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Paris - Ile de France
-------- Diplômes d’Etudes Spécialisées Anesthésie Réanimation
Intérêt de l’utilisation d’un échangeur de chaleur et d’humidité chez les patients
bénéficiant d’une CPAP de type Boussignac
Soutenu par : Marc TRAN
Le : 5 septembre 2014 U.F.R. de Médecine : Paris
Directeur de l’Enseignement : Pr D.JOURNOIS SERVICE : Pôle Anesthésie Réanimation
DIRECTEUR DU MEMOIRE : Dr M.RAUX Sous la supervision du Pr LANGERON
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Sommaire
Sommaire ……………………………………………………………………… 3
Résumé…………………………………………………………………………. 4
Introduction……………………………………………………………………...5 1 La VNI ……………………………………………………………………...5 1.1 Indications de la VNI….……………………………………………………….6 1.2 Physiologie…………………………………………………………………….7 1.3 Modalités de la CPAP…………………………………………………………8 2 Humidification des gaz…………………………………………………….10 2.1 Rôle des échangeurs de chaleurs et d’humidité……………...………………10 2.2 Dispositifs disponibles……………………………………………………….10 3 Objectif du travail et hypothèse…………………………………………....11
Matériel et méthodes.…….………………………………………………..…12 1 Aspects règlementaires……………………………………………………12 2 Population de l'étude………………………………………………………12 3 Données et variables recueillies………………………………………….13 3.1 Cliniques………………………………………………………………..13 3.2 Mesures réalisées :…………………………….……………………………13 4 Protocoles expérimentales…………………………………….…………..13 5 Méthodologies statistiques……………………………………………….14 5.1 Critères de jugement………………………………………………………14 5.2 Présentation des données…………...………………………………………14 5.3 Comparaison des données ………….…………………………………..14
Résultats ……………………………………………………………………..15 1 Description de la population……………………………………………..15 2 Critère de jugement principal……………………………………………17 3 Critères de jugement secondaires………………………………………..18
Discussion……………………………………………………………………20 1 Interprétation des résultats………………………………………………20 2 Limites de l’étude……………………………………………………….22
Conclusion …………………..………………………………………………22
Bibliographie……………………………………………………………….. 23
Annexes…………………………………………………………………….. 25
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Résumé
Introduction : La CPAP de Boussignac® est un système de ventilation non invasive utilisé,
entre autres, en post opératoire d'interventions thoraco-abdominales lourdes pour prévenir la
survenue de complications ventilatoires. Facile d'utilisation, son principal inconvénient réside
dans l'intolérance des patients à la sécheresse des voies aériennes supérieures,liée à l'absence
de système d'humidification du fort débit de gaz délivré. Le but de cette étude est d'évaluer les
effets de la mise en place d’un filtre humidificateur réchauffeur sur l'hygrométrie et le confort
des patients.
Matériel et Méthodes : Cette étude prospective, croisée et ouverte a été conduite entre Avril
et Juin 2014 dans la Salle de Surveillance Post Interventionnelle du Groupe Hospitalier Pitié
Salpêtrière. Vingt six patients ont bénéficié d’une première séance sans filtre humidificateur
réchauffeur, puis d’une séance avec. L'hygrométrie était mesurée grâce à un hygromètre dont
la sonde était insérée dans le masque. Le critère de jugement principal était l’humidité des gaz
inspirés. Les critères de jugement secondaire étaient la température des gaz inspirés et
l'inconfort du patient évalué par échelle numérique.
Résultats : L’humidité augmentait avec un filtre échangeur de chaleur et d’humidité (36% +/-
22 versus 27% +/- 10 p=0.02). En revanche, le filtre était sans effet su la température des gaz
inspirés (27°C +/- 1,7 versus 26 °C +/- 1,6 p=0,07). Les patients étaient moins inconfortables
en présence d'un filtre (EN= 3 +/- 2 versus 4 +/- 3 p = 0.04).
Conclusion : L’utilisation d’un filtre échangeur de chaleur et d’humidité améliore
l’hygrométrie des gaz inspirés avec une CPAP de Boussignac ainsi que le confort, mais est
sans effet sur la température des gaz inhalés. D’autres études sont nécessaires afin d'évaluer le
bénéfice clinique de cette humidification.
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Introduction
1 La VNI
Après l’épidémie de poliomyélite de 1952, la ventilation mécanique (VM) a connu un
essor considérable permettant de ventiler les patients par l’intermédiaire d’une prothèse
endotrachéale sécurisant les voies aériennes. Cette technique s’est développée dans les
services de réanimation, avec une efficacité en terme de mortalité prouvée. Cependant, les
complications liés sont nombreuses (1) : inconfort du patient, nécessitant une sédation
importante, traumatisme laryngé, et pneumopathies acquises sous ventilation mécanique (2).
En raison d'une moindre morbidité (3), et grâce à l'évolution technique des interfaces et des
modes ventilatoires, la ventilation non invasive (VNI) s’est progressivement développée, pour
devenir aujourd’hui une technique ventilatoire privilégiée dans certaines indications
respiratoires et cardiaques nécessitant une pressurisation des voies aériennes, permettant
d’éviter le recours à la ventilation mécanique « invasive » du patient.
