Avant de vous plonger dans la théorie de la ventilation mécanique, vous devez avoir des connaissances de base sur le processus de la respiration dans le corps humain. L’appareil respiratoire est responsable de la respiration. Les poumons sont les principaux organes responsables de ce processus. Il y a deux poumons dans le corps humain. Le poumon gauche a deux lobes, tandis que le poumon droit en a trois.

Considérer le poumon comme un ballon est une analogie simple et intéressante, mais il est important de revoir la physiologie de l’appareil respiratoire pour bien expliquer le comportement des poumons. Les poumons ne sont pas un simple ballon. Ils sont plutôt constitués de millions de petits ballons collés les uns aux autres, un peu comme du papier bulle. Ces petits ballons sont appelés alvéoles.

Les millions de « petits ballons » peuvent toujours emmagasiner le même volume global d’air qu’un seul ballon de la même taille, mais en répartissant ce volume dans tous ces alvéoles au lieu d’un seul gros ballon, la surface totale combinée des poumons augmente de façon exponentielle. En quoi est-ce pertinent? En fait, chaque alvéole est entouré de vaisseaux sanguins appelés « capillaires ». C’est à la jonction des alvéoles et des capillaires que se produit l’échange gazeux. Plus la surface d’échange est grande, plus il y a de zones actives, ce qui améliore l’efficacité et la rapidité des échanges gazeux. L’oxygène se diffuse des alvéoles vers la circulation sanguine, et le dioxyde de carbone se diffuse du sang vers les alvéoles pour être expiré par les poumons.

L’oxygène (O₂) est vital pour l’organisme. Chaque cellule du corps humain a besoin d’oxygène pour produire de l’énergie et remplir ses différentes fonctions. En revanche, le dioxyde de carbone (CO₂) est le déchet que chaque cellule génère comme sous-produit de son métabolisme. Il est bien connu que les poumons sont les organes qui prélèvent l’oxygène de l’air et l’introduisent dans le corps et, inversement, expulsent le CO₂ à l’expiration. Ce processus d’absorption de l’oxygène et d’élimination du CO₂ se produit à chaque respiration.

La respiration comporte deux phases :

1. inspiration
2. expiration

À l’inspiration, le corps aspire l’air. L’air ambiant normal est composé d’environ 78 % d’azote et 21 % d’oxygène, en plus d’une petite quantité d’autres gaz à l’état de traces. Cette quantité d’oxygène est plus que suffisante pour que des poumons sains puissent l’absorber et le faire circuler dans l’organisme aux fins des activités quotidiennes normales.

On peut se demander quel est le mécanisme qui déclenche la respiration et comment se déroule exactement cet échange.

Le corps humain doit disposer d’un taux d’oxygène de base pour fonctionner. Il existe aussi un taux maximal de CO₂ que le corps peut maintenir en tout temps. À tout moment, si le taux d’oxygène chute en deçà des valeurs indiquées ou si le taux de CO₂ dépasse ce seuil, le cerveau intervient et demande aux poumons d’inspirer plus d’oxygène ou d’expirer plus de CO₂.

Le système nerveux central possède des chimiorécepteurs qui détectent les taux d’oxygène et de dioxyde de carbone dans l’organisme. Ces taux sont mesurés indépendamment l’un de l’autre. Les chimiorécepteurs centraux mesurent le taux de dioxyde de carbone et, lorsqu’il est trop élevé ou trop faible, ils envoient un signal au cerveau pour qu’il ajuste la respiration. Rappel : Le corps humain expire du CO₂. Si les chimiorécepteurs centraux déterminent que le taux de CO₂ est trop élevé dans le sang, ils envoient un message indiquant que le corps doit expirer davantage de CO₂. À l’inverse, les chimiorécepteurs périphériques sont responsables d’analyser le taux d’oxygène. Si le taux d’oxygène dans le sang diminue, un signal est transmis pour indiquer que le corps a besoin d’inspirer plus d’oxygène. Ce signal déclenche une respiration.

Lorsque les chimiorécepteurs détectent le besoin de respirer, ils envoient un signal au cerveau pour qu’il déclenche une respiration en stimulant la contraction du diaphragme. Le diaphragme est le grand muscle situé sous les poumons. Dans cette animation, le diaphragme est en rouge et les poumons, en bleu.

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GIF animé via Gfycat

Le diaphragme est rattaché au-dessous des poumons par l’espace pleural. Lorsque le diaphragme se contracte et descend, les poumons prennent de l’expansion.

Exemple pratique

SVT via Giphy

Pensez au déploiement d’un accordéon. En tirant sur une extrémité, l’accordéon se déploie et se remplit d’air.

Il est important de comprendre ce concept, car il est lié à la pression dans les poumons et à leur volume. Lorsque le diaphragme se contracte et entraîne l’expansion des poumons, il en résulte un vide dans les poumons, une pression négative. Comme avec un aspirateur, l’air est aspiré. Cette pression négative fait en sorte que l’air entre passivement dans les poumons, tant que cette pression négative perdure.

Exemple pratique

BoomUnderground via Giphy

Imaginez tenir une extrémité d’un Slinky dans chaque main. Lorsque vous descendez une main plus bas que l’autre, le Slinky tombe en cascade dans cette main. Lorsque vous descendez l’autre main, le Slinky retombe dans l’autre sens. De la même manière, lorsqu’il y a une pression négative plus ou moins forte dans les poumons, l’air s’y engouffre jusqu’à ce que la pression soit égale ou plus forte dans les poumons. L’air est alors expulsé des poumons.

Notions à retenir

S’il y a une pression négative dans un espace, l’air s’engouffre naturellement pour remplir cet espace. Tout comme l’eau qui s’écoule en aval, l’air s’écoule toujours d’une pression plus élevée à une pression plus faible.

Comment l’air cesse-t-il alors de circuler dans les poumons? Lorsque les poumons sont assez remplis (en fonction de la quantité d’oxygène dont le cerveau a décidé qu’il avait besoin pour satisfaire ses besoins), le diaphragme cesse de se contracter et se détend. Le diaphragme ne tire plus sur les poumons pour qu’ils se dilatent. Le vide est comblé et la pression négative s’est résorbée. Il est important de se rappeler que les poumons sont remplis d’air à ce stade. L’air les remplit passivement pendant un certain temps.

Exemples pratiques

SVT via Giphy

Un poumon agit comme un ballon. Lorsqu’aucune autre force n’agit sur le poumon, une tension est exercée à la surface de chaque alvéole, exactement comme un ballon gonflé. Lorsque rien ne l’arrête, le poumon cherche naturellement à se vider, tout comme le recul élastique d’un ballon qui n’est pas fermé par un nœud et qui laisse fuir l’air.

BoomUnderground via Giphy

Le tir à l’arc est un bon exemple de la mécanique naturelle des poumons. Le diaphragme tire sur les poumons, comme la main tire la corde de l’arc. Dès que cette force active s’interrompt, le recul élastique de l’arc intervient et le ramène à l’état relâché.

Cette force d’affaissement est obtenue par la tension superficielle et est identique à celle observée avec un ballon. Plus le ballon est gonflé, plus la tension pour qu’il dégonfle est élevée.

Au début de l’expiration, lorsque les poumons sont pleins et que la tension superficielle des poumons veut les faire s’affaisser, il y a une forte pression positive dans les poumons. Pensez à la forte pression exercée sur un ballon lorsqu’il est plein. Rappelez-vous que l’air circule toujours d’une pression plus élevée à une pression plus faible. L’air est donc expulsé des poumons (expiration).

Notions à retenir

Les poumons se comportent exactement comme des ballons lorsqu’aucune force extérieure n’agit sur eux (c’est-à-dire la tension superficielle lorsqu’ils sont remplis d’air ou la contraction du diaphragme qui les tire vers le bas), ils veulent passivement se dégonfler.

En résumé, le cycle d’inspiration et d’expiration s’explique par la circulation d’air de la pression ÉLEVÉE à la FAIBLE. Il commence à l’inspiration, lorsque les poumons ont une pression négative (faible) due à la contraction du diaphragme. L’air entre jusqu’à ce que le diaphragme cesse de se contracter, ce qui arrête la pression négative. L’inspiration s’arrête. À ce stade, les poumons sont remplis d’air et subissent une pression supérieure à celle de l’environnement extérieur. L’expiration s’enclenche lorsque l’air circule à nouveau d’une pression élevée à une pression faible.

En pensant au ballon et au Slinky, on pourrait conclure que le débit d’air expulsé passivement des poumons (expiration) se poursuivrait jusqu’à ce que les pressions s’équilibrent. Cette conclusion est vraie pour le ballon, mais pas pour le corps humain en raison d’un principe très important : la PEP intrinsèque. Ce sujet est abordé à la page suivante.

Attribution des éléments visuels

• Expiration, de LadyofHats via Wikimedia Commons, sous licence du domaine public
• Inhalation, de LadyofHats via Wikimedia Commons, sous licence du domaine public

Pour revenir à l’analogie du ballon, étudions le processus du gonflage. À quel moment le ballon est-il le plus difficile à gonfler?

• Quand il est complètement vide?
• Quand il contient déjà un peu d’air?

Il faut un souffle puissant et soutenu pour commencer à gonfler un ballon vide. S’il contient déjà un peu d’air, on peut le gonfler avec un souffle moins puissant.

Les poumons ne sont pas différents. Pour que les poumons se gonflent, il faut une plus forte pression pour laisser entrer la toute première petite quantité d’air comparativement à lorsqu’ils en contiennent déjà. Un poumon contenant un peu d’air peut se gonfler beaucoup plus facilement. C’est en cette matière que le corps humain est si intelligent. En effet, le corps empêche les poumons de se vider complètement et maintient en permanence une petite quantité d’air dans les poumons. C’est ce qu’on appelle la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) des poumons. La pression expiratoire positive (PEP) intrinsèque (physiologique) est le terme utilisé pour désigner l’air restant dans le corps à la fin de l’expiration. La PEP est très importante, car elle protège les poumons d’une trop forte pression de souffle normalement nécessaire pour les gonfler à vide, ce qui réduit le risque de traumatisme.

Le principal mécanisme physiologique pour atteindre la CRF est la synthèse de surfactant, un lubrifiant naturel qui recouvre tous les alvéoles pulmonaires. Le surfactant stabilise la surface des alvéoles afin qu’elles ne s’affaissent pas et contribue au maintien d’une réserve d’air (le principe de la CRF), comme expliqué plus haut.

Exemple pratique

On peut voir le surfactant comme un « butoir de porte ». Il maintient la porte légèrement entrouverte afin que le loquet ne se referme pas. En termes plus techniques, le surfactant diminue la tension superficielle (la force) exercée sur les alvéoles pour les amener à se dégonfler complètement à l’expiration, comme un ballon.

Pressions

Pour comprendre la respiration, il est important d’avoir des notions de base sur les changements de pression dans les poumons pendant l’inspiration, l’expiration et le repos. Toutes les pressions sont comparées à la pression de l’atmosphère ambiante, la valeur de référence. Imaginez que la pression de la bouche correspond à celle de l’atmosphère et qu’elle est nulle.

Revenons maintenant à l’inspiration et l’expiration du point de vue de la pression différentielle. Rappelons que les poumons sont collés au diaphragme et au thorax environnant par l’espace pleural. Considérons que cet espace exerce une grande succion sur tout ce qui entoure les poumons. Tout comme le terme succion le laisse entendre, l’espace pleural comporte une pression négative au repos. Avant l’inspiration, la pression négative de l’espace pleural (-5 cmH₂O) maintient une petite quantité d’air dans les poumons (égale à +5 cmH₂O) qui annule la pression négative dans les poumons. Cette égalisation interrompt le débit d’air entrant ou sortant et met les poumons dans un « état de repos » jusqu’à ce que le diaphragme se contracte et provoque une pression négative.

Lorsque le diaphragme se contracte, le gradient de pression négative dû à l’abaissement du diaphragme crée un gradient de pression qui permet à l’air d’entrer. Dès que le diaphragme se relâche et arrête la succion, la pression dans la poitrine (attribuable au volume d’air) est maintenant plus élevée que la pression à la bouche. Cet état inverse le gradient de pression et l’air sort des poumons (ce qu’on appelle l’expiration) jusqu’à ce que les pressions s’équilibrent.

Comme il est beau et naturel d’inspirer et d’expirer, comme des vagues qui balaient le rivage. Bien que la respiration soit essentielle à la vie, la simplicité du processus est trompeuse. Lorsqu’on s’y attarde, on découvre que chaque étape joue un rôle important dans la circulation générale de l’air.

Que se passe-t-il si l’on modifie le plus petit aspect du processus? Par exemple, qu’arriverait-il si l’on procédait à la sédation du cerveau et interrompait la contraction du diaphragme? Soudain, le débit passif d’air n’a plus de déclencheur pour provoquer la pression négative dans les poumons. Par conséquent, l’air ne s’engouffre plus dans les poumons. Aussi, qu’arriverait-il si la pression positive appliquée surpassait la pression négative de la Ppl qui contribue à maintenir de l’air dans les alvéoles? Les alvéoles tenteraient d’équilibrer ce différentiel de pression et tendraient à s’affaisser complètement. Enfin, au lieu que l’air s’engouffre facilement dans les poumons grâce à un gradient de pression, que se passerait-il si l’air était poussé avec force dans les poumons? Si l’on compare le fait de laisser une boule de quilles rouler doucement le long de la piste à celui de la lancer aussi fort que possible, dans le premier cas, la boule ne fera probablement tomber aucune quille, tandis que le lancer puissant peut toutes les projeter dans les airs. Le même traumatisme peut être observé dans les poumons.

La ventilation mécanique se fait en poussant l’air avec force dans les poumons. Elle se fait en système fermé, au moyen d’un tube endotrachéal, et force les alvéoles à se gonfler d’après les réglages programmés sur le respirateur. Comme vous pouvez déjà le constater à partir de cette simple description, la ventilation mécanique est très différente du processus naturel de l’organisme.

Comme la majorité des traitements et des interventions médicales, elle présente un inconvénient : si la ventilation mécanique n’est pas effectuée avec maintes précautions, l’air forcé causera des dommages aux délicats alvéoles des poumons. En comprenant que ce traumatisme peut se produire sans les précautions indiquées, les prestataires de soin approchent la ventilation avec le respect que ce type de soins nécessite. L’élimination ou l’interruption de la respiration spontanée pose un grand nombre de problèmes, en plus du risque de causer des lésions si la ventilation n’est pas effectuée de façon sécuritaire. Ces préoccupations peuvent être facilement atténuées en réglant le ventilateur en fonction de la situation et de la personne traitée. Il n’y a pas de solution unique en ventilation mécanique. Maintenant que vous comprenez le processus naturel de la respiration, vous devez également saisir combien il est important de faire correspondre autant que possible ce processus aux paramètres de l’appareil.

Bilan

Le cycle d’inspiration et d’expiration s’explique par la circulation d’air de la pression élevée à la faible. Il commence à l’inspiration, lorsque les poumons ont une pression négative (faible) due à la contraction du diaphragme. L’air entre dans les poumons jusqu’à ce que le diaphragme cesse de se contracter, ce qui arrête la pression négative. L’inspiration s’arrête. À ce stade, les poumons sont remplis d’air et subissent une pression supérieure à celle de l’environnement extérieur. L’expiration s’enclenche lorsque l’air circule de nouveau d’une pression élevée à une pression faible. Ce processus se poursuit jusqu’à ce que la pression dans les poumons diminue suffisamment, mais les poumons conservent toujours leur CRF, ce qui diminue la pression nécessaire pour que les poumons se dilatent de nouveau.

Pour un survol utile du processus respiratoire, regardez cette vidéo sur l’appareil respiratoire :

Pour obtenir la transcription de la vidéo, cliquez sur « Regarder sur YouTube » pour accéder à la source. Vous pourrez accéder à la transcription sur YouTube.

La ventilation mécanique est surtout requise dans les trois cas suivants :

1. La défaillance hypoxique (ou hypoxie) est l’incapacité à bien oxygéner le corps. Des problèmes cardiaques, circulatoires ou pulmonaires peuvent nuire à l’apport d’oxygène aux organes et aux tissus. Sans correction, le problème d’oxygénation peut entraîner une défaillance des organes et des dommages irréversibles.
2. L’hypercapnie (augmentation de la pression partielle de CO₂) peut survenir à cause d’un problème respiratoire ou d’autres problèmes de santé. Si l’organisme ne peut pas éliminer un taux de CO₂ trop élevé par la respiration, la ventilation mécanique est recommandée.
3. La commande respiratoire peut être atteinte en cas de lésion cérébrale ou d’atteinte neurologique. Des lésions de la colonne vertébrale ou des nerfs peuvent être en cause, car les déclencheurs de la respiration ne peuvent transmettre une commande intacte. La ventilation mécanique est alors nécessaire pour remédier à la déficience respiratoire.

Rappelez-vous les chémorécepteurs du cerveau qui détectent les taux d’oxygène et de CO₂. La ventilation est nécessaire lorsque la commande cérébrale n’est pas transmise aux poumons, ou lorsque les signaux ou les respirations qui s’en suivent ne répondent pas aux besoins de l’organisme. L’organisme s’affaire naturellement à maintenir un taux normal de CO₂ et une oxygénation suffisante pour combler ses besoins. La maladie ou le dysfonctionnement d’un organe peuvent rapidement perturber l’équilibre de l’organisme en provoquant une augmentation de la consommation d’oxygène ou la production de CO₂ par les cellules. Le corps essaie alors de compenser, mais il y a des limites à ce qu’il peut faire. Si la maladie s’aggrave, le taux d’oxygène peut devenir trop bas (hypoxie) ou le taux de CO₂, trop élevé (hypercapnie) pour que les poumons puissent compenser. La ventilation mécanique est alors nécessaire pour rétablir de bons taux de CO₂ ou d’oxygène.

La ventilation mécanique a fait beaucoup d’avancées depuis ses débuts et est en constante évolution. Les chercheurs médicaux ont notamment étudié en profondeur les effets de la ventilation en pression positive et les lésions pulmonaires induites par la ventilation. Interrompre le processus physiologique de la respiration n’est pas l’idéal. Les progrès scientifiques tentent constamment d’améliorer les traitements médicaux afin d’imiter le processus et le rythme naturels de la respiration. En somme, se rapprocher le plus possible de la respiration naturelle est meilleur pour le corps et plus sécuritaire pour les poumons. Il existe donc une volonté constante de mettre à jour et d’améliorer les modes de ventilation afin d’imiter fidèlement le processus physiologique naturel.

De plus en plus de changements et de méthodes voient le jour dans la foulée des améliorations technologiques et des respirateurs. Cette ressource en ligne ne prétend pas expliquer de manière exhaustive chaque paramètre, mode, déclencheur ou méthode de ventilation. Elle explique surtout les concepts fondamentaux des modes et cycles respiratoires afin d’éclairer la compréhension globale de la ventilation. Pour les professionnels de la santé ayant une connaissance générale de la mécanique pulmonaire, ce manuel permet d’avoir une bonne compréhension des méthodes pour réduire les lésions pulmonaires et de savoir comment configurer les paramètres du respirateur pour favoriser les stratégies de protection pulmonaire. En plus de suggérer des pistes pour perfectionner l’apprentissage, les concepts peuvent être appliqués à la plupart des modes et mettent en avant des notions fondamentales à adapter à sa pratique.

Lorsqu’une personne est intubée et branchée à un respirateur, les poumons forment un « système scellé ». L’air délivré par le respirateur entre directement dans les poumons (inspiration) et l’air qui en sort retourne dans le respirateur (expiration).

Dans le cas de la ventilation mécanique, l’inspiration se produit lorsque le respirateur achemine l’air dans les poumons. L’inspiration se poursuit jusqu’à ce que le cycle inspiratoire soit complet, soit en fonction des paramètres de l’appareil (ventilation obligatoire ou contrôlée), soit en fonction des besoins du patient (respirations spontanées). L’expiration demeure passive. Lorsqu’ils sont remplis, les poumons gonflés ont une pression plus élevée que leur environnement extérieur lorsque le respirateur cesse d’exercer la pression de travail. Rappelons que l’air circule toujours d’une pression plus élevée vers une pression plus basse (voir le chapitre 1). À l’expiration, une valve s’ouvre et le respirateur permet à l’air de s’échapper à travers un filtre (les alvéoles pleines ont une pression plus élevée que l’atmosphère), ce qui est similaire au concept de la respiration spontanée où, pendant l’expiration, la pression dans les poumons est plus élevée que la pression à la bouche. L’air passe de la pression élevée des poumons à la faible pression faible du respirateur.

Avant d’aborder les modes ventilatoires, il est important d’avoir une compréhension générale de l’administration d’oxygène et des objectifs du traitement. L’air que nous respirons contient 21 % d’oxygène, 78 % d’azote et quelques autres gaz à l’état de traces. Le taux d’oxygène est assez élevé pour qu’une personne en bonne santé puisse en retirer un apport suffisant, mais ce taux peut être augmenté par l’administration d’oxygène à 100 % ou d’oxygène pur. En cas de problème pulmonaire (ou de poumons en mauvais état), un pourcentage plus élevé est nécessaire pour assurer une bonne oxygénation.

La quantité d’oxygène administrée à une personne peut être décrite de différentes façons. Lorsque la totalité de l’oxygène est fournie par un dispositif et que le patient ne respire que cet air, l’oxygène administré peut être exprimé en pourcentage (entre 21 % et 100 %) ou en fraction inspirée d’oxygène (FiO₂) exprimée en décimales (de 0,21 à 1,00). Il s’agit d’une quantité d’oxygène mélangée au départ à l’air ambiant normal pour fournir la concentration souhaitée, de la plus faible (0,21 ou air ambiant) à l’oxygène pur (1,00).

Lorsque de l’oxygène pur est administré en petites doses à un patient qui respire naturellement, mais qui respire également de l’air ambiant, on parle d’oxygénothérapie et le débit t d’O₂ administré est généralement exprimé en litres par minute (L/min). Le débit peut être augmenté jusqu’à égaler à peu près 100 % en fonction du dispositif (canules nasales ou masque facial).

En cas d’affection aiguë, les besoins en oxygène des cellules et des organes vitaux augmentent. Souvent, l’oxygénothérapie peut y répondre sans devoir recourir à la ventilation mécanique. Mais comment déterminer si la personne a besoin de plus d’oxygène?

La manière la plus directe de surveiller le taux d’oxygène est la mesure de la saturation en oxygène du sang (SaO₂). Chez une personne en bonne santé, le pourcentage d’hémoglobine (Hb) saturé en oxygène est optimal, soit entre 95 et 100 %.

L’hémoglobine dispose de quatre sites de fixation pour l’oxygène, comme le montre l’animation suivante :

Vlog Brothers via GfyCat

De nombreux facteurs peuvent nuire à la capacité de l’oxygène à se lier à l’hémoglobine. Il est surtout important de retenir que l’augmentation de la quantité d’oxygène disponible (augmentation de l’oxygénation) favorise en général la fixation à l’hémoglobine.

Si la SpO₂ est inférieure à 92 %, le patient a besoin d’oxygénothérapie. On peut augmenter la concentration d’oxygène administrée pour atteindre une SpO₂ supérieure à 92 %. Il y a lieu d’instaurer la ventilation mécanique si l’oxygénothérapie à haut débit ne suffit pas à combler les besoins en oxygène pour éviter l’hypoxie.

Quantité totale d’oxygène dans le sang

La saturation en oxygène n’est pas un indicateur complet de l’oxygénation. La concentration d’oxygène transporté dans le sang artériel (CaO₂), soit l’oxygène acheminé aux organes vitaux, est le fruit de deux facteurs distincts. L’oxygène se fixe ou se lie d’abord à l’hémoglobine (représentée par la SpO₂). Une petite quantité se diffuse ensuite au travers de la membrane alvéolocapillaire pour se dissoudre dans le plasma sanguin, car l’oxygène est présent en plus grande quantité dans les alvéoles que dans le sang. Ce phénomène rappelle le principe abordé au chapitre 1 voulant que l’air circule de la pression élevée à la faible. Dans le cas présent, il s’agit de la circulation de l’oxygène d’une zone très riche en oxygène vers une zone plus pauvre en oxygène, soit des alvéoles vers le sang. La pression partielle représente cette concentration. Elle est exprimée en P_AO₂ (pression partielle alvéolaire d’oxygène) et PaO₂ (pression partielle d’oxygène dans le sang artériel).

En tenant compte de la concentration calculée pour l’oxygène lié et l’oxygène diffusé, il est évident que l’oxygène diffusé est en quantité négligeable par rapport à l’oxygène lié à l’hémoglobine. Comme ce constat est généralement vrai, on peut utiliser la SaO₂ pour évaluer approximativement la concentration globale d’oxygène dans la plupart des cas. Cependant, l’oxygène diffusé peut avoir une plus grande incidence sur l’oxygénation globale dans des cas particuliers, notamment si le taux d’hémoglobine est insuffisant ou anormal. En pareil cas :

• Le taux d’hémoglobine est beaucoup trop bas (anémie).
• L’hémoglobine est liée au monoxyde de carbone et n’est pas accessible à l’oxygène (intoxication au monoxyde de carbone).
• L’oxygène est quasiment fixé à l’hémoglobine et ne se libère pas dans les tissus (décalage de la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine).

Dans de tels cas de figure, une PaO₂ élevée, dépassant largement les valeurs normales, peut être requise afin de compenser le problème du transport de l’oxygène par l’hémoglobine. L’organisme peut ainsi compter sur une plus grande quantité d’oxygène dissous, jusqu’à ce que le problème soit résolu. Toutefois, il s’agit là d’exceptions et non de la norme.

Outre ces circonstances particulières, la part de l’oxygène diffusée dans la formule représente une très faible part de la concentration d’oxygène disponible dans le sang. En somme, la SaO₂ donne une bonne idée de l’état d’oxygénation du patient. Il convient de rappeler que la SaO₂ et la SpO₂ sont généralement identiques. Tout au long du manuel, cette dernière sera utilisée comme méthode principale pour déterminer les besoins en oxygène.

L’oxygène est toujours réglé sur un respirateur, quels que soient le mode ou le type de ventilation. Étant donné que l’air acheminé par respirateur représente la totalité de l’air respiré par le patient, la composition ou le pourcentage d’oxygène doivent être paramétrés sur l’appareil. Sur le respirateur, le taux d’oxygène est déterminé par la FiO₂, laquelle doit être réglée entre 0,21 et 1,0 pour que le patient reçoive suffisamment d’oxygène.

Les principes de l’évaluation des besoins en oxygène présentés dans les autres sections peuvent s’appliquer au réglage des paramètres sur le respirateur. Si la SpO₂ est inférieure à 92 %, il faut augmenter la FiO₂ fournie par le respirateur afin d’augmenter la quantité d’oxygène disponible et ainsi la quantité d’oxygène dans l’organisme. L’augmentation de la FiO₂ fait monter la pression partielle de l’oxygène dans les alvéoles pulmonaires, ce qui augmente la quantité d’oxygène se diffusant à travers la membrane alvéolocapillaire pour se fixer à l’hémoglobine et augmente également la quantité d’oxygène se dissolvant dans la circulation sanguine. Il convient de rappeler que l’air circule de la pression élevée à la pression basse. Par conséquent, si la pression partielle de l’oxygène est plus élevée dans les alvéoles que dans le sang, une telle différence favorisera la diffusion de l’oxygène à travers la membrane alvéolocapillaire dans le sens du gradient (de la concentration la plus forte à la plus faible), soit des alvéoles vers la circulation sanguine (voir l’animation).

Lonely Teeming Billygoat, via GfyCat

Radicaux libres oxygénés

Cependant, le processus n’est pas aussi simple! On ne peut quitter le chevet du patient après avoir réglé l’oxygène. D’abord, il est important de noter que l’oxygène est considéré comme un médicament. À l’instar des autres médicaments, des effets indésirables y sont associés. La recherche médicale a conclu que l’exposition à de grandes quantités d’oxygène pendant des périodes prolongées peut endommager les poumons. Un taux élevé d’oxygène dans l’organisme crée des radicaux libres oxygénés, un sous-produit qui provoque la cicatrisation et le durcissement de la délicate membrane alvéolocapillaire et complique ainsi la diffusion de l’oxygène. La meilleure façon de limiter l’exposition aux radicaux libres oxygénés est d’administrer le strict nécessaire afin d’éviter tout surplus d’oxygène circulant dans l’organisme.

Il paraît inconcevable que l’oxygène cause des dommages. Le « danger » d’administrer de l’oxygène est largement incompris et incite bon nombre de prestataires de soins à éviter cette option. Cependant, rappelons que l’oxygène est vital pour toutes les cellules de l’organisme. Sans oxygène, les cellules mourraient! L’hypoxie peut causer des lésions cérébrales en près de quatre minutes. Les dégâts causés par une exposition à une trop grande quantité d’oxygène se manifestent plus lentement. Il est essentiel de comprendre qu’il faut administrer plus d’oxygène si le taux est bas et poursuivre l’oxygénation même si la SpO₂ semble baisser. Il faut simplement éviter de fournir une concentration d’oxygène trop élevée pendant une période prolongée.

La SpO₂ n’atteint 100 % que lorsque toute l’hémoglobine est liée à l’oxygène. L’excédent d’oxygène présent dans les poumons n’est pas capté par l’hémoglobine. Donc, si la SpO₂ est de 100 % et la FiO₂ est de 0,60, cette personne pourrait tout de même avoir une SpO₂ de 100 % avec une FiO₂ de 0,50. Il pourrait y avoir un surplus d’oxygène qui entraînerait l’augmentation de la PaO₂ au-delà des valeurs normales de 80 à 100 mmHg, car la concentration élevée d’oxygène dans les alvéoles favorise une plus grande diffusion dans le plasma.

