Ventilation à pression contrôlée

L’utilisation du VPC au début de l’évolution clinique du patient peut améliorer les résultats.

Marshall L. Post, RRT

La ventilation à pression positive (par opposition à la ventilation à pression négative) est l’approche de base de la ventilation mécanique depuis la fin des années 1950. Les premiers ventilateurs à pression positive nécessitaient que l’opérateur règle une pression spécifique; la machine délivrait un débit jusqu’à ce que cette pression soit atteinte. À ce moment-là, le ventilateur est entré en expiration, rendant le volume courant délivré dépendant de la rapidité avec laquelle la pression préréglée a été atteinte. Tout ce qui a provoqué des modifications régionales de l’observance (comme la position du patient) ou de la résistance (comme le bronchospasme) a entraîné une diminution indésirable – et souvent non reconnue – des volumes courants délivrés (et, par la suite, une hypoventilation) due au cycle prématuré de la machine dans la phase expiratoire.

La ventilation à cycle volumique (VC) a été introduite à la fin des années 1960. Ce type de ventilation garantit un volume courant constant et prescrit, et est la méthode de choix depuis les années 1970.Bien que le volume courant soit uniforme avec une ventilation à cycle volumique, les changements de conformité ou de résistance entraînent une augmentation de la pression générée dans les poumons. Cela peut provoquer un barotraumatisme et un volutraumatisme. Dans un sens, la solution au problème de l’hypoventilation a créé le problème de la pression / volume excessifs.

CONTRÔLE DE LA PRESSION

La plupart des ventilateurs de nouvelle génération sont disponibles avec le mode de ventilation à pression contrôlée (PCV). En PCV, la pression est le paramètre contrôlé et le temps est le signal qui termine l’inspiration, le volume courant délivré étant déterminé par ces paramètres. Le débit le plus élevé est fourni au début de l’inspiration, chargeant les voies respiratoires supérieures au début du cycle inspiratoire et laissant plus de temps pour que les pressions s’équilibrent. L’écoulement décélère de façon exponentielle en fonction de la pression ascendante, et la pression inspiratoire prédéfinie est maintenue pendant la durée du temps inspiratoire défini par l’opérateur.

AVANTAGES CLINIQUES

L’inadéquation ventilation/perfusion se produit souvent dans les poumons présentant une faible compliance, comme dans le syndrome de détresse respiratoire chez l’adulte (SDRA). Lorsque certaines unités pulmonaires ont une compliance plus faible que d’autres, le gaz délivré à un débit constant (comme celui couramment administré par ventilation volumique conventionnelle) suit le chemin de moindre résistance. Il en résulte une répartition inégale de la ventilation. Lorsque l’observance diminue dans d’autres unités pulmonaires, une mauvaise distribution de la respiration se produit. Les unités pulmonaires les plus conformes deviennent sur-ventilées et les unités pulmonaires les moins conformes restent sous-ventilées, ce qui entraîne une inadéquation de la ventilation et de la perfusion. Cela se traduit souvent par des pressions de ventilation locales élevées et augmente le potentiel de barotraumatisme.

Il a été postulé1 que le débit de pointe initial élevé et le schéma de débit inspiratoire en décélération utilisés dans le PCV peuvent entraîner le recrutement d’unités pulmonaires supplémentaires et une meilleure ventilation des alvéoles (avec des constantes de temps prolongées). Cette forme d’onde de décélération du flux se traduit par un flux d’air plus laminaire à la fin de l’inspiration, avec une distribution plus uniforme de la ventilation dans les poumons avec des valeurs de résistance nettement différentes d’une région du poumon à l’autre.2

L’analyse de la forme d’onde permet au clinicien d’optimiser le temps inspiratoire, ce qui réduit encore l’inadéquation ventilation/perfusion. Le temps inspiratoire idéal permet aux flux inspiratoires et expiratoires d’atteindre 0 L/min pendant les respirations mécaniques (Figure 1, page 74). Si le temps inspiratoire pour les respirations mécaniques est trop court, le ventilateur passe en phase expiratoire avant que les pressions inspiratoires aient suffisamment de temps pour s’équilibrer. Il en résulte un volume de marée inspiré réduit (Figure 2, page 74). En allongeant le temps inspiratoire par très petits incréments, il est possible d’augmenter le volume courant délivré et d’augmenter la ventilation alvéolaire. Il faut cependant faire preuve de prudence pour éviter d’augmenter trop le temps inspiratoire; s’il est trop long, le débit expiratoire n’atteint pas 0 L/min (ligne de base) avant que le ventilateur ne passe en phase inspiratoire (figure 3, page 74). Cela indique (mais ne quantifie pas) la présence d’une pression expiratoire finale positive intrinsèque (PEEP), ou autoPEEP.

