Déterminationd’un Seuil de Fuites Critiques

CapnographieTranscutanée Nocturne


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22

Intégration des données de la polygraphie ventilatoire

VPAP III ST (VPAP III ST (ResMedResMed) et logiciel ) et logiciel AutoScanAutoScan 3.123.12


22

23

Connectique des ventilateurs






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24












• Humidification

• Batteries

• Alarmes

• Observance



• Fuites

• FiO2

• SpaO2

• Capnographie


Monitorage

Réglage du Mode de Ventilation

•• CPACPAPP

•• I/EI/E

•• A/CA/CKnighstarKnighstar 330 330 ((CovidienCovidien))

•• SS

•• STST

•• TT

•• PPCPPC

VPAP III STA (VPAP III STA (ResMedResMed))

•• PPCPPC

•• SS

•• S/TS/T

•• CPCP

•• T. (AVAPS ...)T. (AVAPS ...)

BipapBipap SynchronySynchrony(Respironics)(Respironics)

•• VPCVPC

•• VPACVPAC

•• AI FrAI Fr ((±±VTcVTc))

•• PPCPPCSmartairSmartair ST Plus ST Plus ((CovidienCovidien))


•• S/STS/ST•• AIAI•• VP(A)CVP(A)C•• AIVtAIVt•• V(A)CV(A)C•• CPAPCPAP•• P(A)CP(A)C


•• VPCVPC

•• VPACVPAC

•• VSVS

•• PPCPPC


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Convivialitédes Ventilateurs de Domicile

5 pneumologues ayant une expérience quotidienne des ventilateurs de réanimation

Tests sur 11 ventilateurs de domicile :

1) déblocage du ventilateur 2) blocage3) reconnaissance des paramètres réglés4) passage d’un mode en pression à un mode en

volume5) réglages de paramètres6) réglages d’alarmes

Gonzalez J et al, Eur Respir J 2006

Convivialitédes Ventilateurs de Domicile

Aucun médecin et aucun ventilateur n’a passé l’épreuve sans échec

1) déblocage :- Echec dans 40% des cas- 4 ventilateurs n’ont jamais été débloqués

2) reconnaissance des réglages :- 53 % de réponses fausses

3) changement de mode et réglages :- 1 ventilateur n’a jamais pu être réglé en VAC- Temps de réglage en VAC et VSAI > 16s et 67s par rapport au

temps de référence 4) réglage des alarmes :

- aucun échec- en moyenne > 10 s par rapport temps de référence

Gonzalez J et al, Eur Respir J 2006


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• Humidification

• Batteries

• Alarmes

• Observance



• Fuites

• FiO2

• SpaO2

• Capnographie


Monitorage

Mode “Aide Inspiratoire”(Pressure Support Mode)

Pre

ssu

reFlo

w

Time


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Différentes Modalités de Déclenchement Inspiratoire

Déclenchement en pression

Déclenchement en débit

Energie

“Flow waveform”

“Flow Waveform”

FlowsenseFlowsense ((CovidienCovidien), ), AutotrakAutotrak ((RespironicsRespironics))

G Prinianakis et al, Intensive Care Med 2003


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Evaluation du déclenchement inspiratoire sur banc d’essai

P

Trigger time delay (Td)

Trigger pressure (P)

Poumon Test Actif


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Poumon Test Actif

Evaluation de la Sensibilité de Déclenchement sur Banc d’Essai

A Battisti et al, Chest 2005


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Evaluation de la Sensibilité de Déclenchement sur Patients Modélisés

B Fauroux et al, Eur Respir J 2008

Différentes Catégories de Déclenchements Anormaux

Cycles non déclenchés

Déclenchement retardé

Double déclenchement

Auto-déclenchement


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Identification Automatique des Cycles Non Déclenchés

E Giannouli et al, Am J Respir Crit Care Med 1999

ITE

Analyse des Cycles Non Déclenchéspar les Portraits de Phase

L Achour et al, Comput Biol Med 2007

41% de cyclesnon déclenchés

3% de cyclesnon déclenchés


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Evaluation de la Pressurisation des Voies Aériennes sur Banc d’Essai

JC Borel et al, Chest 2009

P

PTP 300 ms

PTP 500 ms

Evaluation de la Pressurisation des Voies Aériennes sur Banc d’Essai



32

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Temps de Montée en Pression

Prinianakis et al, Eur Respir J 2004

15 patients BPCO après un épisode d’IRAH

Ventilateur de Soins Intensifs + masque facial en mode VS AI. Trigger inspiratoire = -0,5 cmH20

4 valeurs différentes de pressurisation

Pas de différence en terme de GDS et de breathing pattern

Temps de Montée en Pression

Prinianakis et al, Eur Respir J 2004

Débits inspiratoires élevés = plus de fuites, moins de confort


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Attention aux Débits InspiratoiresExcessifs !