Il est possible de vérifier la présence d’un excès d’oxygène en effectuant une gazométrie artérielle et en mesurant la PaO₂. Les valeurs normales se situent entre 80 et 100 mmHg. Si la SpO₂ est de 100 %, la PaO₂ pourrait être de 100 mmHg ou supérieure à 400 mmHg. Une PaO₂ supérieure à 100 mmHg indique une suroxygénation ou une hyperoxie. Un taux élevé supérieur à 100 mmHg augmente le risque de radicaux libres oxygénés et de lésions pulmonaires.

Comme il n’est pas possible de savoir si une SpO₂ de 100 % est le signe que la personne reçoit assez ou trop d’oxygène, un moyen facile d’éviter tout doute est de viser une SpO₂ de 92 à 99 % et de ne pas laisser la SpO₂ à 100 % à moins que l’oxygène soit au minimum (c’est-à-dire une FiO₂ de 0,21).

Repensons à l’équation de la concentration d’oxygène (CaO₂). La PaO₂ fait partie de l’oxygène dissous. Tant que l’hémoglobine remplit bien son rôle, une PaO₂ élevée ne contribue pas à l’apport d’une quantité significative d’oxygène en comparaison à une PaO₂ de 100.

Comparons deux exemples de concentration d’oxygène dans le sang. La quantité d’hémoglobine saturée est la même dans les deux cas et respecte les seuils sécuritaires. Le patient X reçoit « juste assez » d’oxygène pour saturer l’hémoglobine à 97 % (taux sécuritaire), mais sans excès d’oxygène avec une pression partielle d’oxygène de 100 mmHg. À l’inverse, le patient Y reçoit trop d’oxygène. L’hémoglobine est entièrement saturée et la pression partielle d’oxygène dans le sang est supérieure aux valeurs normales. Comparez la concentration d’oxygène entre les deux patients.

Comparez la concentration d’oxygène (CaO₂) calculée pour les deux patients. La CaO₂ calculée pour les deux patients est très proche, bien qu’ils reçoivent des quantités d’oxygène très différentes. Le modèle montre que, si l’hémoglobine est normale, l’aspect le plus important de l’oxygénation du sang consiste à fournir le strict nécessaire pour saturer l’hémoglobine de manière adéquate. L’administration excessive d’oxygène ne contribue pas de manière significative à l’amélioration de l’oxygénation si la saturation de l’hémoglobine ne change pas. Par conséquent, les dommages liés à l’apport de quantités élevées d’O₂ et à la création de radicaux libres oxygénés dépassent largement les avantages de la dissolution d’une plus grande quantité d’oxygène dans le sang. Il convient donc d’éviter cette pratique.

Au présent stade, vous comprenez sans doute comment l’augmentation de la FiO₂ a une incidence directe sur la quantité d’oxygène disponible pour l’organisme (en utilisant l’équation de la concentration d’oxygène), notamment sur les taux d’hémoglobine et sur la SpO₂.

Un autre facteur peut affecter l’oxygénation et doit être pris en compte pour la ventilation, surtout en cas de maladies pulmonaires.

La pression expiatoire positive (PEP) décrit la petite quantité d’air qui reste dans les alvéoles après l’expiration (chapitre 1). En ventilation mécanique, la PEP est également configurée sur le respirateur. La configuration de la PEP sur le respirateur vise à imiter les caractéristiques physiologiques d’une respiration spontanée. Lors de l’utilisation de la ventilation mécanique et de la pression positive, les poumons ne doivent pas se vider complètement à la fin de l’expiration. Si l’on se souvient des pressions observées lors de la respiration spontanée, la pression négative dans l’espace pleural assure le maintien d’une certaine quantité d’air dans les poumons pour les garder gonflés. Utiliser la pression positive d’un respirateur élimine cette capacité qui doit être artificiellement ajoutée par l’appareil.

Il faut paramétrer le respirateur de sorte que la PEP assure le maintien de l’air qui reste normalement dans les poumons. La PEP est, à tout le moins, toujours réglée à 5 cmH₂O. Ainsi, les « ballons » que sont les alvéoles ne se vident pas complètement, et le volume résiduel abordé au chapitre 1 demeure dans les poumons afin de les gonfler plus facilement au prochain cycle respiratoire.

La PEP remplit également d’autres fonctions. En plus de permettre aux poumons de ne pas s’affaisser complètement et de se gonfler plus facilement d’un cycle à l’autre, elle peut également augmenter l’oxygénation en ajoutant une « poussée » supplémentaire pour faire passer l’oxygène à travers la membrane alvéolocapillaire.

La PEP est utilisée précisément dans les cas où la membrane alvéolocapillaire est épaissie ou cicatrisée en raison d’un trouble ou d’une maladie quelconque. Lorsque l’inflammation ou les infiltrats imprègnent la membrane alvéolocapillaire, la capacité de diffusion de l’oxygène est entravée. Si l’on se reporte aux concepts des poumons et à la circulation de l’air d’une pression élevée à une pression faible, la PEP contribue au gradient et facilite la diffusion de l’oxygène vers la zone de plus faible concentration. Généralement, lorsque la membrane alvéolocapillaire est anormale (poumons en mauvais état), augmenter la PEP augmente le taux d’oxygène dans le sang devoir nécessairement augmenter la FiO₂.

Cependant, la PEP n’est pas une solution miracle. L’augmentation de la PEP peut avoir des effets indésirables, surtout si elle est trop élevée. Elle augmente la pression dans les poumons, ce qui peut comprimer le cœur et diminuer le retour veineux et le flux sanguin vers le cœur. Le débit cardiaque peut être altéré si la PEP est trop élevée. Il faut augmenter la PEP graduellement tout en surveillant constamment l’état cardiaque.

Un autre effet indésirable important est son effet sur la compliance pulmonaire. Il est bon de rappeler que la PEP est comme l’air restant dans le ballon. Si vous gonflez chaque fois un ballon d’après un volume fixe, mais en augmentant la quantité d’air résiduelle, le ballon pourrait plus supporter la quantité d’air insufflé et risque d’éclater. Il en va de même pour les poumons : s’ils sont plus remplis au début du cycle (augmentation de la PEP), ils seront moins susceptibles de « s’adapter » au volume d’air que le respirateur administrera, sans les exposer à une pression élevée ou sans provoquer de surdistension. En général, la PEP doit être augmentée avec précaution, en suivant toujours les instructions du médecin. Les concepts seront abordés dans les chapitres 3 à 5 lorsque les paramètres de la ventilation seront explorés plus en profondeur.

Vous avez terminé le chapitre 2 et devriez connaître les principales différences entre la respiration spontanée et la ventilation mécanique. Vous avez acquis de précieux outils pour comprendre l’oxygénation et la meilleure façon de traiter l’hypoxie. Gardez ces concepts à l’esprit, car ils sont abordés en profondeur dans les prochains chapitres.

Bilan

Passez en revue les éléments importants du chapitre :

• La ventilation mécanique insuffle de l’air dans les poumons et une fois le cycle inspiratoire terminé, une expiration passive s’ensuit.
• La concentration d’oxygène dans le sang est la somme de la quantité d’oxygène liée à l’hémoglobine et de la quantité d’oxygène dissous dans le sang. Le taux d’hémoglobine et le pourcentage de saturation ont plus d’effet sur l’oxygénation que le composant dissous.
• La SpO₂ peut être utilisée pour évaluer approximativement l’état d’oxygénation général du patient.
• Deux paramètres sont toujours réglés sur un respirateur : la FiO₂ et la PEP.
• La FiO₂ et la PEP ont toutes deux une incidence sur l’oxygénation et peuvent être ajustées pour améliorer en tandem l’oxygénation.

Les principaux modes ventilatoires se divisent principalement en deux catégories distinctes :

• Les modes contrôlés
• Les modes spontanés

Les modes contrôlés servent à remplacer tout le processus de la respiration. Lorsque le respirateur est en mode contrôlé, il contrôle entièrement toutes les étapes de la respiration :

1. Déclenchement : La respiration n’est plus contrôlée par les chémorécepteurs et le diaphragme. C’est le respirateur qui pousse l’air dans les poumons à un intervalle réglé par le clinicien.
2. Inspiration : Le volume d’air poussé dans les poumons est déterminé par les paramètres. Les poumons se gonflent puisqu’ils forment un système scellé.
3. Fin de l’inspiration : Dès que les poumons ont reçu le volume d’air défini par les paramètres, le respirateur interrompt la poussée d’air.
4. Expiration : Les poumons se dégonflent d’eux-mêmes au fur et à mesure que la pression de l’air redescend.

Le mode contrôlé est utilisé chez les patients qui ne parviennent pas à respirer par eux-mêmes ou qui ne respirent ou ne compensent pas assez pour combler les besoins de leur corps. Chaque étape de la respiration est définie par les paramètres réglés par le prestataire de soins. Le patient ne contrôle presque rien du processus respiratoire.

Le mode spontané, comme son nom l’indique, permet au patient de participer beaucoup plus au « processus décisionnel » de sa respiration. Le patient a donc beaucoup plus de liberté sur son cycle respiratoire et sur la taille (ou volume) de ses inspirations et peut enchaîner à sa guise les étapes de respiration. Le mode spontané est utilisé lorsque le patient possède toujours sa commande respiratoire, c’est-à-dire qu’il est encore en mesure de déclencher régulièrement ses inspirations et que le « déclencheur » physiologique dans son cerveau (les chémorécepteurs) est encore capable de déclencher l’inspiration. Le mode spontané accorde effectivement au patient un certain contrôle sur ses cycles respiratoires, mais certains aspects du processus demeurent paramétrés par le respirateur. Le patient n’a pas entièrement le contrôle.

Explorons l’origine des modes ventilatoires en commençant par un retour sur l’arrivée de la ventilation et sur quelques innovations incontournables qui ont déjà été évoquées au chapitre 2. Nous aborderons les modes ventilatoires plus en profondeur après le visionnement de la vidéo de TED-Ed How do Ventilators Work? (Fonctionnement d’un respirateur).

Pour obtenir la transcription de la vidéo, cliquez sur « Regarder sur YouTube » pour accéder à la source. Vous pourrez accéder à la transcription sur YouTube.

La première version des modes ventilatoires modernes était le mode de ventilation obligatoire continue (CMV). Il a été conçu pour faire respirer le patient de façon artificielle au moyen d’une pression positive, mais uniquement selon les paramètres réglés sur le respirateur. Le respirateur n’avait pas la capacité de percevoir ce que le patient faisait ou « demandait ». Autrement dit, si le patient commençait à déclencher des inspirations et voulait respirer à une fréquence respiratoire plus rapide que le permettaient les paramètres, le respirateur ne pouvait obtempérer. Les besoins du patient n’étaient aucunement pris en compte.

Les problèmes associés à ce mode sont évidents. Imaginez que vous vous éveillez branché à une machine qui ne vous laisse pas respirer comme bon vous semble : non seulement vous tentez d’inspirer sans avoir accès à une seule molécule d’air, mais en plus, de l’air est poussé dans vos poumons quand vous n’y êtes pas préparé! Le mode CMV occasionnait beaucoup d’inconfort chez le patient puisque le respirateur n’était pas synchronisé avec son corps. On appelle ce problème l’asynchronisme. Pour atténuer l’asynchronisme, il fallait administrer aux patients de puissants sédatifs, ce qui, dans bien des cas, les paralysait temporairement. Cet état de sédation profonde et de paralysie compliquait considérablement l’évaluation de la commande respiratoire autonome du patient, de sorte qu’il était difficile de savoir quand interrompre la ventilation.

À mesure que la technologie progressait, les problèmes associés à la ventilation obligatoire continue ont rapidement été soulevés, ce qui a donné lieu à l’amélioration des respirateurs en vue de les rendre plus sensibles aux efforts des patients. Des microprocesseurs peuvent maintenant sentir les légers changements dans le débit aérien lorsque le patient fournit un effort inspiratoire. Puisque les respirateurs peuvent maintenant percevoir les efforts inspiratoires, ils peuvent administrer une ventilation selon une fréquence « minimale » réglée. Lorsqu’un patient crée une différence de débit que l’ordinateur reconnaît comme étant une « demande », le respirateur peut dépasser cette fréquence et administrer une ventilation. Pour le distinguer de l’ancien mode CMV, on appelle souvent ce nouveau mode le mode « ASSISTÉ/CONTRÔLÉ », ou ventilation assistée contrôlée (VAC), puisqu’il a la capacité d’induire des respirations selon les paramètres réglés ou plus fréquemment, lorsque le patient le demande.

L’ancien mode contrôlé (CMV) qui ne permettait pas au patient de déclencher lui-même les cycles respiratoires est maintenant complètement obsolète et n’existe plus en ventilation moderne. La VAC a entièrement remplacé le mode CMV pour devenir le seul type de mode contrôlé. Même les modes portant encore la désignation CMV sur certains respirateurs ne sont plus comme la version de l’époque; ils permettent aussi au patient de respirer au-delà de la fréquence respiratoire définie dans les paramètres.

Auparavant, lorsque l’état d’un patient s’améliorait, le clinicien diminuait la FR du respirateur pour permettre au patient de déclencher toutes ses inspirations. Cette pratique n’a pourtant pas réglé les problèmes d’asynchronisme. De petites pauses ou variations dans les cycles physiologiques de la respiration du patient pouvaient déclencher une poussée d’air par le respirateur, ce qui faisait respirer le patient au même moment que le respirateur poussait l’air dans ses poumons; c’est ce qu’on appelle le double déclenchement. D’autres formes d’asynchronisme pouvaient se produire lorsque le patient souhaitait respirer à un débit différent ou pour une durée différente. Ces problèmes ont révélé la nécessité de concevoir un mode qui permettait au patient de contrôler entièrement son cycle respiratoire et la durée de ses inspirations, ce qui a entraîné la mise en marché du mode spontané.

Le mode spontané a été conçu pour les patients qui possèdent une commande respiratoire efficace et qui peuvent continuellement déclencher leurs propres inspirations. Ce mode a permis d’atténuer l’asynchronisme, puisqu’il permet au patient de contrôler lui-même son débit d’air et permet au respirateur de s’adapter continuellement aux différentes étapes de la respiration. Ces changements cruciaux sont parmi les plus importants et les plus historiques de la ventilation mécanique moderne et ont amené les respirateurs à imiter de plus en plus la respiration physiologique et les cycles respiratoires physiologiques normaux.

Contrairement aux modes contrôlés, le mode spontané demeure très semblable à sa version originale. Même s’il existe maintenant de nouveaux modes offrant des options supplémentaires à la ventilation spontanée, ils sont peu utilisés et ne seront pas couverts dans ce manuel.

Une respiration contrôlée correspond à l’air poussé par le respirateur à la fréquence respiratoire programmée. Si par exemple, la fréquence respiratoire est réglée à 15 resp./min, le respirateur génère alors 15 respirations en une minute (une respiration aux 4 secondes). Ainsi, le patient recevra de l’air dans ses poumons toutes les 4 secondes même en l’absence d’une commande respiratoire intacte.

Nous venons de voir que, même en mode contrôlé, le patient peut choisir de déclencher plus de respirations que ce que la fréquence respiratoire programmée prescrit. Autrement dit, si le patient possède une commande respiratoire physiologique intacte, il peut déclencher des cycles respiratoires au-delà de la fréquence réglée sur le respirateur. S’il ne le fait pas, le respirateur continuera de générer un minimum de respirations selon la fréquence respiratoire établie.

Comment le respirateur parvient-il à détecter l’effort inspiratoire du patient?

Nous avons déjà déterminé que la ventilation en pression positive pousse de l’air dans les poumons. Des microprocesseurs évaluent constamment le débit d’air qui quitte le respirateur pour être acheminé au patient par le circuit. Pensez au processus physiologique normal de la respiration et à la façon dont le diaphragme se contracte en s’abaissant dans le thorax. Nous avons vu que ce mouvement crée une pression négative et permet à l’air de pénétrer dans les poumons. Rappelez-vous que le patient est intubé et branché au respirateur par le circuit patient. Dans ce cas, la pression négative aspire l’air par le circuit. Les microprocesseurs du respirateur sont calibrés en fonction de la pression et du débit d’air normaux dans le circuit et même une infime variation de l’air acheminé dans la poitrine est perçue par le respirateur. On appelle cette détection un « déclencheur » (ou trigger), car le respirateur perçoit cette variation qui devient le « déclencheur » de la poussée d’air programmée.

Les professionnels de la santé peuvent régler le respirateur pour qu’il perçoive les variations de la pression ou du débit. Les deux déclencheurs ont un fonctionnement semblable :

• Un déclencheur en pression est activé lorsque le diaphragme contracté fait diminuer la pression globale de l’air dans le circuit.
• Un déclencheur en débit détecte la baisse de pression créée par le diaphragme et perçoit ainsi l’air aspiré par le circuit.

Dans la pratique actuelle, les déclencheurs en débit sont les plus couramment utilisés sur la plupart des respirateurs. Lorsque le débit atteint le seuil de déclenchement du déclencheur en débit, le respirateur génère une respiration. Le patient n’a qu’à aspirer une quantité d’air à un débit négligeable pour que le respirateur perçoive un effort inspiratoire, et dès la détection, le respirateur achemine une respiration en fonction du mode et des réglages déterminés. Le seuil de déclenchement en débit est généralement compris entre 2 et 3 L/min. Puisque les respirateurs réagissent en une fraction de seconde, même un infime changement (aspiration d’air par le patient) peut déclencher un cycle respiratoire.

Un moyen facile de voir si un patient déclenche des respirations au-dessus de la fréquence respiratoire obligatoire consiste à comparer la fréquence respiratoire totale adoptée par le patient et la fréquence respiratoire programmée. Si la fréquence respiratoire est réglée à 15 resp./min et que le patient respire à une fréquence de 18 resp./min, il est alors évident que le patient déclenche des cycles respiratoires au-delà de la fréquence respiratoire programmée.

La ventilation peut être vue comme une arborescence, dont les branches principales seraient les modes contrôlés et spontané. Les modes contrôlés se divisent ensuite en deux principales sous-catégories :

1. Volume contrôlé (VC) : Le respirateur pousse un volume programmé d’air dans les poumons.
2. Pression contrôlée (PC) : Le respirateur pousse de l’air dans les poumons selon une pression programmée.

Peu importe la manière dont on décrit ou nomme les respirations contrôlées, gardez à l’esprit qu’elles sont programmées par le prestataire de soins et générées par le respirateur, et tous les types de mode contrôlé donnent le même résultat, soit des respirations entièrement « contrôlées » imposées au patient. Essentiellement, chaque respiration contrôlée ou obligatoire, qu’elle soit générée sous VC ou PC, décrit la même chose : de l’air est poussé dans les poumons par une machine. Les termes « pression » et « volume » sont des descriptifs de la respiration selon les réglages du respirateur. Quel que soit le mode, la ventilation contrôlée fait toujours la même chose : elle pousse de l’air dans les poumons du patient selon les réglages déterminés par le clinicien, puis laisse les poumons expirer l’air par eux-mêmes.

Les respirations spontanées ou les respirations assistées qu’un patient décide de prendre sont majoritairement générées par la ventilation spontanée avec aide respiratoire.

La terminologie variée et la pratique courante d’utiliser les acronymes pour désigner les modes ventilatoires et les paramètres des respirateurs font de la description des modes ventilatoires un véritable défi. Lorsqu’on pense à quel mode ventilatoire utiliser, on peut souvent avoir l’impression de lire des lettres aléatoires dans un bol de soupe aux pâtes alphabet!

Là où les choses se corsent, c’est que chaque fabricant de respirateurs donne des noms légèrement différents à tous ses modes. Lorsqu’il crée un mode, le fabricant brevette le nom précis qu’il utilise. Quand le brevet autorise une autre entreprise à utiliser le concept utilisé pour ce mode, les autres fabricants créent leur propre version du mode et lui octroient un nom légèrement différent. Ainsi, le même mode peut parfois avoir plus de 5 à 6 noms différents. La ventilation à volume contrôlé, par exemple, peut être désignée par les acronymes VC, VVC, VAC, VC-CMV ou CMV-VC, pour n’en nommer que quelques-uns.

Pour vous y retrouver, tentez de définir le mode par les paramètres qui y sont réglés. La plupart des modes utilisent les mêmes principes de génération des respirations. Examinez les paramètres réglés par un prestataire de soins, puis classifiez ainsi le type de mode avec lequel vous travaillez :

• S’agit-il d’un mode contrôlé ou spontané?
• S’il s’agit d’un mode contrôlé, est-ce une ventilation à pression contrôlée ou à volume contrôlé?

Cet exercice d’identification vous semble peut-être difficile, mais ne vous découragez pas : vous allez apprendre à vous familiariser avec ces notions. Si vous parvenez à bien discerner les modes, vous ne vous sentirez plus dépassé par cette panoplie d’acronymes. Vous pourrez ensuite appliquer les connaissances générales apprises dans ce manuel à tout mode ventilatoire que vous serez amené à utiliser et à maîtriser, même les modes accessoires ou particuliers qui ne sont pas abordés ici.

Modes contrôlés

La chose la plus importante à retenir est celle-ci : les modes contrôlés sont conçus pour remplacer complètement le processus physiologique de la respiration. Chaque aspect de la respiration doit être programmé et « contrôlé » par le clinicien. Toutes les ventilations administrées par le respirateur, qu’elles soient déclenchées par la machine ou par le patient, sont identiques et respectent les réglages définis.

Quels paramètres doit-on régler en mode contrôlé? Comme on l’a vu au chapitre 2, il faut toujours régler au moins deux paramètres, peu importe le mode ventilatoire :

1. le niveau de PEP, pour empêcher les alvéoles de s’affaisser
2. la FiO₂ nécessaire pour fournir au patient un apport d’oxygène adéquat

Outre ces réglages obligatoires pour tous les modes ventilatoires, il faut régler trois autres paramètres en mode contrôlé :

1. la fréquence à laquelle le patient va respirer
2. l’ampleur de la respiration acheminée au patient
3. la vitesse à laquelle l’air sera acheminé à la personne

La fréquence à laquelle les respirations sont générées est habituellement déterminée par la fréquence respiratoire (FR). Elle désigne le nombre minimal de cycles respiratoires en une minute. Les patients peuvent déclencher des respirations à un rythme plus rapide que celui prescrit par la FR; ces respirations supplémentaires sont comptées dans la FR totale.

L’ampleur d’une respiration est généralement déterminée par le volume d’air poussé dans les poumons. C’est ce qu’on appelle le volume courant (Vc ou V_T pour tidal volume). Il désigne le volume d’air (en ml/kg) généré chaque fois qu’une ventilation est administrée au patient. Le volume d’air acheminé au patient peut être modifié selon le mode, que ce soit avec la ventilation à volume contrôlé, qui détermine le volume lui-même, ou la ventilation à pression contrôlée (PC), qui détermine la pression appliquée aux poumons. Ce concept est approfondi au chapitre 4.

Les modes permettent aussi de programmer la durée de chaque respiration. Pour modifier la durée d’une respiration, il faut régler la vitesse à laquelle le respirateur pousse l’air dans les poumons. Les modes à pression contrôlée et à volume contrôlé permettent d’ajuster la vitesse de l’air acheminé au patient en ajustant le débit ou le temps pendant lequel l’air est poussé (ce qu’on appelle le temps inspiratoire, ou T_i). Tous ces réglages sont approfondis au chapitre 4.

En résumé, vous êtes en mode contrôlé si vous réglez les trois paramètres suivants :

1. la fréquence respiratoire
2. le volume ou la pression que va appliquer le respirateur
3. le débit d’air ou la durée de la poussée d’air dans les poumons

Mode spontané

Comme le mode contrôlé, le mode de ventilation spontanée génère aussi des respirations par pression positive à partir d’un respirateur. Comme pour tous les modes ventilatoires, il faut régler les paramètres obligatoires suivants :

1. le niveau de PEP, pour empêcher les alvéoles de s’affaisser
2. la FiO₂ nécessaire pour fournir au patient un apport d’oxygène adéquat

Cependant, contrairement aux modes contrôlés, le mode spontané laisse le patient déclencher lui-même ses respirations et choisir le nombre de respirations qu’il souhaite prendre, et à quelle fréquence. Ce n’est donc pas vous qui déterminez le volume d’air que le patient inspire ni sa fréquence respiratoire. En mode spontané, vous décidez seulement de la quantité d’« aide » que le respirateur apportera pour faciliter la respiration déclenchée par le patient. Le principal paramètre à régler est le suivant :

1. l’ampleur du soutien à donner au patient.

Lorsque le déclencheur physiologique du patient déclenche une respiration et que le diaphragme se contracte, le respirateur perçoit cette contraction et « aide » à acheminer l’air en le poussant en même temps que le patient l’aspire. Cette aide inspiratoire atténue l’effort que le patient doit fournir pour respirer.

En résumé, pour confirmer que vous êtes en mode spontané, il suffit de vérifier les paramètres qui ne sont pas programmés. Autrement dit, le respirateur ne définit ni la fréquence respiratoire, ni le volume, ni le débit. Vous programmez une pression uniquement pour aider à amplifier la respiration.

Voici les principaux réglages qu’il faut comprendre sur un respirateur :

Vous n’avez pas à programmer ces réglages dans chaque cas. Différents réglages sont nécessaires en fonction du mode ventilatoire. Le diagramme de Venn ci-dessous résume quels réglages correspondent à quel mode :

Vous connaissez maintenant les modes ventilatoires et les réglages de base. Ne vous en faites pas si certains de ces concepts ne vous paraissent pas tout à fait clairs. Vous en apprendrez beaucoup plus dans les prochains chapitres, qui explorent chacun de ces réglages en profondeur.

Passez en revue les éléments importants du chapitre :

• La façon dont une respiration est générée dépend du type de mode ventilatoire. Les modes ventilatoires se divisent principalement en deux catégories : les modes contrôlés et le mode spontané.
• Les modes contrôlés sont entièrement paramétrés par le professionnel de la santé, qui détermine la fréquence et le volume des respirations acheminées au patient. Toutes les respirations sont complètement identiques.
• Le mode spontané est contrôlé par le patient, mais le respirateur fournit une certaine aide (déterminée par le prestataire de soins).
• Certains réglages du respirateur sont associés à des modes ventilatoires précis.
• Deux de ces réglages doivent toujours être paramétrés, peu importe le mode ventilatoire utilisé : la FiO₂ et la PEP.

Si vous souhaitez revisiter ces concepts en format vidéo, regardez la vidéo d’ICU Advantage « Basic Vent Modes MADE EASY – Ventilator Settings Reviewed » (Les modes ventilatoires de base EXPLIQUÉS : une revue des réglages d’un respirateur).

Pour obtenir la transcription de la vidéo, cliquez sur « Regarder sur YouTube » pour accéder à la source. Vous pourrez accéder à la transcription sur YouTube.

La ventilation mécanique est indiquée lorsque le patient n’absorbe pas assez d’oxygène ou que la ventilation est inadéquate. Les indications comprennent entre autres : une insuffisance hypoxique, une hypercapnie (ou insuffisance respiratoire) et une commande respiratoire inefficace (voir le chapitre 2). En cas de maladie grave et en présence des indications de ventilation, l’organisme ne parvient pas à équilibrer efficacement les besoins d’oxygénation ou d’évacuation du CO₂ sans intervention. S’ensuivent donc une intubation et une ventilation pour corriger le déséquilibre. Un mode ventilatoire contrôlé s’impose alors, car il faut prendre entièrement en charge le volume et la fréquence de la respiration, l’organisme n’étant pas en mesure d’y remédier par lui-même.

Il existe deux catégories de modes contrôlés. L’une est caractérisée par le volume d’air acheminé et l’autre par la pression appliquée aux poumons (voir le chapitre 3). Le présent chapitre porte sur l’aspect « mode contrôlé » de « l’organigramme » de la ventilation.

Dans une situation où le besoin de contrôler la ventilation d’un patient est justifié, un dilemme se pose : pression contrôlée ou volume contrôlé? Quelle est la meilleure solution?

Les deux modes renvoient exactement à la même réalité : de l’air est poussé dans les poumons (chapitre 2). Concrètement, une fois que l’on comprend le principe des deux modes, on peut assurer en gros la même ventilation en pression ou en volume en ajustant tous les paramètres du respirateur. Quoique décrits différemment, ils sont les deux faces d’une même pièce. Pression ou volume, les deux modes contrôlés équivalent simplement à pousser une certaine quantité d’air à une valeur programmée.

Le présent chapitre présente les deux types de modes contrôlés, les différences et les similitudes. Bien qu’il soit impossible d’enseigner toutes les particularités des différences de paramètres, à la fin du manuel, vous devriez être en mesure de régler sans difficulté le volume contrôlé ou la pression contrôlée pour mettre en place les principales stratégies de ventilation d’un patient.

La pression contrôlée et le volume contrôlé renvoient quasiment au même concept expliqué de différentes manières : de l’air est poussé dans les poumons. Examinons le concept plus en détail pour en expliquer le pourquoi.

Lorsque l’air est acheminé mécaniquement dans les poumons par une respiration à pression positive, deux réactions s’y produisent simultanément :

• Le volume d’air à l’intérieur des poumons augmente.
• La pression à l’intérieur des poumons augmente.

Les deux phénomènes surviennent dans le cas d’une respiration à pression positive, car on est en présence d’un système fermé, le patient étant branché au respirateur par un tube endotrachéal. Sans voie de sortie, l’air ne peut que gonfler les poumons. Dans un système scellé, le volume et la pression vont de pair et ont une relation directe et linéaire. Si l’un augmente, l’autre augmente également.