Comme la VM, la VNI est une technique permettant de supplanter tout ou partie de la
ventilation du patient. Son principe consiste à exercer une pression positive continue dans les
voies aériennes, donc à l’inspiration et à l’expiration du patient, par le biais d’une interface
hermétique, souvent un masque, connectée à un débit de gaz frais qui délivre une quantité
d’air dont la composition et la quantité sont prédéfinies par le médecin. Elle se caractérise
principalement par l'absence de sonde endotrachéale ou de trachéotomie. L’intérêt de
maintenir une pression positive à chaque temps de la respiration est de favoriser les échanges
gazeux en empêchant d’une part le collapsus des voies aériennes, et d'autre part en améliorant
la surface de ces échanges via le recrutement alvéolaire inspiratoire et le frein au
dérecrutement alvéolaire expiratoire. De même, cette assistance ventilatoire permet de
diminuer modestement le travail ventilatoire (4). La VNI est donc indiquée dans les situations
où l’appareil trachéo-bronchique et le parenchyme pulmonaire sont altérés.
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1.1 Indications de VNI
Les indications de la VNI n’ont cessé de croître au fil des années. Initialement utilisée
en réanimation pour assurer la ventilation alvéolaire au cours des décompensations
d’insuffisance respiratoire chronique (5), son utilisation s'est aujourd’hui étendue aux services
d’accueil des urgences, à la réanimation chirurgicale, ainsi qu’à la salle de surveillance post-
interventionnelle.
La conférence de consensus «Ventilation Non Invasive au cours de l’insuffisance
respiratoire aiguë » organisée par la Société Française d’Anesthésie Réanimation, la Société
de Réanimation de Langue Française et la Société de Pneumologie de Langue Française en
2006 (6) recommande l'utilisation de la VNI en urgence dans de nombreuses indications
médicales telles que l'exacerbation de broncho-pneumopathie chronique obstructive, la
décompensation cardiaque gauche avec œdème pulmonaire cardiogénique, ou la détresse
respiratoire aiguë chez l'immunodéprimé.
En parallèle, l'utilisation d'une assistance à la ventilation spontanée en postopératoire
d'une chirurgie abdominale haute ou d'une chirurgie thoracique a permis de diminuer la
mortalité et la morbidité de ces patients. Elle permet notamment d'améliorer les rapports
ventilation-perfusion en diminuant les atélectasies peropératoires et de réduire l'incidence des
pneumopathies postopératoires (7, 8, 9) Ainsi, il est aujourd'hui recommandé d'utiliser la VNI
en salle de surveillance post-interventionnelle, en postopératoire immédiat de ces
interventions, à des fins de prévention de complications ventilatoires postopératoires. (10)
Il existe deux types de ventilation non invasive qui diffèrent de par leur niveau de
pressurisation aux temps inspiratoire et expiratoire :
− La ventilation à pression positive continue (PPC ou Continuous Positive Airway
Pressure ou CPAP) est une technique de ventilation non invasive qui permet
d'administrer une pression identique à l'inspiration et à l'expiration ;
− La ventilation à deux niveaux de pression, associant une aide inspiratoire, qui diminue
le travail des muscles respiratoires chez les patients en ventilation spontanée (VSAI ou
Ventilation Spontanée avec Aide Inspiratoire), à une pression expiratoire positive
(PEP). Pour ce faire, elle nécessite l'utilisation d'un ventilateur adapté permettant de
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détecter l'effort inspiratoire des patients et de créer un niveau de pression positive
inspiratoire supérieur à celle délivrée en expiration. Son utilisation est spécifiquement
efficace chez les patients dont la fonction de « pompe » ventilatoire est déficiente.
En postopératoire immédiat, la principale altération ventilatoire est liée à des anomalies
de l’échangeur pulmonaire. Ces troubles sont principalement causés par les atélectasies
secondaires à la VM peropératoire. L’utilisation d’une VSAI-PEP est donc souvent superflue
dans ce cas de figure, car l'objectif est uniquement de recruter le parenchyme pulmonaire
atélectasié afin de favoriser les échanges gazeux. Ce d’autant que cette double pressurisation
est à l’origine de fuites et d’asynchronies entre le ventilateur et le patient. L’utilisation d’une
CPAP permet de s’affranchir de ces complications, et assure ainsi un meilleur confort et une
meilleure tolérance.
Concernant les effets à long terme, Squadrone et coll (8) ont montré que l’incidence des
sepsis et des pneumopathies infectieuses dans le groupe de patients bénéficiant d’une CPAP
précoce post-opératoire était diminué comparativement au groupe contrôle. L’une des
explications possibles résulte du fait que les atélectasies favorisent la prolifération
bactérienne intrapulmonaire ainsi que la majoration de la perméabilité capillaire à l’origine de
translocation bactérienne. L’utilisation d’une pression positive en fin d’expiration permettrait
de diminuer ces phénomènes (11).
Ainsi, la ventilation par CPAP est une indication de choix au décours des chirurgies
lourdes.
