Soutenance mémoire
La ventilation mécanique
Les réglages principaux de la ventilation mécanique
Les objectifs principaux de la ventilation mécanique sont d’assurer l’oxygénation satisfaisante ainsi que l’élimination du gaz carbonique, avec un support total (ventilation contrôlée) ou un support partiel (ventilation assistée) (Figure 1.2). Par exemple, dans le cas de la ventilation spontanée assistée, à chaque inspiration du patient détectée par le ventilateur, une assistance inspiratoire (le plus souvent en pression comme au cours de l’aide inspiratoire) résulte en un certain volume de gaz qui va entrer dans les poumons (volume courant inspiré) et un volume de gaz équivalent sortira de façon passive grâce aux propriétés élastiques du poumon et de la paroi thoracique (volume courant expiré). En ventilation assistée, le volume délivré au patient dépendra des réglages du niveau d’assistance respiratoire, mais aussi de la mécanique respiratoire (compliance et résistance) et de l’effort du patient.
Au cours de la ventilation contrôlée (qui nous intéresse plus particulièrement ici), le volume délivré au patient sera déterminé principalement par les réglages réalisés par le clinicien qui règle directement le volume courant (en ventilation contrôlée ou assistée contrôlée). Pour arriver à ce but, il faut régler certains paramètres par rapport aux caractéristiques du patient comme : Le volume courant (Vt) délivré au patient par rapport du poids prédit ce qui est l’objet central de cette thèse. Les études ayant évalué l’impact du volume courant remontent aux premières années de la ventilation artificielle. Publiée en 1963, l’étude de Bendixen et al. dont nous parlerons beaucoup a tenté de prouver qu’il fallait utiliser de grands volumes courants pour prévenir l’atélectasie (45). Cette étude a eu une influence très importante sur les pratiques et les réglages ventilatoires pendant de nombreuses années et était encore référencée dans les éditions de 2000 et 2005 du manuel de référence des anesthésistes, le « Miller ».
Il a fallu de nombreuses années pour démontrer les risques associés à ces volumes courants élevés. Actuellement, au cours du SDRA, il est préconisé de régler le volume courant à 6 à 8 ml/kg de poids prédit, mais d’autres auteurs préconisent surtout d’éviter les volumes courants élevés (habituellement considérés comme > 10ml/Kg de poids prédit) et de maintenir une pression de plateau inférieure à 30 cmH2O. Nous discuterons plus loin cette différence d’interprétation des résultats des études sur l’influence des Vt au cours du SDRA (1, 3, 36, 45-48). Certains auteurs insistent surtout sur l’importance des autres marqueurs (la pression de plateau, la tension, le stress) pour guider les réglages du volume courant (49- 54). Par ailleurs, la pression de plateau elle-même a des limites et il n’y a pas de valeur « idéale » de pression de plateau maximale. Hager et al. ont démontré qu’il n’existe pas une valeur de pression de plateau sécuritaire pour tous les patients atteints du SDRA (55).
Il est habituellement recommandé de maintenir la pression de plateau inférieure à 30 cmH2O (certains auteurs vont même jusqu’à 35 cmH2O, en particulier chez les patients ayant une baisse de la compliance abdominale ou thoracique estimée). Cette étude suggère que la limite habituellement recommandée (30-35 cmH2O) n’est pas forcément sécuritaire pour tous les patients et que le seuil optimal de pression de plateau n’est pas défini. En effet, dans cette étude qui a analysé les données de 4 grands essais multicentriques comparant deux volumes courants dans le SDRA, l’étude des quartiles de pression de plateau a démontré que plus la pression de plateau était basse, meilleure était la survie.
Cette idée a été renforcée par la nouvelle notion introduite récemment par Amato et al. qui ont analysé les données individuelles provenant de neuf études randomisées conduites chez des patients ayant un SDRA. Ils ont démontré que les variations de pression motrice « driving pressure » (Vt/Crs ou Pression de plateau-PEEP chez les patients qui ne font pas d’effort respiratoire) induites par les changements de réglages étaient un paramètre encore plus important que le volume courant ou les autres pressions de ventilation pour prédire la mortalité des patients avec un SDRA (56). Dans cette étude, même chez les patients ayant une « ventilation protectrice », ce paramètre était prédictif de la mortalité.