Temps de Montée en Pressionen Mode PSV

Niveau 1 à 4Elisée 150

Niveau 1 à 9Vivo 40

Niveau 1 à 9 + visualisation en secondes

Vivo 50

0.15 – 0.9 s + MINVPAP III STA, VPAP IV

Niveau 1 à 6 (0.1 to 0.6 s)BiPAP Synchrony, BiPAP Harmony II

Niveau 1 à 4Smartair plus, Legendair

Niveau 1 à 5Knighstar 330

Temps de montée en pression

Temps de montée en pression recommandés

0.3 – 0.4 s0.05 – 0.1s

Maladies neuromusculairesBPCO

R Scala et al, Respir Care 2008


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35

Cyclage Expiratoire

Pre

ssio

n

Temps

Déb

it

60%

100%

Evaluation du Cyclage Expiratoiresur Banc d’Essai


Ti assist

Ti patient

Cyclage tardif

Cyclageprématuré


35

36



Cyclageretardé

Cyclageprécoce

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

Ti

assi

st -

Ti

pat

ien

t (s

)

No Leak

LeaksIntegra

Moritz

PV102+

SmartairSomnovent

Synchrony

Ultra

VPAP IIISTA

VPAP II

Modèle obstructif

Cyclage réglé à la valeur par défaut

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

Ti

assi

st -

Ti

pat

ien

t (s

)

No Leak

Leaks



Cyclageretardé

CyclageprécoceIntegra

Moritz

PV102+

Smartair

Somnovent

SynchronyUltra

VPAP IIISTA

VPAP II

Modèle restrictif

Cyclage réglé à la valeur par défaut


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37

Cyclage Retardé

Prinianakis et al, Intensive Care Med 2008

Cyclage Retardé

E Calderini et al, Intensive Care Med 1999

Fixer Ti

Ou fixer un Ti maximal

Ou modifier le seuil de cyclage


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• Humidification

• Batteries

• Alarmes

• Observance



• Fuites

• FiO2

• SpaO2

• Capnographie


Monitorage

Mode “Aide Inspiratoire” : La Turbine est Régulée pour Maintenir la Pression

R Scala et al, Respir Care 2008

IE Smith et al, Eur Respir J 1996

Augmenter le débit de la turbine pour compenser les

fuites :

Augmente le Temps d’insuffflation (Ti)

Modifie le cyclage expiratoire

Modifie la sensibilité du déclenchement inspiratoire


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Smartair ST (Airox)

+ volume cible 600

mL

Le Volume Cible : Régulation Incrémentielle

0 cmH20

10 cmH20

20 cmH20

30 cmH20

AI = 16 cm H20AI = 16 cm H20

PEP = 4 cm H20PEP = 4 cm H20

Le Volume Cible :Régulation Cycle par Cycle

0 cmH20

10 cmH20

20 cmH20

30 cmH20

AI = 16 cm H20AI = 16 cm H20

PEP = 4 cm H20PEP = 4 cm H20

+ volume cible 600

mL

VS Integra (Saime)


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Volume Cible avec Deux Variables

D Orlikowski et al, Respir Med 2009

Cible = Volume expiratoire

Variables = Ti (+11%/cycle jusqu’à +33% du Ti initial)

puis PIP (+1cmH2O/cycle jusqu’à +5 cmH2O)

329±130 -> 496±388 mL(p=0.006)

14.0±2.8 -> 18.3±3.4 cmH2O (p=0.002)

Cible = Ventilation Minute

D Tassaux et al, Intensive Care Med 2006

P (cmH2O)

Flow (L/s)

Phase

VE (L/min)

Pressure Support

(cmH2O)

Time (sec)


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Cible = Ventilation Minute

J Jaye et al, Eur Respir J 2009

20 patients avec maladie neuromusculaire ou déformations thoraciques

Etape de calibration (60 min) -> Fr respiratoire, ventilation minute

Evaluation Technique des Ventilateurs :Base de données de l’ANTADIR


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