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Modes Ventilatoires en Anesthésie

U

U R2D2–EA 7281 Université Clermont 1

UdA l Université d’Auvergne

XXXème Journée d’Anesthésie-Réanimation de Picardie 12 Juin 2013, Amiens

Emmanuel FUTIER MD, PhD Département Anesthésie Réanimation

Hôpital Estaing, CHU de Clermont-Ferrand R2D2 unit-EA 7281, Université Clermont1

Conflits d’intérêts

● Fresenius Kabi ● Baxter ● GE Medical Systems ● Edwards Lifesciences ● Dräger Medical ● Sanofi Aventis ● Deltex Medical ● Fisher & Paykel

Collaboration / Recherche Clinique

1° « machine » permettant le dosage de l'oxygène, de l'éther et du chloroforme

Ventilation manuelle

Un mode Ventilatoire unique: « Volume Contrôlé »

Modes Ventilatoires: « Volumétriques / Barométriques »

« Contrôlés / Partielles » Station d’anesthésie

Aide inspiratoire

Nouveaux modes Ventilatoires partiels

(dual-modes, exotiques…) et complexes

(PAV, PPS, NAVA… ASV, Smartcare….)

Le mode Ventilatoire en « Pression Contrôlée »

L’aide inspiratoire (PSV) et sevrage

Evolution des Ventilateurs Réanimation Anesthésie

1960

1980

>2000

1905

Après 2010,

Ventilateur ANESTHÉSIE

=

Ventilateur RÉANIMATION

Modes Ventilatoires disponibles en Anesthésie

PC VC VCRP

Autoflow

VPC-VG

AI

VACI

VPAC

SIMV

VS-AI-fr mini

VSVC VPC

VSPC-AI

VSPEP

BIPAP

VSVC + AI

PACI

CPAP

VPC

Modes Ventilatoires disponibles en Anesthésie

Comment s’y retrouver ?

N°1 : Préparation et

administration du mélange gazeux inhalé

Air

NO2

O 2

O2

% L /min

33 2.00

DGF

Air N2O

Air

NO2

O 2

O2

% L /min

33 2.00

DGF

Air N2O

Mélangeur des gaz vecteurO2/N2O ou O2/Air

Réglage de l’évaporateur

Machine d’anesthésie assure (au moins) 2 fonctions au cours de

l’anesthésie au bloc opératoire

N°2 : Prise en charge de la dépression

ventilatoire induite par les agents de l’anesthésie et assure les échanges

gazeux

Ventilation vs Oxygénation

Oxygénation (= apport O2 à l’organisme)

Ventilation (= épuration du CO2)

Mesurée par : PaO2 ; SaO2

Déterminée par : FiO2 ; PEP

Mesurée par : PaCO2 ; EtCO2

Dépend de la ventilation minute VE = FR x VT (en réalité VE= (Ti/Ttot) x (VT/Ti) Toute combinaison de FR x VT produisant une même VE sera associée à la même PaCO2

Modes de ventilation: classification

Nouveaux modes = Mixtes (combinés) : Autoflow, VCRP, VPCVG…(NON VALIDÉS)

VS (=Spontanée seule)

VS (=Spontanée seule)

Volumétriques (débit)

Barométriques (pression)

Contrôlé

VC Contrôlé

PC Partielle

(=spontanée assistée)

VAC VACI

Partielle (=spontanée assistée)

PAC  

Aide  Inspiratoire  BIPAP

PAC Aide

Inspiratoire

PEP

Pression (variable : mesurée)

Débit (Carré)

MODE VOLUMETRIQUE

(VC)

MODE BAROMETRIQUE

(PC)

Pression (réglée = fixe)

Débit (Décélérant)

Volume (réglé = fixe) Volume (Variable : mesuré)

MODE EN VOLUME : VVC

Fermeture valve exp

Ouverture valve insp

Fermeture valve insp

Ouverture valve exp

Tinsp Texp

Temps de pause insp

Pression plateau

Pression crête = Pmax

VTi DÉBIT

PRESSION

Pression alvéolaire

Pression de crête (= Ppic)

