VM + O2 = risque ++ pour le prématuréVM + O2 = risque ++ pour le prématuré

• Dysplasie broncho-pulmonaire (Chronic Lung Disease)

• Rétinopathie du prématuré

ELEMENTS CONSTITUTIFSDU SYSTEME RESPIRATOIREELEMENTS CONSTITUTIFS

DU SYSTEME RESPIRATOIRE

Particularités néonatales

– Fatigue +++

– Participation diminuée à la stabilisation de la cage

– Diminution de la force contractile

Eléments Actifs

– Diaphragme

– M intercostaux

– M ventilatoires accessoires

– M abdominaux

Eléments Passifs– Voies aériennes– Paroi thoraco-Abdominale– Tissu conjonctif

pulmonaire

– interface air liquide : Tension de surface (surfactant)

ELEMENTS CONSTITUTIFSDU SYSTEME RESPIRATOIREELEMENTS CONSTITUTIFS

DU SYSTEME RESPIRATOIRE

Particularités néonatales

– Circulaire --> csq musc

Compliante ++

– défaut de surfactant

--> tension de surface

--> expansion pulmonaire

Courbe P-V et mesures de la compliance

Courbe P-V et mesures de la compliance

VOLUME

PRESSION

Cinitiale

Cinfl

Cdefl

point d'inflexion inférieur

point d'inflexion supérieur

Capacité résiduelle fonctionnelle

RESISTANCE

R = (P1-P2) / débit

P1cmH2O

P2débit gazeux (ml/s)

liée à :

- géométrie des conduits

- conditions d’écoulement

- propriétés physiques du gaz

Chute de pression en fonction du rétrécissement du diamètre de la sonde (2.5mm) au cours d'un cycle inspiratoire

Chute de pression en fonction du rétrécissement du diamètre de la sonde (2.5mm) au cours d'un cycle inspiratoire

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

0 25 44 57 63 64 58 39 12

Débit (ml/sec)

Ch

ute

de

pre

ssio

n (

cm H

2O) Diam 2.5 mm

Diam 2.4 mm

Diam 2.3 mm

Diam 2.2 mm

Patient Volumecourant

(ml)

Débit max(ml/s)

Travail total

(mJ/ml)

Travail dûà la SIT(mJ/ml)

% du travaildû à la SIT

#1 1.13 9.1 28.6 0.77 0.10 13.4

#2 1.92 11.5 39.9 0.81 0.16 19.4

Poids(Kg)

Travail respiratoire imposé par la sonde

CONSTANTE DE TEMPS DU SYSTEME RESPIRATOIRE

CONSTANTE DE TEMPS DU SYSTEME RESPIRATOIRE

Kt (sec) = R . C

système à 1 seul compartiment : 1 resistance +1 compliance

R

Il faut 3 Kt pour vider 95 % du poumonC

1 2 3 4 5 Time constants

• % variation de pression en fonction du temps% variation de pression en fonction du temps

• Equilibre presque total : 3-5 KtEquilibre presque total : 3-5 Kt

100

80

60

40

20

0

C

hang

e in

pre

ssur

e (%

)63

8695 98 99

Mécanique pulmonaire et constante de temps

Kt : Applications pratiques Kt : Applications pratiques

Kt (sec) = R . C

ILM : C ou N , R --> Kt --> Te et Ti longs

DBP : C , R --> Kt --> Te et Ti longs

MMH : C , R N --> Kt --> Te et Ti courts

AUTO-PEP

Rétention gazeuse

situations à risque : C ; R stable (guérison MMH) R ; C stable

Te trop court

Problème :ventilation du poumon hétérogène

Te < 3 Kt --> persistance d'un volume téléexpiratoire alvéolaire

AUTO-PEP AUTO-PEP

V Pulm P moy retour veineux et débit cardiaque Vt risque hypercapnie

AUTO-PEP : ConséquencesAUTO-PEP : Conséquences

Nouvelles constantes du système : Kt ( C , R )

