Jérôme CUNY

S.A.M.U. Régional de Lille

Pôle de l’Urgence

CHRU de LILLE

2010

INTRODUCTION

1943 : 1ère mesure infrarouge du CO2 (Luft)

1978 : Utilisation courante lors d’anesthésie générale (Pays-Bas)

Mesure du CO2 dans l’air expiré Indicateur

- direct des échanges pulmonaires, - indirect de la production tissulaire de CO2

Technique non invasive, reflète : La production de CO2, La perfusion pulmonaire, La ventilation alvéolaire, Le mode ventilatoire, La surveillance des circuits de ventilation.

Capnographe : appareil de mesure enregistrant la forme de l’onde

Capnomètre : Mesure des concentrations expirées de CO2

Capnogramme : représentation graphique

Pa CO2 : pression partielle artérielle en CO2

PA CO2 : Pression partielle alvéolaire en CO2

PET CO2 : pression télé expiratoire en CO2

FE CO2 : fraction expiratoire de CO2

En pré hospitalier, 2002 :

53 % des SMUR équipés d’un capnographe

32 % des polytraumatisés

FREYSZ, le traumatisé grave, actualités en réanimation, 2002-2003. p85-111

GDS fait aux urgences, patient intubé ventilé

= hypercapnie

Par mauvais réglage du ventilateur

Pathologies pulmonaires

JEUR, 2001,14,163-164

Asthme et ET CO2

Capteur nasal

Surveillance possible de l’évolution de la crise : amélioration avec le

traitement

Pente de la Phase III

Angle α

Identique aux données du DEP réalisés aux urgences

Int J Emerg Med. 2009 feb 24;2(2):83-9

Détresse respiratoire et ET CO2 Capteur nasal

Détresse respiratorie tout venant, quelque soit l’étiologie

Différence significative entre la Pa CO2 et ETCO 2

Gradient de 8 à 12 mmhg

Pas de reflet de la Pa CO2 Am J Emerg Med. 2009nov;27(9):1056-9

Polytraumatisés et Et CO2

Utilisation prudente

Polytraumatisés graves intubés ventilés

Etco2 entre 35 et 40

30% des patients : Pa CO2 > 50 mmHg

80 % des patients : Pa CO2 > 40 mmHg

J Trauma. 2009 Jan;66(1):26-31

PHYSIOPATHOLOGIE CO2 air ambiant = 0,03 % PaCO2 ~ 0

Production du CO2 par le métabolisme aérobie :consommation d’ oxygène= 200 L / j (adulte)

Transport sous 3 formes :

Bicarbonates = 60 à 70 % Liaisons protidiques (carbamino-hémoglobine) = 20 à 30 % Libre dans le plasma (veineux, Pv CO2) = 5 à 10 %

Élimination pulmonaire

Équilibre RAPIDE au niveau pulmonaire entre Pressions alvéolaires (PA CO2) et pressions artérielle (Pa CO2)

Pa CO2 reflète la ventilation alvéolaire

élimination par ventilation

Transformation hépatique et rénale

GRADIENT P (a – et) CO2

= Gradient artério-alvéolaire

Si poumon homogène : pas de differnece entre Pa et PA

Gaz expiré = Gaz alvéolaire

Mais les rapports V / Q sont inhomogènes

Variations de l’espace mort alvéolaires de 10% à 30%

Provenant d’alvéoles ventilées, perfusées et ventilées non

perfusées

PET CO2 < PA CO2 des alvéoles perfusées< Pa CO2

ET CO2 = 35 à 37 mmHg (ou 5 %)

A poumons sains : (sauf enfant et grossesse)

le gradient Pa CO2 et PET CO2 = 2 à 6 mmHg en VS

ESPACE MORT =

DETERMINANT PRINCIPALDU GRADIENT (a – ET) CO2

Pa CO 2 ~ PA CO 2

Les variations de la PET CO2 ne sont pas proportionnelles à celles de la Pa CO2 Neurochirurgie : dans 26 % des cas, Pa CO2 et PET CO2 varient

en sens opposé

Grenier, Anesth Analg 1999 :88

PHYSIOPATHOLOGIE DE L’AUGMENTATION DU GRADIENT

Anomalie du rapport ventilation / perfusion et espace mort

Embolie Pulmonaire, hypovolémie,

Absence de vidange alvéolaire complète dans certain mode ventilatoire

Utilisation de la Jet ventilation à haute fréquence

Erreur technique

défaut de calibrage, fuite du circuit

PET CO2 non substituable à la Pa CO2

PET CO2 = alerte précoce

PET CO2 : pression télé-expiratoire en CO2

déterminée par :