Pression de plateau (max ≤ 25-30 cmH2O)

Pression de plateau : ESTIMATION DE LA PALV

PRESSION (Paw)

DÉBIT

PEEP

P dynamique : RÉSISTANCE

P statique : COMPLIANCE

Paw = R�V + VT

C

PRESSION

DEBIT

Influence du réglage de la PMAX

30 Réglage Pmax = 30

Ttot = 60/f Si REGLAGE Pmax < Pcrète èArrêt du DEBIT INSP è VT DELIVRE < VT REGLE

20 Réglage Pmax = 20

MODE EN PRESSION : VPC

Ti

Ouverture valve insp

Fermeture valve exp

Ouverture valve exp

Te

Pression CONSTANTE = Pinsp Pression plateau

Fermeture valve insp

DÉBIT

PRESSION

VTi

PRESSION ou VOLUME ?

au bloc opératoire

1 3 2 0

I E

P (cmH2O)

Flow (L.min-1)

+

-

t. (s)

1 3 2 0

Pression (VT = variable)

Volume (PRESSION = variable)

PRESSION vs. VOLUME

Ppic = Pcrète

Pinsuf Pplat

Pinsuff ≠ Ppic Pinsuff = Pplat

VVC vs. VPC au bloc opératoire ?

2008

2008

VPC > VVC

VPC = VVC

2008

VVC > VPC

Ventilation du patient obèse VVC ou VPC ?

Aldenkortt M et al. Br J Anaesth. 2012

Intraoperative PaO2/FiO2 (kPa)

Intraoperative tidal volume (ml)

Lung  regional  stress  and  strain  as  a  func1on  of  posture  and  ven1latory  mode  Perchiazzi  G  et  al.  J  Appl  Physiol  2011;  10:1374-­‐83  

25% 133% During MV, strain was higher in the DEPs than in the NDPs. In VCV, strain increased monotonically with time; PCV reached a higher strain faster than VCV.

At regional level the difference between VCV and PCV does not affect ventilation distribution

VCV: VT 9 ml/kg, RR 10/min, PEEP 5 cmH2O VPC: IP to reach VT 9 ml/kg, RR 10/min, PEEP 5 cmH2O

Que se passe t-il lorsqu’il y a une modification de la

mécanique ventilatoire ?

(exemple: intubation sélective, atélectasie majeure, sonde encrassée…)

Mode en Volume

Mode en Pression VS

Pression-Volume

appliquée au système respiratoire ?

Rappel :

Relation

50 PRESSION (cmH2O)

VOLUME (ml)

400

10 0 20

200

30

600

1000

800

1200

1400

40

C= 500/5 = 100 ml/cmH2O

2,5

C= 500/2,5 = 200 ml/cmH2O

50

C= 500/50 = 10 ml/cmH2O

Compliance = V/P

500

5

Volume Pression

Pression

Vo

lum

e Pression

Vo

lum

e

Pression Volume

Réglages Monitorage

Pour chaque combinaison “pression-volume”, il n’exite qu’un point

Mode en VOLUME

Mode en PRESSION

Que se passe t-il lorsqu’il y a une modification de la

mécanique ventilatoire ?

(exemple: intubation sélective, atélectasie majeure, sonde encrassée…)

Mode en Volume

Mode en Pression VS

Que se passe t-il lorsqu’il y a une modification de la

mécanique ventilatoire ?

(exemple: intubation sélective, atélectasie majeure, sonde encrassée…)

Mode en Volume

Mode en Pression VS

MODE VOLUME CONTRÔLE (VVC) Effets d'une augmentation d'impédance du système respiratoire

+

-

t. (secondes)

P (cmH2O)

Débit (L.min-1)

1 3 2 4 6 5 0 7 8 9

Le volume réglé est “bien délivré”, mais la pression est non contrôlée : Risque barotraumatique

PEP

Pmax

Pplat

Résistance (R = Pmax–Pplat / Débit)

VT Compliance

Airway Pressures

Pression alvéolaire Télé-inspiratoire

Augmentation de la Pmax ?

