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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