Pour présenter le concept, nous considérerons les poumons comme un environnement immuable. Bien sûr, les poumons peuvent être endommagés (en raison d’une maladie ou d’autres facteurs), ce qui peut nuire à leur capacité de se gonfler, mais parlons d’un problème à court terme dans lequel les poumons eux-mêmes ne sont pas affectés. Dans l’exemple pratique suivant, examinons l’interrelation entre les réglages du respirateur si l’on gonfle les poumons en question.

La corrélation entre volume et pression est un principe très important à comprendre lorsqu’il est question de ventilation, car il faut toujours surveiller le paramètre opposé (le volume ou la pression) qui a une incidence sur les poumons, lorsque l’un ou l’autre n’est pas programmé. La variable opposée (pression ou volume) sera affectée par le volume ou la pression choisis. C’est-à-dire qu’en mode volume contrôlé, vous ne réglez pas directement la pression. Au contraire, vous déterminez le volume et la pression changera en conséquence. En pression contrôlée, vous ne réglez pas le volume, qui changera en conséquence, selon la pression déterminée. Rappelez-vous qu’une pression ou un volume élevés peuvent endommager les poumons. Il est donc essentiel de surveiller les paramètres opposés pour qu’ils ne soient pas trop élevés afin d’exercer des pratiques de ventilation sûres.

Le volume et la pression ont une relation linéaire et directe si toutes les autres variables sont identiques, c’est-à-dire si la vitesse et la durée d’acheminement de l’air sont identiques et si les poumons (ballons) sont pareils.  À présent, qu’en est-il des « autres variables », soit le temps et la vitesse de l’air?

Toute ventilation contrôlée comporte un élément de « temps » qui est programmé et qui se rapporte à la vitesse d’acheminement de l’air. En termes simples, la ventilation mécanique est l’application d’une pression positive d’air pendant un certain temps à un système fermé. L’aspect temporel peut être exprimé de différentes manières; nous parlerons de temps inspiratoire et de débit.

Temps inspiratoire

La façon la plus directe de manipuler la durée d’acheminement de l’air dans les poumons est de fixer un temps inspiratoire (T_i). Le T_i est le plus souvent utilisé dans la ventilation en pression contrôlée, mais comme il est plus intuitif que d’autres paramètres « temporels », il est aussi couramment utilisé en volume contrôlé. Techniquement, vous êtes en mesure de comprendre que si la pression de l’air est appliquée à un système fermé pendant un temps plus long (T_i plus long), le volume sera plus élevé.

Ainsi, le T_i influence directement de nombreux facteurs de la ventilation comme le volume d’air acheminé ou les pressions maximales subies par les poumons. Dans le cas présent, le prestataire de soins ne fixe pas de débit d’air. Le respirateur peut modifier le débit pour atteindre la pression et le temps inspiratoire déterminés.

En modifiant la durée d’acheminement de l’air dans les poumons, on peut influencer directement le volume sans changer la pression. Il faut garder en mémoire que le volume fourni est simplement de l’air pulsé dans les poumons pendant une durée déterminée, qu’il soit question de pression contrôlée ou de volume contrôlé.

Le confort du patient doit également être pris en compte lors du réglage du temps inspiratoire. Si un patient a une respiration spontanée, il faut faire correspondre le temps inspiratoire spontané en observant l’élévation du thorax et les efforts respiratoires.

Débit

Certains modes ventilatoires n’utilisent pas la variable T_i. Le temps inspiratoire dépend plutôt des débits maximaux qui sont utilisés pour acheminer les respirations. Le phénomène est le plus souvent observé avec la ventilation en volume contrôlé. Le prestataire de soins règle le débit maximal d’air que le respirateur achemine lorsqu’il fournit le volume programmé. Quel est donc le lien entre cette explication et le temps nécessaire à l’inspiration? Pour revenir à l’analogie du ballon, si un volume de 100 ml est l’objectif global, le ballon 1 a un débit maximal de 60 L/min, tandis que celui du ballon 2 est de 30 L/min. Il est évident que le ballon qui est gonflé plus rapidement atteindra le volume cible en moins de temps et à une pression plus faible. Dans ce cas de figure, le prestataire de soins ne fixera pas de T_i sur le respirateur, car il dépend des paramètres définis pour le volume et le débit d’air.

Quel que soit le paramètre du respirateur utilisé pour régler la durée, il est important que la ventilation comprenne un temps suffisant pour l’expiration. Les ratios inspiration/expiration (I:E) normaux chez les patients respirant spontanément sont généralement compris entre 1:3 et 1:5. Autrement dit, le ratio du temps d’expiration est 3 à 5 fois plus élevé que le ratio du temps d’inspiration.

Pourquoi l’expiration requiert-elle plus de temps que l’inspiration? Si le temps d’expiration était considérablement raccourci au point où une personne prendrait presque le même temps, voire plus, pour inspirer plutôt qu’expirer, elle risquerait de manquer de temps pour expirer complètement. Elle augmenterait ainsi la quantité d’air restant dans ses poumons avant la prochaine inspiration.

Le ratio I:E est d’une importance cruciale dans la ventilation mécanique, car l’inspiration est un processus actif du respirateur qui pousse l’air dans les poumons, tandis que l’expiration est passive, avec le recul élastique normal des poumons qui fait sortir l’air. Si le temps d’expiration reste trop court pour expirer complètement, une petite quantité d’air est continuellement ajoutée à la réserve initiale dans les poumons avant d’inspirer à nouveau. Les poumons deviennent donc trop gonflés pour absorber cet apport sans atteindre un volume et une pression dangereusement élevés dans les alvéoles.

Le ratio I:E peut être directement modifié par le prestataire de soins dans les modes ventilatoires contrôlés par l’entremise des paramètres de durée, de débit ou de fréquence respiratoire. Examinons de plus près…

Élément temporel du T_i (ou débit)

Si un T_i plus court ou un débit plus élevé sont programmés, la phase inspiratoire sera plus courte pour gonfler les poumons à la valeur réglée. Par exemple, si l’on programme le T_i à 0,8 seconde au lieu de 1,2 seconde, quelle sera l’incidence sur le ratio I:E? (Avant de consulter la réponse, noter que la mise en situation suppose que la fréquence respiratoire [FR] est maintenue à 15 resp./min; par conséquent, chaque phase inspiration/expiration dure 4 secondes.)

• Si le T_i est de 0,8 seconde, le T_e est de 3,2 secondes. Par conséquent, le ratio I:E est de 1:4.
• Si le T_i est de 1,2 seconde, le T_e est de 2,8 secondes. Par conséquent, le ratio I:E est de 1:2,3.

Donc, un T_i plus long raccourcit le ratio I:E, ce qui laisse moins de temps pour expirer.

Fréquence respiratoire

Lorsque la fréquence respiratoire augmente, le ratio I:E diminue; plus de respirations par minute signifient qu’une plus grande partie du rapport temporel est consacrée à la phase inspiratoire. Voici une autre comparaison : une FR de 10 resp./min par rapport à une FR de 20 resp./min. (Le T_i est fixé à 1,0 seconde dans les deux cas.)

• Une FR de 10 resp./min équivalant à 6 secondes par phase d’inspiration et d’expiration, jumelée à un T_i de 1,0 seconde, donnera un T_e de 5 secondes. Par conséquent, le ratio I:E est de 1:5.
• Une FR de 20 resp./min équivalant à 3 secondes par phase d’inspiration et d’expiration, jumelée à un T_i de 1,0 seconde, donnera un T_e de 2 secondes. Par conséquent, le ratio I:E est de 1:2.

Une FR plus élevée entraîne donc une diminution du ratio I:E, ce qui écourte le temps d’expiration.

Pour que le temps d’expiration soit suffisant, le ratio I:E ne doit jamais s’inverser. L’inversion du ratio I:E signifie que l’inspiration dure plus longtemps que l’expiration et une telle situation peut donc provoquer un piégeage gazeux. Ce terme désigne la faible quantité d’air en surplus restant dans les poumons à chaque respiration, les poumons n’ayant pas le temps d’expirer complètement. Ce volume d’air restant dépasse le volume d’air habituellement laissé dans les poumons par la PEP, et risque de gonfler encore davantage les poumons, allant jusqu’à causer un gonflement excessif et des dommages pulmonaires. Le terme piégeage gazeux est parfois appelé auto-PEP.

Les stratégies de ventilation conventionnelles visent des ratios I:E d’environ 1:2, l’expiration étant deux fois plus longue que l’inspiration. Un ratio I:E plus élevé peut être bénéfique en cas de maladies sujettes à l’affaissement des voies respiratoires, comme chez certains patients atteints de MPOC ou d’asthme, où les voies respiratoires peuvent restreindre le débit d’air sortant, ce qui nécessite plus de temps pour que les poumons se dégonflent d’eux-mêmes. Lorsque la ventilation des patients s’avère plus complexe, le ratio I:E est ramené à un rapport de 1:1, avec une étroite surveillance pour éviter tout piégeage gazeux.

Imaginez que vous faites de la randonnée en montagne. Votre parcours à travers une chaîne montagneuse se veut une analogie dans laquelle chaque montagne représente une respiration acheminée par un respirateur.

La montée et la descente représentent respectivement l’inspiration et l’expiration. Donc, vous commencez votre ascension au pied de la montagne. Vous êtes au-dessus du niveau de la mer à une certaine altitude avant même de commencer l’escalade. Ce point de référence représente la PEP; les poumons ne sont jamais vides, même avant une respiration.

Le sommet atteint représente les pressions maximales supportées par les poumons. La différence de hauteur parcourue depuis le départ représente la pression contrôlée (ou pression inspiratoire). Le temps requis pour atteindre le sommet représente le temps inspiratoire. La taille totale de la montagne, si l’on pulvérise les roches et qu’on en mesure le poids, représente le volume d’air. La vitesse de votre ascension représente le débit.

Portez une attention à la représentation visuelle suivante de l’analogie :

Approfondissez votre compréhension de l’analogie en poussant votre réflexion. Prenez connaissance des deux points suivants :

• Les hauteurs maximales représentent un facteur composé de l’altitude à laquelle vous commencez et de la hauteur des sommets que vous atteignez (PEP + pression contrôlée). Si vous commencez à une altitude plus basse (PEP de 5) et gravissez une montagne escarpée (pression contrôlée [PC] de 10), vous pourrez atteindre la même hauteur maximale (pression maximale) que si vous commencez à une altitude plus élevée (PEP de 8) et que vous escaladez une plus petite montagne (PC de 7).
• La taille de la montagne, si l’on considère la quantité de roches (volume), peut être plus importante si vous grimpez plus longtemps, sans atteindre une altitude aussi élevée : une montagne haute et étroite (pression élevée et temps inspiratoire court) peut avoir une masse rocheuse moins importante qu’un pic large et peu élevé (pression modérée et temps inspiratoire long).

Examinons maintenant quelques applications à la ventilation en utilisant la même analogie.

• Volume contrôlé (VC) : Si vous voulez escalader une plus grande montagne dans le même laps de temps, vous devez marcher plus vite. De même, en volume contrôlé, plus le volume est important, plus le débit est élevé.
• Pression contrôlée (PC) : Si vous atteignez un sommet plus élevé, la montagne est donc plus grande. En pression contrôlée, lorsqu’une pression plus élevée est appliquée, le volume est plus important.
• Temps inspiratoire (T_i) : Si vous grimpez plus longtemps à la même vitesse, mais atteignez la même altitude, vous escaladez donc une montagne plus large, qui demeure plus volumineuse. Lorsque le T_i est rallongé, au même débit et à la même pression maximale, vous aurez un volume plus élevé qu’auparavant.

Les deux branches de la ventilation contrôlée ont été abordées : pression et volume. À présent, penchons-nous davantage sur les deux types de modes contrôlés. La ventilation en volume contrôlé (VAC, VVC, VC-CMV) est généralement un mode plus simple à comprendre pour les prestataires de soins qui s’initient au domaine de la ventilation mécanique. Ils ont la responsabilité de déterminer l’amplitude (volume courant) d’une respiration et la fréquence d’acheminement. Le volume d’air acheminé est exactement le même à chaque respiration; il est constant et ne varie pas. Le respirateur fournit la pression nécessaire pour atteindre le volume courant dans le temps imparti pour chaque respiration.

En mode volume contrôlé, le temps programmé est généralement contrôlé par un débit, mais certains respirateurs permettent de régler un temps inspiratoire. Dans le manuel, nous utiliserons le débit comme principale variable temporelle pour le volume contrôlé, car il est le plus utilisé pour la plupart des modes dans différents respirateurs.

Le prestataire de soins programme sur le respirateur la quantité d’air à pousser dans les poumons et la fréquence du gonflement pulmonaire par minute.  Le débit maximal de l’air acheminé est également déterminé et il s’agit de la « vitesse » de l’air pulsé dans les poumons. Le temps inspiratoire varie en fonction du débit maximal réglé sur le respirateur. Plus il est élevé, plus le temps inspiratoire est court pour acheminer le volume attendu.

La pression, quant à elle, n’est pas réglée en volume contrôlé, en particulier la pression maximale et la pression de distension (pression contrôlée ou pression inspiratoire). Il convient de rappeler que les respirateurs appliquent une pression positive aux alvéoles pulmonaires fragiles. À défaut d’une approche prudente, les alvéoles agissent comme n’importe quel ballon. Des ballons trop gonflés éclatent. Donc, des alvéoles trop gonflés deviennent trop distendus et peuvent subir des dommages irréparables.

Alors, comment limiter la pression subie par les poumons lorsque l’on est en mode « volume »? Étant donné qu’il est impossible de l’ajuster directement, il faut régler le volume. La pression est surveillée par une relation directe reposant sur le volume et le débit programmés. Il faut donc surveiller la pression nécessaire au respirateur pour gonfler les poumons au volume souhaité et selon la durée fixée. Si la pression observée dans les poumons est trop élevée, il faut peut-être diminuer le volume ciblé ou ralentir le débit (augmenter le temps inspiratoire) afin de réduire la pression appliquée sur les poumons.

Résistance et compliance pulmonaires

Nous avons maintenant passé en revue et clarifié la relation entre le volume et la pression. Nous avons également précisé qu’en mode volume contrôlé, le volume atteint est toujours acheminé par le respirateur avec la pression nécessaire. Le volume est constant, sauf si l’on décide de le modifier selon l’évolution de l’état du patient. Mais que se passe-t-il en cas de changements observés dans les poumons? Nous savons que plusieurs troubles et maladies peuvent altérer les poumons en provoquant une rigidité (moins de compliance) ou une diminution de la capacité de l’air à circuler dans les voies respiratoires (augmentation de la résistance).

Examinons de plus près la compliance et la résistance pulmonaires et leur incidence sur la ventilation en volume contrôlé.

La compliance pulmonaire est une mesure de la capacité de dilatation et d’étirement des poumons. Des poumons ayant une grande compliance s’étirent beaucoup plus facilement. Dans le cas contraire, il est plus difficile de les gonfler et il faudra appliquer une pression plus élevée pour remédier à la rigidité. Comparez l’action de gonfler un ballon et un pneu. Les deux se gonflent et se dilatent, mais un pneu est beaucoup plus rigide et moins souple qu’un ballon. Alors l’air doit être acheminé au moyen d’une forte pression, par exemple à l’aide d’un compresseur d’air. De la même manière, tout problème pulmonaire qui affecte la capacité d’étirement des poumons provoque une diminution de la compliance. Une pression plus élevée est alors nécessaire pour gonfler les poumons.

La résistance pulmonaire renvoie aux obstructions le long du chemin parcouru par l’air pour pénétrer dans les poumons. L’air circule dans le circuit du respirateur, puis traverse le tube endotrachéal jusque dans la trachée, les bronches, les bronchioles, puis les alvéoles. La force nécessaire pour le faire circuler dans ces tubes est appelée résistance. Que se passe-t-il lorsqu’on souffle à travers une paille par rapport à un rouleau d’essuie-tout? Il faut souffler plus fort pour faire passer l’air dans la paille, car elle est plus étroite. Plus le tube est étroit, plus la résistance au mouvement de l’air est élevée. Tout rétrécissement des voies respiratoires entraîne une résistance au débit de l’air, qui ne peut pas pénétrer dans les poumons aussi facilement. Une bonne analogie de la résistance pulmonaire est la fermeture d’une voie sur une autoroute. Les voitures circulent au compte-gouttes et le trafic ralentit. La résistance pulmonaire diminue la quantité d’air qui entre dans les poumons à chaque respiration et il faut donc appliquer une pression plus élevée.

Comme de fait, la compliance et la résistance pulmonaires ont une incidence sur la pression requise pour acheminer le volume d’air déterminé jusqu’aux poumons en mode volume contrôlé.

Nous nous sommes attardés à mettre en lumière la relation entre la pression et le volume, en particulier la façon dont la pression augmente avec le volume. La corrélation est observable lorsque les paramètres sont modifiés. En revanche, les changements observés en raison de la compliance et de la résistance se produisent sans qu’aucune modification ne soit apportée aux réglages du respirateur. Ils surviennent plutôt d’une respiration à l’autre au fil du temps, au fur et à mesure que l’état des poumons évolue. Par exemple, si une personne souffre d’asthme, la résistance des poumons augmente lorsque les voies respiratoires se contractent, ou se resserrent, pendant une crise. L’air ne pénètre alors pas aussi facilement dans les poumons.

Il est bien de rappeler qu’en mode volume contrôlé, le respirateur ajuste la pression nécessaire pour atteindre le volume souhaité. Dans la ventilation en volume contrôlé, lorsque la résistance augmente ou que la compliance diminue, la pression maximale augmente pour résister aux changements dans les poumons et parvenir à acheminer le volume d’air défini. Dans cette optique, lors d’une ventilation en volume contrôlé, la pression requise par le respirateur pour acheminer le volume d’air programmé peut être indicative de l’état des poumons. D’une certaine manière, surveiller une pression au fil du temps peut permettre de déceler un autre signe vital à surveiller et peut parfois vous donner de l’information précise sur l’amélioration ou l’aggravation de l’état des poumons. Les données peuvent aider à orienter les soins ou à opter pour un traitement médical, selon le type de maladie pulmonaire, afin d’améliorer la compliance et la résistance.

En conclusion, en mode volume contrôlé, le volume acheminé est constant, mais la pression maximale (pression la plus élevée supportée par les alvéoles au cours d’une respiration) varie pour atteindre le volume défini dans les deux situations suivantes :

1. la modification des paramètres réglés (volume, débit ou temps)
2. les changements d’une respiration à l’autre en fonction de la compliance et de la résistance des poumons

Le prestataire de soins doit tenir compte de l’incidence sur la pression maximale au moment de modifier les réglages, et le problème pulmonaire doit être pris en considération si des changements de pression sont observés alors qu’aucun ajustement des paramètres n’a été effectué. La pression maximale ne doit pas être trop élevée, car elle risque d’endommager les alvéoles pulmonaires. Idéalement, la pression doit être inférieure à 30 cmH₂O et ne pas dépasser 35 cmH₂O, afin de ne pas endommager les alvéoles. Le chapitre 5 couvre ce concept, lorsqu’il sera question des réglages en mode volume contrôlé.

À présent que la ventilation en volume contrôlé a été approfondie, penchons-nous sur le mode en pression contrôlée. Tous les principes appris jusqu’à maintenant sont toujours pertinents. Voici la principale différence entre les deux types de ventilation contrôlée : le mode en volume contrôlé permet de régler le volume, alors que le mode en pression contrôlée ne permet pas de régler directement le volume, mais plutôt la pression.

La ventilation en pression contrôlée (VPC, PCAC, PC-CMV) est un mode entièrement contrôlé : le respirateur contrôle toutes les étapes de la respiration en fonction des paramètres définis. L’expiration demeure toutefois passive. Le prestataire de soins détermine la fréquence minimale des respirations ainsi que la pression positive appliquée (pression contrôlée) aux poumons pour qu’ils se gonflent en conséquence. La pression est constante et ne varie pas d’une respiration à l’autre, à moins qu’elle ne soit modifiée.

Le volume variera en fonction des modifications apportées à la pression contrôlée. Plus la pression est élevée, plus le volume est important.  Cela dit, tout comme en mode volume contrôlé où la pression peut varier d’une respiration à l’autre selon l’état des poumons, le même phénomène se produit en pression contrôlée où le volume varie d’une respiration à l’autre en fonction de la compliance et de la résistance pulmonaires. Si la compliance s’accentue, une même pression contrôlée permettra d’obtenir un volume plus important. À l’inverse, si la résistance augmente, le volume de l’air contenu dans les poumons diminue.

Vous vous rappelez l’analogie du ballon et du pneu? Si aucun ajustement de la pression n’est effectué, lequel des deux se gonfle davantage à une pression identique?

Revenons à l’analogie comparant la fermeture de voies de circulation sur une autoroute et la résistance des voies respiratoires. Comment la réouverture d’une voie (diminution de la résistance) affecterait-elle la circulation routière?

Avec la même pression, le ballon se gonfle plus rapidement et plus facilement qu’un pneu, ce qui se traduit par un plus grand volume. Il en est de même pour les poumons. En présence des mêmes paramètres de pression contrôlée, les tissus pulmonaires plus rigides présentant une mauvaise compliance et une résistance accrue accueilleront un volume d’air plus petit que des poumons en santé présentant une compliance et une résistance normales.

Appliquons le concept à une personne asthmatique. En cas de crise aiguë d’asthme, les voies respiratoires opposent une résistance accrue à l’entrée de l’air. Toute pression exercée à l’intérieur se traduit par une diminution du volume des poumons par rapport à des poumons en santé, dont la résistance est normale. Les voies respiratoires d’une personne asthmatique réduisent le débit d’air entrant dans les poumons et résistent au gonflement. Si des bronchodilatateurs sont administrés et que les voies commencent à s’ouvrir, le volume pulmonaire augmente, car la résistance revient à la normale.

En mode pression contrôlée, le volume acheminé au fil du temps représente un indicateur crucial supplémentaire à surveiller afin de vérifier s’il y a amélioration ou détérioration. Le volume doit être contrôlé en permanence pour ventiler adéquatement et efficacement le patient, sans dépasser un plafond qui pourrait provoquer des dommages. La pression contrôlée (ou pression inspiratoire) doit être limitée afin d’acheminer un volume courant dans une plage de valeurs sécuritaires pour les poumons. Le chapitre 5 couvre ce concept, lorsqu’il sera question des paramètres de la pression contrôlée.

Le prestataire de soins détermine la fréquence des respirations par minute, la pression de travail de l’air dans les poumons ainsi que la durée d’application de la pression (T_i). En revanche, le volume précis d’air administré au patient n’est pas programmé dans la ventilation en pression contrôlée (VPC). Le volume est un produit direct de la pression de travail (PC) et du temps d’application de cette pression (T_i). Autrement dit, les paramètres de pression et de durée sont déterminés, tandis que le volume découle de la force et de la durée auxquelles le respirateur achemine l’air dans les poumons.

Le débit inspiratoire n’est pas non plus un paramètre défini. Le prestataire de soins fixe le temps inspiratoire (T_i) pendant lequel l’air est acheminé. Cela dit, la personne ventilée peut modifier le débit fourni par le respirateur, en inspirant au débit nécessaire pendant la durée prescrite par le T_i.

En ventilation en pression contrôlée, la pression inspiratoire maximale (Pinsp max) n’est pas programmée, mais elle demeure constante et très contrôlable, car elle est le résultat de toutes les pressions supportées par les poumons (PEP + PC). La pression inspiratoire maximale désigne la pression la plus élevée appliquée aux alvéoles. Puisque la pression (PC) appliquée aux poumons est programmée, la pression inspiratoire maximale correspond à la somme de la PC et de la valeur de pression initiale (PEP). Pensez à l’analogie de la chaîne de montagnes. Au pied d’une montagne, vous n’êtes pas au niveau de la mer. Quelle est la hauteur du sommet? Il n’est pas seulement question de la hauteur de la montagne. L’altitude au sommet serait l’altitude totale au-dessus du niveau de la mer, c’est-à-dire l’altitude au pied de la montagne (PEP) additionnée à l’altitude de la montagne (PC). Prenons deux exemples :

• PEP de 5 + PC de 10 = Pinsp max de 15
• PEP de 8 + PC de 12 = Pinsp max de 20

Le ratio I:E expliqué dans le chapitre précédent doit être pris en considération, afin de laisser suffisamment de temps au patient pour expirer et de réduire le risque de piégeage gazeux (auto-PEP). Le prestataire de soins règle le temps inspiratoire et la fréquence respiratoire, mais pas le ratio I:E. Le ratio I:E découle de ces réglages et demeure constant tant que la FR et le T_i ne varient pas. Si la respiration d’une personne dépasse la FR programmée, le ratio I:E changera à mesure que la FR totale augmentera avec les respirations déclenchées.

Par ailleurs, le T_i permet d’assurer que le ratio I:E ne soit pas un rapport inversé. Le temps expiratoire doit toujours être supérieur au temps inspiratoire. Au besoin, la FR ou le T_i peuvent toujours être ajustés pour garantir un délai d’expiration adéquat.

Lorsque vous réfléchissez à l’interrelation entre pression et volume et à la manière dont la compliance pulmonaire les affecte, pensez toujours aux ballons. Lorsque vous réfléchissez à la manière dont un réglage modifié affecte l’autre, pensez à deux ballons identiques et au changement dans la manière dont vous y soufflez (le respirateur pulse l’air en fonction des paramètres). Lorsqu’il est question des répercussions de la compliance et de la résistance pulmonaires sur la pression ou le volume, pensez à un ballon et à un pneu. Rappelez-vous les paramètres constants (volume ou pression) en fonction du mode choisi. Par la suite, réfléchissez à la manière dont vous devez modifier les paramètres réglés pour obtenir le gonflement souhaité.

Que vous utilisiez le mode en pression contrôlée ou en volume contrôlé, il est important de surveiller en permanence le volume d’air acheminé et la pression maximale subie par les poumons. Si les deux valeurs ne sont pas contrôlées, elles peuvent provoquer une distension excessive des alvéoles et causer des lésions. Une pression élevée peut entraîner un barotraumatisme, tandis qu’un volume élevé peut causer des dommages appelés volutraumatisme.

Quand opter pour la pression contrôlée ou le volume contrôlé? Techniquement, les deux modes permettent d’obtenir des résultats similaires tant que le prestataire de soins règle avec précision les paramètres du respirateur selon les besoins du patient et les paramètres qui en découlent afin que les poumons ne soient pas exposés à une distension excessive par barotraumatisme ou volutraumatisme. Le confort du patient doit également être surveillé de près et les paramètres comme la FR, le débit et le T_i doivent être modifiés afin de répondre efficacement à ses besoins. L’approche permet d’éviter tout inconfort et assure le synchronisme du respirateur, c’est-à-dire que l’administration des respirations correspond au moment de l’effort physiologique du patient.

Les paramètres de volume et de pression en ventilation mécanique sont intrinsèquement liés. Peu importe le paramètre réglé, il aura une incidence sur la valeur opposée. Lorsque tous les autres paramètres sont identiques et que les poumons sont similaires, les affirmations suivantes s’appliquent :

Le temps et le débit inspiratoires peuvent également avoir une incidence sur la pression et le volume appliqués aux poumons. Lorsque tous les autres paramètres ne varient pas, les affirmations suivantes s’appliquent :

Si les réglages du respirateur ne sont pas modifiés, mais la compliance ou la résistance des poumons change :

Comme indiqué précédemment, on règle toujours la FiO₂ et la PEP pour tous les modes de ventilation mécanique. Il faut veiller à ce que les alvéoles ne s’affaissent pas puisque la ventilation mécanique contourne les pressions pleurales normales qui les maintiennent gonflées (revoir le chapitre 1 si nécessaire). On doit aussi toujours définir la concentration d’oxygène dont le patient aura besoin pour maintenir la saturation en oxygène dans le sang, à savoir une SpO₂ supérieure à 92 % (réviser le chapitre 2 si nécessaire).

En plus de la FiO₂ et de la PEP, en mode contrôlé en particulier, le respirateur détermine l’ampleur ou la fréquence (minimale) de la respiration du patient. Il faut donc configurer la fréquence respiratoire (FR). En plus de la fréquence respiratoire, le volume insufflé dans les poumons est aussi contrôlé en mode contrôlé. En ventilation à volume contrôlé, il s’agit de définir un volume courant. En ventilation à pression contrôlée, il faut plutôt configurer la pression appliquée pour obtenir un certain volume.

Voici les paramètres à configurer au moment d’instaurer la ventilation mécanique :

Le respirateur comporte d’autres paramètres qui ne sont pas répertoriés ici, notamment la sensibilité du dispositif de déclenchement (c’est-à-dire la détection de l’effort inspiratoire du patient) ainsi que certains réglages secondaires du cycle respiratoire ou, potentiellement, le débit d’air en mode ventilatoire à volume contrôlé. Ces paramètres sont préprogrammés sur les respirateurs, et leurs réglages par défaut conviennent à la majorité des patients.

Étant donné que les respirateurs utilisent un seuil de sensibilité par défaut efficace pour 99,9 % des patients, les novices doivent se concentrer sur le réglage initial des paramètres de base énumérés ci-dessus sans ajuster la sensibilité du dispositif de déclenchement (trigger). L’ajustement est nécessaire dans de très rares cas, mais il est préférable de laisser les cliniciens expérimentés s’en changer. Un ajustement inadéquat est bien plus néfaste que le maintien des réglages par défaut.