Nouvel équilibre aux dépens de :

CAT : FR ; I/E ; P insufl

INSPIRATIONEXPIRATION

VVDD

VVTT

VVTT VVDD

Espace (volume) mortEspace (volume) mort

MMH et rapport VD/VT

VVDD

VAVAVVTT

VVD alvD alv

VVDD

VVTT

VVT T = = 4.9 ml/kg ± 0.64.9 ml/kg ± 0.6

VVD D = 1.97 ml/kg ± 0.13= 1.97 ml/kg ± 0.13

VVD pros D pros = 3-5 ml= 3-5 ml

(ml/sec)

Débit

0 4 8

-15

0

15

4.0

4.5

5.0

12

(secondes)Temps

(cm H2O)Pva

Travail respiratoireTravail respiratoire

Pression desvoies aériennes

0PEP

Débit

0

Volume

0

P va

0PEP

Volume

0

Volume contrôlé

Pression desvoies aériennes

0PEP

Cycle mécanique (imposé)

Cycle mécanique

Cycle mécanique

Pression contrôléePression contrôlée

Volume

0

RespirateursRespirateurs

OXYGENATIONOXYGENATION

FiO2

Pression moyenne : • Reflet du volume pulmonaire

• Fonction de : Pression d'insufflation

PEP

Ti

Fréquence

Débit

Deux déterminants essentiels :

PIP, PEP, TPIP, PEP, TI, I, rapportrapport TTII / T / TEE, FR, débit (de balayage), FR, débit (de balayage)

PEP

PIP

TI

RateFlow

Pressure

TimeTI TE

PEP

PIP

Comment faire varier la pression moyenne ?

• Relation PM - PaRelation PM - PaOO22 non linéaire ; “U” inversé: non linéaire ; “U” inversé:

– PM trop basse :PM trop basse :» Risque = Atelectasies Risque = Atelectasies Pa PaOO22

– PM trop hautePM trop haute::

» Distension Distension déséquilibre rapport V/Q, shunt déséquilibre rapport V/Q, shunt intrapulmonaire, hypoventilationintrapulmonaire, hypoventilation

débit cardiaque débit cardiaque transport O2 (malgré Pa transport O2 (malgré PaOO22 correcte)correcte)

Echanges gazeux et pression moyenne ?Echanges gazeux et pression moyenne ?

Epuration du CO2VENTILATION MINUTE

Epuration du CO2VENTILATION MINUTE

V = F x VtPrincipal déterminant de la capnie

Facteurs modifiant le Vt :

• Pins

• Débit

• Ti

VS-PEP

Intubation

Oxygénothérapie

Ventilation nasale

Babylog 8000

MODES VENTILATOIRES

VCIVACVACI

AIBPAPCPAPSIMVIMV

ETC ........

VOLUME CONTROLE ?PRESSION CONTROLEE ?

Cycle spontané

Pression desvoies aériennes

0PEP

Débit

Cycle mécanique (imposé)

0

Cycle mécanique

Cycle mécanique

Ventilation contrôlée intermittente (VCI)Ventilation contrôlée intermittente (VCI)

Signaux de déclenchementSignaux de déclenchement

capsule

impédance-métrie

cathéter œsophagien + capteur de pressioncapteur de pression

pneumotachographe,

• Mouvements abdominaux

• Mouvements thoraciques

• Pression œsophagienne

• Pression des voies aériennes

• Débit (ou volume)

Systèmes disponiblesSystèmes disponibles

Respirateur Système de déclenchement

SLE 250

SLE 2000

Infant Star

Bearcub (Bourns)

Sechrist IV

Dräger BBL 8000

Bird – VIP

Stéphanie

Pression (capsule , KT œso, pneumotach)

Pression et débit

Capsule abdominale Graseby

Débit (moniteur indépendant)

Capsule abdominale GrasebyImpédance-métrie

Débit (+volume)