1.2 Physiologie
En post-opératoire immédiat, la fonction respiratoire du patient peut être altérée par la
chirurgie, qui peut atteindre le diaphragme, notamment lorsqu’elle se situe dans la région
thoracique ou sus-mésocolique. La dysfonction engendrée est majorée par la douleur post-
opératoire qui tend à limiter les mouvements diaphragmatiques. L’ensemble de ces
perturbations altère les mécanismes de toux et favorise le risque d’encombrement,
d’atélectasies et de surinfection. Associée, l’administration de drogues d’anesthésie
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dépresseurs respiratoires ainsi que l’utilisation d’une VM peropératoire majorent le risque
d’hypoventilation alvéolaire. Ces évènements contribuent à la diminution des volumes
pulmonaires avec apparition d’un syndrome restrictif postopératoire lié à la baisse de la
capacité vitale pulmonaire et de la capacité résiduelle fonctionnelle. Au total, le risque
d’hypoxémie est majeur au décours de ces interventions.
L’un des rôles de la CPAP est de lutter contre ces phénomènes. L’élévation de la pression
alvéolaire permet d'augmenter le recrutement des alvéoles collabées ainsi que d’empêcher le
dérecrutement de celles-ci. L’administration d’une pression continue améliore la capacité
fonctionnelle respiratoire en optimisant la mécanique ventilatoire et en facilitant le travail
inspiratoire. Tous ces éléments permettent, in fine, d'augmenter l'oxygénation alvéolaire.
Au plan cardiovasculaire, l’application d’une pression intrathoracique continue (Pit)
diminue le retour veineux, ce qui réduit le débit cardiaque par diminution de la précharge
ventriculaire. Le travail myocardique est diminué car l’élévation de la Pit s’associe à une
diminution de la pression transmurale aortique et, de fait, de la postcharge du ventricule
gauche.
1.3 Modalités de la CPAP
Différents dispositifs peuvent être utilisés, parmi lesquels figure le dispositif CPAP
Boussignac®
(Figure1) .Ce dispositif a la particularité de pouvoir être utilisé dans la chambre
du patient, une fois celui-ci sorti de réanimation ou de SSPI, dans le but de prolonger le
traitement ventilatoire. Pour cette raison, et compte tenu de son faible coût, il est utilisé au
quotidien dans plusieurs unités de soins. Il fonctionne à l’aide d’oxygène mural administré à
fort débit (25 à 35 l/min) dans une valve perméable au travers de 4 petits orifices.
L’accélération du flux engendrée par la diminution de diamètre favorise, par effet Venturi, la
production d’une pression positive continue et constante.
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A.
B.
Figure 1 : A- Schéma décrivant le principe de fonctionnement de la CPAP Boussignac.
Le débit d’oxygène est accéléré et orienté au centre d’une valve de forme torique au moyen de
buses centripètes. Ce débit de gaz pénètre dans le masque facial auquel la valve est connectée
et rencontre une résistance au niveau des voies aériennes. Il génère ainsi une pression
proportionnelle au débit délivré. B- Dispositif de pressurisatin desvoies aériennes en place
sur le visage d’un volontaire. L’alimentation en oxygène est assurée par le tuyau partant de
la valve.
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2 Humidification des gaz
2.1 Rôle des échangeurs de chaleurs et d’humidité
Les voies aériennes supérieurs (VAS) ont, entre autres, un rôle d’humidification et de
réchauffement de l’air inspiré. Ce système est pris en défaut lors de la mise sous ventilation
mécanique. Pour cette raison, l’utilisation d’un dispositif échangeur de chaleur et d’humidité
(ECH) est recommandée et a été proposée depuis des dizaines d’années. En effet, la fonction
de filtration de ces ECH diminue le risque de contamination tandis que l’humidification et le
réchauffement des gaz inspirés empêchent l’altération de l’épithélium ciliaire, la diminution
de la CRF, et la modification de la compliance de l’appareil respiratoire par atélectasies
pulmonaires. (12)
Dans le cadre de la ventilation non invasive et plus particulièrement l’utilisation de la
CPAP de Boussignac®, l’application d’une pression continue suffisante nécessite un débit de
gaz délivré excessivement élevé ( 25 à 35L/min) . Ces hauts débits assèchent les muqueuses et
prennent en défaut les dispositifs d'humidification naturels.
2.2 Dispositifs disponibles
A l’heure actuelle, deux types de dispositif existent : les humidificateurs à eau chauffée,
dits « actifs » de par la nécessité d’utilisation de plaques chauffantes, et les échangeurs de
chaleur et d’humidité, communément appelés « filtres », qui ne consomment ni énergie
électrique ni eau. Ces derniers profitent du réchauffement physiologique humain des gaz
expirés qui sont saturés en vapeur d’eau. Le principe de la majorité des filtres repose sur les
caractéristiques hygroscopiques des membranes. L'absorption d'une partie de l'humidité
expirée est réalisée au travers d'une membrane chargée en sels très hydrophiles. Lors de
l'inspiration suivante, l'eau et la chaleur inspirée sont recyclées dans les gaz inspirées.