Cependant cette hypothèse reste à valider au cours d’études randomisées tel que reconnu dans cette étude en conclusion. Par ailleurs, en l’absence de SDRA, situation qui concerne la grande majorité des patients sous ventilation mécanique, les données récentes démontrent également des effets délétères des volumes courants élevés (9, 13, 57). Ici également, les volumes courants > 10 ml/Kg de poids prédit sont considérés comme élevés (13).
La notion de SDRA (syndrome de détresse respiratoire aigüe)
Le syndrome de détresse respiratoire aigüe (SDRA) est une atteinte respiratoire sévère avec un oedème pulmonaire lésionnel au cours duquel les échanges gazeux sont altérés et la capacité pulmonaire diminuée. Il se manifeste comme une atteinte pulmonaire avec une inflammation alvéolaire diffuse (infiltrat bilatéral sur la radiographie thoracique) liée à plusieurs types d’agressions. C’est un syndrome qui atteint des patients déjà malades et faibles avec une atteinte dès le début du support respiratoire ou qui peut survenir secondairement chez des patients hospitalisés et sous ventilation artificielle. Dans ce dernier cas, il s’agit des SDRA acquis dont la description est assez récente (10, 11). La première description de ce syndrome par Ashbaugh date de 1967 (68).
A la suite de cette première description, de nombreuses définitions ont été proposées, car il n’existe aucun marqueur spécifique et unique de cette atteinte. Murray en 1988 a montré l’importance dans la définition de l’atteinte radiologique et a proposé le score de Murray en fonction du nombre de quadrants pulmonaires atteints (91). C’est la définition proposée par la conférence de consensus américano-européenne qui a été utilisée ces 20 dernières années et a imposé le cadre de la définition, basé sur 4 critères: une atteinte aigue, une atteinte radiologique bilatérale, l’absence de pathologie cardiaque pouvant expliquer l’oedème bilatéral et une hypoxémie avec un rapport PaO2/FiO2 <200 pour le SDRA et un rapport PaO2/FiO2 <300 pour la forme moins sévère, l’oedème lésionnel (ALI: Acute Lung Injury) (92). Cette définition a été revue très récemment: définition de Berlin et 2 publications y font référence (93, 94).
En particulier, les définitions radiologiques ont été précisées (pour éviter d’inclure les opacités reliées à des épanchements pleuraux par exemple) et trois groupes ont été définis en fonction de la sévérité de l’hypoxémie : un patient sera maintenant considéré comme ayant un SDRA léger si le rapport de PaO2/FiO2 est entre de 200 et 300 mmHg avec un PEP supérieur ou égale à 5 cmH2O. Le terme d’oedème lésionnel (« acute lung injury ») ne fait plus partie de la définition, ce qui enlève le flou de savoir quels patients doivent recevoir une ventilation protectrice. On pourrait donc parler de ventilation protectrice au cours du SDRA pour des volumes courants entre 6 et 8 ml/kg de poids prédit et de ventilation protectrice prophylactique ou préventive chez les patients sans SDRA pour des volumes courants inférieurs à 10 ml/Kg de poids prédit.
Il faut cependant préciser que ces notions ne sont pas acceptées par tous : pour certains la ventilation protectrice = 6 ml/Kg de poids prédit, pour certains, c’est plus une pression de plateau limitée à 28 ou 30 cmH2O qui est plus importante. De même, la notion de ventilation protectrice prophylactique n’est pas encore acceptée par tous (58, 59). La ventilation protectrice n’est pas définie que par les volumes délivrés, mais aussi par les réglages associés, en particulier: la fréquence respiratoire, la pression expiratoire positive (PEP) et la FiO2.