Si le temps inspiratoire est allongé jusqu’au point où l’autoPEEP est créé, un volume courant réduit peut en résulter. Une méthode utilisée pour atteindre le temps inspiratoire optimal consiste à augmenter le temps inspiratoire par intervalles de 0,1 seconde jusqu’à ce que le volume courant expiré diminue. À ce stade, le temps inspiratoire doit être diminué de 0,1 seconde et maintenu.3

Un autre risque possible de fixer un temps inspiratoire trop long est un compromis hémodynamique dû à une augmentation de la pression intrathoracique. Le PCV entraîne généralement une pression moyenne des voies respiratoires plus élevée. Certains chercheurs ont associé cette augmentation de la pression intrathoracique à un compromis hémodynamique, caractérisé par une diminution de la sortie cardiaque4 et une réduction significative de l’indice cardiaque.5

À l’occasion (en particulier avec une fréquence respiratoire prédéfinie élevée), le débit zéro ne peut pas être atteint à l’inspiration ou à l’expiration, ce qui crée un paradoxe (Figure 4, page 74). Le clinicien doit décider d’augmenter le temps inspiratoire ou expiratoire pour obtenir le volume courant et les résultats hémodynamiques les plus souhaitables pour le patient en question.

Les formes des formes d’onde du ventilateur peuvent présenter des changements importants à mesure que l’état du poumon malade change, parfois en très peu de temps. Pour cette raison, une surveillance attentive et cohérente de la courbe flux-temps est importante. La surveillance du volume courant est également importante. Aucune garantie de volume courant n’est présente dans le PCV par rapport à la ventilation volumétrique. Les patients peuvent être hypo- ou hyperventilés à mesure que des changements d’observance et de résistance surviennent.

AVANTAGES DU PCV

Meilleure correspondance V / Q

Le PCV a été le plus couramment utilisé chez les patients, tels que ceux atteints de SDRA, qui ont une compliance pulmonaire significativement réduite caractérisée par des pressions de ventilation élevées et une hypoxémie aggravée malgré une fraction élevée d’oxygène inspiré (Fio2) et un niveau de PEEP.1,3,4,6 – 9 En délivrant la respiration mécanique avec un schéma d’écoulement à décélération exponentielle, le PCV permet aux pressions de s’équilibrer dans les unités pulmonaires pendant un temps prédéfini, ce qui réduit considérablement les pressions et améliore la répartition de la ventilation. Cela réduit le risque de barotraumatisme attribuable aux pressions élevées souvent nécessaires pour ventiler ces patients.

Des Études1,6-9 suggèrent que le PCV améliore l’oxygénation artérielle et l’apport d’oxygène aux tissus. Une explication possible de cette oxygénation améliorée est que le PCV provoque une augmentation du recrutement alvéolaire, avec une réduction du shunt et de la ventilation des espaces morts.3 Étant donné qu’une meilleure oxygénation a été associée à une augmentation de la pression moyenne des voies respiratoires, 2, 6, 9 ce niveau de pression moyen doit être enregistré avant la conversion en PCV; des ajustements doivent être apportés aux niveaux de PEEP et au temps inspiratoire (si possible) pour maintenir une pression moyenne constante des voies respiratoires. Certains auteurs suggèrent également que l’autoPEEP est étroitement liée à l’oxygénation5 et recommandent d’utiliser l’autoPEEP comme variable de contrôle primaire pour l’oxygénation.10

Une résistance extrêmement élevée des voies respiratoires, telle que constatée dans un bronchospasme sévère, entraîne une inadéquation grave de la ventilation et de la perfusion. La résistance élevée des voies respiratoires provoque un flux de gaz très turbulent, générant des pressions de pointe élevées et une très mauvaise répartition de la ventilation. La forme d’onde de décélération exponentielle du PCV crée plus de flux d’air laminaire à la fin de l’inspiration. L’administration de la respiration sur une période de temps fixe « attelle » les voies respiratoires ouvertes de sorte qu’une distribution plus uniforme de la ventilation aux unités pulmonaires qui participent aux échanges gazeux peut se produire.