Production métabolique de CO2

Transport vers le poumon

Élimination par la ventilation = ventilation alvéolaire (en l’absence de trouble de la diffusion pulmonaire)

EN PRE HOSPITALIER : Pause et al, Resuscitation 1997

Adaptation difficile de la ventilation sur la Pet CO2

Insuffisance circulatoire, EP, asthme, insuffisance respiratoire

Si insuffisance cardiaque ou insuffisance respiratoire :

le gradient moyen = 17 mm Hg [ e = 1 à 30 ]

Pas d’évaluation de la Pa CO2 par la Pet CO2

INTERFERENCES :

H2O : présence de piège à eau

N2O

CO : quantifié comme du CO2

Variations de température : 0,3% par °C

Pression atmosphérique : utilisation de la fraction de CO2

Variation du gradient avec l’âge : augmentation de 1,5 mmHg par 10 ans

CAPNOGRAMME

Capnogramme de temps et capnogramme de volume

Volume :

pas de segment inspiratoire

Temps :

Permet surveillance de patients non ventilés

Surveillance de l’inspi- et expiration

Faible évaluation de l’état de V / Q

Difficulté d’évaluer l’espace mort

A

BC

DA

• 2 SEGMENTS :

Expiratoire (3 phases) Inspiratoire

• 2 ANGLES

PHASE I (espace D-A)

• Fin de l’inspiration• CO2 des voies aériennes• Vidange de l’espace mort anatomique • Espace mort absolu • [ CO2 ] = 0

Capnography.com

A

BC

DA

PHASE II (espace A-B)

• Apparition du CO2 dans les gaz• Mélange des gaz de l’espace mort au gaz alvéolaire • Ascension lente si poumon inhomogène

POINT A :

• Expiration initiale de gaz ne participant pas aux échanges

POINT C :

• PET CO2 (~ PA CO2)

Capnography.com

A

BC

DA

PHASE III (espace B-C )

• Plateau alvéolaire = Expiration du CO2 des alvéoles• Pente ascendante car :

• élimination du CO2 est régulière• vidange tardives des alvéoles distales = rapport V/Q petit• asynchronisme de vidange• perfusion et ventilation • pente si poumon inhomogène

ANGLE α

• Normal à 105 °•Reflète la spasticité• Varie avec la pente• Corrélé au DEP• Indication indirecte

de l’état de V/Q

A

BC

DA

PHASE 0 (espace C-D)

• Inspiration • Inhalation de gaz dépourvu de CO2

• Chute rapide de [ CO2 ] vers 0

ANGLE ß

• Angle droit• Etat de réinhalation

Capnography.com

VARIATION BRUTALE DE PET CO2

=

SITUATION CRITIQUE

Production de CO2

Transport = débit cardiaque

Ventilation alvéolaire

ANOMALIES

Techniques4 méthodes : – Spectrométrie de masse :

méthode de référence

Sépare les gaz en fonction de

leur poids moléculaires

Analyse de plusieurs gaz

simultanément

Bloc

Impossible en médecine d’urgence

– Spectrométrie Raman :

Rayon laser argon haute intensité

Analyse multi gaz

Pas en France

Méthode colorimétrique :

– Semi quantitative

– Papier filtre

– Marginale

– Pourpre < 0,5 %

– Jaune > 2 %

Spectrophotométrie d’absorption infrarouge :

– La plus employée

– Faisceau IR traversant les gaz

– Comparaison avec échantillon référence

– Rapide

CO2 absorbe fortement les Infrarouges (λ = 4,3 µm)

Comparaison de la différence d’absorption entre le mélange gazeux et un mélange de référence à concentration connue

TYPE ASPIRATIF : (sidestream) Echantillonnage LATERAL Permet une étude multi gaz, cellule dans la machine, comparaison à

échantillon de référence

secrétions = obstruction, fuite, distorsion du signal

NON ASPIRATIF : (meanstream) Echantillonnage CENTRAL lecture directe, rapide, sans distorsion,

augmente l’espace mort, fragilité

Précision de 0,2 %

Mesure faussée si O2 ou protoxyde d’azote mais correction automatique

+

-

+

-

MESURE NASALE

Surveillance d’un patient en ventilation spontanée MAIS :