Augmentation de la pression de Pmax

Résistances circuit machine Résistances sonde intubation Résistances voies aériennes proximales Distension Alvéolaire = Barotraumatisme Diminution de la Compliance du système

Augmentation de la Pplat

Résistances circuit machine Résistances sonde intubation Résistances voies aériennes proximales Distension Alvéolaire = Barotraumatisme Diminution de la compliance thoracique

Augmentation de la Pmax ?

Que se passe t-il (probablement) ? Pression crête Augmente

Pression plateau Inchangée

Sonde bouchée ?

Que se passe t-il lorsqu’il y a une modification de la

mécanique ventilatoire ?

(exemple: intubation sélective, atélectasie majeure, sonde encrassée…)

Mode en Volume

Mode en Pression VS

PRESSION (cmH2O)

DÉBIT (l/min)

20

Temps (sec)

MODE PRESSION CONTRÔLÉE (VPC) Effets d'une diminution de compliance du système respiratoire

PRESSION (cmH2O)

DÉBIT (l/min)

20

Temps (sec)

VT = 500 ml VT = 250 ml

La pression reste constante

MODE PRESSION CONTRÔLÉE (VPC) Effets d'une diminution de compliance du système respiratoire

Sous l’effet d’une réduction de la compliance, le volume délivré chute à chaque cycle ventilatoire

PARAMETRES REGLES vs. PARAMATRES MONITORES

DEBIT

FIXE (controlée = sécurité)

Variable PRESSION voies aériennes

VOLUME courant

PRESSION CONTROLEE

VOLUME CONTROLE

Paramètres ventilatoires

FIXE (assuré)

Variable

Carré (constant) Décélérant

ALARMES à surveiller Pressions

(Ppic, Pplat, Pmoy)

Volume (VTE) Ventilation Minute

ETCO2

Quelles différences entre un mode en Volume et un mode en Pression ?

MONITORAGE DE LA VENTILATION MÉCANIQUE

AI (Aide Inspiratoire)

Au bloc opératoire

AIDE INSPIRATOIRE

secondes

secondes

20

40

40

20

30

20

10  

0

0

Débit ( l.min-1 )

Paw (cmH20 )

10

Comme en ventilation spontanée, un pic de débit proto-inspiratoire est délivré au patient

Les voies aériennes supérieures sont

« pressurisées » : c’est le niveau d’aide

inspiratoire

secondes

secondes

décl

ench

emen

t

20

40

40

20

30

20

10  

0

0

Débit ( l.min-1 )

Paw (cmH20 )

10

Niveau d’AI

Trigger Insp

Pente de l’AI

Cyclage Exp

Quelle est la principale différence Entre les 2 modes ventilatoires (en pression)

Pression Contrôlée

Aide Inspiratoire

Ti = fixe

(I/E : réglé et imposé par le clinicien)

Ti = variable

(I/E : libre et imposé par le malade)

Intérêt : plus physiologique, plus confortable…

Performance  comparable  en  VS-­‐Ai  

Quelques exemples et expériences

de l’utilisation de

l’aide inspiratoire (AI) au bloc opératoire !

L’aide inspiratoire (AI)

au bloc opératoire !

Exemple n°1 : Pré-oxygénation en VNI

80

85

90

95

100

1 2 3 4 5 Time (min)

ET

O2 (

%)

★ ★★ ★★ ★★

★ p < 0.05 ★★ p < 0.01

NPPV SV 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

FEO2 < 95% FEO2 > 95%

SV NPPV

Nu

mb

er o

f p

atie

nts

(%

)

N=28, BMI > 40 kg m-2

AI=6-8 cmH2O PEP=6 cmH2O pendant 5 min FiO2 100%

Standard (ballon) VNI (VSAi-PEP)-préOxy

Patient obèse et Préoxygénation

au bloc en VNI VS.