L'efficacité du filtre est par conséquent inversement proportionnelle au volume d'air inspiré.
Un délai variable de 10 à 15 minutes est nécessaire pour obtenir un résultat maximal. L’autre
partie des filtres est hydrophobe, c'est-à-dire qu’ils repoussent l’eau, mais se mouillent avec
les solvants organiques et sont donc particulièrement adaptés à la filtration des gaz respirés
par les patients. Il semblerait que ces derniers soient plus efficaces mais aucune littérature
actuelle n’a validé ce postulat.
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3 Objectif du travail et hypothèse
L’une des particularités de la CPAP de Boussignac® est la nécessité d’augmenter le débit
d’air de manière considérable afin d’obtenir une pression inspiratoire et expiratoire continue.
De fait, les gaz inspirés assèchent la muqueuse nasale et buccale. Cette sécheresse constitue
la principale plainte du patient. Dans deux études récentes, il a été démontré, chez des patients
bénéficiant d’une CPAP à domicile sans humidificateur, que 86% se plaignaient de
symptômes nasaux, et 48% de sècheresse de gorge (13), et 69% d’obstructions nasales (14).
Ces effets indésirables sont source d'inconfort et diminuent l’observance du traitement.
Ces problèmes, principalement retrouvés lors du traitement à domicile des patients ayant
un syndrome d’apnée du sommeil, sont transposables aux patients de SSPI, dans une situation
plus aiguë, si bien que l’utilisation de dispositifs d’humidification est recommandée dans la
conférence de consensus sur la ventilation non invasive au cours de l’insuffisance respiratoire
aiguë (5).
L’objectif principal de cette étude est de montrer que l’utilisation d’un filtre
humidificateur-réchauffeur augmente l’hygrométrie du mélange gazeux administré au moyen
de la CPAP Boussignac. Le premier objectif secondaire est de montrer que l’utilisation de ce
filtre augmente la température du mélange gazeux administré. Le deuxième objectif
secondaire est de montrer que ce filtre diminue l’inconfort ventilatoire du patient évalué au
moyen d’une échelle numérique.
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Matériel et Méthodes
1 Aspects réglementaires et éthique
Cette étude prospective, ouverte, en cross-over a été conduite au sein de la Salle de
Surveillance Post-Interventionnelle et d’Accueil des Polytraumatisés (SSPI) du Département
d’Anesthésie Réanimation du Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière – Charles Foix entre Avril
2014 et Juin 2014, après accord du Comité de Protection des Personnes de l’hôpital La Pitié
Salpétrière. (Annexe 1)
L’information des patients participant à l’étude était assurée par l’investigateur
principal et accompagnée d’une note écrite. (Annexe 2)
2 Population de l'étude
Les critères d'inclusion correspondaient à l'ensemble des patients devant bénéficier d'au
moins deux séances d'une assistance ventilatoire non invasive par l'intermédiaire d'une CPAP
Boussignac. L’indication d’un traitement par VNI et plus particulièrement de CPAP était
définie par le médecin en charge de chaque patient, indépendamment de l’étude. A aucun
moment, la décision de ce médecin n’était influencée par l’investigateur. S’il décidait
d’apporter des modifications aux réglages du ventilateur, il restait totalement maître de la
nature de ces réglages, y compris de l’éventuelle décision d’un changement de mode voire de
l'arrêt du traitement.
Les critères d’exclusion étaient un âge inférieur à 18 ans, une grossesses, une privation
de liberté ou une mesure de protection (curatelle ou tutelle), des troubles de conscience, des
vomissements, un état de choc, l’agitation ainsi que le refus de participer à l'étude.
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3 Données et variables recueillies
3.1 Clinique
Les variables cliniques, telles que la fréquence cardiaque, la pression artérielle, la
saturation et la fréquence respiratoire étaient recueillis. La pression des gaz respirés était
mesurée au moyen d'un manomètre. Le débit de gaz administré nécessaire à l’obtention du
niveau de pression prescrit était colligé.
3.2 Mesures réalisées
Hygrométrie et température
Durant chaque séance, l’humidité et la température de l’air inspiré ont été mesurées à
quatre reprises, au moyen d’un hygromètre portable (HygroPalm®, Rotronics, Annexe 3),
dont la sonde était insérée dans le masque de CPAP. Cette mesure débutait après dix minutes
d’utilisation de la ventilation afin d’obtenir des mesures stables. Le capteur, atraumatique,
situé à l’extrémité de la sonde, était de petite taille et ne gênait aucunement le patient. Il était
inséré à hauteur de l’orifice buccal.
Chaque mesure était réalisée par l’infirmière ou par le médecin en charge du patient, et
les données étaient recueillies sur une feuille de recueil disponible au sein de l'unité (Annexe
4)
Inconfort
Parallèlement, l’inconfort ventilatoire (0 = pas d'inconfort, 10= inconfort ventilatoire
maximal) était quantifié au moyen d’une Echelle Numérique, selon la procédure de service.