Synchronie améliorée

Il arrive que la demande de débit inspiratoire d’un patient dépasse la capacité de débit du ventilateur en ventilation VC. Lorsque le ventilateur est réglé pour fournir un schéma de débit fixe, comme dans la ventilation volumétrique conventionnelle, il n’ajuste pas le débit inspiratoire pour répondre aux besoins de débit du patient. Dans le VPC, le ventilateur correspond à la distribution du débit et à la demande du patient, ce qui rend les respirations mécaniques beaucoup plus confortables et diminue souvent le besoin de sédatifs et de paralysies.

Pressions de crête inférieures des voies respiratoires

Le même réglage de volume courant, fourni par PCV par rapport à VC, entraînera une pression de crête inférieure des voies respiratoires. Ceci est fonction de la forme de l’onde d’écoulement et peut expliquer la plus faible incidence du barotraumatisme et du volutraumatisme avec PCV.

RÉGLAGES INITIAUX

Pour PCV, la pression inspiratoire initiale peut être réglée comme pression de palier volume-ventilation moins PEEP. Les paramètres de fréquence respiratoire, Fio2 et PEEP doivent être les mêmes que ceux de la ventilation volumétrique. Le temps inspiratoire et le rapport inspiratoire/expiratoire (I: E) sont déterminés en fonction de la courbe temps d’écoulement. Cependant, lorsque le PCV est utilisé pour un débit inspiratoire élevé et une résistance élevée des voies respiratoires, la pression inspiratoire doit être démarrée à un niveau relativement bas (généralement < 20 cm H2O) et le temps inspiratoire doit être relativement court (généralement < 1.25 secondes chez l’adulte) pour éviter des volumes de marée trop élevés.

Lors de la modification de l’un des réglages du ventilateur, il faut examiner attentivement l’effet que le changement aura sur d’autres variables. La modification de la pression inspiratoire ou du temps inspiratoire modifiera le volume courant fourni. La modification du rapport I: E modifie le temps inspiratoire, et vice versa. Lors du changement de fréquence respiratoire, gardez le temps inspiratoire constant afin de ne pas modifier le volume courant, bien que cela modifiera le rapport I: E. Observez toujours la courbe écoulement-temps lors des modifications (pour une détermination immédiate de l’effet du changement sur la dynamique de délivrance de la respiration). Surveillez les changements d’oxygénation lorsque vous manipulez des variables susceptibles de modifier la pression moyenne des voies respiratoires. L’augmentation de la PEEP tout en maintenant une pression maximale constante des voies respiratoires, c’est-à-dire en diminuant la pression inspiratoire de la même quantité que l’augmentation de la PEEP, entraînera une diminution du volume courant délivré. Inversement, une diminution du PEEP avec une pression maximale constante des voies respiratoires entraînera une augmentation du volume courant délivré.

TRANSITION AU VPC

Dans notre établissement, une transition précoce au VPC pour les personnes à risque de complications pulmonaires (SDRA, pneumonie par aspiration, etc.) semble avoir amélioré les résultats en prévenant certains des dangers associés à la ventilation mécanique, tels que le barotraumatisme. Les études futures devraient examiner le rôle du VPC au début de l’évolution clinique du patient, lorsque l’insuffisance respiratoire peut être moins grave et que l’état physiologique global peut être meilleur.

L’amélioration après l’initiation du VPC n’est pas toujours immédiate. Bien qu’une pression maximale réduite des voies respiratoires soit fréquemment observée immédiatement, d’autres améliorations peuvent apparaître seulement après plusieurs minutes ou heures. Par exemple, il y a souvent une diminution initiale de la saturation en oxygène parce que les unités précédemment sous-ventilées commencent à participer aux échanges gazeux, provoquant une désadaptation immédiate de la ventilation / perfusion. En l’absence de signes de compromis hémodynamique, il est suggéré de laisser le patient sous PCV jusqu’à ce qu’une stabilisation complète ait été autorisée.