Delay JM et al. Anesth Analg 2008; 107:1707-13

Futier E et al. Anesthesiology 2011; 114:1354-63

N = 66 patients (BMI 46 ± 6 kg m-2) Préoxygénation au masque facial pendant 5 min sous FiO2 100% ● VNI : Ai = 9 ± 1 cmH2O, PEP = 7 ± 1 mmHg ● VS masque

La préoxygénation en VNI (mode Aide Inspiratoire) au bloc opératoire permet : ● Amélioration l’oxygénation ● Limite la perte de volume pulmonaire

L’aide inspiratoire (AI)

au bloc opératoire !

Exemple n°2 : En peropératoire lors

d’intervention au masque laryngé

Pressure Support Ventilation reduces general anesthesia emergence time and improves ventilatory function compared to Volume Controlled Ventilation and Spontaneous Breathing: A randomized study Xavier  Capdevila,  Boris  Jung,  Karine  NoueNe-­‐Gaulain,  Nathalie  Bernard,  Christophe  Dadure,  Philippe  Biboulet,  Samir  Jaber  (Submi;ed)  

0

10

20

30

40

50

LMA removaltime

Emergencetime

Tim

e (m

in)

CMVSBPSV

* #

* #

A

0

10

20

30

40

50

LMA removaltime

Emergencetime

Tim

e (m

in)

CMVSBPSV

* #

* #

0

10

20

30

40

50

LMA removaltime

Emergencetime

Tim

e (m

in)

CMVSBPSV

* #* #

* #* #

A0

200

400

600

800

1000

1200

Propofol (mg)

Fentanyl (µg)

Dru

g c

on

sum

ptio

n

CMVSBPSV

* §

B0

200

400

600

800

1000

1200

Propofol (mg)

Fentanyl (µg)

Dru

g c

on

sum

ptio

n

CMVSBPSV

* §* §

B

�  Progrès technologiques des ventilateurs

CONCLUSION

�  Toujours utiliser le mode ventilatoire que l’on connaît le mieux (médecin et équipes soignantes)

� PRIORITÉ = Sécurité du patient +++ � Nouveaux modes ventilatoires à valider ! (attention aux « améliorations ou nouveautés cosmétiques » !)

A Trial of Intraoperative Low Tidal Volume in Abdominal Surgery

Emmanuel FUTIER, M.D.; Jean-Michel CONSTANTIN, M.D., Ph.D.; Catherine PAUGAM-BURTZ, M.D.,Ph.D.; Julien PASCAL, M.D.; Mathilde EURIN, M.D.; Arthur NEUSCHWANDER, M.D.; Emmanuel MARRET, M.D.; Marc BEAUSSIER, M.D., Ph.D.; Christophe GUTTON, M.D.; Jean-Yves LEFRANT, M.D., Ph.D.; Bernard ALLAOUCHICHE, M.D., Ph.D.; Daniel VERZILLI, M.D.; Marc LEONE, M.D., Ph.D.; Audrey DE JONG, M.D.; Jean-

Etienne BAZIN, M.D., Ph.D.; Bruno PEREIRA, Ph.D.; Samir JABER, M.D., Ph.D. on behalf on the IMPROVE study group*

1 3 7 15 30

0.00

0.

10

0.20

0.

30

0.50

0.

40

Prob

abili

ty o

f eve

nt

Days since surgery

Non-protective ventilation

Lung-protective ventilation

Log$rank)test,)P<0.001)

Major Pulmonary and Extra-pulmonary Complications to Postoperative day 30

Protective Ventilation group (n=200) TV 6-8 ml/kg IBW PEEP 6 to 8 cmH2O

Recruitment maneuvers

Non-protective Ventilation group (n=200) TV 10-12 ml/kg IBW

No PEEP No Recruitment maneuver

FIN

Merci de votre attention