Ventilation mécanique
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En médecine la ventilation mécanique consiste à suppléer ou assister à la respiration spontanée à l'aide d'un appareil nommé respirateur ou ventilateur.
Dans le bâtiment, on utilise le terme de ventilation mécanique contrôlée pour les dispositifs de renouvellement de l'air à l'intérieur des constructions.
| Sommaire |
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Physiologie
Respiration spontanée
Lors de la respiration spontanée, l'abaissement du diaphragme et une expansion de la cage thoracique créent une diminution de la pression alvéolaire (pression négative si on la compare à la pression atmosphérique). C'est cette pression négative qui entraine l'entrée d'air dans les poumons.
Ventilation en pression positive (VPP)
La ventilation mécanique utilisée en médecine est une ventilation dite en pression positive(VPP). Cela signifie que l'entrée d'air dans les poumons n'est plus causée par une diminution de la pression dans les poumons mais par une augmentation de la pression à l'extérieur.
Modification physiologique
Alors que dans la respiration spontanée, la pression intra thoracique tourne autour de zéro plus ou moins quelques cmH2O, la VPP crée des pressions intrathoraciques pouvant aller jusqu'à 40 cmH2O. Les répercutions au point de vue physiologique sont:
- Augmentation de l'oxygénation
- Diminution du retour veineux
Concepts de base
Déclenchement
Cette composante du mode de ventilation désigne ce qui amène le respirateur à administrer une respiration. Cela peut être soit un effort respiratoire du patient ou la fréquence réglée du ventilateur. En cas de déclenchement de l'insufflation par un effort du malade l'intensité de celui-ci peut être réglée sur la plupart des ventilateurs modernes. On parle alors de « trigger » (gachette en anglais) inspiratoire. Les évolutions technologiques ont cherché à augmenter la sensibilité des seuils de déclenchement afin de diminuer le travail du malade nécessaire pour déclencher un cycle de la machine. Il s'agit en effet d'un effort inutile pendant lequel le malade attend que la machine délivre un volume de gaz. Depuis 1990 le temps de réponse des machines est inférieur à 100 ms et les machines actuelles ont beaucoup progressé dans leur capacité de répondre de façon souple et rapide à la demande du patient. Le travail fourni par le patient peut être calculé sur une courbe presion-temps. Les trigger peuvent être « en pression » (le malade doit créer un certain niveau de pression négative - moins de 1 cm d'eau) et sont de plus en plus « en débit » (le malade prélève un débit seuil dans le circuit).
Alarme
Cette fonctionalité essentielle du ventilateur a deux buts:
- Avertir le personel clinique lorsque certains paramètres atteignent des valeurs critiques.
- Cesser l'inspiration dans le cas de certaines de ces valeurs.
Alarmes communes
La majorité des alarmes sont communes aux différents modèles de respirateur. Parmi les plus fréquemment rencontrées, on compte:
- Pression maximale. L'ateinte de cette pression lors de l'inspiration entraine toujours la fin de l'inspiration.
- Fréquence maximale
- Ventilation minute minimale
- Volume courant expiré minimal
Vocabulaire
- Volume courant:c'est le volume d'air qui entre et qui sort des poumons à chaque respiration.
- Fréquence:c'est le nombre de respiration par minute.
- Temps inspiratoire (Ti): c'est la période pendant laquelle l'air entre dans les poumons, autrement dit la durée de l'inspiration
- Respiration contrôlée:respiration déclenchée par le respirateur et administré avec le volume ou la pression, le débit ou le Ti qui ont été réglés par le clinitien.
- Respiration assistée:respiration déclenchée par le patient mais administré par le ventilateur de la mème manière(avec les mèmes paramètres) qu'une respiration contrôlée.
- Respiration spontanée:respiration déclenchée parle patient ou le Ti n'est pas limité. Le ventilateur ne fait que fournir une aide inspi si celle-ci à été réglée.
Modes de ventilation
Un mode ventilatoire est la somme d'un ensemble de carastéristiques. Noter que les noms et abréviations désignants un même mode varient d'un fabriquant de respirateur à l'autre.