Lors du réglage du respirateur, il n’y a pas d’approche universelle possible. La ventilation mécanique peut causer des lésions. Chaque patient est différent et doit être traité en fonction de ses besoins individuels et de la physiopathologie sous-jacente. Le clinicien doit tenir compte du patient et de la raison de son intubation au moment de configurer les paramètres initiaux. Voyons un processus systématique pour bien configurer les paramètres du mode contrôlé en fonction du patient et de son état de santé.

PEP et FiO₂

Ce manuel a expliqué l’importance de maintenir une SpO₂ supérieure à 92 %, mais inférieure à 100 %, afin d’éviter la suroxygénation et la libération des radicaux libres de l’oxygène (voir le chapitre 2). La relation entre la PEP et la FiO₂ y a aussi été abordée, en plus de leur rôle dans l’oxygénation (voir le chapitre 2). La FiO₂ peut être augmentée ou diminuée pour fournir une concentration d’oxygène plus élevée dans les poumons à chaque inspiration. Plus le taux d’oxygène insufflé est élevé, plus il y a d’oxygène disponible pour la diffusion dans le sang en passant à travers la membrane alvéolocapillaire. La PEP contribue à recruter (ouvrir) les alvéoles collabés, ce qui augmente la surface pulmonaire pour l’échange gazeux à chaque respiration et la quantité d’oxygène se diffusant dans le sang à chaque respiration, tout en augmentant la pression de travail qui pousse l’oxygène à travers la membrane alvéolocapillaire. La FiO₂ et la PEP peuvent toutes deux augmenter directement la quantité d’oxygène qui entre dans le sang pour circuler vers les organes vitaux. Si ces concepts ne sont pas clairs, relisez le chapitre 2 avant de relire cette section.

Comment configurer la FiO₂ et la PEP? La façon la plus simple d’aborder la FiO₂ est de commencer à 0,5 (50 %) ou à 1,00 (100 %). Si le patient avait besoin d’une grande quantité d’oxygène avant l’intubation, commencez à 1,00. Si le patient n’avait pas besoin de beaucoup d’oxygène ou pas du tout besoin d’oxygénothérapie avant l’intubation, commencez à 0,50. Ce n’est pas terminé! Dans les minutes qui suivent le début de la ventilation, ajustez (augmentez ou diminuez) la FiO₂ de 10 % en fonction de la SpO₂, comme expliqué au chapitre 2. Dans un délai de 5 minutes, vous devriez être en mesure de régler une FiO₂ correspondant à une SpO₂ d’au moins 92 % (et < 100 %). Ne modifiez plus la FiO₂ jusqu’à ce que vous obteniez les résultats de la gazométrie artérielle afin d’apporter des ajustements à la lumière de ces résultats.

Le réglage initial de la PEP doit être compris entre 5 et 10 cmH₂O. N’oubliez pas que le seuil minimal est de 5 cmH₂O. Il est toujours préférable de commencer par une valeur faible et de l’augmenter après avoir effectué une gazométrie et laissé le patient s’acclimater un certain temps au respirateur. En présence de poumons sains, il faut commencer par une PEP de 5 cmH₂O. Pour les cliniciens n’ayant pas suivi une formation avancée en ventilation mécanique, une PEP initiale de 8 ou 10 ne doit être envisagée qu’en cas d’atélectasie (affaissement d’alvéoles), d’œdème pulmonaire ou de signes d’épaississement de la membrane alvéolocapillaire.

N’oubliez pas que l’augmentation de la PEP n’est pas sans danger (voir le chapitre 2). Si la PEP est trop élevée, elle peut nuire au retour du sang vers le cœur et réduire la compliance pulmonaire. On doit d’abord s’assurer qu’une PEP initiale de 8 à 10 cmH₂O est indiquée au regard de la physiopathologie sous-jacente. On peut toujours augmenter la PEP après avoir reçu les résultats de la gazométrie. Il est préférable de laisser le patient s’acclimater au respirateur en configurant une PEP initiale plus faible et de l’augmenter progressivement par la suite, si rien n’indique clairement qu’une PEP élevée serait préférable.

Ce tableau résume les réglages initiaux de la FiO₂ et de la PEP :

Fréquence respiratoire

Les deux modes contrôlés (à volume contrôlé et à pression contrôlée) reposent notamment sur le fait que c’est la configuration de la fréquence respiratoire minimale qui détermine le nombre de respirations par minute. N’oubliez pas que le patient peut déclencher lui-même des cycles respiratoires plus fréquents, mais chaque ventilation sera conforme aux autres paramètres réglés.

Pour déterminer la fréquence respiratoire d’un patient adulte, il faut toujours respecter les valeurs normales de la fréquence respiratoire physiologique. Chez l’adulte, la respiration normale au repos se situe généralement entre 12 et 20 resp./min en l’absence de problème pulmonaire. Il faut donc régler la fréquence respiratoire initiale de la ventilation mécanique en respectant ces seuils.

Comment choisir la valeur initiale? La meilleure façon de procéder est d’analyser la respiration avant l’intubation et de réfléchir au processus physiologique en cours. Le patient a-t-il un problème pulmonaire? Pourquoi est-il intubé?

Si le patient respirait normalement et que l’intubation ne visait qu’à protéger ses voies respiratoires, mais que sa fréquence respiratoire était dans les valeurs normales les plus faibles, on peut configurer une faible FR initiale en toute sécurité (toujours en respectant les valeurs normales).

Si le patient présentait une atteinte pulmonaire ou s’il respirait rapidement avant l’intubation et qu’il a été intubé pour un problème d’oxygénation ou de ventilation, on sait que les chimiorécepteurs dans son cerveau le stimulaient à respirer rapidement, très probablement en raison d’un taux élevé de CO₂ ou d’un manque d’oxygène. Le patient est alors tachypnéique et sa FR est plus élevée que la normale (> 25 resp./min en général). Il peut aussi montrer des signes d’augmentation du travail respiratoire en utilisant ses muscles accessoires. En cas de signes de tachypnée avant l’intubation, il est très probable que le patient ait besoin d’une FR plus élevée pour corriger une anomalie dans son taux de CO₂ ou d’O₂. Même si la gazométrie artérielle ne permet pas de confirmer ce diagnostic, on peut tenir compte de cette observation pour établir le réglage initial. La ventilation mécanique doit reproduire la respiration physiologique du patient.

Il ne faut pas pour autant toujours copier la fréquence respiratoire du patient. La fréquence respiratoire de certains patients est supérieure à 30 resp./min. La ventilation en pression positive est complexe, car elle risque de causer des lésions aux poumons. Rappelez-vous que l’air est alors poussé dans les poumons et que le patient n’inspire pas par lui-même. La respiration spontanée est moins dommageable que la ventilation pour les alvéoles (voir le chapitre 1). Il ne faut donc pas reproduire une fréquence respiratoire trop élevée pour éviter de causer des lésions. Il faut plutôt choisir une FR dans les valeurs normales les plus élevées. Ainsi, si les valeurs normales sont entre 12 et 20 resp./min, la FR initiale doit être entre 18 et 20 resp./min.

En contexte de ventilation en pression positive, une FR supérieure à 24 resp./min peut causer un asynchronisme et contribuer potentiellement au piégeage gazeux et aux lésions pulmonaires. Il faut un œil averti pour observer les formes d’ondes sur l’écran du respirateur et les efforts respiratoires du patient pour s’assurer que cette situation ne se produise pas. Les cliniciens ayant peu d’expérience en ventilation doivent essayer de rester en dessous de 24 resp./min. Il convient de vérifier auprès d’un médecin ou thérapeute respiratoire autorisé si une FR plus élevée est indiquée.

N’oubliez pas qu’il s’agit uniquement des paramètres initiaux. Après 30 à 60 minutes suivant la configuration initiale, la gazométrie artérielle évaluera les taux de CO₂ et d’O₂ et orientera les ajustements nécessaires (abordés aux chapitres 8 et 9).

Paramètres propres au mode : volume courant ou pression contrôlée

Nous avons examiné les réglages de la PEP, de la FiO₂ et de la FR. En mode contrôlé, le dernier paramètre à déterminer est la quantité d’air dont le patient aura besoin. Il faut donc contrôler le volume courant (Vc) qui sera insufflé à chaque cycle respiratoire.

Le volume approprié est abordé dans les prochaines sections, car c’est ce paramètre qui dicte la configuration des paramètres, soit le volume courant ou la pression contrôlée et le temps inspiratoire.

Qu’est-ce que le poids idéal? En principe, chaque corps a un poids déterminé qui reflète la taille de ses organes vitaux, en fonction du sexe et de la taille. Le poids idéal ne correspond pas à une morphologie ni à un chiffre sur une balance. Il s’agit plutôt d’une unité de mesure utilisée pour décrire les organes. Le terme « poids » peut porter à confusion, mais le poids idéal sert uniquement à assurer une bonne ventilation d’après la taille des poumons.

Par le passé, les cliniciens avaient l’habitude de ventiler les patients en utilisant de grands volumes (> 600 ml) et une faible FR (10-12 resp./min). Ce mode de ventilation a fait en sorte qu’un nombre important de patients ont développé des lésions pulmonaires après quelques jours de ventilation mécanique. Ces lésions pulmonaires induites par la ventilation entraînent parfois un processus inflammatoire souvent appelé syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA).

Lorsqu’il a été reconnu que la ventilation mécanique causait des lésions pulmonaires bilatérales, de nombreuses études ont été menées pour déterminer si les réglages du respirateur y contribuaient. Les conclusions étaient sans équivoque : l’utilisation d’un volume courant important était directement liée à l’augmentation des cas de lésions pulmonaires en provoquant un barotraumatisme (pression trop élevée dans les alvéoles) et un volutraumatisme (volume trop élevé dans les alvéoles). Les prestataires de soins de santé causaient des lésions à leurs patients en recourant à cette stratégie de ventilation à haut volume et à faible FR.

Une approche basée sur le poids a alors été adoptée pour configurer le volume courant. Plus le patient est petit, plus le volume courant est faible. Plus le patient est grand, plus le volume courant est élevé. Il était encore courant de supposer que les patients ayant un surpoids avaient besoin d’un volume plus important pour satisfaire leurs besoins ventilatoires (entrée d’O₂ et sortie de CO₂) en raison de leur habitus (c’est-à-dire qu’ils ont plus de cellules dans leur corps qui produisent du CO₂ et qui ont besoin d’oxygène). Lorsqu’il s’est avéré que les lésions pulmonaires induites par la ventilation étaient plus fréquentes chez les patients atteints d’obésité, des recherches plus approfondies ont révélé que la taille des poumons ne varie pas en fonction du poids corporel. La taille des poumons repose sur la structure du squelette, ce qui signifie que les seules variables pertinentes sont le sexe et la taille. En insufflant un volume courant plus important aux patients corpulents, les cliniciens provoquaient la surdistension des alvéoles pulmonaires et causaient des barotraumatismes et des volutraumatismes, ce qui donnait lieu à des lésions pulmonaires induites par la ventilation.

Fait amusant : Ce constat est clair à l’observation des images de la scintigraphie du corps entier ou de l’IRM d’un patient atteint d’obésité. Les poumons d’un patient corpulent ne sont pas plus gros que ceux d’un patient plus mince de même sexe et de même taille. La taille des poumons ne change pas en fonction du poids du patient.

Pour remédier à ce problème une fois pour toutes, la ventilation est désormais entièrement basée sur le poids idéal. Le poids idéal est calculé en fonction du sexe et de la taille du patient en vue d’utiliser un volume courant adapté à ses besoins réels.  Lorsqu’un patient adulte est mis sous respirateur, le seul calcul à faire est de déterminer son poids idéal et de l’utiliser pour déterminer le volume courant sécuritaire.

Le poids idéal dépend du sexe du patient. Voici les formules à employer :

Remarque importante : Pour un patient adulte, le poids idéal utilisé est la constante au début de l’équation. Si l’équation entre parenthèses donne un zéro ou un nombre négatif, il ne faut pas utiliser cette formule : on utilise simplement 50 kg pour les hommes et 45,5 kg pour les femmes, soit les tailles minimales des poumons adultes.

Astuce de thérapeute respiratoire autorisé : Si l’on connaît la taille d’un patient en pieds et en pouces, au lieu de convertir la taille complète en pouces, on peut se sauver d’une étape puisque 60 pouces correspondent à 5 pieds. On soustrait donc 5 pieds de la taille dans la formule. Un raccourci pratique est d’écrire simplement combien de pouces il y a au-delà de la mesure de 5 pieds entre ces parenthèses (par exemple, si une personne mesure 5 pieds et 6 pouces, on inscrit simplement 6 entre les parenthèses, on multiplie ensuite ce nombre par 2,3 et on additionne le produit au nombre de base).

Faisons quelques calculs!

Patient A | Homme de 6 pieds et 2 pouces (74 pouces)

Poids idéal (kg) = 50 + 2,3 (74-60)

Poids idéal (kg) = 50 + 2,3 (14)

Poids idéal (kg) = 50 + 32,2

Poids idéal (kg) = 82,2 kg

Essayons maintenant d’utiliser le raccourci décrit ci-dessus. Vous savez que 6′ 2″ donne 1 pied (12 pouces) et 2 pouces au-delà de la mesure de 5 pieds (60 pouces) = 14 pouces. Il suffit d’inscrire 14 entre les parenthèses. Vous êtes déjà à l’étape 2 de la formule! Le calcul mental permet d’éviter de calculer le nombre de pouces si vous ne le connaissez pas déjà.

Patiente B | Femme de 5 pieds et 3 pouces

Poids idéal (kg) = 45,5 + 2,3 (63-60)

Poids idéal (kg) = 45,5 + 2,3 (3)

Poids idéal (kg) = 45,5 + 6,9

Poids idéal (kg) = 52,4 kg

Utilisons maintenant le raccourci… la patiente mesure 5 pieds et 3 pouces. Comme il faut soustraire 60 pouces (5 pieds) pour faire le calcul, on inscrit le nombre de pouces au-delà de la mesure de 5 pieds entre les parenthèses. On multiplie donc 3 par 2,3 et additionne le produit à la constante de 45,5 pour les femmes.

Patient C | Homme de 175 cm

Poids idéal (kg) = 50 + 0,91 (175 – 152,4)

Poids idéal (kg) = 50 + 0,91 (22,6)

Poids idéal (kg) = 50 + 20,566

Poids idéal (kg) = 70,566 kg

Comme cette formule utilise des centimètres et non des pouces, le raccourci ne s’applique pas.

Même avec l’utilisation du poids idéal au lieu du poids réel, un volume courant de 10 ml pour chaque kilogramme de poids idéal a souvent été utilisé par le passé. Cette approche a tout de même causé des volutraumatismes et des lésions pulmonaires induites par la ventilation. Au début des années 2000, de nombreuses études ont été menées pour déterminer les seuils de volume courant les plus sécuritaires d’après le poids idéal afin de réduire les risques de lésions pulmonaires et de syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA). Les chercheurs ont aussi étudié des patients ayant reçu un diagnostic de SDRA pour déterminer si le volume courant avait une incidence sur les risques de morbidité et mortalité. Les résultats ont montré que l’utilisation d’un volume courant de 6 à 8 ml/kg de poids idéal diminuait directement les risques de morbidité et mortalité. Cette découverte a révolutionné les stratégies de volume courant et est devenue la norme des seuils de volume courant chez l’adulte pour réduire le risque de lésions pulmonaires découlant d’un volutraumatisme ou barotraumatisme. Aujourd’hui, 8 ml/kg est le seuil maximal du volume courant qu’un clinicien peut configurer en mode contrôlé. Une fois le poids idéal calculé, il est multiplié par 6 et par 8 pour obtenir les seuils sécuritaires du volume courant pour un patient sous respirateur.

Calcul des seuils du volume courant

Passons en revue les étapes pour déterminer le volume courant sécuritaire d’un patient.

1. Déterminez la taille et le sexe du patient.
2. Utilisez la formule appropriée selon le sexe pour calculer le poids idéal.
3. Multipliez par 6, 7 et 8 ml/kg et inscrivez les résultats au dossier afin d’avoir un point de référence pratique à utiliser maintenant et à l’avenir. Remarque : Arrondissez toujours le résultat à l’unité supérieure ou inférieure la plus près pour l’adapter aux réglages du respirateur (généralement des nombres entiers par incrément de 5).

Après avoir appris comment calculer le poids idéal (étapes 1 et 2), passons à l’étape 3 en utilisant les poids idéaux calculés plus tôt dans ce chapitre. Rappelez-vous que le volume courant est sécuritaire entre 6 et 8 ml/kg.

Patient A | Poids idéal de 82,2 kg

Volume courant de 6 ml/kg = 82,2 kg x 6 ml/kg

= 493,2 ml

= environ 490 ml

Volume courant de 7 ml/kg = 82,2 kg x 7 ml/kg

= 575,4 ml

= environ 575 ml

Volume courant de 8 ml/kg = 82,2 kg x 8 ml/kg

= 657,6 ml

= environ 660 ml

Par conséquent, les seuils sécuritaires sont de 490 et 660 ml (6 et 8 ml/kg) et les volumes courants respectifs pour 6, 7 et 8 ml/kg sont de 490, 575 et 660 ml.

Patiente B | Poids idéal de 52,4 kg

Volume courant 52,4 x 6 = environ 315 ml

52,4 x 7 = environ 365 ml

52,4 x 8 = environ 420 ml

Les seuils sécuritaires pour cette patiente sont de 315 et 420 ml et les volumes courants respectifs pour 6, 7 et 8 ml/kg sont de 315, 365 et 420 ml.

Lorsque les patients ont des poumons très fragiles et endommagés, certaines stratégies de ventilation descendent jusqu’à 4 ml/kg pour réduire les risques de barotraumatisme ou de volutraumatisme. Suivez les recommandations de votre établissement et du médecin pour déterminer le seuil minimal en fonction de la physiopathologie, mais 8 ml/kg est le seuil maximal absolu à utiliser. Il ne faut pas dépasser ce seuil, à moins d’un avis contraire du médecin. La valeur de 8 ml/kg est une limite stricte, et il n’est jamais accepté de dépasser ce seuil en soins intensifs depuis que des études ont prouvé à quel point ce pouvait être néfaste pour le patient.

Gardez ces informations à l’esprit, car nous allons maintenant passer à la configuration des paramètres de la ventilation à volume contrôlé et de la ventilation à pression contrôlée.

Dans le cas de la ventilation à volume contrôlé (VVC), le clinicien qui règle le respirateur configure le volume de chaque respiration. N’oubliez pas que pour la VVC, on configure le volume, mais que pour la ventilation à pression contrôlée, le volume est déterminé par la pression et le temps inspiratoire que le clinicien a configuré.

Vous savez maintenant comment déterminer les seuils de volume courant sécuritaires, mais par quelle valeur commencer? On peut commencer en toute sécurité avec n’importe quelle valeur comprise entre 6 et 8 ml/kg. Pour les novices en ventilation, il est préférable de commencer à 8 ml/kg de poids idéal chez l’adulte. Pourquoi? Chez la plupart des patients intubés, la ventilation est compromise et les changements dans la respiration nuisent aux échanges gazeux. En insufflant au patient le plus grand volume sécuritaire possible, on s’assure qu’il inspire autant d’oxygène que possible et qu’il expire autant de CO₂ que possible à chaque respiration. On peut toujours diminuer le volume courant d’après les résultats du bilan sanguin de suivi. Commencez par 8 ml/kg et réévaluez ensuite.

En volume contrôlé, on règle aussi le débit maximal d’air entrant dans les poumons. Certains respirateurs demandent de régler un temps inspiratoire au lieu d’un débit (voir ci-dessous), mais les versions classiques du volume contrôlé demandent de configurer le débit inspiratoire maximum. Pour les novices, la valeur par défaut recommandée pour le débit chez l’adulte est généralement de 65 litres par minute (L/min) avec un débit décélérant. Un schéma de débit décélérant signifie que le débit est optimal au début du cycle respiratoire et ralentit à mesure que les poumons se remplissent. Ce réglage conviendra à la grande majorité des adultes.

Le seul cas où l’on peut envisager d’augmenter le débit au-delà de 65 L/min est si le patient déclenche des cycles respiratoires et produit des gasps ou cherche à inspirer plus d’air que ce que le respirateur lui fournit. En général, les alarmes du respirateur se déclenchent en pareil cas. On peut essayer d’augmenter le débit à 70 ou 75 L/min, jusqu’à ce que ses besoins soient satisfaits. Le débit maximal est de 80 L/min, mais ce réglage ne doit être utilisé que dans de rares cas. Ce débit exige que le patient déclenche spontanément des cycles respiratoires. En cas de difficulté, on peut essayer de passer à un mode spontané (sujet du prochain chapitre) ou augmenter la sédation si de petites augmentations du débit ne satisfont pas les besoins du patient.

Au début, laissez le débit à la valeur par défaut de 65 L/min avec un schéma de débit décélérant. Ajustez le débit uniquement si le patient semble inspirer plus rapidement que ce que lui permet le débit programmé. En cas de doute, mettez le patient sous sédation et continuez à le ventiler en respectant le débit recommandé de 65 L/min.

Une mise en garde s’impose : plus le débit configuré est élevé, plus la pression exercée sur les poumons est importante. L’augmentation du débit peut provoquer d’importantes hausses de pression susceptibles d’endommager les poumons (barotraumatisme). C’est pourquoi le débit ne doit être ajusté que si l’inspiration du patient dépasse nettement le débit insufflé par le respirateur. Surveillez la pression maximale pour la maintenir en dessous de 35 cmH₂O (Pinsp max < 35 cmH₂O).

En ventilation à pression contrôlée (VPC), au lieu de régler directement le volume courant et le débit d’air, rappelez-vous que le respirateur fournit une pression configurée pour une durée déterminée, ce qui permet aux poumons de se gonfler jusqu’à un certain volume. Le même principe s’applique au poids idéal et au volume courant. On mesure toujours la taille du patient pour calculer son poids idéal et les seuils du volume courant, mais au lieu de configurer directement le volume courant, on configure la pression inspiratoire et observe ensuite le volume pulmonaire obtenu après environ trois respirations :

• Volume trop élevé? On diminue la PC de 2 cmH₂O.
• Volume trop faible? On augmente la PC de 2 cmH₂O et on évalue.

Une pression contrôlée initiale sûre est de 14 cmH₂O. Même avec une PEP légèrement plus élevée, cette pression garantit que la pression maximale restera bien inférieure à 35 cmH₂O.

Ce changement est très rapide et, en l’espace d’une minute environ, vous devriez être en mesure d’ajuster la PC pour atteindre un volume courant d’environ 8 ml/kg.

Remarque : Un écart de 20 ml n’est pas un problème. Vous n’atteindrez jamais exactement la même valeur. Essayez de rester en dessous du seuil de 8 ml. Si vous avez augmenté la PC de 1 cmH₂O et que le volume courant passe de moins de 8 ml/kg à plus de 8 ml/kg, renversez ce changement et laissez le volume tout juste en dessous du seuil. Rappelez-vous que 8 ml/kg est le seuil maximal et qu’on ne veut pas le dépasser.

L’approche du réglage du temps inspiratoire est très similaire à l’approche adoptée pour le débit. Un temps inspiratoire par défaut de 0,8 à 1,0 seconde convient à la plupart des patients adultes. Une bonne règle générale est d’utiliser un temps inspiratoire de 1,0 seconde. Si le ratio I:E est de 1:1 (vu au chapitre 4), vous pouvez diminuer le temps inspiratoire de 0,1 seconde pour veiller à ce que le patient ait assez de temps pour expirer. Un temps d’expiration insuffisant ne devrait pas poser de problème, à moins que le patient ne déclenche un grand nombre de cycles respiratoires et excède la fréquence respiratoire configurée. Le seul contexte où le ratio I:E serait de 1:1 ou inversé est dans le cas d’une FR élevée (ou d’un patient qui déclenche plus de cycles respiratoires). La sédation peut être envisagée dans ce cas; consultez le médecin ou le thérapeute respiratoire autorisé si le temps inspiratoire par défaut de 0,8 à 1,0 seconde cause des problèmes, des alarmes ou un ratio I:E de 1:1 ou inversé.

Un temps inspiratoire par défaut de 0,8 à 1,0 seconde devrait convenir à tous les patients, tant que la FR est inférieure à 24 resp./min. Si le médecin ou le thérapeute respiratoire autorisé demande d’augmenter la FR, on peut commencer à ajuster le temps inspiratoire pour s’assurer que le ratio I:E reste supérieur à 1:1. Cette formation vise à présenter les stratégies de ventilation générales indiquées pour la plupart des patients. En cas de patient difficile à ventiler, consultez le médecin traitant ou thérapeute respiratoire autorisé.

Chaque respirateur est doté d’alarmes configurées pour assurer la sécurité du patient. Le danger de la pression exercée sur les alvéoles fragiles a déjà été abordé. Les alarmes veillent à ce que la pression et le volume restent sécuritaires. Après avoir instauré la ventilation, accédez à l’écran des alarmes pour vérifier que les alarmes sont adaptées aux paramètres configurés et au patient.

Les alarmes standard pour tous les modes de ventilation sont les suivantes :

• Fréquence respiratoire haute
• Pression haute
• Volume haut
• Volume bas
• Ventilation minute haute
• Ventilation minute basse

Il est important de s’assurer que les alarmes sont correctement réglées pour chaque patient. Il ne faut pas configurer des seuils d’alarme trop près des valeurs normales. Ces alarmes constituent un filet de sécurité pour prévenir les risques de volutraumatisme ou de barotraumatisme, mais si les seuils sont trop étroits, tout changement ou mouvement du patient risque de déclencher une alarme. Les alarmes fréquentes sont dérangeantes pour le patient comme pour le clinicien. On sait aussi que les alarmes trop fréquentes peuvent causer une fatigue chez le personnel soignant et l’amener parfois à négliger des alarmes importantes. Les seuils d’alarme suggérés sont indiqués ci-dessous, mais il faut respecter les recommandations de l’établissement en cas de divergence :

À la fin de ce chapitre, vous devriez vous sentir à l’aise de choisir les réglages initiaux des modes ventilatoires contrôlés pour les patients adultes. La gazométrie artérielle permet d’évaluer l’adéquation des réglages initiaux de la ventilation à la lumière des taux de CO₂ et d’O₂. Les réglages sont généralement ajustés après avoir obtenu les résultats de la gazométrie. La gazométrie et les ajustements font l’objet des chapitres 8 et 9, mais il faut bien commencer quelque part! Les réglages initiaux sont établis en fonction des besoins ventilatoires du patient déterminés par des observations préalables à l’intubation.

En résumé, ce chapitre a porté sur le réglage initial de ces paramètres :

Exercice d’application

Maintenant que vous avez tout appris sur le mode contrôlé, il est temps de passer à l’autre branche de l’arborescence de la ventilation, soit le mode spontané :

Après un survol des notions abordées dans les chapitres précédents, vous devriez comprendre l’importance du mode spontané et avoir retenu ces leçons importantes :

• La pression positive appliquée aux poumons peut causer des lésions (chapitre 1).
• Il est de loin préférable pour le corps de reproduire la respiration physiologique (chapitre 1).
• L’asynchronisme peut survenir lorsque l’insufflation suit les paramètres du respirateur et non l’inspiration du patient (chapitre 3).

Ce chapitre approfondit ces aspects et souligne d’autres avantages du mode spontané.

Tel qu’expliqué au chapitre 3, en mode spontané, le patient amorce une respiration et le respirateur intervient dans un rôle de soutien. L’appareil peut réduire l’effort que le patient doit déployer pour respirer en appliquant une pression supplémentaire. L’effort respiratoire peut être évalué subjectivement en examinant la vitesse de la respiration et en vérifiant si des muscles accessoires sont mobilisés.

La clé de ce processus est que le patient doit envoyer un signal neurologique pour respirer. Le patient déclenche sa respiration lui-même en mobilisant le diaphragme pour faire entrer l’air dans ses poumons et expirer. Il décide aussi de la fréquence de ses respirations. Le respirateur détecte l’effort respiratoire à l’aide d’un dispositif de déclenchement (trigger) en débit ou en pression (voir le chapitre 3) et fournit une quantité d’air déterminée pour augmenter la respiration spontanée du patient. Si la fréquence respiratoire spontanée n’est pas suffisante pour maintenir de bons taux de CO₂ et d’oxygène, la commande respiratoire du patient n’est pas intacte. Le mode contrôlé est alors indiqué, sans quoi l’état du patient risque de se détériorer.

Les respirations physiologiques normales ne sont pas uniformes. La plupart des gens prennent différentes respirations chaque minute, en plus de faire de nombreux soupirs, ou ont une fréquence respiratoire variable. Le mode contrôlé ne permet aucune de ces variations, et l’amplitude ou la fréquence des respirations ne changent que si le clinicien modifie les paramètres. Cette rigidité peut rapidement entraîner une asynchronie gênante pour le patient. Cependant, en mode spontané, le diaphragme déclenche la respiration, contribue à la dilatation des poumons et se relâche à l’expiration une fois que le volume d’air désiré est atteint. Ces variables sont contrôlées par les neurotransmetteurs du cerveau et peuvent changer d’une respiration à l’autre si nécessaire.

Le mode ventilatoire spontané permet de retrouver certains processus respiratoires physiologiques normaux. Les chimiorécepteurs du cerveau déclenchent la respiration et la contraction du diaphragme. Cette approche maintient un certain travail des muscles respiratoires et réduit le risque d’atrophie musculaire.

L’intérêt du mode spontané réside dans la réduction du risque d’atrophie musculaire.  Ce mode est bénéfique, car il mobilise toujours les muscles respiratoires, comme le diaphragme. Vous souvenez-vous du chapitre 1? Nous avons discuté du rôle important du diaphragme dans la création de la pression négative qui remplit les poumons d’air. Le diaphragme est le muscle le plus important dans la respiration spontanée. Comme tous les muscles, s’il n’est pas mobilisé, il commence à s’affaiblir.