Débit

Débit

Ti TR TeTe

Pression des voies aériennes

Débit

0

seuil de déclenchement

Temps inspiratoire

TEMPS DE REPONSETEMPS DE REPONSE

0PEP

MODE VACIMODE VACI

Cycle spontané Apnée

Pression desvoies aériennes

Ttot = Ti + Te Ttot = Ti + Te

0PEP

Seuil de déclenchement

Débit

Cycle mécanique déclenché

Ttot = Ti + Te

0

Ttot = Ti + Te

Cycle mécanique déclenché

Cycle mécanique

imposé

MODE VAC

Pression desvoies aériennes

Ti PR

Te réglé

Fenêtre PR Fenêtre de déclenchement

Ti

0PEP

Cycle mécanique

imposéDébitCycle

mécanique déclenché

Seuil de déclenchement

Apnée

0

Cycle mécanique déclenché

MODE VACMODE VAC

Comparaison VAC - VACIComparaison VAC - VACI

Fréquence machine

Assistance

Risques

VACI

fixée

incomplète

• épuisement à fréquence lente• expiration active

VAC

variable(limite inférieure)

complète

• auto -PEP• expiration active

VAC = Risque auto-PEPVAC = Risque auto-PEP

Pression desvoies aériennes

0PEP

Débit

Seuil de déclenchement

0

Ti TiPR

Te Tinsp

PR

Te

Ti

Tinsp

PR

Te TinspTinsp

VAC et PEP intrinsèque ?VAC et PEP intrinsèque ?

1) Laurent Storme : retrouve une PEP intrinsèque avec le BBL 8000® et l ’Infant Star ® sur un modèle de poumon artificiel

2) Incidence des pneumothorax : Trigger VCI fréq rapide <32 SA 13,4 % 10,3 % <28 SA 18,8 % 11,8 %

924 enfants inclus dont 399 <28 SABaumer et al., Arch Dis Child, 2000, 82, F5

Mais ! Peut-être VAC meilleur mode de sevrage (Grenough, Cochrane data base, 2000)

(secondes)Temps

Débit(ml/sec)

Pression(cm H2O)

VAC (Ti fixé)VAC (Ti fixé)

0 4 2 6 8

30

30

60

60

0

02

10

5

Ti TR TeTe

Pression des voies aériennes

Débit

O

seuil de déclenchement

Temps inspiratoire

Prolongement de l'insufflation dans l'expiration

Prolongement de l'insufflation dans l'expiration

OPEP

Ti TR TeTe

Pression des voies aériennes

Débit

0

seuil de déclenchement

Temps inspiratoire

Terminaison d'insufflationTerminaison d'insufflation

5 à 25 % débit de pointe

0PEP

(secondes)Temps

Débit(ml/sec)

Pression(cm H2O)

30

30

60

0 4 2 6 860

0

02

5

10

Aide inspiratoireAide inspiratoire

Pression des voies aériennes

Débit

seuil de déclenchement

PEP

0

Ti PR

Te réglé

Fenêtre PR Fenêtre de déclenchementTi

Cycle mécanique

imposéCycle mécanique déclenché

Apnée

Cycle mécanique déclenché

VAC + Terminaison d’insufflation (Aide inspiratoire)

VAC + Terminaison d’insufflation (Aide inspiratoire)

Ti TR TeTe

Pression des voies aériennes

Débit

O

seuil de déclenchement

Temps inspiratoire

OPEP

Terminaison d'insufflation (aide inspiratoire) : limites1) la prolongation du Ti est-elle toujours un problème ?Terminaison d'insufflation (aide inspiratoire) : limites

1) la prolongation du Ti est-elle toujours un problème ?

Pression moyenne

Expiration active

Terminaison d'insufflation (aide inspiratoire) : limites

Terminaison d'insufflation (aide inspiratoire) : limites

Ti du patient

Terminaison d'insufflation (aide inspiratoire) : limites 2) bronchospasme

Terminaison d'insufflation (aide inspiratoire) : limites 2) bronchospasme

L ’enfant n ’est plus ventilé

Arrêter la terminaison d ’insufflation

Brsp

Terminaison d'insufflation (aide inspiratoire) : limites 3) fuites

Terminaison d'insufflation (aide inspiratoire) : limites 3) fuites

Ti max réglé=VAC à Ti fixe !!