Volume vs pression
Ventilation volumétrique
Dans ce type de ventilations, le respirateur administre un volume prédéfini (par le clinicien). Le débit est soit constant, soit définit par un algorithme du logiciel. Dans ce dernier cas, le clinicien règle le débit de pointe.
Ventilation en pression contrôlée (PC)
Dans ce type de ventilation le respirateur applique une pression (par le clinicien) sans égard au volume que cela fait entrer dans les poumons. Ce volume est donc déterminé par les caractéristiques mécaniques du poumon qui sont la résistance mécanique et la compliance.
Volume Contrôlé à Régulation de Pression (VCRP)
La VCRP est un mode de ventilation auto-régulé dérivé de la pression contrôlée où la pression est ajustée entre chaque respiration en fonction d'un volume cible (règlé par le clinicien). La pression nécessaire pour atteindre le volume visé est calculé par le respirateur à partir du volume expiré moyen des dernières respirations et de la pression qui avait été utilisée. Ce mode à l'avantage d'assurer une ventilation minute minimale comme le ventilation volumétrique tout en maintenant les pression les plus basses possible.
Akema
Respiration contrôlée, assistée ou spontanée
Ventilation Assistée Contrôlée (VAC)
Vac.png
Le ventilateur fournit un certain nombre de respirations contrôlées entre lesquelles le patient peut déclencher des respirations assistées.
Ventilation Assistée Contrôlée Intermittente (VACI)
Le ventilateur fournit un certain nombre de ventilations contrôlées entre lesquelles le patient à la possibilité de prendre des respirations spontanées. Si le patient déclenche au moment où une respiration contrôlée aurait dû être donnée, c'est la ventilation assistée qui sera délivrée. Le ventilateur administre donc toujours le mème nombre de respirations avec les paramètres prévus par le clinitien, indépendamment du nombre d'efforts fait par le ventilé.
Ventilation spontanée (VS) avec aide inspiratoire (VS+AI)
Aucune fréquence n'est réglé dans ce mode, le respirateur se contente de fournir une aide inspiratoire à chaque fois que le patient initie une respiration. C'est un mode très employé pour le sevrage ventilatoire, lorsque le malade va mieux et peut assumer une partie de l'effort mécanique. Avec un seuil de déclenchement sensible, la machine fournit à chaque cycle une aide en pression (de 8 à 25 cm d'eau) que règle le clincien. L'améliration du patient permet de diminuer progressivement cette aide. En dessous de 8 cm d'eau, on peut considérer que cette aide compense simplement les résistances créées par le circuit de la machine. Le malade pourra peut-être respirer seul après détubation.
Certaines machines offrent un asservissement automatique du niveau d'aide inspiratoire à certains paramètres de la ventilation : la logique de l'algorithme est de s'adapter aux besoins du malade en augmentant l'aide s'il se fatique et inversement. L'asservissement se fait sur le volume courant (Siemens) ou sur la fréquence (Taema).
Paramètres
Pression Expiratoire Positive
Souvent désignée par l'acronime anglais PEEP (Positive End Expiratory Presure) la pression expiratoire positive (PEP) est le maintien d'un certain niveau de pression (jusqu'a trente cmH2O) dans le poumon à la fin de l'expiration.
Les indication de la PEP sont:
- Augmenter l'oxygénation
- Coriger ou prévenir l'atélectasie
Déclenchement
Il existe deux façon dont le patient ventilé peut «déclencher» une respiration, c'est à dire dont le ventilateur peut se rentre compte que le patient fait un effort respiratoir. Le déclenchement à pression est plus ancien; la majorité des ventilateur modernes offre les deux possibilité. Notter que pour des raisons techniques, il est impossible d'utiliser les deux en mème temps.
- Déclenchement par pression: l'inspiration se déclenche lorsque le patien crée une pression négative (ou sous le niveau de PEP) en inspirant.
- Déclenchement par débit: le respirateur laisse circuler un certain débit de gaz dans le circuit pendant la pause respiratoire. Lorsque le débit du côté expiratoire du cirduit est plus petit que celui du coté inspiratoire, le respirateur sait que le patien à débuté une inspiration.