Les rapports I:E inverses ne sont pas toujours nécessaires. Les premiers rapports publiés6,8, 10 indiquaient que les rapports I:E inverses devaient toujours être utilisés avec le VPC. Des rapports publiés plus récents3,5 ont remis en question l’utilité de ce concept. On a beaucoup écrit sur les effets des rapports I:E inverses sur les paramètres hémodynamiques tels que le débit cardiaque et la pression du coin capillaire pulmonaire. Certains investigateurs1,6,8 ont constaté que le PCV avait peu ou pas d’effet sur les variables hémodynamiques, tandis que d’autres4,5 suggèrent des effets significatifs sur ces paramètres.

Une étude récente3 a révélé que l’utilisation d’un rapport I:E inverse n’est pas universellement nécessaire. Tout effet hémodynamique indésirable des rapports I: E inverses variera d’un patient à l’autre. Que des rapports inverses soient utilisés ou non, les paramètres hémodynamiques individuels doivent être surveillés dans la mesure du possible et des mesures correctives doivent être prises en cas d’effets indésirables. Par exemple, une pression automatique élevée nécessitera une augmentation du temps E avec une réduction de la fréquence respiratoire ou une augmentation du rapport I: E (de 1: 1 à 1: 1,5).

CONCLUSION

Les ventilateurs à microprocesseur actuels nous ont permis de revisiter une ancienne forme de ventilation avec beaucoup plus de sécurité et d’efficacité. Les études sur le PCV sont de plus en plus courantes dans la littérature médicale et des résultats favorables sont rapportés dans l’ensemble du spectre des patients, des populations pédiatriques aux populations adultes. Pour suivre l’explosion de l’information sur le PCV et appliquer ce mode ventilatoire de manière sûre et efficace, les PCR doivent avoir une compréhension approfondie des concepts fondamentaux du PCV.

Marshall L. Post, RRT, est thérapeute respiratoire principal en soins intensifs pour adultes au département des soins respiratoires du Wesley Medical Center, Wichita, Kan, et est instructeur dans le programme de thérapie respiratoire du Kansas Newman College, Wichita.

1. Abraham E, Yoshihara G. Cardiorespiratory effects of pressure controlled ventilation in severe respiratory failure. Poitrine. 1990;98:1445-1449.
2. Marik PE, Krikorian J. Ventilation à pression contrôlée dans les SDRA: une approche pratique. Poitrine. 1997;112:1102-1106.
3. Howard WR. Ventilation à contrôle de pression avec un ventilateur Puritan-Bennett 7200a: application d’un algorithme et résultats chez 14 patients. Soins respiratoires. 1993;38:32-40.
4. Chan K, Abraham E. Effects of inverse ratio ventilation on cardiorespiratory parameters in severe respiratory failure. Poitrine. 1992;102:1556-1661.
5. Mercat A, Graini L, Teboul JL, Lenique F, Richard C. Cardiorespiratory effects of pressure-controlled ventilation with and without inverse ratio in the adult respiratory distress syndrome. Poitrine. 1993;104:871-875.
6. Lain DC, DiBenedetto R, Morris SL, Nguyen AV, Saulters R, Causey D. La ventilation à rapport inverse de contrôle de la pression en tant que méthode pour réduire la pression inspiratoire de pointe et fournir une ventilation et une oxygénation adéquates. Poitrine. 1989;95:1081-1088.
7. Sharma S, Mullins RJ, Trunkey DD. Prise en charge ventilatoire des patients souffrant de contusions pulmonaires. Am J Surg. 1996; 172:529-532.
8. Tharrat RS, Allen RP, Albertson TE. Ventilation à rapport inverse à pression contrôlée en cas d’insuffisance respiratoire grave chez l’adulte. Poitrine. 1988;94:7855-7862.
9. Armstrong BW, MacIntyre NR. Ventilation à rapport inverse à pression contrôlée qui évite le piégeage de l’air dans le syndrome de détresse respiratoire chez l’adulte. Soins Critiques Med. 1995;23:279-285.
10. TD est, Bohm SH, Wallace CJ, et al. Un protocole informatisé réussi pour la gestion clinique de la ventilation à rapport inverse de contrôle de la pression chez les patients SDRA. Poitrine. 1992;101:697-710.