4 Protocole expérimentale
Au début de chaque séance de CPAP, le masque était appliqué sur le visage du patient
sans valve de pressurisation. Ce faisant, le patient prenait conscience du fait que sa respiration
n’était pas entravée si la valve venait à se déconnecter en raison de mouvements. Cette
attitude contribuait à créer un climat de confiance. Une fois le patient rassuré, la valve était
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connectée au masque. Le débit d’oxygène ou d’air alimentant celle-ci était alors augmenté
jusqu’au débit permettant d’obtenir le niveau de pression souhaité aux voies aériennes, c'est-
à-dire au delà de 6 mmHg .
Chaque patient bénéficiait d’une première séance de CPAP avec un mélange de gaz non
humidifié, puis d’une deuxième séance avec un humidificateur réchauffeur (Hygrobac® ,
Tyco Healthcare, Annexe 5) inséré entre l'interface hermétique et la valve de Boussignac, par
l’intermédiaire d’un adaptateur conique (Annexe 6). Conformément aux recommandations et
aux pratiques du service, les séances de pressurisation des voies aériennes duraient une heure
et étaient renouvelées toutes les quatre heures.
5 Méthodologies statistiques
5.1 Critères de jugement
Le critère de jugement principal était l’humidité des gaz inspirés. Les critères de
jugement secondaire étaient la température des gaz inhalés et l' inconfort du patient mesuré
par l’Echelle Numérique.
5.2 Présentation des données
Les variables sont exprimées sous la forme moyenne +/- écart-type lorsque leur
distribution suit la loi Normale, et sous la forme médiane [interquartiles] le cas contraire.
5.3 Comparaison des données
Les variables ont été comparées entre elles au moyen du test t de Student pour mesures
pairées ou d'un test de Wilcoxon, selon les modalités de leur distribution. Les variables
évaluant la tolérance du patient ont été comparées entre elles au moyen d'un ANOVA pour
mesures répétées ou d'un test de Friedman, selon les modalités de leur distribution.
L'absence de donnée préliminaire rend impossible un calcul d'effectif.
Les différences étaient considérées statistiquement significatives lorsque le risque de
commettre une erreur de première espèce était inférieur ou égal à 5%.
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Résultats
1 Description de la population
Trente cinq patients ont bénéficié d’une première séance de CPAP de Boussignac, sans
échangeur de chaleur et d’humidité (Figure 2). Parmi ces patients, 9 ont été exclus de l’étude,
3 sont sortis du SSPI avant la fin de l’étude, et 4 recueils étaient incomplets. Une modification
thérapeutique avait eu lieu chez un patient, avec une prescription de VS-PEP lors de la
deuxième séance.
Figure 2 Diagramme de flux de l'étude
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L’âge moyen des patients était de 59 +/- 7 ans. Quinze patients ont reçu de la CPAP de
manière préventive au décours d’une chirurgie vasculaire lourde, pour 5 patients en post
opératoire de chirurgie digestive majeure. Six patients ont bénéficié d’une CPAP
prophylactique après un polytraumatisme majeur avec contusion pulmonaire.
La pression recueillie lors de chaque séance était la même : 7 mmHg +/-1 après CPAP
seule versus 7 mmHg +/-2 après CPAP +ECH (p =0.9). Le débit de gaz nécessaire pour
obtenir cette pressurisation était identique dans les deux groupes : 30 +/-6 versus 30 +/- 6
p=0.77. La présence du filtre ne modifiait pas les variables physiologiques (Tableau 1)
Tableau 1 : Variables physiologiques des patients (Fc=Fréquence cardiaque par minute, PAS= Pression artérielle systolique en mmHg, Sp02=Saturation pulsée en oxygène en %, FR= Fréquence respiratoire par minute)
Avant CPAP seul CPAP + ECH p
FC 83+/-16 84+/-18 84+/-18 0,8
PAS 126+/-23 126+/-23 130+/-24 0,57
SpO2 99%(96-100) 99%(98-100) 100(99-100) 0,05
FR 17(13-21) 17(14-18) 17(14-20) 0,92
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2 Critère de jugement principal
La mesure de l’humidité ambiante de l’air en salle de SSPI était de 53 +/- 5%.
L’hygrométrie augmentait avec un filtre échangeur de chaleur et d’humidité : 36% +/-22
versus 27% +/- 10 p=0.02].(Figure 3).
Figure 3 Humidité des gaz inhalés dans le groupe sans échangeur (SANS) et avec échangeur
(AVEC )
P=0,02
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3 Critères de jugement secondaires
La température
La mise en place d’un filtre échangeur d’humidité était sans effet sur la température : 27°C
+/-1,7 versus 26°C (+/-1,6) p=0,07. (Figure 4).
