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Assistance des Echanges Gazeuxdans le S.D.R.A.Ventilation MécaniqueConventionnelleE.C.M.O.Ventilation MécaniqueNon Conventionnelle


Am Rev Respir Dis: 1988;137:1159-64Obtenir un volume « suffisant » deparenchyme fonctionnel:• SpO2 > 92% => recrutementalvéolaire• PaCO2 < 60 mm Hg =>ventilation alvéolaireLa VM « traite » le poumon maladeEviter les « VILIs »• Lésions par distension: Baroou Volotrauma• Lésions par cisaillement(cycles O/F):AtélectraumaRéglages opposésCOMPROMIS


Ventilation Protectrice:proteger le poumon• Baro-volo trauma. : Vol(P) télé I trop élevé– Dreyfuss– Gattinoni: Baby Lung Concept• Atelectrauma.:– MuscedereVol(P) télé E trop faibleTous les travaux de ces 10 derniéres annéesdestinés limiter ce VILI:les bons réglages du Vt et de la PEP


Gattinoni:2004: étude ALVEOLIMeade:2008 : LOV studyMercat:2008; EXPRESS study


Résultats:ALVEOLILOVEXPRESSPEPcm H 2 O14,7 / 8,915,6 / 10,115,8 / 8,4Mort. Hop.%27,5 / 24,936,4 / 40,435,4 / 39,0Lower PEPHigher PEPN11631136Mort. Hop.36,3 %33,9 %


Conclusion• L’application au hasard de haut ou bas niveaux dePEP ne change pas la survie dans une populationnon sélectionnée de SDRA• Chaque patient doit avoir une ventilationspécifique qui pourra varier avec la phase évolutivedu SDRA• En fait tout dépend de l’action éffective de la PEP:Recrutement ou distension ?


Qs / Qt = 50 %


Qs / Qt = 0 %: Recrutement


Qs / Qt = 80 %: Distension


Comment se faire aider ?• Le TDMGattinoniRouby• La courbe PVSAR A


Problématique du réglage de la PEPObjectifs de la PEP:• Réduction du shunt => Recrutement• Eviter les cycles ouvertures/fermeture => Effet protecteur.• Ne pas trop altérer l’équilibre hémodynamiqueLa PEP au cours du temps:• 1975; Suter: BEST PEEP meilleure Cst• 1980; Walkinshaw: PREFERRED PEEP meilleur TaO 2• 1984; Murray: IDEAL PEEP PaCO 2- PETCO 2minimal• 1987; Nelson: LEAST PEEP PaO 2>59 et FiO 2


Petite parenthèse sur laMécanique Ventilatoire


Principes de Mécanique ventilatoire:PQFLa force motrice F doit:1. Accelerer la colonne de gaz et tissus: Inertance2. Generer un débit dans les voies aériennes: Résistance3. Accumuler un volume dans les alvéoles: ComplianceF = Fi + Fr + Fc1. Fi = I . dQ/dt2. Fr = R . Q3. Fc = 1/C . SQ.dt


A. Inspiration B. ExpirationPQPPQPPr = R x QPe = V x E = V / C(TRAVAIL ELASTIQUE)Pr = R x Q(TRAVAIL RESISTIF)P = P. Motrice= Pr + PePe = P MotriceP = 0C. Volume controlé D. Pression controléePePrPrPeI P EI P E


VOIES AERIENNES:Régimes d’écoulement - Résistances respiratoiresLaminaireTransitionnelTurbulent∆P∆P∆P∆P = R.QQ∆P = k 1 .Q + k 2 Q 2Q∆P = k Q 2QLoi de Poiseuille: R= 8Lŋ/πr4Re < 2000Equation de Rohrer(syst respiratoire)Re: 2000 à 3000Re > 3000Nombre de Reynolds: rapport forces d’inertie / forces visqueusesRe = Ø.Vit.ρ/ŋRégime turbulent si:Re > 3000Irrégularités, retrécissements…


VOIES AERIENNES:Intérêt de l’ HéliumPropriétés physiques de l’hélium:• 7 fois plus léger que l’azote• Plus visqueuxDiminue les turbulences =>Améliore le débitEffort ventilatoire moindre• Diffusion du CO2 plus élevée• Vitesse du son plus élevée• Chaleur massique plus élevéeIndications: diminuer les régimes d’écoulement turbulents:• Asthme “jeune”• Sténoses des VAS…Précautions:• Refroidissement,• Aérosols.