Cycle spontané

Cycle mécanique déclenché

Cycle mécanique déclenché

Ttot = Ti + Te Ttot = Ti + Te

0PEP

Ttot = Ti + Te

Cycle mécanique déclenché

Cycle aidé pourP ETT

Chute de pression dans la SIT

Débit

0

Pression desvoies aériennes

Seuil de déclenchement

MODE VACI+COMPENSATION DE LA RESISTANCE DE LA SONDE

MODE VACI+COMPENSATION DE LA RESISTANCE DE LA SONDE

Pression desvoies aériennes

0PEP

Débit

0

Volume

0

Option Volume garantiOption Volume garanti

Comparaison des différents modes ventilatoires synchronisés

Comparaison des différents modes ventilatoires synchronisés

Synchroni-sation

Assistance àchaque cycle Fréquence Ti PIP

VC/VCI non non fixe fixe fixe

VACI oui non fixe fixe fixe

VAC oui oui variable fixe fixe

AI oui oui variable variable fixe

AI+VG oui oui variable variablevariable

• Nombreux, complexes parfois, mal évalués

• Se servir de ce que l'on connaît

• Rester dans les modes simples :

– VCI : rarement (sédation, curarisation)

– VACI : oui, mode sûr

– VAC : oui, peut-être, attention au risque d'auto-PEP

– "Aide inspiratoire" : fausse sécurité si fuites VT peut être insuffisant

• Utiliser les modes nouveaux en les évaluant !

Modes ventilatoires : que retenir ?Modes ventilatoires : que retenir ?

REGLAGES et CIBLESREGLAGES et CIBLES

• Sensibilité : maximale en évitant l'auto-déclenchement

• PEP, PIP, FiO2 identiques à la VCI

• Ne pas utiliser de fréquence trop basse, pas de VS-PEP sur tube trachéal

• Ti : intégrer le temps de réponse i.e. diminuer de 50 à 80 msec par rapport au Ti souhaité

• Ne pas chercher à normaliser la capnie

• TOUJOURS PENSER QUE L'ON EST DELETERE EN VENTILANT

– - faire appel à la CPAP nasale dès que possible

Intérêt

CRF

échanges gazeux

collapsus alvéolaire

prévention du collapsus des voies aériennes supérieures

du travail respiratoire

Indications

MMH en association aux surfactants exogènes

Apnées (surtout mixtes et obstructives)

Détresses respiratoires aiguës peu sévères

Post-extubation

(ml/sec)

Débit

0 4 8

-15

0

15

4.0

4.5

5.0

12

(secondes)Temps

(cm H2O)Pva

Modalités d'application

Masque facial

Sondes pharyngées

Enceintes céphaliques

Sondes nasales uni ou bi-narinaires ?

Montage artisanal

Peu précis

PEP peu stable

Peu coûteux

Pas de dispositif de sécurité (haute pression et débranchement)

Pas de mélangeur

Réchauffement-humidification moins fiables

Respirateur néonatal

Précis

PEP peu stable

Mélangeur

Dispositifs de sécurité du respirateur

Coûteux (sauf vieux respirateur)

Passage facile en ventilation nasale

Infant Flow System®

Précis

PEP stable

Moins coûteux qu'un respirateur

Dispositifs de sécurité

Diminution du travail respiratoire

Mélangeur

(cm H2O)

(secondes)

0 5 10

3.5

4.0

4.5

4.0

4.5

5.0 Pièce binasale Vygon

+ BBL 8000

Pièce binasale Vygon

+ BBL 8000

Infant-FlowSystem

Infant-FlowSystem

Stabilité de la PEPStabilité de la PEP

Inconvénients

Erosions muqueuse nasale

Nez "écrasé" (IFS)