Figure 4 Température des gaz dans le groupe sans échangeur (SANS) et avec échangeur
(AVEC )
P=0,07
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L’inconfort ventilatoire
Les patients étaient moins inconfortables après CPAP avec échangeur de chaleur: EN= 3
+/- 2 versus 4 +/- 3, p = 0.04 (Figure 5)
0
1
2
3
4
5
6
Avant CPAP Après CPAP seule Après CPAP + ECH
Figure 5 Inconfort ventilatoire évalué au moyen d’une Échelle Numérique avant CPAP, après CPAP et après CPAP et filtre
P=0.04
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DISCUSSION 1 Interprétation des résultats
Cette étude montre que l'utilisation d'un filtre échangeur d'humidité au cours des séances
de CPAP prophylactiques délivrées au moyen d'un dispositif Boussignac® s'accompagne
d'une augmentation de l'hygrométrie des gaz inspirés et une diminution de l'inconfort associé.
Elle est toutefois sans effet sur la température des gaz.
Actuellement, la CPAP Boussignac® est délivrée sans système d’humidification, malgré
un important taux d’échec d’observance et d’atélectasies par sécheresse des sécrétions (15).
Avec l'utilisation d'un filtre, l'humidité moyenne mesurée dans notre étude est supérieure à
celle mesurée sans ECH, mais reste inférieure à l'humidité atmosphérique. Cette différence
d'hygrométrie est expliquée par l'effet asséchant des gaz détendus qui ne peut être que
partiellement annulé par ce dispositif. Néanmoins, l'efficacité de l' ECH en terme d'humidité
confirme les travaux de Thille conduits chez les volontaires sains (16). Ce résultat est d'autant
plus probant qu'il correspond à celui retrouvé in vitro avec un humidificateur actif (17).
Parmi les différents types de réchauffement, Jaber et coll (18) ont montré que l’utilisation
de systèmes actifs était plus efficace que les échangeurs passifs. Ce résultat n'a été retrouvé
que chez les patients ayant reçu une VNI de type VSAI-PEP, ce qui peut être suffisant pour
expliquer cette différence. En effet, au cours de la CPAP, le débit instantané est proche de
celui mesuré en VSAI. Il est toutefois appliqué en continu, ce qui contribue à assécher l’ECH,
contrairement à la VSAI qui ne délivre ce débit que pendant 2/3 du cycle ventilatoire. Avec la
CPAP, aucune donnée scientifique ne permet aujourd'hui de favoriser les systèmes actifs par
rapport aux passifs. Plusieurs dispositifs humidificateurs réchauffeurs actifs ont été proposés
mais ils sont sans effet clinique sur la pression alvéolaire. Outre le coût, l’inconvénient lié à
l’utilisation de ces dispositifs actifs est la nécessité d’ajouter une source de gaz à humidifier
qui s’additionne au débit de gaz de la CPAP et qui altère le contrôle de la pression générée.
De plus, l’utilisation d’un échangeur de chaleur et d’humidité est simple et s’affranchit d’une
source électrique supplémentaire rendant son emploi facilement réalisable en dehors des
services de soins intensifs.
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Dans notre étude, nous avons placé le filtre au plus près de la valve de Boussignac afin
que le gaz soit humidifié et réchauffé immédiatement après l’accélération du flux par les
canalicules, ce qui peut expliquer ces valeurs élevées d’humidité. Son positionnement en
amont de la valve pourrait contribuer à réduire l’effet asséchant de celle-ci sur le filtre, mais
aussi l’effet de ce dernier. Parallèlement, il est à noter que l’utilisation d’un humidificateur
passif n’augmentait pas le débit nécessaire pour obtenir la pression souhaitée puisque, pour
une pressurisation équivalente avant et après sa mise en place, le débit n’était pas modifié de
manière significative.
L'utilisation d'un ECH ne modifie pas la température des gaz respirés. La température
initialement recueillie sans ECH est sensiblement la même que la température ambiante de la
salle de soins. L’efficacité des humidificateurs passifs en terme de chaleur a été démontrée
lors de séances de VNI continue de type VSPEP. Ce résultat est néanmoins altéré lorsque le
taux de fuite par le masque facial est grand (19).
Dans notre étude, il ne nous a pas été possible de mesurer les fuites avec la CPAP
Boussignac®, mais elles peuvent être suffisamment importantes pour expliquer l'inefficacité
de l'ECH.
La mise en œuvre de la CPAP associée à un ECH diminue l'inconfort ventilatoire dans
notre étude. La pressurisation des voies aériennes supérieures améliore le confort respiratoire
(20). Toutefois, la sècheresse engendrée par ce fort débit de gaz majore l'intolérance des
patients à ces dispositifs. L'efficacité de l'ECH dans ce domaine serait possiblement liée à
l'humidification des gaz. Cependant,l’un des facteurs confondants de ce résultat est la
diminution associée de la douleur au cours du passage en SSPI par l'analgésie morphinique
(21). En effet, l’application de la CPAP à l’arrivée dans le SSPI est concomitante à
l’administration des antalgiques, si bien que la valeur de l’échelle numérique est déjà
améliorée après l’administration de CPAP seule.
Enfin, la CPAP Boussignac® et le filtre ont été bien tolérés au plan hémodynamique
conformément à ce qui a été rapporté chez les volontaires sains (16). Leur mise en place ne
s'est accopagnée d'aucune modification de la pression artérielle systolique ni de la fréquence
cardiaque. Ni l'un ni l'autre des dispositifs n'ont modifié la fréquence respiratoire.