VOIES AERIENNES:phénomène de limitation du débitPIM25 17 1053 0PIM25 17 103 02525QQPTM0 -8 -15 -20 -22PTM0 -8 -15 3Q+ Q+Vol.Vol.Q-Q-


PARENCHYME PULMONAIREcompliances et transmission des pressionsP.A.P. PleuraleS.D.R.A.B.P.C.O.P.Pleurale = PA . KK = C.Pulmonaire / C. Pariétale - C.PulmonaireNB: Pe = V . Ctot


Constantes de temps:Inhomogénéité du parenchymeVV 0SecV = V 0 . e -t/ΓC (mL / cm H 2O )R (cm H 2 O / mL / sec)Γ = R.C (sec)Notion d’alvéoles ‘rapides’ et ‘lentes’


Comment se faire aider ?• Le TDMGattinoniRouby• La courbe PVSAR A


JJ RoubySDRA diffus:PEP éfficacePII +


JJ RoubySDRA focal:PEP inéfficacePII -


JJ RoubySDRA patchy:PEP peu éfficace


SDRA Tardif :•Point inflexion -•PEP inéfficace•Risque PTX +++•Hypercapnie


JJ RoubyDiffusPII +PEEP +ConcordanceImagerie / courbe P/VFocalPII -PEEP -


La courbe PV statique:vieille conceptionVolumeBVTAPressionpepp.plateau


1 , 0 61 , 0 00 , 9 00 , 8 00 , 7 00 , 6 00 , 5 00 , 4 00 , 3 00 , 2 00 , 1 00 , 0 00 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 07 0


PEP courbe - PEP clinique8765N43210-12 -9 -6 -3 0 3 6 9 12cm H2O


Vt courbe - Vt clinique8765N43210-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000mL


Variation de pO2 / FiO2 par rapport aux variations de la PEPVariation de pO2 / FiO2 par rapport aux variations de la PEP200PaO2 / FiO2 clinique - PaO2 / FiO2courbe150100500-15 -10 -5 0 5 10 15-50-100-150-200PEP clinique - PEP courbe


Nouvelle interprétation de lacourbe PVVolumexB = fin du recrutement∆V∆PxA = début du recrutementPression


Rôle de la paroiV½ ASSISCOUCHEP


Et la boucle PV ?VolumeExp.Insp.HystérésisPoint Expiratoirede fermeturePression


HYSTERESIS• Propriétés plastiques et viscoélastiquesdu parenchyme pulmonaire (mémoire deforme):Surfactant• Temps dépendance de ces propriétés:propriétés inertielles• Sa surface reflète la recrutabilité


Et si on ventilait sur la brancheexpiratoire ?Vol.VtPression


Ventilation à Haute Fréquence• Définition– FR > 60 /min– VT < VD– Haute vélocité des gaz (HFJV)• Mécanisme des échanges gazeux1. Convectifs (ventilation alvéolaire directe)2. Diffusifs (Taylor, Profil assymétrique, Pendelluft, Diffusionmoléculaire)• Types de HFV1. HF PPV2. HFJV3. HFO4. HFPV


Ventilation à Haute FréquenceDénominationFR (Hz)Vt (mL/Kg)ExpirationHFPPV0.5 à 13 à 5passiveHFJV1 à 102 à 4passiveHFOV7 à 151 à 3activeHFPV3 à 101 à 3passive


High Frequency Jet VentilationInjecteur(1 à 4 bars)CircuitHaute pressionGaz additionnels humidifiésBasse pressionGazadditionnelsBuseØ: 1 à 2 mmFR = 400 – 900 /minPVt = V.injecté = V.entrainé20Pept


Effet VenturiCircuit haute pressionCircuit additionnelbasse pressionVt = v. injecté + V.entraîné


High Frequency Oscillation VentilationRéglage ∆PDébit continu deGaz conditionnésGénérateur d’oscillations:Haut parleur ou pistonAir / O 2Filtre passe basRéglage P. moyPFR = 60 – 600 /min30∆PP. moyt


Avantages / Inconvénients de la• AvantagesVHF1. Hyper protectrice: fenêtre de pression étroite2. Élimination optimale de CO 2 (sauf HFO chez adulte)3. Homogénéisation de la ventilation par phénomènes diffusifs• Inconvénients1. Recrutement limité – drainage véno-lymphatique (HFO)2. Sensible à l’augmentation des résistances (hauts débits)3. Monitorage4. Humidification des gaz5. ComplexitéEXCELLENTE POUR MAINTENIR L’OUVERTURE ALVEOLAIREMEDIOCRE POUR RECRUTER LES ALVEOLES A HAUTEPRESSION D’OUVERTURE


P (cm H 2O)PIPPEP40200PIPPEP4020040200t (secondes)