Le mode ventilatoire contrôlé ne permet pas au diaphragme d’être pleinement sollicité pendant la respiration, ce qui peut en entraîner l’atrophie et l’affaiblissement. Cet affaiblissement peut faire en sorte que le patient ait du mal à prendre en charge sa respiration et à respirer sans aide. Plus vite le prestataire de soins peut laisser le patient respirer par ses muscles respiratoires, mieux c’est. Un changement rapide de mode ventilatoire permet d’atténuer le risque d’atrophie musculaire. Le mode spontané est la principale technique pour maintenir la contraction du diaphragme. Il aide aussi le patient à prendre en charge ses besoins respiratoires sans l’aide d’un respirateur.

Bien qu’elle n’ait pas permis d’éliminer totalement le besoin de ventilation mécanique, la création du mode spontané a grandement aidé à régler ces problèmes.

Résumé des modes contrôlé et spontané

Le tableau suivant résume les principales différences entre les modes contrôlé et spontané :

Indications

L’indication la plus importante pour le recours au mode spontané est une respiration spontanée. Une fois ce critère satisfait, le mode spontané peut être utilisé pour deux motifs :

1. Sevrage : Le processus de sevrage, qui consiste à diminuer l’assistance respiratoire en vue d’y mettre fin, est mis en œuvre dès que l’état du patient commence à s’améliorer. La dose de sédatif est diminuée afin d’encourager le patient à recommencer à respirer et de passer à un mode ventilatoire plus spontané. Ce sevrage se poursuivra par une diminution graduelle des paramètres jusqu’à atteindre les valeurs minimales. Une fois que les paramètres ventilatoires sont au minimum, l’équipe de soins arrête l’assistance respiratoire et retire le tube endotrachéal. C’est ce qu’on appelle la « déventilation » et l’« extubation ».

2. Gain de confort : La ventilation spontanée est un mode de ventilation moins invasif qui permet de mieux reproduire la respiration physiologique contrôlée par le patient.   Le confort est une indication moins courante et plus secondaire pour ce mode.

Celui-ci, parce qu’il est dirigé par le patient, n’est pas aussi efficace que le mode contrôlé pour corriger les déséquilibres dans les taux de CO₂ ou d’oxygène. Il est utilisé pour corriger ces déséquilibres avant le sevrage. Par conséquent, les taux de CO₂ et d’O₂ sont les principales indications du mode spontané.

Contre-indications

Le plus important à retenir est que la plupart des patients sous ventilation sont très malades. Leur oxygénation est faible et ils n’éliminent pas assez bien le CO₂, ce qui provoque la défaillance de leurs organes. Lorsqu’un patient est aussi malade, il doit d’abord être stabilisé avec beaucoup de soutien et de traitements avant de pouvoir commencer à reprendre le contrôle de sa respiration et respirer par lui-même. Le mode spontané ne fait que l’aider à respirer. Si le patient n’est pas stable et présente un taux anormal de CO₂ ou d’O₂ (description aux chapitres 8 et 9), il n’est pas candidat au mode spontané.

Une bonne règle de base pour le choix du mode est de stabiliser d’abord le patient en mode contrôlé puis, une fois qu’il est stable, de diminuer suffisamment la sédation pour qu’il déclenche des cycles respiratoires constants et de passer enfin au mode spontané.

La présence de la moindre condition suivante exclut l’utilisation du mode spontané :

1. Aucune respiration spontanée.
2. Très faible taux d’O₂ et taux élevé de CO₂ nécessitant un contrôle total de la respiration.
3. Signes vitaux instables nécessitant un soutien médical avancé – le patient doit être sous sédation et ventilation contrôlée.

Études de cas

Nous avons discuté de certaines indications et contre-indications de l’utilisation du mode spontané. Mettons ces connaissances en pratique avec quelques exemples où le mode spontané est indiqué. Pour chaque exemple, demandez-vous si le mode spontané est utilisé pour 1) le sevrage ou 2) le gain de confort.

1. Le patient A est sous ventilation en volume contrôlé depuis trois jours. Comme ses signes vitaux sont stables, l’équipe de soins a commencé à diminuer la sédation. Sa fréquence respiratoire (FR) est plus élevée que celle programmée sur le respirateur. Son bilan sanguin indique un taux normal de CO₂. Le médecin veut commencer le sevrage, c’est-à-dire diminuer l’assistance respiratoire, en vue de l’extuber.

Sevrage ou confort? Le mode spontané est indiqué ici pour le sevrage, soit le motif le plus fréquent du passage au mode spontané.

2. La patiente B a été intubée hier. Son taux de CO₂ et ses signes vitaux sont dans les valeurs normales. Elle a commencé à se réveiller et est asynchrone avec le respirateur sous ventilation en pression contrôlée. Le thérapeute respiratoire a essayé de modifier les paramètres de la pression contrôlée, mais ne parvient pas à régler le problème du double déclenchement par la patiente qui combat le respirateur.

Sevrage ou confort? Le mode spontané peut être utilisé ici pour le sevrage et le confort. Le bilan sanguin et les signes vitaux sont bons. Il n’y a plus aucune raison de poursuivre la sédation et le mode contrôlé. Passez au mode spontané et commencez le sevrage!

3. Le patient C est éveillé et alerte, mais tachypnéique. L’augmentation du travail respiratoire est manifeste par l’utilisation des muscles accessoires pendant la respiration. Le bilan sanguin révèle un taux de CO₂ légèrement élevé. Le patient pourrait être candidat à un mode de ventilation spontanée, car il respire par lui-même, mais a besoin d’un peu d’aide pour le décharger partiellement du travail respiratoire. Si le bilan sanguin ne s’améliore pas en mode spontané, le mode contrôlé pourrait s’imposer.

Sevrage ou confort? Le mode spontané pourrait être mis à l’essai ici pour optimiser le confort. Le patient pourrait ne pas être assez stable sous ventilation en mode spontané. Il faudra le surveiller et procéder à d’autres analyses sanguines. Si son état s’aggrave, il devra être mis sous sédatifs et ventilation en mode contrôlé.

Tout comme les modes contrôlés, il existe plusieurs modes spontanés. Toutefois, contrairement aux modes contrôlés, un seul mode est couramment utilisé. L’aide inspiratoire (AI) est de loin le mode d’assistance le plus courant en soins intensifs. Le mode volume assisté (VA ou VSV) existe, mais il ne s’est jamais imposé dans la pratique, probablement parce que la variabilité physiologique du volume est la pierre angulaire de la respiration spontanée. Nous nous concentrerons sur l’aide inspiratoire en tant que mode spontané principal.

La ventilation obligatoire intermittente synchronisée (VOIS) sera également abordée plus loin dans ce chapitre. Considéré comme un mode « mixte » (contrôlé et spontané), il n’occupe plus une place importante dans la pratique. Les raisons pour lesquelles la VOIS n’est plus utilisée dans les unités de soins intensifs en Amérique du Nord sont brièvement abordées dans ce manuel.

Ventilation spontanée avec aide inspiratoire (VSAI)

En VSAI, chaque fois qu’un patient fournit un effort inspiratoire, le respirateur pressurise les voies aériennes au niveau défini pendant l’inspiration spontanée. Le patient est le seul à décider de la fréquence de ses respirations et peut aussi en varier le volume à sa guise. Par exemple, il peut prendre une longue et profonde inspiration s’il le souhaite. Il peut également respirer à intervalles plus rapprochés en prenant de plus petites respirations. Le seul paramètre fixe est le niveau d’aide fourni par le ventilateur. Le respirateur ne peut fournir une pression supérieure à la valeur configurée à moins que le clinicien ne la modifie.

Paramètres de base de la VSAI :

• AI
• PEP (à configurer systématiquement sur chaque respirateur)
• FiO₂ (à configurer systématiquement sur chaque respirateur)

Ce qui n’est PAS configuré :

• FR (le patient déclenche toutes les respirations)
• Débit ou temps (le patient peut inspirer à la vitesse voulue et cesser d’inspirer quand bon lui semble; le respirateur détecte le début de l’inspiration et le début de l’expiration)

La FiO₂ et la PEP doivent être configurées sur tous les respirateurs, ce n’est pas différent pour les modes spontanés. L’AI est le seul autre paramètre qu’un clinicien doit configurer pour ce mode. L’AI doit être configurée de manière à ce que le travail respiratoire reste dans les valeurs normales. Si la ventilation s’avère inefficace, il peut être nécessaire d’augmenter le niveau d’aide ou de passer à un mode contrôlé.

Le passage à un mode spontané est l’étape la plus importante que la plupart des patients doivent franchir avant d’être sevrés et extubés. Le sevrage reste la principale raison du recours à la VSAI en milieu clinique. Tant que le patient respire spontanément, l’équipe de soins peut faire l’essai du mode spontané.

En VSAI, l’aide inspiratoire (AI) est réglée à un niveau permettant d’atteindre une fréquence respiratoire raisonnable et un volume courant adéquat déterminé en fonction du poids idéal du patient. On vise ainsi à configurer le niveau d’aide minimal requis pour maintenir une FR et un Vc adéquats.

Une fois le patient sous VSAI, on diminue l’aide inspiratoire en s’assurant que le patient tolère bien le changement, jusqu’à atteindre le réglage minimal. Le clinicien saura que le patient le tolère en surveillant la FR et le travail respiratoire global (moyen mnémotechnique DiapHRaGM) et en évaluant ses analyses sanguines après chaque diminution de l’AI. On diminue généralement l’AI de 1 ou 2 fois par jour en fonction de l’état du patient, mais il ne faut jamais attendre de le faire si le patient peut respirer avec moins d’assistance. L’objectif ultime est de réduire l’AI au réglage minimal aussi rapidement que possible en fonction de l’état du patient et de sa tolérance aux changements.

On vise l’atteinte des paramètres minimums pour l’AI et la PEP (PEP minimale de 5 cmH₂O, comme précisé dans les chapitres précédents). Une fois les paramètres minimaux atteints, on peut réaliser une épreuve de ventilation spontanée (EVS). L’EVS reste la norme dans la plupart des unités de soins intensifs pour vérifier si le patient est prêt à être séparé du respirateur. Lors d’une EVS, les patients sont soumis à des réglages minimaux (de légères variations de pression peuvent être observées d’un hôpital à l’autre, mais la plupart sont de l’ordre de 5 à 7 cmH₂0). La FR, le travail respiratoire et les signes vitaux sont surveillés pendant toute la durée de l’épreuve. Si les signes vitaux restent dans les valeurs normales après environ 30 minutes, une gazométrie est généralement effectuée pour s’assurer que les valeurs sont normales. Si les résultats de la gazométrie sont bons, le patient a réussi l’EVS et on peut procéder à l’extubation si tous les autres critères sont remplis et que le médecin le recommande.

Les valeurs normales de l’aide inspiratoire (AI) se situent entre 5 et 20 cmH₂O, selon les besoins du patient. Dans la plupart des cas, ce paramètre n’est jamais sous le seuil de 5 cmH₂O. Le seuil minimal de 5 cmH₂O est largement considéré comme nécessaire pour surmonter la résistance que le tube endotrachéal ajoute artificiellement.

L’AI de 5 cmH₂O donne une petite poussée à l’air pour l’aider à entrer plus rapidement et compenser la difficulté supplémentaire que représente le tube endotrachéal. Ce seuil minimal est souvent appelé « paramètre minimal ». Il n’y a donc pas lieu de configurer l’AI en deçà de 5 cmH₂O, sauf en cas d’avis contraire du médecin.

Comme la VSAI vise à permettre au patient de déclencher les cycles respiratoires à sa propre vitesse, la surveillance de la tolérance commence par la surveillance de la respiration. Lorsque le patient se fatigue ou que son travail respiratoire augmente, la fréquence respiratoire augmente normalement et le volume courant peut être insuffisant pour combler ses besoins physiologiques. Ces effets peuvent être observés assez rapidement après l’apport d’un changement. Si la fréquence respiratoire dépasse les valeurs moyennes physiologiques (12-25 resp./min), ce peut être un signe que le patient ne tolère pas le niveau d’aide programmé. Il serait alors indiqué d’augmenter l’AI. De plus, il convient d’examiner le volume courant administré au patient. Si ce paramètre est bien en deçà des valeurs normales (6-8 ml/kg) pour son poids idéal (comme indiqué au chapitre 5), il s’agit d’un autre signe que l’aide est insuffisante. La fréquence cardiaque et la pression artérielle sont d’autres paramètres pouvant indiquer que l’assistance ventilatoire est insuffisante. Une augmentation de 20 % par rapport aux valeurs initiales après le changement peut indiquer que le patient ne le tolère pas.

Une fois l’aide inspiratoire augmentée, on peut observer le patient pour voir si le travail respiratoire s’améliore, si la fréquence respiratoire diminue ou si le volume courant augmente. Une gazométrie artérielle peut être envisagée pour s’assurer que l’état du patient s’améliore.

Inversement, une aide inspiratoire configurée à une valeur plus élevée que nécessaire peut se traduire par une fréquence respiratoire trop faible (moins de 12 resp./min) ou un volume courant qui dépasse les valeurs sécuritaires de 4 à 8 ml/kg. La section sur le calcul du poids idéal est utile pour valider les valeurs adéquates du volume courant. Il faut augmenter ou diminuer rapidement l’aide inspiratoire, et ce, en quelques minutes seulement, jusqu’à ce que le volume courant se situe dans la plage de valeurs normales pour le poids idéal du patient et que la fréquence respiratoire soit dans les valeurs normales. L’aide inspiratoire ne doit pas être maintenue à un niveau plus élevé que nécessaire pendant une longue période, car cette situation peut conduire à une surassistance ou, dans des cas extrêmes, à l’asynchronisme ou à des respirations manquées.

Remarque : Si vous diminuez l’AI en raison d’un volume courant élevé, ne descendez pas sous le seuil minimal de 5 cmH₂O. Une fois ce seuil atteint, restez-y. La pression subie par les poumons est très faible et sécuritaire. Si le volume courant est encore trop élevé, ce pourrait être un signe que le patient est prêt pour l’extubation, le retrait du tube endotrachéal et l’arrêt de la ventilation mécanique.

Paramètres initiaux de l’aide inspiratoire

Examinons quelques cas!

Étude de cas A

Un patient est sous ventilation assistée contrôlée (VAC). Les cliniciens ont commencé à diminuer la sédation et veulent essayer de passer à un mode spontané pour commencer à sevrer le patient de la ventilation mécanique. Voici les paramètres de la VAC :

• FR : 14 resp./min (FR du patient : 18 resp./min)
• Vc : 380 ml (6 ml/kg)
• PEP : 8 cmH₂O
• FiO₂ : 0,40

Ce patient est-il un bon candidat à la VSAI?

Oui! Il a des respirations spontanées et sa FR est supérieure aux paramètres configurés. Avant de passer à la VSAI, le praticien doit faire une gazométrie pour s’assurer que le taux de CO₂ est dans les valeurs normales. Si les résultats sont normaux et que les signes vitaux sont stables, le patient est considéré comme un bon candidat.

Quels seraient les paramètres de départ?

Changez de mode pour mettre le patient sous VSAI. Avant d’accepter les changements, sélectionnez les réglages choisis pour la PEP, la FiO₂ et l’AI. Pour ce patient, les réglages initiaux de la VSAI pourraient être les suivants :

• PEP : 8 cmH₂O (identique au mode contrôlé précédent)
• FiO₂ : 0,40 (identique au mode contrôlé précédent)
• AI : 10 cmH₂O

Rappel : La « normalité » varie d’un patient à l’autre. Avant de passer à la VSAI, il convient d’examiner le travail respiratoire, la FR (18 resp./min) et les signes vitaux (fréquence cardiaque et pression artérielle) pour établir les valeurs de référence.

Que faites-vous maintenant?

Surveillez le patient pendant environ 5 minutes pour évaluer la FR, le volume courant, le travail respiratoire et les signes vitaux.

Le clinicien doit viser une FR de 12 à 25 resp./min et un volume courant à peu près identique au volume du mode VAC précédent. Surveillez les signes d’augmentation du travail respiratoire et les signes vitaux pour détecter tout changement de 20 % ou plus par rapport aux valeurs de référence. Si l’état du patient s’aggrave, augmentez l’AI de 1 à 2 cmH₂O et poursuivez l’observation pour déceler une amélioration. Si le volume courant est plus élevé qu’en mode VAC ou si la FR se situe dans les plus faibles valeurs normales, essayez de diminuer l’AI de 1 à 2 cmH₂O et procédez aux mêmes évaluations que celles mentionnées ci-dessus. N’oubliez pas! Nous visons l’AI minimale tolérée pour permettre au patient de respirer confortablement sans augmenter le travail respiratoire.

Le patient semble tolérer le changement. Quelle est la suite?

Refaites une gazométrie après 30 minutes et si tout semble bon, envisagez de diminuer l’AI dans les heures qui suivent jusqu’à atteindre les paramètres minimums. À ce moment, le patient pourrait être candidat à l’extubation.

Étude de cas B

Un patient souffrant d’hypoxie sévère est intubé en raison de besoins croissants en oxygène. Après l’intubation initiale, avant d’être mis sous respirateur, il se réveille et respire spontanément. Le thérapeute respiratoire a essayé de mettre le patient sous ventilation en pression contrôlée (VPC), mais le patient cause le double déclenchement du cycle respiratoire et a des problèmes d’inconfort. Au lieu d’instaurer une sédation profonde, le thérapeute respiratoire tente de mettre le patient sous ventilation spontanée avec aide inspiratoire pour voir s’il peut continuer à respirer par lui-même.

Ce patient est-il candidat à la VSAI?

Peut-être. Il a une commande respiratoire intacte et l’aide inspiratoire lui offrirait probablement un meilleur confort, mais l’hypoxie peut indiquer que le patient ne sera pas stable en mode spontané. Il y a lieu de surveiller de près l’état d’oxygénation du patient et d’analyser ses résultats de gazométrie pour détecter toute détérioration, auquel cas le patient doit être mis sous sédation et ventilation contrôlée.

Quels seraient les paramètres de départ?

Puisque le patient est intubé principalement pour un problème d’oxygénation, la FiO₂ doit être configurée à 1,0 avec une PEP plus élevée (si le médecin le juge acceptable), probablement à 10 cmH₂O pour commencer. L’AI peut être configurée à 10 cmH₂O au départ, puis augmentée si la FR est élevée ou si le volume courant est faible.

Que faites-vous maintenant?

La FiO₂ peut être diminuée en surveillant la SpO₂ dans les minutes suivantes. Il faut surveiller les signes vitaux, la FR et le travail respiratoire pour déterminer s’il faut augmenter le niveau d’aide inspiratoire. Si le volume courant est trop élevé et que le patient ne tolère pas l’aide inspiratoire, l’AI peut être diminuée jusqu’à ce que le volume revienne dans les valeurs normales de 4 à 8 ml/kg, tant que le patient ne présente pas de signes d’intolérance comme une augmentation du travail respiratoire (rappelez-vous le moyen mnémotechnique DiapHRaGM).

Le patient semble tolérer l’aide inspiratoire. Quelle est la suite?

Il faut surveiller les résultats de la gazométrie pour s’assurer que le patient tolère ce mode. Si l’état du patient change, les paramètres doivent être augmentés au niveau précédent mieux toléré. En cas de changement important, il y a lieu d’envisager la sédation et la ventilation contrôlée si les résultats de la gazométrie sont préoccupants.

La VSAI comporte deux lacunes. Elles résident dans la manière dont le cycle respiratoire est déclenché et interrompu pour l’administration de la pression.

Lorsque le respirateur détecte la respiration du patient, l’aide inspiratoire est activée et pousse l’air dans les poumons à la pression configurée. Le déclencheur correspond généralement à un seuil de débit que le patient doit atteindre pour déclencher un cycle. Ce débit est généralement compris entre 2 et 5 L/min. Si l’on ramène ce débit à la fraction de seconde nécessaire au respirateur pour détecter une respiration, il suffit d’aspirer quelques millilitres d’air. Très peu d’effort est donc nécessaire pour activer l’aide inspiratoire.

Cette pression continue d’être délivrée jusqu’à ce que les capteurs indiquent au respirateur que le patient a fini de respirer. La plupart des variantes de la VSAI utilisent un pourcentage de décroissance du débit pour interrompre l’aide inspiratoire. Le respirateur doit donc détecter une diminution de la quantité d’air insufflée dans les poumons. Normalement, cette diminution se produit naturellement lorsque le diaphragme est à son point le plus bas et que les poumons se remplissent. La vitesse à laquelle l’air est aspiré diminue naturellement en fin d’inspiration. Ce ralentissement conduit à l’arrêt de la pression d’insufflation, et les poumons se dégonflent alors passivement. Rappelez-vous que la pression exercée sur un système fermé est toujours égale au volume insufflé.

C’est pourquoi, dans certains cas, les patients sont capables de diriger l’AI à la manière d’un mode contrôlé. Ils déclenchent le cycle par un léger effort inspiratoire pour activer l’aide inspiratoire, mais permettent ensuite au respirateur d’insuffler l’air à la pression d’aide réglée, sans avoir à fournir d’effort supplémentaire pour inspirer. La pression continuera à pousser l’air dans les poumons, comme en cas de ventilation contrôlée, jusqu’à ce que le seuil de diminution du débit soit atteint. Comme la compliance des poumons diminue spontanément au fil de l’inspiration, lorsque les poumons sont bien remplis, la compliance exerce une pression opposée qui fait naturellement ralentir l’entrée d’air. La phase expiratoire se déclenche alors d’elle-même, sans que le patient ait à intervenir. En fait, le patient n’a qu’à fournir un effort inspiratoire minime en inspirant quelques millilitres d’air pour obtenir de l’aide inspiratoire jusqu’à ce que les poumons soient assez remplis pour expirer par eux-mêmes. Un niveau d’aide élevé est plus susceptible de causer ce scénario.

Quel que soit votre degré d’exposition à la ventilation, il sera un jour question du mode de ventilation obligatoire intermittente synchronisée (VOIS) dans votre formation ou votre carrière. Ce mode n’est pas abordé en détail dans ce manuel puisqu’il n’est plus considéré comme une pratique exemplaire en ventilation mécanique.

La VOIS peut être difficile à comprendre, car il s’agit généralement d’une combinaison de respirations contrôlées, assistées et spontanées. Ce mode est peu utilisé dans la plupart des unités de soins intensifs en raison des nombreuses recherches qui ont révélé des problèmes d’asynchronisme et d’hospitalisation prolongée.

Même s’il est tentant de ne pas l’aborder, la VOIS est toujours mentionnée dans la plupart des manuels de ventilation et enseignée dans certaines professions en tant que stratégie de ventilation courante. La théorie à l’origine de son adoption, les inconvénients et les recherches qui témoignent des failles inhérentes à ce mode sous sa forme actuelle font l’objet de la suite de ce texte.

Leçon d’histoire

Par le passé, le protocole de sevrage de la ventilation mécanique impliquait le réveil sous ventilation contrôlée et le sevrage de la sédation. Dès que le patient était assez réveillé pour commencer à lutter contre le respirateur, il était extubé. Il n’y avait pas de modes de ventilation assistée, et le sevrage n’était pas aussi bien compris. Comme vous pouvez l’imaginer, cette approche brutale a causé d’importants problèmes allant de l’atrophie musculaire au stress post-traumatique chez le patient.

Dans les années 1970, on a imaginé un mode de sevrage qui permettrait de diminuer par intervalles la fréquence de la ventilation obligatoire pour permettre au patient de respirer spontanément. Ce mode de ventilation obligatoire intermittente s’est imposé comme la norme de soins en ventilation dans les années 1980 à 2000. Le clinicien configurait une fréquence minimale obligatoire et, au-delà de ce seuil, le patient inspirait spontanément le volume d’air qu’il pouvait retirer du débit de base. La fréquence obligatoire est diminuée régulièrement, jusqu’à ce que le patient respire de manière totalement spontanée. On estimait que cette transition graduelle vers la respiration spontanée augmentait lentement le travail respiratoire du patient, de manière contrôlée et progressive.

Il est important de comprendre que ce mode n’était pas du tout synchronisé avec le patient. Si la fréquence respiratoire obligatoire était fixée à 10 resp./min, toutes les 6 secondes, le respirateur insufflait un volume contrôlé complet, tel que défini par le clinicien, peu importe que le patient soit déjà en train de respirer et qu’il en ait besoin ou non. Le respirateur ne tenait aucunement compte du patient.

Les chercheurs et les cliniciens ont rapidement constaté les problèmes d’asynchronisme et d’hyperinflation dynamique inhérents à ce mode et ont trouvé une solution pour synchroniser la ventilation mécanique avec la respiration du patient. Ils ont programmé une fenêtre d’environ 0,5 seconde autour de la ventilation obligatoire programmée qui offrirait une assistance respiratoire contrôlée à toute respiration spontanée dans cette fenêtre. Si aucun effort respiratoire n’était détecté, le respirateur insufflait un volume contrôlé complet. C’est ainsi qu’est née la ventilation intermittente obligatoire synchronisée (ou VOIS).

Dans les dernières décennies, la recherche a mis en lumière les problèmes de sevrage par VOIS. Des études ont commencé à démontrer que la diminution séquentielle de la fréquence obligatoire ne permettait pas au patient de reprendre progressivement le contrôle de son travail respiratoire. Les études ont plutôt mis en évidence l’incapacité du corps à adapter l’effort en fonction de l’aide reçue. Autrement dit, le travail respiratoire du patient reposait sur le niveau d’effort fourni lors des respirations spontanées non assistées. Ces respirations spontanées ne bénéficiaient d’aucune assistance. Les patients respiraient alors sans aucune aide inspiratoire et devaient surmonter la résistance du tube endotrachéal par leurs propres moyens. Par conséquent, même si certaines respirations bénéficiaient d’une aide inspiratoire, le respirateur n’arrivait pas pour autant à décharger les muscles respiratoires. Même les respirations entièrement assistées ont montré un niveau élevé de travail respiratoire, car la commande respiratoire neurologique attendait le travail des respirations spontanées non assistées et n’était pas en mesure de s’adapter aux niveaux d’assistance variables.

Les fabricants de respirateurs ont à nouveau tenté de régler ces problèmes en ajoutant une fonction supplémentaire à la VOIS. L’aide inspiratoire a été ajoutée aux respirations spontanées pour tenter de soulager la fatigue respiratoire observée. Les modes VOIS actuels fonctionnent désormais tous comme un véritable mode mixte, passant souvent d’un mode contrôlé à un mode assisté, comme la VPC et la VSAI, en fonction de la fenêtre temporelle définie par la fréquence minimale. Malgré tout, ce mode présente encore des lacunes. Aucun avantage n’a été relevé dans l’utilisation de la VOIS par rapport aux modes contrôlés standard suivis d’une transition vers un mode assisté.

Pour enfoncer le clou, la tendance actuelle dans la recherche médicale est d’étudier la corrélation directe entre les taux élevés d’asynchronisme et l’augmentation du nombre de jours sous respirateur. La VOIS reste l’un des principaux coupables, avec une incidence élevée d’asynchronisme et de nombreuses études indiquant un retard potentiel dans le processus de sevrage et une augmentation du nombre de jours sous respirateur.

Chaque seconde passée sous respirateur doit être considérée comme extrêmement importante. Nous avons déjà vu dans ce chapitre les conséquences de la ventilation mécanique sur un patient. L’utilisation d’un mode qui peut potentiellement retarder le sevrage ou provoquer des dysfonctions n’est pas nécessaire s’il existe une autre option qui pourrait fonctionner aussi bien avec moins d’inconvénients.

Bien qu’ayant été le mode de ventilation le plus utilisé, la VOIS a rapidement été délaissée dans la pratique actuelle des soins intensifs. Certaines études ont montré que l’utilisation de la VOIS par des cliniciens expérimentés, avec une sélection rigoureuse des patients, peut être sûre et efficace. Ce mode est encore utilisé dans les populations néonatales ainsi qu’en contexte postopératoire sous sédation persistante.

Bien que la VOIS ne soit pas couramment utilisée, le principe de base n’a pas été abandonné. Des dérivés de ce mode peuvent être observés dans les modes spécialisés sous plusieurs formes. Qui plus est, le domaine de la ventilation mécanique est en constante évolution. Les développements futurs pourraient ramener ce mode à l’avant-garde de la médecine bien que, dans ce cas, ce sera sûrement sous un autre nom.

Maintenant que vous avez atteint la fin du chapitre 6, vous devriez avoir une compréhension bien plus approfondie des modes spontanés et savoir quand il convient de les utiliser. Vous devez être en mesure de décrire la ventilation spontanée avec aide inspiratoire (VSAI) et comprendre pourquoi il s’agit du mode spontané le plus utilisé, par opposition à d’autres modes comme la VOIS, qui a été grandement délaissée. Enfin, vous devriez pouvoir décrire le rôle de l’épreuve de ventilation spontanée (EVS) dans le sevrage de la ventilation mécanique.

Bilan

Passez en revue les éléments importants du chapitre :

• On utilise toujours un mode spontané lorsque le patient peut déclencher un cycle respiratoire.
• On utilise un mode spontané auprès de différentes populations de patients :
  • Patients tachypnéiques ou fatigués pouvant avoir besoin d’une aide inspiratoire pour les décharger du travail respiratoire
  • Patients en sevrage du respirateur
• L’AI peut varier de 5 à 20 cmH₂O, et le réglage est constant pour chaque respiration, à moins qu’il ne soit modifié par le prestataire de soins.
• Le seuil minimal de l’AI est d’environ 5 cmH₂O.
• On procède à une EVS pour vérifier si un patient est candidat à l’extubation.
• L’EVS demande d’avoir atteint les paramètres minimums de l’AI et de la PEP.
• La VOIS n’est plus la norme de soins pour le sevrage en raison des problèmes d’asynchronisme et d’augmentation du travail respiratoire.