En revanche, la mise en place de l'ECH s'est accompagnée d'une augmentation non
cliniquement significative de la SpO2. Cette dernière pourrait résulter du recrutement
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alvéolaire secondaire à la seconde séance de CPAP. Il n'y a pas lieu de penser que le filtre soit
responsable seul de cette amélioration de l'hématose.
2 Limites de l’étude
La principale limite de cette étude est l’absence de suivi à moyen terme des bénéfices et
des complications liés à l’utilisation d’un filtre échangeur. L’hygrométrie est améliorée mais
l’impact clinique de cette amélioration reste plus discutable. Le faible effectif ne permet pas
de conclure à une quelconque répercussion clinique de ce dispositif, notamment sur la durée
de séjour. L’incidence des complications respiratoires (mise sous ventilation mécanique,
hyperréactivité bronchique) et infectieuses (pneumopathies d'inhalation) n’a également pas
été relevée. Le travail ventilatoire n'a pas été évalué. Une étude sera nécessaire pour prouver
l’intérêt clinique de ce dispositif.
Nous n’avons également pas testé l’effet du débit de gaz frais sur l’efficacité de l’ECH
Conclusion
L’utilisation d’un échangeur de chaleur et d’humidité augmente significativement
l’hygrométrie des gaz respirés avec une CPAP délivrée préventivement au moyen d'un
système Boussignac® chez des patients en post opératoire d’une chirurgie lourde. La
pressurisation est constante et n’est pas influencée par l’humidification. Le confort semble
amélioré, même lors de séances de courtes durées En revanche, il n’y a pas de différence de
réchauffement avec ces dispositifs.
Toutefois, aucun résultat ne permet de démontrer le bénéfice de l’humidification des gaz
par CPAP et d’autres études sont nécessaires afin de démontrer un intérêt aux échangeurs de
chaleur et d’humidité dans ce cadre.
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9 Ferreyra GP, Baussano I, Squadrone V, Richiardi I, Marchiaro G, Del Sorbo L, Mascia L, Merletti F, Ranieri VM, Continuous positivairway pressure for treatment of respiratory complications after abdominal surgery: a systematic review and meta-analysis, Ann Surg, 2008 Apr; 247(4):617-26. 10 Smetana GW, Lawrence VA, Cornell JE. Preoperative pulmonary risk stratification for noncardiothoracic surgery : systematic review for the American College of Physicians. Ann Intern Med, 2006 ; 144 : 581-95. 11 Van Kaam AH, Lachmann RA, Herting E, et al.Reducing atelectasis attenuates bacterial growth and translocation in experimental pneumonia. Am J Respir Crit Care Med. 2004;169:1046-1053. 12 Williams R, Rankin N, Smith T, Galler D, Seekins P. Relationship between the humidity and temperature of inspired gas and the function of the airway mucosa. Crit Care Med 1996;24(11):1920-29.
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13 Pereira C, Cain-Rossow B, Tamisier R, Macone F, Barel R, Blaive B,Perrin C : Analyse des effets indésirables au cours de la ventilation en pression positive intermittente par masque à domicile dans l’insuffisance respiratoire chronique. Rev Mal Respir 2001 ; 17 : 1S69. 14 Martins de Araujo MT, Vieira SB, Vasquez EC, Fleury B : Heated humidification or face mask to prevent upper airway dryness during continuous positive airway pressure therapy. Chest 2000 ; 117 142-7. 15 Heat and moisture exchangers and breathing filters Br. J. Anaesth. (1994) 73 (2): 227-236
16 Thille A, Bertholon JF, Becquemin MH, Roy M,Lyazidi A, Lellouche F, Pertusini E, Boussignac G,Maitre B, Brochard L, Aerosol Delivery and Humidification with the Boussignac Continuous Positive Airway Pressure Device, Respiratory Care , October 1, 2011 vol 56 no. 10 1526-1532
17 Active Humidification With Boussignac CPAP:In Vitro Study of a New Method, Jose´ M Alonso-Inigo MD, Amadeo Almela MD, Alejandro Albert MD, Jose´ M Carratala´ MD, and María J Fas MD , Respiratory Care, April 2013 Vol 58 No 4 18 Jaber S, Chanques G, Matecki S, Ramonatxo M, Souche B, Perrigault PF,Eledjam JJ: Comparison of the effects of heat and moisture exchangers and heated humidifiers on ventilation and gas exchange during noninvasive ventilation. Intensive Care Med 2002, 28:1590-1594.
19 Lellouche F1, Maggiore SM, Lyazidi A, Deye N, Taillé S, Brochard L. Water content of delivered gases during non-invasive ventilation in healthy subjects intensive Care Med. 2009 Jun;35(6):987-95
20 Schmidt, M. et al. Dyspnea and surface inspiratory electromyograms in mechanically ventilated patients. Intensive Care Med (2013). doi:10.1007/s00134-013-2910-3
21 Banzett RB, Adams L, O'Donnell CR, Gilman SA, Lansing RW, Schwartzstein RM. Using laboratory models to test treatment: morphine reduces dyspnea and hypercapnic ventilatory response.Am J Respir Crit Care Med. 2011 Oct 15;184(8):920-7. doi: 10.1164/rccm.201101-0005OC.