Résultats:VMCJVHFC-JVHFFiO20,71 ± 0,160,71 ± 0,160,70 ± 0,16Paw moy. 20,2 ± 1,8 19,6 ± 1,5 19,4 ± 1,6PaCO 2 36,4 ± 4,6 37,3 ± 4,5 36,5 ± 5,6PaO278,9 ±25,3*123 ± 36,9* #176,8 ± 83 #IC3,91 ± 1,033,79 ± 0,713,63 ± 0,79Qs/Qt (%)30 ± 9*24 ± 5* #19 ± 4 #


La Ventilation par Percussion àHaute Fréquence (VDR 4)


HFPVMode ventilatoire original (Dr Bird - 1980) :• Technologie pneumatique (pas d’électricité)• Cyclage chronométrique• Expiration passive• Pression limitée• Circuit ouvert avec piston-venturi (phasitron) prés de la sonde ET fonctionnant commeune valve I et E.


HFPV• Le signal de pression :Superposition de 2 composantes dont le réglage des paramètres estindépendant :– Une composante BF : 0 à 50 cycles.min -1– Une composante HF : 200 à 900 cycles.min -1• Le transport des gaz :– Convectif : composante BF ( = VMC )– Diffusif : composante HF ( = VHF )Temps inspiratoire avec :– Une phase d’inflation par accumulation de sous Vt– Une phase d’équilibre oscillatoire• Temps expiratoire passif avec possibilité de PEP continue ou oscillante


High Frequency Percussive VentilationUnitéPneumatiqueGénérateurde pressionHF = 200 – 600 /minBF = 6 – 15 /min55P25


Courbe de pression en HFPVIE


• Circuit ventilatoire :HFPV– Circuit à haute pression servant d’injecteur (=> effet Venturi)– Circuit additionnel à basse pression( nébuliseur et HC ), pour l’entraînement• Phasitron :– Piston mobile positionné prés du tube ET– Produit l’effet Venturi (transformation pression / débit)– Joue le rôle de valve I et E• Les gaz proviennent de ces 2 circuits:– Gaz injectés à haute pression (phasitron)– Gaz entraînés provenant du circuit à basse pression


PIPNB: La PIP à la caréne= 1/3 PIP à l’ouverturedes VA.Lucangello - 2004


Lucangello - 2004


Equilibre oscillatoireLucangello - 2006


C’est une ventilation en limited pressure:=> E influence le VT=> R influence les débitsE = 20; R = 0 E = 100; R = 0 E = 100; R = 200Conclusion 1: délivrance des gaz sensible aux conditions de charge• avantage: sécurisant, notion d’équilibre oscillatoire• inconvénient: on ne peut pas connaître les volumesConclusion 2: Le ∆P varie avec R: pas de retentissement barotraumatiquePAWm reste stable et fiable et conditionne le VT donc le barotraumaConclusion 3: TI est réglé, Tplateau/TI dépend des conditions de chargePendant le plateau les échanges gazeux sont uniquement diffusifs


Plateau (équilibre oscillatoire):•Tplateau/TI dépend du patient (E)•VT/VTOT dépend du patient (E)PlateauSDRA => E augmente:•Tplateau/TI augmente:=> Les échanges sont diffusifs•VT/VTOT diminue:=> améliore clearance du CO 2etdes sécretionsLa HFPV est une:•ventilation diffusive chez lespatients à haute impédance•ventilation convective chezles patients à basseimpédanceHFPV = ventilation protectrice:•Les VT s’adaptent au patient(comme en PAC)


HFPV : avantages théoriques -indications1. AVANTAGES:• Drainage bronchique : Kinésithérapie.• Association BF / HF : transports gazeux convectif (VMC) et diffusif(VHF) :• « OPEN LUNG » (propriété inertielles et plastiques – hystérésis – PEEPélevée)• Homogénéisation de la ventilation• Purge expiratoire des voies aériennes :PEP oscillante => réduction du VD• Ventilation protectrice (ALLARDET – 2008)2. INDICATIONS DE CHOIX:• Encombrement: brûlés (……)• SDRA: (Sauvetage:nombreuses petites séries; 1 seul EPR: Hurst – 1990)• Pédiatrie (…..)• Traumatisme crânien + SDRA (Salim – 2004)• Fuites pleurales


Notion de fréquence de résonnancedu système respiratoireQ +tQ -Q(t) = Q 0 .cos(ωt+φ)=> Pr(t) = R.Q(t) = R.Q 0 .cos(ωt)γ(t) = dQ(t)/dt=> Pi(t) = I.γ(t) = I.Q 0 .ω.sin(ωt)V(t) = S Q(t).dt=> Pe(t) = 1/C.V(t) = -1/C.Q 0 .ω.sin(ωt)P = Pi + Pr + PePiPrω (tours /Sec)F 0 = 500 à 800 /minPeP

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