Echec

Distension abdominale

Bruit (IFS)

Fixation

Conclusion

Efficacité clinique probable

Nécessité d'une surveillance intensive +++

Encore mal évalué physiologiquement

Malaises graves en cas de débranchement

En phase aiguë : surveillance encore plus "serrée" que pour une VMC

Plus elle est efficace, plus elle est dangereuse

OHFOHF

Historique

• 1967: SJÖSTRAND:Possibilité d'obtenir une ventilation adéquate en utilisant de petits volumes

• 1972 : LUKEINHEIMER: Normocapnie maintenue chez l'animal par oscillation à haute fréquence d'un petit volume d'air

• 1979-80 BRYAN: Premiers résultats de l'oscillation à haute fréquence chez le nouveau-né atteint de MMH

DEFINITION

Ventilation associant un volume courant proche de l'espace mort et un fréquence respiratoire supérieure à 5 Hz

BUTS

• Limiter les risques de barotraumatismes et/ou de volotraumatisme grâce à l'utilisation de faibles volumes courants nécessitant de faibles pressions pour être mobilisées

• Diminuer la morbidité post-ventilatoire ( diminution de l'évolution vers la dysplasie bronchopulmonaire)

Principe de fonctionnement de l’OHF

Perte de charge en OHF

VENTILATION PAR INJECTION A HAUTE FREQUENCE

• injection d'un mélange gazeux à haute fréquence par une canule au niveau de la pièce en T ou par l'intermédiaire d'un cathéter injecteur inclus dans la paroi de la sonde d'intubation

• Entraîne un volume de gaz supérieur à celui injecté

• Fréquence d'injection de 150 à 400/minutes

• Expiration passive

• Technique non utilisée en néonatologie en France

VENTILATION PAR INTERRUPTION DE DEBIT A HAUTE FREQUENCE

• Dérivé de la ventilation à haute fréquence

• Interruption à très haute fréquence du débit de gaz du circuit patient d'un respirateur conventionnel

• Expiration principalement passive

VENTILATION PAR OSCILLATION A HAUTE FREQUENCE

• Mouvement actif de va-et-vient d'un volume fixe de gaz (volume courant) selon une fréquence désirée)

• Volume courant produit par le mouvement de va-et-vient d'une membrane ou d'un piston

• Inspiration et expiration actives

EQUATION DE VENTILATION EN VHF

VA = f x VT2

VA = f x VT

Pressions de ventilation

• Hauteur de l'oscillation ou "Pic à Pic"

• Pression moyenne

• Onde positive et onde négative de durée habituellement égales

• Atténuation de l'amplitude d'oscillation le long de l'arbre trachéo-bronchique

Perte de pression en OHF

1

2

Ventilation alvéolairedirecte

Convection par

mouvement pendulaire

Diffusion augmentée

(Taylor)

Asymétrie desprofils d ’écoulement

Diffusionmoléculaire

4

5

3

(d'après H.K. Chang, J Appl Physiol 1984 ; 56 : 553-563).

Régulation de la PaCO2

• Régulation de la capnie liée au Pic à Pic

Régulation de la PO2

• P moy et FiO2

Rôle de la fréquence

• Pas de rôle identique à celui de la fréquence dans la ventilation conventionnelle

• Pour un même réglage d'amplitude le volume courant diminue lorsque la fréquence augmente

Trial n GA

wks

Steroids

%

IN b.

%

Time of R

min

ES

%

HFV

Type

High LV

RESULTS

P = pulmonary

C = cerebral

French 273 27 53 70 140 100 1 HFO

+

P : HFO = CV

C : NS increase in IVH with HFO

UK 797 26 91 100 < 60 98 2 HFO + 1 HFFI

+ ?

P : HFO = CV

C : HFO = CV

US 500 26 80 91 160 100 1 HFO

+ ?

P : HFO >> CV

C : HFO = CV