Mélange du CO2 expiré avec O2 inhalé

Ventilation par la bouche

Débit O2 > 4 L / min

Hypoventilation

PET CO2

Surveillance de la variation de la valeur

ABSENCE DE CAPNO

Intubation oesophagienne : La SpO2 peut rester normale pendant

plusieurs dizaines de secondes

Arrêt cardiaque: Spiromètrie conservée

Bronchospasme : Élévation des pressions dans le circuit

Déconnexion du circuit: spirométrie nulle

Dysfonctionnement du capnomètre, obstruction de la sonde, fuites Capnography.com

Hypothermie

DcCollapsus

HypovolémieEP

ACR

Production de CO2

Perfusion pulmonaire

Ventilation alvéolaire

Hyperventilation (Vt, fr)Apnée

Obstruction VAExtubation

Problèmes techniques

FuitesDébranchement

Anomalies du ventilateur

PET CO2

FièvreHyperthermie maligne

Bicarbonates

DcHTA

Production de CO2

Perfusion pulmonaire

Ventilation alvéolaire

Hypoventilation(Vt, fr)

Obstruction VA

Problèmes techniques

FuitesAnomalies de valves

Anomalies du ventilateur

PET CO2

PRONOSTIC : Cantineau et al. Crit Care Med 1996 ; 24 : 791-6.Asplin et al. Ann Emerg Med 1995 ; 25 : 756-61

Callaham et al. Crit Care Med 1990 ; 18 : 358-62

Valeur pronostique (AC avec activité électrique !) :Levine et al. N Engl J Med 1997;337 : 301-6

PET CO2 > 10 mmHg au cours des 20 premières min. de réa

Probabilité de RACS

PET CO2 initiale > 15 mmHg 91% de RACS

ATTENTION :

• ADRENALINE : PET CO2 (50% 1 min après IVD)

• BICARBONATES : PET CO2

PET CO2 10 mmHg après 20 min de réa

100% décès

Ne JAMAIS HYPERVENTILER un patient après un AC :

Pa CO2 entraine une de D de perfusion coronaire et cérébral

B.P.C.O.

20

40

Augmentation de la pente du plateau expiratoire

Courbe normaleAttention à ne pas vouloir obtenir

une ET CO2 normale, mais celle de base

CHRU LILLE

BRONCHOSPASME

20

40

Augmentation des résistances Expiratoires

Courbe normalePhase II : prolongée, progressivePhase III : pente

CHRU LILLE

EMPHYSEME

20

40

Inversion de la pente

Courbe normale

Destruction du système capillaire alvéolaire

REPRISE DE VENTILATION SPONTANEE

20

40

Encoche lors du plateau = cleft

Courbe normale-Douleur

-Insuffisance de sédation

-Hypercapnie

-Hoquet

ASYNCHRONISME VENTILATOIRE DES DEUX POUMONS

20

40

Plateau biphasique

Courbe normale

Compression pulmonaire extrinsèqueEmbolie pulmonaire

Fistule Broncho-pleurale

20

40

Plateau biphasique+ chute ET CO2

Courbe normale- Désaturation-Fuite -Drain thoracique bulle a nouveau

Cycle de ventilation mécanique pendant une ventilation spontanée

20

40

Courbe normale

Bronchospasme avec auto-pep

20

40

Courbe normale

-Angle alpha augmenté

-Chute de la pression artérielle

-Pas de retour à la ligne de base = auto pep

Sonde d’intubation mobile

20

40

Courbe normale

- Plateau bosselé

- orifice de la sonde au dessus des cordes vocales

-Transmission de l’ecg

AVENIR EVALUATION DU DEBIT CARDIAQUE :

Technique de réinhalation, mesure non-invasive Mesure de l’espace mort par réinhalation de CO2

Estimation du shunt par SpO2 et FiO2

Déduction par Equation de Fick du débit cardiaque Monitoring du Débit cardiaque

DIAGNOSTIC D’EMBOLIE PULMONAIRE :

Calcul de surface sous la courbe Évaluation de l’espace mort alvéolaire : équation de Bohr Calcul d’un ratio, CHOPIN, CCM 1990

Spécificité : 100 %, sensibilité : 48 %

EVALUATION DU BRONCHOSPASME :

Mesure de la pente du plateau alvéolaire Ajustement de la PeeP Guider l’intubation à l’aveugle Surveillance d’un patient en VS.