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Table des matières
Résumé
Abstract
Table de matières
Liste des tableaux
Liste des figures
Remerciements
Avant-propos
Contributions
Abbreviations
Introduction générale
Définition des principales notions utilisées
Chapitre 1
Histoire de la ventilation mécanique
1.1 Brève histoire de la ventilation mécanique
1.2 La nécessité d’automatisation de la ventilation mécanique
1.3 Hypothèses et objectifs de la thèse
Chapitre 2
La ventilation protectrice
2.1 La notion de la ventilation protectrice
2.2 Lésion pulmonaire induite par le ventilateur (VILI)
2.3. La ventilation protectrice chez des patients avec SDRA et chez les patients sans lésion pulmonaire
2.4. Obstacles à l’implémentation de la ventilation protectrice
2.4.1 Obtenir la taille des patients sous ventilation mécanique
2.4.2 Formule pour calculer le poids prédit
2.5. La notion et le rôle du poids prédit chez les patients sous ventilation mécanique
2.6 Les éléments essentiels pour l’automatisation du volume courant
Chapitre 3
Mesure de la taille du patient et calcul du poids prédit
3.1 Introduction
3.1.1. Comment mesure-t-on la taille chez les patients sous ventilation mécanique
3.2 Les problèmes liés à la mesure des patients alités
3 Les mesures alternatives pour déterminer la taille
3.4. Méthode alternative à partir de la jambe (méthode de Chumlea)
3.5. Méthode alternative en mesurant l’avant-bras
3.6. Les problèmes liés à la mesure des femmes et des patients de petite taille
3.7. Méthodologie de l’étude comparant les méthodes usuelles et les méthodes .alternatives pour obtenir la taille chez les patients alités
.Sélection des patients
.Mesure de la taille des patients avant la chirurgie
.Mesure de la taille après la chirurgie
.Analyse statistique des méthodes de mesure de la taille des patients
3.8. Résultats de la comparaison entre les méthodes de mesure de la taille
.Patients inclus dans cette étude
.Différences entre la taille de référence, la taille mesurée par la méthode du ruban et la taille trouvée par la
.méthode de l’estimation visuelle
.Autres techniques utilisées: la taille dérivée de la longueur de la jambe et de l’avant-bras
3.9 Discussion
Chapitre 4
Mesure optique de la taille
4.1 Introduction
4.2 La méthode de Chumlea automatisée pour mesurer la taille des patients alités
4.3 Les méthodes pour l’automatisation de la mesure de la taille des patients
4.3.1 Bumblebee et la méthode pour détection des cibles de mesure
4.3.2 Méthode sous Windows
4.3.3 iPod/iPhone
4.4 Méthodologie de l’étude pour l’évaluation des mesures optiques de la taille
4.4.1. Méthode d’application Windows et iAnthropometer II
.Analyse statistique
.Les autres mesures avec le programme iAnthropometerII
4.5 Discussion
Chapitre 5
Algorithme pour diminuer le volume courant en maintenant la ventilation alvéolaire: SmartARDS
5.1 Introduction
5.2 Matériel et méthodes
5.2.1 Protocole
5.2.3 Formules utilisées
5.2.4 Analyse statistique
5.3 Résultats
5.4 Discussion
5.5 Conclusion
5.6 Autres utilisations possible de l’algorithme SmartARDS
Chapitre 6
Perspective de la ventilation automatisée et la mesure optique & Love for all (Low tidal volume for all patients)
6.1 Perspective de la ventilation automatisée et la mesure optique & Love for all (Low tidal volume for all patients)
Chapitre 7
Discussion générale à la thèse
7.1 Discussion générale
7.2 Une taille précise des patients est difficile à obtenir
7.3 Impact des erreurs de mesure de la taille sur les volumes délivrés
7.4 Limitations
Références
Annexe
Article I
Mechanical ventilation with advanced closed-loop systems
Article II
Comparison of usual or alternative methods to measure patient’s height in mechanically ventilated patients: potential impact on protective ventilation
Article III
Evaluation of a new tool to measure patient’s height during mechanical ventilation: Impact on protective
ventilation implementation of iAnthropometer II
Article IV
Validation of an algorithm to decrease the tidal volume with maintenance of the alveolar ventilation
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