La ventilation invasive utilise un tube endotrachéal pour créer un système complètement scellé. En revanche, l’administration d’une pression positive sans ce tube est une ventilation non invasive (VNI). Par ailleurs, le système n’est pas complètement scellé. La pression positive est généralement acheminée par un respirateur dans un circuit, mais au moyen d’un masque ajusté avec des sangles au lieu du tube endotrachéal. En raison des fuites et de certaines zones ouvertes du circuit, il est impossible de contrôler totalement la ventilation avec le masque. Par conséquent, peu importe la pression appliquée, elle n’agira pas pleinement sur les poumons. Une partie de l’air s’échappe en raison des fuites dans le circuit ou le masque. Il existe de nombreuses similitudes entre ventilation invasive et ventilation non invasive, qui sont sujettes à beaucoup de règles similaires. Il est important de connaître les principales différences, car elles jouent un rôle crucial dans l’utilisation et l’application des thérapies.

Retour à l’arborescence de la ventilation

Le volet invasif dans l’arborescence a déjà été abordé en détail. À présent, de nouveaux concepts sont présentés pour y inclure la VNI :

Certains principes s’appliquent autant à la ventilation invasive qu’à la ventilation non invasive. D’une certaine manière, la VNI se rapproche de la ventilation spontanée, car elles suivent plusieurs principes similaires comme l’application d’une pression sur les poumons pour qu’ils se gonflent et se dégonflent facilement de manière à éliminer le CO₂. La VNI est donc une méthode de ventilation et contribue à l’amélioration de l’oxygénation.

Lorsqu’il est question de masque et de pression, la plupart des gens pensent à la ventilation en pression positive continue et aux appareils de ventilation en pression positive continue (appareil de VPPC). La VPPC est généralement utilisée à domicile par les personnes atteintes d’apnée obstructive du sommeil. Bien qu’il s’agisse de pression appliquée, la VPPC n’est pas considérée comme une méthode de ventilation pour une simple raison : ventilation en pression positive continue, tout est dans le nom. La pression est appliquée de façon constante (ou continue) à travers le circuit ou le masque. Bien que ce chapitre la présente comme un traitement non invasif, il ne s’agit pas d’une méthode de ventilation non invasive (VNI). Ventilation équivaut à évacuer le dioxyde de carbone. En effet, le CO₂ est éliminé pendant l’expiration, et pour en éliminer un taux plus important, il faut prendre une plus grande inspiration et, surtout, une plus grande expiration. Pour que les poumons se gonflent davantage, une pression plus élevée doit être appliquée pendant l’inspiration. Or, la VPPC est constante et ne modifie pas la pression appliquée pour augmenter le volume courant et ne contribue donc pas à l’élimination du CO₂.

Le principal avantage de la VPPC est que le patient inspire spontanément et expire en contrant la pression réglée.  L’expiration en pression positive produit une contre-pression qui augmente la quantité d’air restant dans les poumons à la fin de la respiration. Une telle réaction peut favoriser une ouverture des voies respiratoires ou des alvéoles, soit l’effet de contention pneumatique interne.

Exemple pratique

Pour expliquer la contre-pression, imaginez que vous expirez dans une fine paille. Vous sentez une résistance. Remarquez-vous la pression dans vos poumons lorsque vous essayez de souffler dans la paille étroite? Cette pression accrue est bel et bien réelle. L’expiration soumise à une pression d’air constante, comme la VPPC, entraîne la même réaction. Une telle pression dans les poumons retient l’air supplémentaire dans toutes les zones des poumons et favorise l’ouverture de toutes les zones d’affaissement. Il s’agit d’une contre-pression qui provoque l’effet de contention pneumatique interne.

Cet effet peut être bénéfique en cas de problèmes pulmonaires spécifiques. Il favorise l’ouverture des alvéoles affaissés. Le fait que des alvéoles participent davantage à l’échange d’air améliore la ventilation. De plus, un autre avantage est observé chez les personnes présentant des symptômes d’apnée obstructive du sommeil. La VPPC empêche l’affaissement et la fermeture des tissus mous de la région nasopharyngée. D’une certaine manière, la VPPC est similaire à la PEP, mais elle est appelée différemment, car le mode de ventilation en question est non invasif.

Elle est généralement utilisée pour les patients qui ont besoin d’aide pour le recrutement ou l’ouverture des voies respiratoires. Cependant, en soins intensifs et en milieu hospitalier, la VNI (BPAP) est généralement privilégiée, car elle permet de mieux contrôler l’oxygénation et la ventilation. De fait, ce manuel s’attarde sur la VNI plutôt que sur la VPPC, car elle est beaucoup plus utilisée en soins intensifs.

Le terme BPAP (ou BiPAP) est l’acronyme anglais désignant la ventilation par pression positive à deux niveaux (Biphasic Positive Airway Pressure). La lettre « B » renvoie au préfixe « Bi », qui désigne les deux niveaux de pression, et l’acronyme « PAP » désigne l’utilisation de la pression positive. Par conséquent, la BPAP est l’application de deux pressions distinctes au patient par l’entremise d’un circuit rattaché à un masque. Comme le nom anglais l’indique, c’est une ventilation de type « bi-niveau » qui se déploie en deux phases : à l’inspiration et à l’expiration. En contexte de BPAP, on programme d’abord la pression à une valeur de référence (comme pour la VPPC) qui demeure tout au long de l’inspiration et de l’expiration. La distinction entre la BPAP et la VPPC se révèle lorsque le patient déclenche une respiration : la BPAP augmente alors la pression tandis que la VPPC la maintient à sa valeur de référence.

La distinction la plus importante entre la BPAP et la VPPC s’axe sur la pression contrôlée que la BPAP peut fournir. En procurant une aide pour augmenter le volume courant naturel du patient, la BPAP lui permet d’expirer plus de dioxyde de carbone (CO₂). Comme la ventilation mécanique invasive, la BPAP peut aider à corriger un taux élevé de CO₂ découlant d’une insuffisance respiratoire. Puisqu’elle contribue à évacuer le CO₂, la BPAP est une méthode de ventilation. La BPAP est aussi appelée ventilation non invasive ou VNI.

Ce type de ventilation perçoit que le patient déclenche une inspiration et fait grimper la pression à une valeur programmée plus élevée. À la fin d’une inspiration, quand le patient expire, la pression revient à sa valeur de référence. Comme pour la VPPC, le patient expire contre la faible pression et tire ainsi profit de l’effet d’attelle pneumatique tout en contribuant au recrutement pulmonaire. Cette faible pression est appelée pression positive expiratoire (PPE). L’étape inspiratoire à pression élevée permet de faciliter l’acheminement au patient d’une respiration plus ample que celle qu’il aurait pu déclencher de lui-même, en « poussant » l’air dans ses poumons.

La VNI est comparable à la ventilation spontanée avec aide inspiratoire (VSAI) en contexte de ventilation invasive. La pression élevée est appelée pression inspiratoire positive (PIP). Plus la pression appliquée est élevée, plus l’augmentation de la respiration du patient est importante. D’une certaine façon, la BPAP ou VNI peut être considérée comme la version non invasive de la VSAI. Elle est soumise à plusieurs des mêmes règles. Par exemple, le patient doit disposer d’une commande respiratoire intacte et doit participer activement au déclenchement de ses respirations pour que l’appareil de VNI puisse augmenter la pression. La VSAI aide à augmenter le volume courant normal du patient, mais lui permet tout de même de contrôler la durée et la fin de ses inspirations. C’est le même principe pour la VNI.

Le tableau ci-dessous compare la VSAI et la VNI :

La ventilation non invasive (VNI) est utilisée pour trois raisons distinctes :

1. Maintien de la perméabilité des voies aériennes supérieures
2. Recrutement pulmonaire et oxygénation
3. Correction de l’hypoventilation ou de l’hypercapnie

Maintien de la perméabilité des voies aériennes supérieures

La perméabilité fait référence à l’état d’ouverture ou d’expansion en l’absence d’obstruction. Les patients atteints d’un trouble respiratoire du sommeil, comme l’apnée obstructive du sommeil (AOS), ne présentent pas une perméabilité constante de leurs voies aériennes et sont donc de bons candidats au traitement par ventilation en pression positive (VPP). Pendant le sommeil paradoxal, les voies aériennes supérieures peuvent se rétrécir ou s’affaisser complètement, de sorte que l’air ne peut ni entrer ni sortir des poumons. Normalement, le cerveau reconnaît le problème et force le corps à sortir du sommeil paradoxal profond pour passer à un sommeil plus léger où le tonus musculaire est rétabli. Si l’AOS n’est pas traitée activement, elle entraîne des troubles de sommeil et des baisses constantes de la saturation en oxygène dans le sang. Une réduction de la saturation en oxygène peut occasionner un grand stress pour le cœur et les organes et contribuer à de nombreux problèmes de santé.

La VPP est la principale méthode de traitement des troubles du sommeil en cas de rétrécissement ou d’affaissement des voies respiratoires. Elle utilise la pression de l’air pour ouvrir les voies respiratoires et empêcher leur affaissement. La pression est généralement ajustée en fonction des besoins pour maintenir l’ouverture des voies respiratoires.

Recrutement pulmonaire et oxygénation

La ventilation en pression positive augmente la pression alvéolaire. Ce traitement permet d’éviter l’affaissement des alvéoles et peut également recruter des alvéoles collabées, améliorant ainsi la ventilation et l’oxygénation de différentes manières :

1. Amélioration de la concordance ventilation/perfusion. Les pathologies qui provoquent l’affaissement des alvéoles ou qui les remplissent de liquide entraînent une mauvaise oxygénation en raison d’un décalage entre les zones pulmonaires ventilées et les zones perfusées. Si certaines alvéoles sont affaissées ou remplies de liquide, elles ne se gonflent et ne se dégonflent pas à chaque respiration; autrement dit, elles ne participent pas à la ventilation. Le flux sanguin autour de ces alvéoles est cependant toujours présent, et elles sont activement perfusées par les vaisseaux sanguins. Par conséquent, un certain pourcentage de la membrane alvéolocapillaire ne peut pas participer à l’échange gazeux étant donné que les alvéoles sont collabées ou remplies de liquide. Leur perfusion est adéquate, mais elles ne sont pas ventilées. La VPP peut inverser l’atélectasie et réouvrir les alvéoles affaissées, ce qui permet de les ventiler et de rétablir l’échange gazeux. La VPP peut aussi augmenter la pression alvéolaire et contrer l’excès de liquide autour des poumons qui a pu s’écouler dans les alvéoles et les remplir de liquide. La pression pousse le liquide hors des alvéoles et de l’espace interstitiel vers la circulation pulmonaire.
2. Amélioration de l’oxygénation en appliquant une pression supplémentaire : Nous avons déjà expliqué comment la PEP (la pression expiratoire positive globale appliquée en fin d’expiration) peut aider à pousser l’oxygène à travers la membrane alvéolocapillaire. En ventilation non invasive, une pression constante est appliquée, même pendant l’exhalation, ce qui augmente la pression exercée dans les alvéoles. Cette hausse de pression aide à pousser l’oxygène à travers la membrane et améliore l’oxygénation.
   En ventilation non invasive, la pression expiratoire positive est parfois désignée par le sigle anglais EPAP (expiratory positive airway pressure). Rappel : Il s’agit d’une pression qui continue d’être appliquée entre deux respirations en ventilation non invasive.
3. Diminuer le travail respiratoire en rétablissant la CRF et la PEP : Pour gonfler un ballon, il faut une pression plus élevée lorsque le ballon est complètement vide. Lorsqu’une petite quantité d’air se trouve dans le ballon, la pression nécessaire pour le gonfler est bien moins élevée. Comme nous l’avons vu précédemment, le maintien d’une certaine pression en fin d’expiration dans les poumons empêche les alvéoles de s’affaisser, ce qui diminue le travail respiratoire global du patient. Elle peut s’avérer extrêmement bénéfique pour les patients à risque élevé d’insuffisance ventilatoire.

Correction de l’hypoventilation ou de l’hypercapnie.

La correction de l’hypoventilation ou de l’hypercapnie est de loin le motif le plus courant pour le recours à la VNI. La ventilation en pression positive continue (VPPC) à cette fin est toutefois contre-indiquée, car deux niveaux de pression sont alors nécessaires pour améliorer la ventilation et l’élimination du CO₂. La VNI bi-niveau peut aider les poumons à gagner en volume et à accroître l’efficacité de chaque respiration, en éliminant le CO₂. Le BPAP est efficace lorsque la respiration du patient ne suffit pas à éliminer le CO₂ et que le taux de celui-ci commence à augmenter. Mais n’oubliez pas qu’avec la VNI, les patients doivent être éveillés et avoir encore une commande respiration intacte.

De plus, les deux niveaux de pression contribuant à un volume courant plus important diminuent l’effort musculaire qu’un patient doit fournir pour obtenir ce volume. Pour les patients présentant des signes d’augmentation du travail respiratoire, cet effet est essentiel pour augmenter l’efficacité de la respiration et diminuer le risque d’insuffisance ventilatoire.

Les contre-indications de la ventilation non invasive (VNI) découlent du fait que l’interface est un masque étroitement ajusté qui ne scelle pas les voies respiratoires. Voici les principales :

• Diminution ou perturbation de l’état de conscience
• Estomac plein et risque d’aspiration
• Perturbation de la commande respiratoire
• Trauma facial ou incapacité d’assurer l’étanchéité du masque

Si le patient n’est pas en mesure de protéger ses propres voies respiratoires (en les maintenant ouvertes, en toussant ou en avalant lorsque c’est nécessaire), il est impossible de le mettre sous BPAP. La VNI pousse l’air dans les voies respiratoires supérieures (VRS) au lieu de l’envoyer directement dans la trachée scellée, comme dans le cas d’un tube endotrachéal doté d’un ballonnet pour assurer l’étanchéité. Lorsque l’air est poussé dans les VRS, la majeure partie se rend jusqu’aux poumons, mais un certain pourcentage descend dans l’œsophage jusqu’à l’estomac. La présence d’air dans l’estomac augmente le risque d’aspiration et de vomissements. L’aspiration désigne le fait que de la vomissure ou du contenu de l’estomac remonte dans l’oropharynx et tombe dans les voies respiratoires pour finir dans les poumons. Les patients sous VNI présentent un risque élevé d’aspiration de vomissure ou d’autres matières étrangères.

Dans les traitements par VNI, on utilise un masque facial étroitement ajusté plutôt qu’un tube endotrachéal qui passe entre les cordes vocales. Le tube endotrachéal (TET) permet de créer une parfaite étanchéité en passant entre les cordes vocales. Il est muni d’un ballonnet qui se gonfle pour sceller complètement la trachée.

À l’inverse, le masque ne forme pas une parfaite étanchéité, car même s’il est habituellement ajusté très étroitement au visage, il reste toujours de petits espaces, et tout mouvement du visage peut alors causer des fuites.  Il faut aussi comprendre que le masque ne permet pas de « protéger » complètement les voies respiratoires. En effet, la trachée n’est pas bouchée et reste en communication avec l’oropharynx, mais si on utilisait un tube endotrachéal (TET), le ballonnet permettrait de bien la sceller.

En contexte de VNI au moyen d’un masque, cette communication ouverte entre la trachée et l’œsophage constitue la principale préoccupation, car l’application de pression risque de pousser la vomissure et le contenu de l’estomac du patient jusque dans les poumons si le masque est maintenu en place pendant qu’il vomit. Le risque d’aspiration est très élevé en contexte de ventilation non invasive. Si un patient vomit quand la VNI est en place, l’aspiration est presque inévitable. La ventilation non invasive n’est pas indiquée si l’état de conscience du patient est perturbé, car cette perturbation pourrait : (a) influencer le réflexe nauséeux du patient et (b) influencer la capacité du patient à retirer le masque s’il ressent le besoin de vomir. Puisque l’aspiration est si préoccupante en contexte de VNI, ce traitement n’est pas utilisé pour les patients qui ont l’estomac plein. D’ailleurs, les patients sous VNI sont habituellement maintenus à jeun pendant le traitement.

La perturbation de la commande respiratoire est également un enjeu en contexte de VNI. Seul le BPAP peut être utilisé pour augmenter les respirations spontanées que le patient déclenche lui-même. Il ne peut acheminer manuellement une respiration puisqu’il ne constitue pas un système scellé. Donc si le patient ne peut respirer correctement par lui-même, on ne peut le mettre sous VNI. Des respirations agoniques ou une lésion neurologique perturbant la respiration spontanée sont deux exemples classiques d’une commande respiratoire inadéquate.

L’incapacité à créer une étanchéité efficace avec un masque est un enjeu considérable de la ventilation non invasive. Nous avons déjà vu les problèmes associés aux fuites et la nécessité de sceller étroitement les interfaces non invasives. Lorsqu’on pousse de l’air dans le nez et la bouche d’un patient au moyen d’un masque, il est primordial de le sceller hermétiquement. Toute situation pouvant avoir un effet sur la capacité du masque à rester étroitement scellé au visage du patient devient problématique. Un patient devient inadmissible à la VNI s’il a un trauma facial pouvant compromettre l’étanchéité du masque ou pouvant être aggravé par la pose d’un masque étroitement scellé. Même les barbes, les petits mentons ou les gros nez peuvent compliquer la création d’une parfaite étanchéité. De plus, tout saignement ou trauma dans les voies respiratoires supérieures nécessitant de les contourner exige une intubation endotrachéale.

La plus importante étape de l’instauration de la BPAP ou de la VPPC est de cibler le patient idéal et de déterminer la raison qui justifie la VNI.

La VNI n’est pas équivalente à la ventilation mécanique invasive; elle a un type idéal de patient qui lui est propre. Comme c’est le cas pour la ventilation en mode spontané, tout patient sous VNI doit pouvoir respirer par lui-même. Il doit aussi être assez alerte pour protéger ses voies respiratoires et éviter les risques d’aspiration.

Outre ces exigences de base, le patient idéal pour la ventilation non invasive peut être choisi selon les « indications pour la VNI » mentionnées précédemment. Le patient idéal a besoin d’une pression supplémentaire pour l’aider dans un des aspects suivants :

• recrutement alvéolaire et/ou amélioration de l’oxygénation;
• accélération de sa respiration, indiquée par un taux élevé de CO₂ ou une augmentation du travail respiratoire.

Plus simplement, le patient idéal a besoin soit d’une pression de distension (PEP), soit d’une aide inspiratoire (AI ou PIP).

Déterminer la raison qui justifie la VNI peut aider votre patient de deux façons, soit :

• en indiquant au praticien si la VNI fonctionnera ou non;
• en guidant la programmation des réglages au moment de placer le patient sous VNI.

Amorcer la ventilation non invasive est très similaire à la mise en place d’une VSAI pour une personne respirant spontanément. Trois paramètres de base doivent être ajustés, en plus d’un paramètre « de secours ». En premier lieu, il faut régler l’administration d’oxygène (FiO₂), une pression de distension pour recruter (ouvrir) les alvéoles (PEP) et une haute pression pour augmenter la respiration normale du patient (PIP). Le paramètre de secours est une FR de base (ne remplace pas la respiration spontanée).

Les paramètres à régler pour la VNI sont donc les suivants :

1. FiO₂
2. PEP
3. PIP (pression motrice, similaire à l’aide inspiratoire)
4. FR

Ces paramètres sont abordés en détail ci-dessous.

FiO₂

Il faut régler la FiO₂, et elle doit être ajustée en fonction des besoins avant le traitement non invasif. En cas d’oxygénation élevée, la FiO₂ est fixée à 1,00 et ajustée pour atteindre la SpO₂ cible. Si la quantité d’oxygène nécessaire n’est pas trop élevée, il vaut mieux opter pour un réglage initial de 0,50 et l’ajuster en quelques minutes jusqu’à atteindre une SpO₂ supérieure à 92 %.

PEP

La PEP est la pression de distension qui permet de recruter les alvéoles et favorise l’oxygénation. La différence avec la ventilation invasive est l’utilisation d’un masque facial au lieu de l’intubation et du système scellé avec respirateur. Les pressions pleurales normales observées chez les personnes respirant spontanément sont toujours présentes (voir le segment sur les pressions pulmonaires au chapitre 1). Donc, la pression de distension induite par la PEP en VNI peut être inférieure à la PEP minimale de la ventilation invasive. Le réglage initial de la PEP est généralement compris entre 4 et 8 cmH₂O.

PIP

La PIP est la pression élevée administrée par la VNI lorsque le patient fournit un effort inspiratoire. La différence entre la PEP et la PIP est la pression motrice ou le changement de pression. Le changement de pression est le même que celui d’une aide inspiratoire ou d’une pression supplémentaire administrée pour alléger l’effort respiratoire. Voyez le changement de pression entre la PEP et la PIP (pression motrice) comme une poussée pour atteindre ce niveau élevé. Il s’agit d’une notion identique à la ventilation spontanée avec aide inspiratoire, mais décrite un peu différemment en contexte de VNI. Repensez à l’analogie entre la forme d’onde et la montagne du chapitre 4 :

Si la différence entre la PEP et la PIP est plus importante, il faut exercer une pression plus forte pour atteindre le niveau supérieur.

Exemple A :

PEP de 6 et PIP de 10 → pression motrice/AI de 4 (différence entre la PEP et la PIP)

Il s’agit d’une aide inspiratoire de 4 cmH₂O.

Exemple B :

PEP de 6 et PIP de 12 → pression motrice/AI de 6 (différence entre la PEP et la PIP)

Il s’agit d’une aide inspiratoire de 6 cmH₂O.

Dans l’exemple B, il s’agit d’un soutien (ou poussée) plus important, afin de fournir une aide plus importante pour obtenir un volume courant plus élevé.

La PIP est généralement réglée entre 4 et 10 cmH₂O au-delà de la PEP, puis ajustée pour que le volume courant soit adéquat. Augmentez la PIP pour que le patient prenne de plus grandes respirations, ou s’il a besoin d’aide pour alléger un travail respiratoire accru.

FR

FR est l’abréviation de fréquence respiratoire. Mais comment déterminer une fréquence respiratoire pour un mode non invasif où le patient doit également respirer par lui-même? Malgré les apparences, une véritable FR n’est pas utilisée lors de la VNI. Le patient doit déclencher les cycles respiratoires. Par conséquent, la FR est comme un cycle respiratoire obligatoire qui représente une solution de secours pour que le patient continue de respirer à une fréquence donnée. En général, la FR fixée est inférieure à celle du patient. En VNI, la FR est normalement réglée entre 12 et 16 resp./min, bien que la plupart des patients présentent généralement une tachypnée en raison d’une augmentation du travail respiratoire ou de problèmes d’oxygénation.

Lorsqu’un patient est mis sous VNI, le meilleur indicateur pour choisir les réglages initiaux repose sur le but initial de la ventilation. À ce propos, rappelons que les patients sont répartis généralement en deux catégories :

• Difficulté à s’oxygéner et besoin de recrutement pulmonaire.
• Taux élevé de CO₂ ou hypercapnie et augmentation du travail respiratoire.

Les personnes ayant besoin du recrutement pulmonaire ou d’une aide à l’oxygénation bénéficieront d’une PEP plus élevée et d’une puissance motrice/AI moins importante, ce qui se traduit par un réglage d’une faible valeur de PIP. Les patients dont le taux de CO₂ ou le travail respiratoire est élevé n’ont pas besoin d’une grande pression de distension (PEP). Ils ont surtout besoin d’une PIP plus élevée pour assurer une puissance motrice/AI importante afin d’augmenter le volume courant.

À l’occasion, un patient peut présenter les deux situations. Il faut alors régler une PEP et une PIP élevées, avec une pression motrice importante.

Le prochain tableau présente les réglages initiaux recommandés selon le type de patients :

Comme pour la ventilation invasive, après avoir réglé les valeurs de référence d’un mode ventilatoire, il faut surveiller la respiration du patient, sa saturation en oxygène et son volume courant. Il est possible de faire de légers ajustements pendant les premières respirations. Le volume courant et la FR ciblés sont l’une des principales distinctions entre la BPAP et la ventilation invasive.

Rappelez-vous que la VNI est utilisée chez les patients conscients dont la commande respiratoire est intacte. Si un patient est tachypnéique sous BPAP, ce n’est pas nécessairement un signe d’insuffisance. Tant que le respirateur fournit un volume courant adéquat, vous pouvez laisser le patient respirer au rythme qu’il souhaite. Évitez de lui administrer un sédatif de quelque nature que ce soit, car la sédation peut faire diminuer son état de conscience et sa commande respiratoire et le rendre essentiellement inadmissible à la BPAP. Vous pouvez aussi laisser le patient respirer à un volume courant légèrement supérieur à celui que vous lui permettriez en ventilation invasive, car le patient inspire spontanément à ce volume. De plus, le risque de barotraumatisme ou de volutraumatisme est beaucoup moins élevé que lorsque l’air est poussé à ce volume dans les poumons sans la participation active du patient.

Après environ 30 minutes de ventilation avec les paramètres initiaux de VNI, réalisez une gazométrie artérielle pour voir si le traitement fonctionne. Si les résultats de la gazométrie tendent vers les bonnes valeurs (diminution du taux de CO₂ et augmentation de l’oxygénation), c’est signe que le traitement fonctionne! Si les résultats de la gazométrie artérielle restent les mêmes ou s’aggravent (augmentation du taux de CO₂ et diminution de l’oxygénation), il est peut-être nécessaire d’intuber le patient et d’assurer une ventilation complète en mode contrôlé pour corriger le taux anormal de CO₂ ou d’O₂.

La VNI (ou BPAP) est un traitement couramment utilisé en soins intensifs. Chez le patient idéal, elle peut remplacer la ventilation invasive et éviter de mettre les patients sous respirateurs mécaniques. Il est impératif de vous assurer de bien choisir les patients, car la VNI en contexte inadéquat peut non seulement ne pas fonctionner, mais elle peut aussi exposer le patient à un risque d’aspiration. Le patient idéal pour la VNI est alerte et possède encore sa commande respiratoire. Il a besoin soit d’une pression de distension, soit d’une aide inspiratoire qui peut l’aider à augmenter le volume courant de sa respiration. Une fois que vous avez ciblé le traitement le plus avantageux pour le patient, il devient simple de choisir les réglages à paramétrer sur le BPAP.

Bilan

La ventilation non invasive (VNI) est préférable à la ventilation invasive, mais uniquement lorsque les critères relatifs au patient sont remplis. Le patient idéal pour la VNI peut respirer par lui-même, est relativement alerte et ne présente pas de risque d’aspiration. En outre, le patient doit avoir besoin d’une pression de distension (PEP) ou d’une aide inspiratoire (AI ou PIP). Lorsqu’on utilise la VNI en milieu hospitalier, c’est la BPAP qui est utilisée et non la VPPC, car la VPPC ne représente pas une vraie forme de ventilation.

L’instauration de la ventilation non invasive ressemble beaucoup au réglage d’une VSAI pour un patient qui respire spontanément. Elle nécessite l’ajustement de trois principaux paramètres, en plus d’un paramètre « de secours ». Il faut d’abord programmer l’administration d’oxygène (FiO₂), puis une pression de distension (PEP) pour appuyer le recrutement alvéolaire, et enfin, une pression élevée pour accélérer la respiration normale du patient (PIP). Le réglage de secours est une FR de base (mais il ne faut pas oublier qu’elle ne remplace pas la respiration spontanée du patient). Enfin, il faut vérifier l’efficacité de la VNI 30 minutes plus tard au moyen d’une gazométrie artérielle.

Dans le corps humain s’opère une quête perpétuelle et complexe d’équilibre, menée par le pH du corps et du sang. Les organes et les cellules atteignent un fonctionnement optimal en présence d’un pH bien précis. Cet équilibre est ce qu’on appelle l’homéostasie de l’organisme. Il existe deux sous-produits qui influencent le pH du corps, fabriqués par différents appareils de l’organisme : le dioxyde de carbone (CO₂) et les bicarbonates (HCO₃). Le CO₂ et les HCO₃ sont régulés et modifiés par le corps pour maintenir le pH en équilibre. Le cerveau assure l’équilibre en amplifiant ou en diminuant des processus précis dans l’organisme pour réguler les taux de CO₂ et de HCO₃ en une tentative pour rétablir un pH « normal » ou équilibré. Ainsi, l’analyse du taux sérique de CO₂ et de HCO₃ et la vérification du pH sanguin sont des méthodes très rapides et efficaces pour évaluer l’état d’un organisme. Un taux anormal est l’un des premiers indicateurs d’une détérioration et les cliniciens peuvent décider d’intervenir et d’apporter une aide au patient pour éviter une insuffisance respiratoire ou une défaillance viscérale.

L’équilibre acido-basique et la gazométrie artérielle sont un sujet costaud qui pourrait en soi faire l’objet d’un ouvrage complet. Le présent chapitre s’attarde surtout aux principaux concepts à connaître et sur les raisons qui expliquent l’importance de l’équilibre acido-basique dans la respiration des humains (vos patients). Penchons-nous un peu plus sur les concepts de pH et de taux de CO₂ et de bicarbonates dans l’organisme.

Quelles sont les valeurs normales? Le corps atteint l’homéostasie à un pH entre 7,35 et 7,45. Cet écart est normal. Si le pH de l’organisme est inférieur à 7,35, il est acide. S’il est supérieur à 7,45, il est basique ou alcalin.