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ANNEXE
ANNEXE 1 Accord du Comité de Protection des Personnes
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ANNEXE 2 Feuille d’information du patient « Evaluation de l’hygrométrie et du confort ventilatoire au cours des séances de pression positive continue des voies aériennes au moyen du dispositif de
CPAP Boussignac »
Salle de surveillance Post-Interventionnelle et d’Accueil des Polytraumatisés Département d’Anesthésie Réanimation
Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière Assistance Publique – Hôpitaux de Paris
LETTRE D’INFORMATION AU PATIENT
Madame, Monsieur,
Vous allez bénéficier d’une ventilation non invasive en Salle de Surveillance Post Interventionnelle prescrite par le Dr ___________________ dans le but de réduire le risque de complications ventilatoires postopératoires.
Afin d’assurer votre confort, nous humidifions le gaz que vous inspirez à l’aide de deux types de dispositifs. Nous conduisons une étude évaluant l’hygrométrie (niveau d’humidité) du gaz respiré au cours de la ventilation non-invasive. Cette étude consiste à insérer une petite sonde de la taille d’un macaroni dans le masque afin de mesurer l’hygrométrie. Cette pratique est totalement indolore et n’entraîne aucune gêne.
Nous vous proposons de participer à l’étude. Cette dernière n’entraîne aucun changement dans
votre prise en charge ni de prise de sang supplémentaire. Un avis favorable à la mise en œuvre de cette recherche a été donné par le Comité de Protection des Personnes Ile de France VI en date du 03/ 04/ 2014.
Vous avez la possibilité de refuser de participer à cette étude ou d’interrompre votre
participation à tout moment. Cela ne modifiera en rien la qualité des soins que vous recevrez ni la relation que vous entretenez avec l’équipe soignante.
Un traitement informatique de vos données personnelles est mis en œuvre pour permettre
d’analyser les résultats de cette recherche. Ces données sont anonymes. Si vous le désirez, vous pouvez accéder à l’ensemble des données vous concernant par l’intermédiaire du médecin qui vous suit dans le cadre de cette recherche.
Nous vous remercions par avance de votre participation à cette étude et restons à votre entière
disposition pour tout renseignement complémentaire.
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ANNEXE 3 Hygromètre HygroPalm®, Rodtronics
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ANNEXE 4 : Feuille de Recueil
Hopital Pitié Salpétrière
CPAP – ECH
Taille:_________________ Poids:_______________ Date:_________________ Heure: ______________ EVA confort initial : ____ FC:______ PA: _______ Sat:______% sous ___L/min FR : Chirurgie :___________________________ ATCD respiratoire : ____________________ Hygrométrie air ambiant : ________________________
Première séance :CPAP seul
Manomètre :____ mmHg
Débit d'air/O2 :___L/Min
1ère mesure 2ème mesure 3ème mesure
4ème mesure
Hygrométrie
Température
Sécrétions
Durée de la séance : ___________ FC:______ PA: _______ Sat:______% sous ___L/min FR : EVA confort à la fin de la séance :______ Motif de l’arrêt de la VNI : - Fin de séance O/ N
• Mauvaise tolérance O/N • Autre : ________________________
ETIQUETTE PATIENT
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Deuxième séance :CPAP + Filtre :
Manomètre :____ mmHg
Débit d'air/O2 :___L/Min
1ère mesure 2ème mesure 3ème mesure
4ème mesure
Hygrométrie
Température
Sécrétions
Durée de la séance : ____________________ FC:______ PA: _______ Sat:______% sous ___L/min FR : EVA confort à la fin de la séance :______ Motif de l’arrêt de la VNI : - Fin de séance O/N
• Mauvaise tolérance O/N • Autre : ________________________
Gazométrie
Post opératoire immédiat Bilan avant sortie
Ph
Pa02
Pac02
Hco3-
Protocole : Mode d’emploi Patients inclus : Tous les patients ayant de la CPAP post opératoire Réalisation : Insérer l’hygromètre dans le masque facial de CPAP à hauteur de la bouche Mesurer les paramètres 4 fois après la 10ème minute Lors de la deuxième séance, ajouter le filtre entre la valve et le masque facial
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ANNEXE 5 Echangeur de chaleur et d’humidité Hygrobac® , Tyco Healthcare
CaractéristiqueVolume courant
150-1200 mlrecommandéHumidité à la sortie
Vt= 250ml 34,4 mmH2O/LVt= 500ml 33,6mmH2O/LVt= 1000ml 32,9mmH2O/L
Perte d'humidité 6 mgH2O/L à VT=500 ml
30L/min 1 cm H2O60L/min 2,8 cm H2O90L/min 4,7 H2O
Efficacité de la filtrationBactérienne > 99,99%
Virale > 99,99%Volume interne 51 ml
Poids 28 gType de filtration Electrostatique
Résistance à un débit de :
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ANNEXE 6 Adaptateur conique
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ANNEXE 7 CPAP Boussignac
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