L’image ci-dessous illustre le spectre du pH sur une échelle allant du pH acide (gauche) au pH basique (droite), avec au centre une homéostasie saine et équilibrée.

Le dioxyde de carbone (CO₂), défini comme le déchet de toute cellule au niveau moléculaire, est un acide puissant. Toutes les cellules créent du CO₂ dans le processus de respiration cellulaire. Vous souvenez-vous de vos cours de biologie au secondaire? Vous avez probablement appris que le CO₂ est un produit de déchet dans le cycle de Krebs. Si elle n’est pas surveillée, une production excessive peut favoriser dans le corps un environnement hautement acide.

Exemple pratique

D’après vous, qu’est-ce qui arriverait aux cellules et organes s’ils étaient dans un environnement hautement acide? Pensez à l’intensité de la douleur ressentie lorsque du vinaigre entre en contact avec une fine coupure. Ça chauffe! C’est ce qui arrive aussi à l’organisme lorsqu’il contient trop de CO₂.

Cet acide (le CO₂) doit donc être tamponné (ou neutralisé) par le corps, puis éliminé de l’organisme. L’équilibre acido-basique vise à neutraliser la quantité de CO₂ dans le corps jusqu’à ce qu’elle soit évacuée par les poumons. Rappelez-vous, nous expirons du CO₂.

Donc comment se passe la neutralisation? Comment le corps fait-il pour réguler le pH sans s’acidifier? L’organisme utilise deux méthodes pour réguler le pH :

1. Neutralisation (tamponner l’acide)
2. Évacuation du CO₂ (éliminer l’acide)

Neutralisation

Les reins sont les principaux acteurs de la neutralisation et de la régulation du pH dans l’organisme. Les processus cellulaires peuvent créer des acides à un rythme effarant. Pour contrer cet effet, les reins peuvent réguler un important électrolyte qui tamponne (ou neutralise) tout acide présent dans le corps. Le bicarbonate est un ion négatif qui peut se lier aux ions d’une molécule acide d’hydrogène (H⁺) pour éliminer les acides circulants. Essentiellement, les bicarbonates (HCO₃) tamponnent ou neutralisent les acides circulants pour stabiliser le pH de l’organisme.  L’HCO₃ est l’électrolyte le plus important dans la régulation du pH. L’acide carbonique (H₂CO₃) circule dans l’organisme jusqu’à atteindre les poumons, où il se décompose en CO₂ pour être ensuite expiré. Les reins jouent un rôle prépondérant dans la neutralisation des acides, car ils en excrètent dans l’urine tout en conservant ou en éliminant les bicarbonates de sorte qu’il y ait une quantité idéale dans l’organisme pour neutraliser tout le CO₂. Ce processus est la composante métabolique de la gazométrie artérielle.

Le processus continu de neutralisation ressemble à ce qui suit :

CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^–

Évacuation du CO₂

L’autre méthode pour maintenir l’homéostasie est l’évacuation du CO₂. Le CO₂ est évacué du corps par les poumons. Il est transporté par la circulation sanguine jusqu’à la membrane alvéolocapillaire où il se diffuse dans l’alvéole afin d’être expiré à chaque respiration. On appelle ce processus la composante respiratoire de la gazométrie artérielle.

Toute perturbation de la physiologie normale ou tout processus pathologique peut modifier le taux de CO₂ de deux façons :

1. En modifiant la production de CO₂ dans les cellules, ce qui entraîne une hausse ou une baisse du taux de CO₂ qui circule dans l’organisme (p. ex., maladie, métabolisme plus rapide, exercice).
2. En modifiant la quantité de CO₂ éliminée par les alvéoles : modification des échanges gazeux, hausse ou baisse de la quantité de CO₂ expirée chaque minute (p. ex., modification de la fréquence respiratoire ou du volume des respirations; poumons défectueux incapables de participer aux échanges gazeux).

Dans tous les cas, si l’un ou l’autre de ces changements se produit, le taux de CO₂ dans l’organisme peut rapidement augmenter ou diminuer. Rappelez-vous : le CO₂ étant un acide, toute augmentation rendrait le pH acide, tandis qu’une diminution rendrait le pH alcalin (ou basique). Les chémorécepteurs du cerveau (dont nous avons parlé au chapitre 1) perçoivent ce changement et tentent de rétablir l’homéostasie du corps par deux moyens :

• En modifiant les cycles respiratoires de l’organisme.
• En modifiant le taux de bicarbonates dans le corps.

La première stratégie pour rétablir l’équilibre acido-basique passe par l’appareil respiratoire et la modification des cycles respiratoires du corps, car cet ajustement peut être appliqué immédiatement et ses effets peuvent être observés en quelques minutes. Un taux élevé de CO₂, ou plus précisément, une diminution du pH (lequel s’acidifie), provoque le cerveau pour qu’il stimule le patient à respirer plus afin d’expirer plus de CO₂ (voir le chapitre 1). Qui plus est, une respiration accélérée ramène le pH à une valeur normale puisque c’est à cette valeur que l’organisme fonctionne le mieux.

La deuxième stratégie pour rétablir l’équilibre acido-basique passe par le processus métabolique des reins et la modification du taux de bicarbonates (HCO₃). Cette stratégie est moins immédiate puisque le HCO₃ est soit excrété dans l’urine, soit réabsorbé dans l’appareil urinaire, et demande du temps pour être réabsorbé par l’organisme. Il faut 24 à 48 heures à ce processus métabolique pour corriger un déséquilibre. Bien qu’il prenne plus de temps pour y arriver, le taux de bicarbonates peut aussi réguler le pH et le rétablir à sa valeur physiologique normale (7,35-7,45) afin d’éviter à l’appareil respiratoire de faire tout le « travail ».

Comprendre l’écart entre les deux stratégies quant au temps nécessaire pour corriger le déséquilibre est d’une importance capitale. En effet, les changements respiratoires se produisent en quelques minutes, tandis que les changements métaboliques prennent 24 heures avant de commencer à s’opérer. Si pour une raison ou une autre, la commande respiratoire d’une personne est altérée par une blessure ou une maladie, la capacité du cerveau à corriger les déséquilibres acido-basiques à court terme disparaît aussitôt. Une légère modification du pH peut entraîner de très grands changements dans l’état de conscience de la personne et peut même devenir très rapidement dangereuse. Si la situation n’est pas corrigée, les bicarbonates peuvent manquer de temps pour s’ajuster avant que le déséquilibre menace la vie du patient. Il en résulte une affection appelée insuffisance respiratoire (ou ventilatoire) qui nécessite un quelconque type de soutien ventilatoire – dans la plupart des cas, la ventilation mécanique. La ventilation mécanique est un moyen qu’utilise le prestataire de soin pour corriger le déséquilibre acido-basique d’un patient lorsque sa capacité physiologique est compromise ou jugée inadéquate.

Pas de souci si vous ne comprenez pas tout! Retenez surtout que le corps cherche à maintenir un pH entre 7,35 et 7,45 pour assurer le fonctionnement optimal de ses cellules et ses organes vitaux. Pour ce faire, il régule la quantité de CO₂ et de bicarbonates qu’il contient. Rappelez-vous :

• Bicarbonates = alcalin
• CO₂ = acide

Tant qu’il produit une quantité suffisante de bicarbonates pour rivaliser avec son taux de CO₂, l’organisme demeure en équilibre.

Maintenant que vous comprenez les fondements de l’équilibre acido-basique et du pH dans l’organisme, penchons-nous sur la gazométrie artérielle. La gazométrie artérielle est une analyse sanguine qui nécessite un prélèvement de sang provenant directement d’une artère. Ce prélèvement est différent d’un bilan sanguin normal, lequel est prélevé à partir d’une veine. Après avoir été oxygéné par les poumons, le sang artériel est pompé par le cœur et redirigé vers les organes. Au moment du prélèvement, le sang n’a donc pas encore acheminé l’oxygène à toutes les cellules. Par conséquent, les taux de CO₂ et d’O₂ qu’il contient indiquent dans quelle mesure les poumons ont réussi à évacuer le CO₂ et à oxygéner le sang.

La gazométrie artérielle permet d’obtenir quatre valeurs :

• pH
• pCO₂
• pO₂
• HCO₃

Vous remarquerez la présence d’un « p » devant les formules du dioxyde de carbone (CO₂) et de l’oxygène (O₂) dans la gazométrie artérielle. Cette lettre indique que le taux de CO₂ et d’O₂ est exprimé en pression partielle. Ne vous cassez pas la tête avec ça. Ce n’est qu’une façon d’attribuer au taux une unité de mesure pouvant s’exprimer en chiffres. Ces unités représentent quand même le taux de CO₂ et d’O₂ dans le sang, et nous verrons comment les interpréter.

Valeurs normales

Passez en revue le petit tableau ci-dessous qui présente les plages de valeurs normales pour tous les résultats de la gazométrie artérielle. Lorsque vous constatez un résultat hors de ces valeurs, vous devez intervenir. Ces valeurs normales et leur signification seront abordées en détail un peu plus loin.

Le pH du sang doit se trouver entre 7,35 et 7,45 pour être dans les valeurs normales. En dessous de 7,35, il est considéré comme acide, et au-dessus de 7,45, il est alcalin.

Examinez l’échelle de pH abordé plus tôt; remarquez qu’elle contient maintenant les valeurs.

<img class= »alignnone8″ src= »https://ecampusontario.pressbooks.pub/app/uploads/sites/4037/2024/02/pH-scale_ranges-300×105-1.png » alt= »Échelle du pH avec les valeurs (chiffres) indiquant un pH normal (7,35-7,45), un pH acide ( 7,45). » sizes= »(max-width: 300px) 100vw, 300px »>

La pression partielle de CO₂ (pCO₂) dans le sang est considérée comme normale lorsqu’elle se situe entre 35 et 45 mmHg. Si le taux de CO₂ dépasse 45 mmHg, on est en présence d’une hypercapnie. À l’inverse, s’il est inférieur à 35 mmHg, on est en présence d’une hypocapnie. La rétention de CO₂ est un autre terme utilisé pour décrire ce type de résultats.

La pression partielle d’oxygène (pO₂) dans le sang se situe normalement entre 80 et 100 mmHg. Cette valeur est mesurée à partir des gaz sanguins, mais est distincte du processus acido-basique. En effet, la mesure de la pO₂ ne joue aucun rôle dans la détermination de l’équilibre acido-basique. On l’examine habituellement après avoir interprété la gazométrie artérielle pour évaluer l’état d’oxygénation. Nous examinerons la pO₂ en détail plus loin dans le chapitre, après avoir vu les interprétations de la gazométrie artérielle (voir État d’oxygénation : le dernier chaînon).

La concentration sérique de HCO₃ doit se situer approximativement entre 22 et 28 mmol/L (les valeurs normales peuvent être légèrement différentes d’un manuel et d’un hôpital à l’autre. Pour les besoins du présent manuel, cette plage de valeurs est considérée comme la normale). Un taux de bicarbonates supérieur à 28 mmol/L entraîne un état d’alcalose dans l’organisme. À l’inverse, si le taux est inférieur à 22 mmol/L, les bicarbonates ne parviennent pas à tamponner les ions libres d’hydrogène (H⁺), entraînant par conséquent un état d’acidose dans le corps.

À l’interprétation d’une gazométrie artérielle, les valeurs sont habituellement présentées dans l’ordre suivant :

1. pH
2. pCO₂
3. pO₂
4. HCO₃

La sténographie d’une gazométrie artérielle est souvent rédigée dans cet ordre, avec des barres obliques séparant chaque valeur (pH/pCO2/pO2/HCO3). Inutile de vous prendre la tête : retenez simplement cet ordre et le tour est joué!

Essayons de décortiquer tout ça. Avant de plonger dans l’interprétation des résultats, faisons une analogie pour comprendre la science derrière la gazométrie artérielle. Il vaut toujours mieux bien assimiler le concept que tenter d’apprendre les choses par cœur. Jetons un œil à l’exemple pratique ci-dessous.

L’interprétation exhaustive de la gazométrie artérielle comporte quatre composantes. Le pH, la pCO₂ et le HCO₃ servent à déterminer l’équilibre acido-basique général du sang. La pO₂ sert quant à elle à évaluer le taux d’oxygénation du sang. Le clinicien doit analyser le prélèvement sanguin pour déterminer les variables suivantes :

• Est-ce qu’il présente une compensation, et si oui, est-elle partielle ou complète? Par ailleurs, le corps humain cherche toujours à atteindre l’homéostasie, qui survient lorsque le pH est dans ses valeurs normales (7,35-7,45). Si le taux de CO₂ ou de HCO₃ est anormal, le cerveau tente alors de compenser pour corriger le déséquilibre. Les plateaux de la balance sont-ils complètement en déséquilibre ou est-ce que le corps compense en « ajoutant ou en soustrayant du poids » pour rééquilibrer les taux? En observant les valeurs du CO₂ et du HCO₃, on constate s’il y a compensation ou non. Est-ce seulement le CO₂ ou le HCO₃ qui dépasse les valeurs normales, ou bien les deux? Si une seule des valeurs est anormale, il n’y a pas de compensation. L’organisme n’a pas encore commencé à modifier l’autre valeur pour rétablir le pH à sa valeur normale. Si les taux du CO₂ et du HCO₃ sont anormaux, le corps tente de compenser. Enfin, pour définir le degré de compensation (partielle ou complète), il faut déterminer si le pH a retrouvé ou non sa valeur normale.
• Le prélèvement indique-t-il un problème respiratoire ou métabolique? L’origine de l’acidose ou de l’alcalose s’explique. Sont-elles causées par le CO₂ (respiratoire) ou par le HCO₃ (métabolique)? Quelle valeur fait pencher la balance et entraîne un déséquilibre dans l’organisme?
• Le prélèvement dénote-t-il une acidose ou une alcalose? L’organisme présente-t-il un pH inférieur ou supérieur à la normale? Le pH est-il au contraire dans les valeurs normales? Au bout du compte, un gaz sanguin a seulement deux états : en équilibre ou en déséquilibre. Même si le pH est équilibré, il se peut que la gazométrie artérielle ne soit pas « normale ». En observant les reins et la respiration, il est possible de voir si le cerveau a déjà corrigé par régulation positive ou négative un taux déséquilibré de CO₂ ou de bicarbonate dans l’organisme. Même s’il est équilibré, le prélèvement dénote tout de même une acidose ou une alcalose corrigée. Il n’est donc pas normal.
• Le prélèvement est-il normal ou dénote-t-il une hypoxémie ou une hyperoxémie? Après avoir déterminé l’état de l’équilibre acido-basique, il faut vérifier la pO₂ et déterminer le taux d’oxygène. Est-ce que le taux se situe dans les valeurs normales? Le taux d’oxygène est-il trop faible, signe d’hypoxémie? Ou est-il trop élevé, ce qui indiquerait une hyperoxémie?

Bien que l’interprétation soit consignée dans cet ordre, il est plus facile de déterminer l’état de l’équilibre acido-basique en y dérogeant légèrement et en analysant le pH, la pCO₂ et le taux d’HCO₃ en même temps. Consigner les réponses à ces questions à mesure que vous y répondez (à la manière d’une phrase à trous) peut vous simplifier la tâche. Que constatez-vous?

Voici les étapes rapides et infaillibles de l’interprétation d’une gazométrie artérielle :

1. Déterminer si les gaz sont acides ou alcalins.

Vérifier le pH et déterminer son état. Déterminer qui gagne la partie de tir à la corde : est-ce l’équipe Acide (acidose) ou l’équipe Basique (alcalose), ou les deux sont-elles à forces égales (valeur normale ou compensation complète)?
→ Remplir la case pour l’acidose ou l’alcalose ou la case indiquant une compensation complète.

2. Définir la pCO₂ et le taux de HCO₃.

Examiner la pCO₂ et le taux de HCO₃ et déterminer si l’un ou l’autre est anormal, et si c’est le cas, est-ce une seule des deux valeurs (sans compensation) ou bien les deux (compensation partielle ou complète)? Examiner les deux équipes de tir à la corde (CO₂ et HCO₃) : comptent-elles leur nombre normal de joueurs? Ont-elles perdu ou recruté des joueurs?
→ Remplir la case indiquant ou non une compensation.

3. Déterminer le type de variation du pH et en cibler la cause.

Quelle valeur anormale fait varier le pH? Est-ce une variation d’origine respiratoire ou métabolique? Autrement dit, quelle variation positive ou négative dans le nombre de joueurs de tir à la corde entraîne un pH anormal? Exemple : Si l’équipe CO₂ (Acide) a l’avantage, mais que les deux équipes ont perdu des joueurs, quel changement ferait en sorte que l’équipe Acide l’emporte? Ce n’est pas la perte de CO₂ puisque l’équipe CO₂ a toujours l’avantage; la victoire serait donc due à la perte plus importante de HCO₃. Il s’agit dans ce cas d’un changement métabolique.
→ Remplir la case indiquant une cause respiratoire ou métabolique.

4. Commenter l’état d’oxygénation.

Examiner l’état d’oxygénation et formuler un commentaire sur le degré d’hypoxie constaté.
→ Remplir la case sur l’oxygénation (hypoxémie).

Examinons concrètement quelques gaz courants et leurs caractéristiques. Nous ferons de simples exercices avant d’aborder progressivement les plus complexes. Si vous avez du mal à comprendre les gazométries artérielles, attardez-vous sur le premier ou les deux premiers exemples pour créer un déclic. Pour la cause, nous ne commenterons que l’équilibre acido-basique et nous remplirons les trois premiers segments de l’interprétation d’une gazométrie artérielle. Après avoir bien compris le concept, vous apprendrez à commenter l’état d’oxygénation.

Au cours de votre cheminement, vous devez vous reporter aux valeurs normales de la gazométrie artérielle pour trouver les réponses. Voici les valeurs :

Notez ces chiffres sur un papillon adhésif ou sauvegardez-les dans un fichier afin de pouvoir vous y reporter rapidement en cas de besoin.

Niveau 1 : Gaz sans compensation

Les gazométries artérielles sans compensation sont les plus simples à interpréter. Dans ce cas, une maladie ou un problème cause une variation du pH en dehors des valeurs normales. L’organisme n’a donc pas encore eu le temps de déclencher le processus de stabilisation. Par conséquent, seul un taux, soit le CO₂ ou le HCO₃, se situe en dehors des valeurs normales. Les gaz sans compensation sont faciles à identifier, car ils indiquent un pH anormal causé par une seule valeur anormale (CO₂ OU HCO₃).

Abordons ce type de gazométrie dans les faits! Pour rappel, les gazométries artérielles sont souvent rédigées avec les valeurs pH/pCO₂/pO₂/HCO₃. Nous ne remplirons que la partie acido-basique de l’interprétation afin de nous concentrer sur cet aspect. Voici donc trois espaces à remplir :

Comme nous ne tenons pas compte de l’oxygène pour l’instant, le texte de remplacement « taux d’oxygène » figure dans les exemples suivants. Le taux d’oxygène est abordé à la page suivante.

Patient A | 7,31/57/taux d’oxygène/24

Étapes :

1. Observez d’abord le pH et déterminez s’il est normal ou pas (ou s’il y a compensation complète).

Dans l’exemple, le pH est inférieur à 7,35. Il est donc acide. La gazométrie présente une acidose :

(compensation partielle, complète ou aucune compensation) (origine respiratoire ou métabolique) (acidose ou alcalose)

2. Observez la pCO₂ et le HCO₃. Y a-t-il une seule valeur anormale ou les deux le sont?

Dans l’exemple, seule la pCO₂ est en dehors des valeurs normales. Le HCO₃ est normal. Il y a trop de CO₂ et le taux est plus élevé que la normale. Une seule valeur est anormale. Il n’y a pas de compensation pour rééquilibrer l’autre valeur qui a commencé à changer. Le gaz n’indique donc aucune compensation.

(compensation partielle, complète ou aucune compensation) (origine respiratoire ou métabolique) (acidose ou alcalose)

3. Déterminez quelle modification (CO₂ ou HCO₃) provoque l’acidose ou l’alcalose.

Dans le présent cas, le taux de CO₂ est trop élevé. Le CO₂ est acide et plus il est élevé, plus le pH est acide. C’est logique. Le CO₂ est lié à la composante respiratoire et le HCO₃ est lié à la composante métabolique. L’anomalie se rapporte au CO₂, la cause de l’acidose est donc respiratoire.

(compensation partielle, complète ou aucune compensation) (origine respiratoire ou métabolique)(acidose ou alcalose)

Si vous utilisez l’analogie du tir à la corde : Dans ce cas, la corde a été tirée au-delà de 7,35 et l’équipe Acide est victorieuse! Mais pourquoi? Est-ce parce que l’équipe CO₂ a augmenté les effectifs? Ou parce que l’équipe HCO₃ a perdu des joueurs? Dans ce cas, l’équipe CO₂ a ajouté des joueurs, d’où les modifications. L’acidose est donc respiratoire.

RÉPONSE : Une gazométrie de 7,31/57/taux d’oxygène/24 représente une acidose respiratoire non compensée.

Niveau 2 : Gaz avec compensation partielle

Lorsqu’une maladie ou un processus physiologique provoque un déséquilibre acido-basique, l’organisme tente de « pallier » le problème en modifiant le taux de la valeur opposée, soit en augmentant ou en diminuant la valeur de la variable opposée pour compenser le changement. Le pH se corrige en partie sans pour autant revenir à la normale. La compensation faite par l’organisme n’est que partielle.

La partie complexe de l’interprétation est de trouver la nature du problème : respiratoire ou métabolique? Pour ce faire, il faut déterminer si le pH est élevé (alcalose) ou faible (acidose) et laquelle des valeurs modifiées, entre le CO₂ ou le HCO₃, provoque ce déséquilibre. L’autre valeur est celle qui tente de rééquilibrer le pH.

Abordons ce type de gazométrie dans les faits! Pour rappel, les gazométries artérielles sont souvent rédigées avec les valeurs pH/pCO₂/pO₂/HCO₃. Nous ne remplirons que la partie acido-basique de l’interprétation afin de nous concentrer sur cet aspect. Voici donc trois espaces à remplir :

Patient B | 7,32/30/taux d’oxygène/18

Étapes :

1. Observez d’abord le pH et déterminez s’il est normal ou pas (ou s’il y a compensation complète).

Dans l’exemple, le pH est inférieur à 7,35 et est donc acide.

(compensation partielle, complète ou aucune compensation) (origine respiratoire ou métabolique) (acidose ou alcalose)

2. Observez la pCO₂ et le HCO₃. Y a-t-il une seule valeur anormale ou les deux le sont?

Dans l’exemple, la pCO₂ et le HCO₃ sont tous deux en dehors des valeurs normales. Le pH est toujours anormal, mais cette fois, les deux valeurs ne sont pas « normales », l’une causant l’acidose, l’autre essayant de la corriger. Le gaz indique bel et bien une compensation. Mais la compensation est-elle totale ou partielle? Comme le pH demeure anormal, le déséquilibre est corrigé seulement en partie.

(compensation partielle, complète ou aucune compensation) (origine respiratoire ou métabolique) (acidose ou alcalose)

3. Déterminez quelle modification (CO₂ ou HCO₃) provoque l’acidose ou l’alcalose.

Dans l’exemple, les taux de CO₂ et de HCO₃ sont faibles. Lequel des éléments provoque une acidose, sachant que CO₂ = acide et HCO₃ = base? Un faible taux de CO₂ ne cause pas d’acidose, mais un faible taux de HCO₃ (pas assez de base), si! Le HCO₃ étant le composant métabolique, l’acidose est métabolique.

(compensation partielle, complète ou aucune compensation) (origine respiratoire ou métabolique) (acidose ou alcalose)

Si l’on utilise l’analogie du tir à la corde, dans cette gazométrie artérielle, l’un des deux camps remporte la victoire. Le pH (la corde) est descendu à une valeur inférieure à 7,35, et l’équipe Acide l’emporte pour le moment. Pourquoi? L’équipe CO₂ a-t-elle recruté plus de joueurs? Au contraire, il semble que non. Elle devrait être en train de perdre alors, mais les deux équipes ont subi des modifications! Le HCO₃ a également perdu des joueurs. L’équipe Acide va vraiment l’emporter. La perte de CO₂ est une tentative infructueuse de rétablir l’équilibre du jeu. Le problème est-il respiratoire ou métabolique? Si la corde du pH est tirée du côté de l’acidose, tout changement dans le nombre de joueurs qui ferait gagner l’équipe Acide est le mécanisme primaire et tout autre changement est la réaction de l’organisme. À bien y penser, ce dernier changement provoquerait la réaction opposée.

Niveau 3 : Compensation complète

Les anomalies qui provoquent des déséquilibres du pH se normalisent au fil du temps grâce à la compensation normale de l’organisme. Au début du chapitre, nous avons expliqué comment le cerveau peut réguler le taux de CO₂ en déclenchant par un autre mécanisme la respiration et permet de conserver ou d’éliminer le HCO₃ pour contribuer à équilibrer le pH. Lorsqu’une maladie provoque un problème qui affecte la pCO₂ ou le taux de HCO₃, l’organisme amorce la variation d’une valeur afin de provoquer l’effet inverse. La pCO₂ est-elle trop élevée et provoque-t-elle un gaz acide? L’organisme conserve le HCO₃ pour produire plus de base. Le taux de HCO₃ augmente et le pH retrouverait donc une valeur normale. Un gaz sanguin indicatif d’une compensation complète a un pH normal, mais une pCO₂ et un taux de HCO₃ anormaux.

La partie la plus complexe de l’interprétation de ce type de gaz est de déterminer le problème ayant provoqué le déséquilibre. Selon la théorie, il faut vérifier de quel côté penche le pH dans la plage de valeurs normales. Autrement dit, si les valeurs normales sont de 7,35 à 7,45, la médiane se situe à 7,4. Toute valeur comprise entre 7,35 et 7,39 est donc quasiment acide et tout ce qui se situe entre 7,41 et 7,45 est quasiment alcalin. Il faut ensuite déterminer quelle valeur anormale cause le déséquilibre de la pCO₂ et du taux de HCO₃.

Abordons ce type de gazométrie dans les faits! Pour rappel, les gazométries artérielles sont souvent rédigées avec les valeurs pH/pCO₂/pO₂/HCO₃. Nous ne remplirons que la partie acido-basique de l’interprétation afin de nous concentrer sur cet aspect. Voici donc trois espaces à remplir :

Patient C | 7,37/27/taux d’oxygène/16

Étapes :

1. Observez d’abord le pH et déterminez s’il est normal ou pas (ou s’il y a compensation complète).

Dans l’exemple, le pH est compris entre 7,35 et 7,45 et est donc normal. Mais le gaz est-il normal? Passez à l’étape suivante pour vérifier si les autres valeurs se situent dans les normales.

(compensation partielle, complète ou aucune compensation) (origine respiratoire ou métabolique) (acidose ou alcalose)

On ne peut rien sélectionner, car il manque des détails. Les gaz sanguins peuvent être tout à fait normaux, à moins que vous ne constatiez une anomalie dans les autres valeurs.

2. Observez la pCO₂ et le HCO₃. Y a-t-il une seule valeur anormale ou les deux le sont?

Dans l’exemple, la pCO₂ et le taux de HCO₃ sont tous deux en dehors des valeurs normales, mais le pH est normal.  Les valeurs de CO₂ et de HCO₃ se sont éloignées de la normale. Un faible taux de HCO₃ entraîne une acidose et un faible taux de CO₂, une alcalose. Le gaz indique bel et bien une compensation. En revanche, la compensation est-elle totale ou partielle? Étant donné que le pH est toujours normal, la compensation est totale.

(compensation partielle, complète ou aucune compensation) (origine respiratoire ou métabolique) (acidose ou alcalose)

3. Déterminez quelle modification (CO₂ ou HCO₃) a provoqué le déséquilibre.

Dans l’exemple, les taux de CO₂ et de HCO₃ sont faibles. Il faut d’abord déterminer si le pH est acide ou alcalin. Puisqu’il est inférieur à 7,4, il est plus acide. Il doit donc s’agir d’une acidose compensée. Est-ce l’augmentation du taux de CO₂ ou du taux de HCO₃ qui aurait acidifié l’organisme, sachant que CO₂ = acide et HCO₃ = base? Un faible taux de CO₂ ne cause pas d’acidose, mais un faible taux de HCO₃ (pas assez de base), si! Le HCO₃ étant le composant métabolique, l’acidose est métabolique.

(compensation partielle, complète ou aucune compensation) (origine respiratoire ou métabolique) (acidose ou alcalose)

Une interprétation exhaustive de la gazométrie artérielle se termine par un commentaire sur l’état d’oxygénation. C’est l’étape la plus simple. L’hypoxie se classe en différents degrés. Puisque la mesure d’un faible taux d’oxygène provient du sang artériel, on ne parlera pas d’hypoxie, mais plutôt d’hypoxémie (hypoxie dans le sang), où « hypox- » signifie faible en oxygène et « -émie », présence dans le sang.

Hypoxie ou hypoxémie? Inutile de se casser la tête; ces deux termes signifient essentiellement la même chose. La seule distinction est la provenance de la mesure du taux faible d’oxygène. Si vous examinez la SpO₂ et le tableau clinique d’un patient et constatez un faible taux d’oxygène, c’est signe qu’il est en hypoxie. Si vous prélevez du sang artériel et le faites analyser, puis constatez un faible taux d’oxygène, c’est signe que le patient a une hypoxémie (quantité insuffisante d’oxygène dans le sang).

Sans égard à la pO₂, vérifiez plutôt où se rapportent les valeurs par rapport à la description de l’hypoxie. À la fin de l’interprétation de la gazométrie artérielle, ajoutez un commentaire sur l’oxygénation en vous référant aux valeurs suivantes :

Nul besoin de mémoriser ces valeurs. Si vous connaissez les valeurs normales et savez qu’une pO₂ inférieure à 40 mmHg désigne une hypoxémie sévère, vous n’avez qu’à ajouter 20 mmHg pour déterminer les autres degrés d’hypoxémie, car chaque degré représente 20 mmHg. Facile, non?

Voyons maintenant trois commentaires :

1. pO₂ de 62 : inscrire « avec une hypoxémie légère » à la fin de l’interprétation de la gazométrie artérielle.
2. pO₂ de 49 : inscrire « avec une hypoxémie modérée » à la fin de l’interprétation de la gazométrie artérielle.
3. pO₂ de 93 : inscrire « avec une oxygénation normale » à la fin de l’interprétation de la gazométrie artérielle.

Nous avons maintenant couvert les points fondamentaux de l’interprétation d’une gazométrie artérielle. Essayez de vous y exercer aussi souvent que possible, pour que la démarche vous vienne naturellement. La meilleure façon de maîtriser l’interprétation de la gazométrie artérielle est de discerner le « pourquoi » au lieu de simplement tout apprendre par cœur. Le prochain chapitre explique comment appliquer ces connaissances pour modifier des paramètres sur le respirateur. Il est donc important de bien comprendre les relations entre le CO₂, le HCO₃ et le pH.

Bilan

L’interprétation de la gazométrie artérielle est une part essentielle d’une ventilation efficace, car les renseignements qu’elle procure déterminent le paramétrage initial (lorsque possible) du respirateur et les ajustements. Dans ce chapitre, vous avez appris la théorie qui sous-tend la gazométrie artérielle, cette partie de « tir à la corde » acido-basique qui se joue dans l’organisme. Vous avez ensuite appris les bases de la gazométrie artérielle et décortiqué les valeurs générées : le pH, la pCO₂, la pO₂ et les HCO₃. Enfin, vous savez à présent comment répondre aux quatre principales questions qui orientent l’interprétation de la gazométrie artérielle :

• Est-ce que le prélèvement présente une compensation, et si oui, est-elle partielle ou complète?
• Indique-t-il un problème respiratoire ou métabolique?
• Dénote-t-il une acidose ou une alcalose?
• Est-il normal, hypoxémique ou hyperoxique?

N’oubliez pas que l’objectif principal des prestataires de soins cliniques est d’atténuer le traumatisme de la ventilation. Nous avons discuté des impacts de la ventilation mécanique sur les poumons : application d’une pression élevée et risque de lésions pulmonaires induites par la ventilation, de barotraumatisme et de volutraumatisme (voir le chapitre 5). Nous avons également abordé le problème de l’atrophie des muscles respiratoires si le patient reste trop longtemps sous respirateur (voir le chapitre 6). Voici les meilleurs moyens d’atténuer de tels effets négatifs :

• adapter les paramètres de la ventilation aux besoins des patients
• raccourcir la durée de la ventilation mécanique et abaisser les paramètres le plus rapidement possible

Les solutions susmentionnées doivent être à l’avant-plan de toute stratégie de ventilation. Il faut corriger les problèmes liés à la ventilation mécanique et dans la mesure du possible, il est important de tendre constamment vers la réduction des paramètres de ventilation en vue de l’extubation. Gardez à l’esprit que l’extubation n’est envisageable que si le problème présenté par la personne ventilée est résolu et que la gazométrie artérielle s’améliore.

Après l’instauration de la ventilation, la gazométrie artérielle est utilisée pour évaluer l’efficacité des paramètres actuellement définis. Lorsqu’on doit ajuster la ventilation pour rééquilibrer une gazométrie artérielle, il faut se poser les six questions suivantes :

1. Quels problèmes la ventilation peut-elle corriger?
2. Incidence des paramètres de ventilation sur les valeurs de la gazométrie artérielle
3. Quels sont les problèmes liés aux gaz du sang, le cas échéant?
4. Quels paramètres peut-on modifier pour résoudre le problème?
5. Quels seraient les ajustements les plus appropriés pour la personne ventilée?
6. Dans quelle mesure doit-on modifier les paramètres?

Les questions 1 et 2 vous seront fort utiles lors de vos débuts, mais une fois que vous maîtriserez les concepts, il ne sera plus nécessaire de vous les poser chaque fois. Mais les questions 3, 4, 5 et 6 sont toujours posées pour chaque personne sous ventilation mécanique.

Au cours des prochaines pages, chaque question sera abordée en profondeur, au moyen d’un exemple de patient, pour comprendre comment tirer profit de toutes vos connaissances et ventiler efficacement un patient.

Passons en revue les points abordés dans les chapitres précédents. En ventilation mécanique, il faut souvent intuber des personnes qui ont de la difficulté à réguler leurs taux de CO₂ et d’O₂. Ces dernières peuvent être intubées en raison d’une insuffisance ventilatoire (augmentation du CO₂, hypercapnie) ou d’une hypoxie (diminution du taux d’oxygène). Nous avons vu comment la variation du taux de CO₂ dans l’organisme peut affecter le pH global, mesuré au moyen d’une gazométrie artérielle. Souvent, la décision d’intuber un patient découle directement des résultats de l’analyse.

Une gazométrie artérielle permet d’obtenir les valeurs du pH, de la pCO₂, de la pO₂ et du HCO₃. Quelles sont les valeurs pouvant être affectées par la ventilation et celles qui ne le sont pas?

Bien joué! Le CO₂ est directement affecté par la ventilation, contrairement au HCO₃ qui doit être régulé par les reins. Par conséquent, en contexte de ventilation, le pH ne peut être modifié que par l’altération du CO₂ et non par celle des bicarbonates. De plus, la pO₂ peut également être directement influencée par la quantité d’oxygène acheminée aux poumons.

À ce stade de l’apprentissage, vous connaissez sans doute très bien les termes ventilation (échange de pCO₂) et oxygénation (pO₂). Pour rappel, la pCO₂ et la pO₂ sont des valeurs obtenues avec une gazométrie artérielle. Établissons le lien entre ces concepts et les paramètres du respirateur, puis découvrons quel paramètre affecte la ventilation ou l’oxygénation.

À plusieurs reprises, nous avons souligné que la ventilation fait référence à l’échange d’air à l’intérieur et à l’extérieur des poumons. Lorsqu’il est question des effets sur les gaz du sang, la ventilation est directement associée à l’élimination du CO₂. Quels sont alors les paramètres du respirateur susceptibles d’avoir une incidence sur ce phénomène? Quels sont les paramètres qui influencent directement la quantité d’air qui entre et sort des poumons? Si vous avez répondu le volume courant, bien joué! L’amplitude respiratoire influence directement la quantité d’air entrant dans les poumons et de CO₂ qui en sort.

Un autre paramètre peut influencer la quantité de CO₂ évacuée. Que déclenchent les chémorécepteurs dans le cerveau si le taux de CO₂ augmente? Si vous avez répondu la fréquence respiratoire (FR), vous avez bien appris! La FR a également une incidence directe sur la quantité de CO₂ sortant des poumons au fil du temps. Si la respiration accélère, l’organisme se débarrasse plus rapidement du CO₂, ce qui contribue à en faire baisser le taux.

Qu’en est-il de l’oxygénation? Quels sont les réglages du respirateur qui influencent directement l’état d’oxygénation d’une personne ventilée? Le concept ne devrait pas vous être étranger. Nous nous sommes attardés sur la FiO₂ et sur la PEP, dont la synergie permet l’acheminement d’oxygène à l’organisme (voir le chapitre 2). La FiO₂ peut être augmentée pour acheminer de plus grandes quantités d’oxygène aux poumons, tandis que la PEP permet de pousser l’oxygène à travers la membrane alvéolocapillaire.

Veuillez noter que les concepts sont légèrement simplifiés. Les paramètres du respirateur qui influencent l’oxygénation et la ventilation se recoupent en partie. Cependant, les novices doivent garder à l’esprit que l’oxygénation et la ventilation, ainsi que les paramètres qui les influencent, sont distincts et ne se recoupent pas.

Le tableau suivant résume les paramètres de la ventilation mécanique qui influent sur l’oxygène par rapport à la ventilation :

L’interprétation des résultats d’une gazométrie artérielle permet de déterminer si le pH est équilibré et si les taux de CO₂, d’O₂ et de HCO₃ sont anormaux. Il faut surtout retenir que l’objectif principal est d’obtenir un pH normal dans l’organisme. Il faut éviter de créer des problèmes en ajustant le taux de CO₂ si cet ajustement entraîne un écart du pH par rapport à la normale. Il est parfois nécessaire d’accepter un taux anormal de CO₂, à condition de maintenir un pH adéquat.

Examinons un exemple de gazométrie artérielle et cernons les possibles problèmes liés aux gaz. Ensuite, nous ferons le pont entre les résultats et les problèmes pouvant être corrigés au moyen de la ventilation mécanique.

Patient | 7,31/57/68/24

La gazométrie artérielle du patient en question est exprimée comme suit : pH/pCO₂/pO₂/HCO₃. Prenez le temps d’interpréter le résultat, car vous devrez ensuite commenter les aspects suivants :

1. la compensation
2. l’origine du problème (respiratoire ou métabolique)
3. le problème en soi (acidose ou alcalose)
4. l’état d’oxygénation

Si vous avez répondu « acidose respiratoire non compensée avec hypoxémie légère », bien joué!

Quels sont alors les problèmes liés à ce gaz?

• Le pH est faible et l’organisme est en état d’acidose.
• La pCO₂ est trop élevée et provoque l’acidose.
• La pO₂ est faible et le patient est en état d’hypoxie.

Le taux de bicarbonates est normal, il n’y a donc aucun problème pour cette valeur.

N’oubliez pas que la ventilation mécanique permet de modifier directement l’O₂ et le CO₂, et indirectement le pH en changeant le taux de CO₂. En revanche, seul l’organisme, au fil du temps, peut modifier le taux de HCO₃.

La gazométrie artérielle ci-dessus convient parfaitement à la ventilation mécanique, par laquelle on peut améliorer l’oxygénation, modifier la quantité de CO₂ expirée et normaliser le pH par cette modification au taux de CO₂.

La prochaine étape est de se pencher sur les ajustements de paramètres qui amélioreront les valeurs de la gazométrie. Après avoir décelé le problème, il faut se demander quelles modifications pourraient être apportées à chaque paramètre.

Nous savons que la ventilation et l’oxygénation ont chacune deux paramètres distincts pouvant avoir une incidence sur les taux de CO₂ et d’O₂ respectivement. Récapitulons :

D’après les problèmes décelés grâce à la gazométrie artérielle, comment souhaitez-vous modifier ces paramètres?

Examinons d’abord les paramètres qui influencent la ventilation. Le taux de CO₂ est la seule valeur modifiable sur un respirateur pour influencer le pH global. Par ailleurs, la FR et le Vc représentent des options permettant de modifier la pCO₂ et, par le fait même, le pH.

Comme vous venez de le constater, il est possible de réduire le taux de CO₂ en augmentant la FR ou le Vc. Et réciproquement, si le taux de CO₂ est trop faible, l’inverse est vrai : il est possible de réduire la FR ou de fixer un Vc plus faible.

Penchons-nous maintenant sur l’oxygénation avec un exemple assez intuitif. Un taux d’oxygène trop faible s’améliorera si la FiO₂ ou la PEP sont augmentées afin de pousser l’oxygène à travers la membrane alvéolocapillaire. Inversement, un taux d’oxygène dans le sang trop élevé baissera à la suite d’une diminution du taux d’oxygène fourni (jamais en dessous de 0,21) et de la PEP.

Poursuivons notre analyse.

Patient | 7,31/57/68/24

Voici les constats tirés de la gazométrie artérielle :

• Le pH est acide (principale valeur à corriger).
• La pCO₂ est trop élevée, et il faut la modifier pour équilibrer le pH.
• La pO₂ est trop faible.

Dans le présent cas de figure, il y a un problème de ventilation (taux élevé de CO₂ causant un pH acide) ainsi qu’un problème d’oxygénation (faible pO₂). Quels changements peuvent donc être apportés pour les résoudre?

L’organisme n’évacue pas suffisamment de CO₂ avec la respiration actuelle du patient. Repensez à l’analogie de l’écopage d’un bateau en train de couler. Dans cette situation, le niveau d’eau dans le bateau est trop élevé. Quelles sont vos options? Augmenter la vitesse d’écopage ou utiliser un plus grand seau. Par conséquent, les possibles modifications à la ventilation sont les suivantes :

• augmenter la FR
• augmenter le volume courant pour évacuer plus de CO₂

Examinons maintenant le problème de la pO₂ d’après les résultats de la gazométrie artérielle de ce patient. Le taux d’oxygène est trop faible, et le patient souffre d’une légère hypoxie. Il faut augmenter l’apport d’oxygène dans le sang, soit en acheminant une plus grande quantité, soit en le poussant plus fort à travers la membrane alvéolocapillaire pour en faire passer plus dans le sang par respiration. Par conséquent, les changements d’oxygénation possibles sont les suivants :

• augmenter la FiO₂ acheminée
• augmenter la PEP pour aider à pousser l’oxygène à travers la membrane et solliciter d’autres alvéoles

Maintenant que toutes les options sont connues, vous pouvez vous concentrer sur celles qui conviennent le mieux à votre patient. Abordons maintenant la dernière question.

Lorsqu’il est question d’oxygénation et de ventilation, deux paramètres peuvent généralement corriger le problème décelé à la gazométrie. En général, s’il faut modifier les paramètres du respirateur, le prestataire de soins fait un seul changement et attend les résultats de la nouvelle gazométrie avant d’effectuer d’autres changements. Voici donc la question la plus importante : quel est le paramètre le plus approprié à modifier?

Les deux options sont-elles équivalentes? Dans de rares cas, il est possible d’ajuster l’un ou l’autre des paramètres. En général, l’un des deux paramètres est préférable. Le manuel a présenté tous les types de situations et il est temps de mettre vos connaissances à profit pour savoir comment prendre des décisions éclairées pour vos patients.

Problèmes de ventilation : FR ou Vc

Si le pH est anormal et que vous essayez de le rééquilibrer en augmentant ou en diminuant la pCO₂, vous savez que le Vc et la FR sont deux paramètres qui influencent la quantité de CO₂ éliminé à chaque expiration. Cela dit, quel changement convient le mieux?

La réponse dépend du réglage actuel du respirateur. Vous souvenez-vous des seuils sécuritaires pour la FR? En temps normal, les prestataires de soins médicaux ayant des connaissances de base sur les respirateurs doivent régler une FR de départ comprise entre 14 et 18 resp./min. Il est recommandé de ne pas dépasser 24 resp./min sans l’avis d’un médecin ou thérapeute respiratoire autorisé en raison de l’incidence sur le temps nécessaire à l’expiration et du risque de provoquer un asynchronisme. Si la FR est supérieure à 14 resp./min, mais inférieure à 18 resp./min, il est possible de l’augmenter ou de la diminuer en toute sécurité en respectant les seuils de 10 à 24 resp./min.

Pensez maintenant à vos seuils de volume courant. Ce paramètre peut être ajusté avec une très grande exactitude. Les prestataires de soins ayant des connaissances de base sur les respirateurs peuvent utiliser un volume courant sécuritaire de 6 à 8 ml/kg. Rappelez-vous qu’il ne faut jamais dépasser le seuil maximal de 8 ml/kg. En vous fondant sur votre connaissance du poids idéal et des seuils de volume courant sécuritaire calculés, vous devez comparer le volume courant insufflé aux seuils calculés. Avez-vous une marge de manœuvre pour remédier au problème? Si c’est le cas, la modification du volume courant est une bonne option. Cependant, si vous vous trouvez à l’une ou l’autre de ces limites, il n’est pas possible de modifier le volume courant pour remédier au problème.

Problèmes d’oxygénation : FiO₂ ou PEP?

Lorsqu’il faut modifier la FiO₂ ou la PEP, il faut tenir compte de l’incidence de l’une ou l’autre de ces valeurs sur l’organisme. N’oubliez pas qu’un taux élevé d’oxygène peut provoquer des lésions pulmonaires et qu’il faut toujours viser la FiO₂ la plus basse pour maintenir une SpO₂ supérieure à 92 % et une pO₂ normale (80-100 mmHg). Une FiO₂ supérieure à 0,5 peut entraîner des lésions pulmonaires à cause de l’oxygène (voir le chapitre 2).

Pour la PEP, il existe un seuil minimal absolu de 5 cmH₂O; il ne faut jamais diminuer la PEP en dessous de ce seuil. Inversement, une augmentation trop importante de la PEP peut avoir un impact négatif sur l’organisme. Vous vous souvenez du chapitre 2? Nous avons expliqué comment des niveaux élevés de PEP peuvent avoir une incidence négative sur la compliance des poumons, tout comme c’est le cas des ballons qui ont déjà été gonflés par pression et ont perdu de leur élasticité, de sorte qu’ils ne peuvent plus se gonfler aussi facilement. Une PEP élevée entraîne également une augmentation de la pression dans les alvéoles qui, en plus du volume ou de la pression supplémentaire appliquée à chaque respiration, peut faire dépasser le niveau de pression sécuritaire et exposer les poumons à un risque de barotraumatisme. La pression doit impérativement demeurer en dessous de 35 cmH₂O; plus elle est basse, mieux c’est.

La PEP augmente également la pression dans le thorax, qui outre les poumons, abrite également le cœur et des vaisseaux importants comme l’aorte et la veine cave. L’augmentation de la pression intrathoracique augmente également la pression exercée sur ces vaisseaux. Une telle pression peut provoquer une compression du cœur, ce qui diminue le retour du sang et l’efficacité du pompage. Les termes médicaux associés à ces situations sont le retour veineux et la fraction d’éjection du cœur. Les deux circonstances ont des répercussions sur la tension artérielle.

Lorsqu’on sélectionne la FiO₂ ou la PEP comme paramètre à modifier, un bon principe de base pour traiter l’hypoxie est d’augmenter la FiO₂ jusqu’à tendre vers une valeur de 0,50, puis d’augmenter lentement la PEP de 1 à 2 cmH₂O jusqu’à atteindre un niveau modéré (10 à 12 cmH₂O) pour faciliter l’oxygénation. Si l’hypoxie persiste, il faut continuer à augmenter la FiO₂. N’oubliez pas de consulter un médecin ou le professionnel de la santé le plus responsable s’il faut une PEP plus élevée et une FiO₂ supérieure à 0,50.

Lors de la diminution de la FiO₂, il faut procéder à l’inverse. Diminuez la FiO₂ jusqu’à ce qu’elle soit inférieure à 0,5; ensuite, diminuez lentement la PEP jusqu’à obtenir environ 8 cmH₂O avant de diminuer à nouveau la FiO₂.

À tout moment, si l’augmentation de la PEP entraîne une baisse de la pression artérielle en dessous des seuils acceptables (20 % en dessous des valeurs initiales), ramenez-la à la valeur précédemment consignée et ajustez la FiO₂ pour atteindre la SpO₂ cible.

Revenons à notre exemple…

Patient | 7,31/57/68/24

Supposons que le patient est ventilé en volume contrôlé. Les paramètres sont les suivants : FR de 16 resp./min, V_c de 420 ml, PEP de 5, FiO₂ de 0,5. Le poids idéal calculé est de 52 kg.

Quels sont les paramètres les plus propices à ajuster pour résoudre les problèmes de pH acide, de pCO₂ élevée et d’O₂ faible?

Vous pouvez augmenter la FR, car elle n’est qu’à 16 resp./min et peut être augmentée en toute sécurité jusqu’à atteindre 24 resp./min. Une telle modification est appropriée.

Quant au Vc de 420 ml, on peut le comparer aux seuils sécuritaires de 6 et 8 ml/kg de poids corporel. Le volume courant sécuritaire pour une personne de 52 kg se situe entre 312 et 416 ml. Le volume est donc dans les valeurs les plus élevées, près du seuil de 8 ml/kg. Dans ce cas, on ne peut augmenter le Vc pour favoriser l’évacuation du CO₂ et la correction de la gazométrie. La modification serait donc inappropriée.

Qu’en est-il de la faible pO₂? La PEP est de 5 et la FiO₂ est de 0,5. La PEP correspond au seuil minimal et il est possible d’augmenter cette valeur. Avant de prendre cette décision, il est recommandé de vérifier la FiO₂.

Qu’en est-il de la FiO₂? Bien qu’il soit possible d’augmenter la FiO₂ jusqu’à 1,0, des dommages dus à l’oxygène peuvent se produire à des niveaux supérieurs à 0,50. Dans ce cas, une modification de la PEP serait une option préférable.

Cependant, une mise en garde s’impose : Il est clair qu’il faut remédier à l’hypoxie sévère. Toutes les cellules ont besoin d’oxygène pour survivre. La FiO₂ a un effet rapide en quelques respirations, tandis que la PEP commence à agir pleinement environ après une heure. En cas d’hypoxie modérée à sévère (pO₂ inférieure à 60 mmHg), augmenter la FiO₂ pour obtenir des résultats immédiats tout en augmentant la PEP, puis réduire la FiO₂ lorsque la SpO₂ se rétablit serait la solution la plus convenable. Dans ce cas, l’hypoxie n’est que légère (60-79 mmHg), de sorte qu’augmenter la PEP pourrait suffire tant que la SpO₂ demeure supérieure à 92 %. Au besoin, vous pouvez également augmenter légèrement la FiO₂ pendant que l’augmentation de la PEP commence à agir, puis diminuer la FiO₂ lorsque la SpO₂ s’améliore suffisamment.

Vous comprenez jusqu’à présent? Il ne reste plus qu’une question à aborder…

Généralement, il faut modifier une valeur à la fois puis effectuer par la suite une nouvelle gazométrie et analyser la SpO₂ pour évaluer les changements. Cela dit, jusqu’à quel degré doit-on modifier chaque paramètre pour obtenir des résultats? Bon nombre de manuels sur la ventilation recommandent des formules pour calculer les changements. Or, dans la réalité, ils sont souvent effectués en utilisant une simple logique. Une bonne approche des changements progressifs est la suivante :

Revenons à l’exemple du patient.

Patient | 7,31/57/68/24

Réglages du respirateur : FR de 16 resp./min, Vc de 420 ml, PEP de 5, FiO₂ de 0,5

Information connue : Poids idéal de 52 kg Calcul effectué en utilisant les seuils de Vc sécuritaire de 6 et 8 ml/kg, soit entre 312 et 416 ml pour ce patient.

En répondant aux précédentes questions, vous avez décidé qu’il fallait corriger le pH en rejetant plus de CO₂. Bien que les possibilités d’augmenter la FR ou le volume courant sont envisageables (pensez à l’analogie de l’eau qui monte et de la nécessité de l’évacuer plus vite ou avec un plus grand seau), vous avez déterminé que vous ne pouviez pas augmenter le Vc parce que le seuil de 8 ml/kg est atteint. Par conséquent, la seule option est d’augmenter la FR afin de diminuer la pCO₂ et de rééquilibrer le pH. Le prestataire de soins augmenterait probablement la FR par tranche de 2 resp./min pour la régler à 18 resp./min.

Par ailleurs, vous savez que le patient souffre d’une légère hypoxie. Étant donné que la FiO₂ est de 0,5, vous décidez d’augmenter la PEP tant que la SpO₂ demeure en dessous de 92 %, bien que l’option d’augmenter la FiO₂ soit également possible pour résoudre le problème. Un prestataire de soins augmenterait probablement la PEP à 7 cmH₂O. Si la SpO₂ est inférieure à 92 %, on peut augmenter la FiO₂ à 0,6 pendant environ 30 minutes et la diminuer dès que la modification de la PEP commence à donner des résultats.

Vous connaissez désormais les valeurs typiques auxquelles on doit ajuster chaque paramètre pour avoir un impact sur la gazométrie. De telles analyses peuvent révéler de légers déséquilibres ou des problèmes parfois plus importants. Si les valeurs de la gazométrie ne concordent pas avec la réalité, il peut être intéressant de procéder à des changements en deux étapes.

Lorsque vous effectuez deux étapes de modifications, les mêmes règles s’appliquent et seules certaines modifications sont appropriées pour le patient en question. En pratique, l’approche revient à modifier deux paramètres (si possible) ou les mêmes paramètres en deux étapes. Par exemple, un problème important se pose si le pH est inférieur à 7,3 ou supérieur à 7,5 et si la pO₂ est inférieure à 55. Dans ce cas, si changer la FR est la seule option, vous pourriez envisager de l’augmenter jusqu’à 20 resp./min (16 + 2 + 2 =20 resp./min), et vous augmenteriez certainement la FiO₂ (+0,1, +0,1) de même que la PEP (+2). Rappelez-vous que la PEP agit plus lentement et qu’on espère diminuer la FiO₂ dès que la PEP commence à agir.

Sevrage : réglages de la ventilation en vue de l’extubation

Que se passe-t-il si la gazométrie est normale? En ventilation mécanique, une gazométrie normale ouvre la voie au sevrage! Vous pouvez envisager de diminuer les paramètres de la sédation et du respirateur en appliquant les mêmes règles présentées ci-dessus.

Il faut adopter la même approche pour une gazométrie normale que pour une gazométrie indiquant un excès de ventilation (élimination de trop de CO₂) tant que le patient est assez stable pour qu’on puisse diminuer l’assistance, ce qui lui permet de commencer à respirer progressivement par lui-même. Si vous remarquez que le patient déclenche des cycles respiratoires au-dessus de la fréquence définie et que la situation est stable sur le plan vital, le moment serait propice pour envisager de passer d’un mode contrôlé à un mode spontané, au moyen des réglages initiaux décrits au chapitre 6. Les gazométries sont toujours utilisées pour évaluer l’efficacité du changement, puis les réglages de la ventilation spontanée avec aide inspiratoire sont réduits au minimum en vue de l’extubation.

Vous êtes responsable d’un patient au début de votre quart. Il est intubé et ventilé en pression contrôlée. Voici les réglages du respirateur :

• FR de 20 resp./min
• PC de 16 cmH₂O
• T_i de 1 s
• PEP de 10 cmH₂O
• FiO₂ de 0,4

Lorsqu’elle vous remet le rapport, l’infirmière vous informe qu’elle a reçu le résultat de la gazométrie artérielle effectuée il y a 10 minutes, qui est de 7,47/38/115/30. Analysons ensemble le cas.

Question 1 : Que peut-on corriger dans les résultats de la gazométrie artérielle par la ventilation mécanique?

Le principal objectif du traitement acido-basique est de rééquilibrer le pH. La ventilation peut seulement agir sur le taux de CO₂. Quant au HCO₃, il est régulé par les reins.

Question 2 : Incidence des paramètres de ventilation sur les valeurs de la gazométrie artérielle

La FiO₂ et la PEP influencent la pO₂, tandis que la FR et le Vc agissent directement sur le taux de CO₂ et indirectement sur le pH.

Question 3 : Quels sont les problèmes liés à la gazométrie artérielle, le cas échéant?

En examinant la gazométrie artérielle, vous constatez que le patient présente un pH anormal, une pCO₂ normale et un taux de HCO₃ anormal. La saturation en oxygène est également anormale. Il n’y a pas de solution pour le taux de HCO₃, mais vous pouvez tenter d’équilibrer le pH en modifiant le taux de CO₂ et en corrigeant la saturation en oxygène pour la ramener à la normale.

Question 4 : Quels paramètres peut-on modifier pour résoudre le problème?

Examinons d’abord les problèmes de ventilation. Le pH est alcalin en raison d’un taux élevé de bicarbonates. Il faut rétablir un pH normal et le seul moyen de le faire avec un respirateur est d’ajuster la quantité de CO₂ éliminé pour que l’état alcalin revienne à la normale. Vous ne voulez pas obtenir un taux basique plus élevé; vous devez augmenter le taux d’acide. Pensez à l’analogie de l’eau dans le bateau et rappelez-vous que le CO₂ équivaut à l’acide. Il faut que le taux de CO₂ (taux d’acidité) augmente pour que le pH revienne à la normale. Comment faire en sorte que le niveau de l’eau augmente dans le bateau? Écoper plus lentement ou utiliser un seau plus petit. Il est donc possible de diminuer la FR ou le volume courant sur le respirateur.

N’oubliez pas cependant que vous êtes en train de ventiler en pression contrôlée! Comment ajuster le volume courant dans ce cas? Quel est le lien entre pression et volume? Si vous pensez qu’il faut diminuer la pression appliquée pour obtenir un volume courant plus faible, bien vu! Rappelez-vous que si vous gonflez un ballon avec une pression d’air plus faible, il sera gonflé à un volume plus faible. La pression équivaut au volume lorsque tous les autres paramètres restent inchangés.

Ainsi, pour résoudre les problèmes de ventilation (correction du pH par ajustement de la pCO₂), vous pouvez diminuer la FR ou la pression contrôlée.

Penchons-nous maintenant sur les problèmes d’oxygénation. La pO₂ du patient est de 115 mmHg. La valeur normale se situe entre 80 et 100 mmHg. Il y a donc trop d’oxygène dans le sang du patient. La FiO₂ et la PEP agissent sur la saturation en oxygène, donc il est possible de la réduire en diminuant l’une ou l’autre de ces deux valeurs.

Question 5 : Quels changements seraient les plus appropriés?

Examinons les options ci-dessus et déterminons quel changement est le plus adéquat en tenant compte de la gazométrie artérielle.

Voici les réglages du respirateur :

• FR de 20 resp./min
• PC de 16 cmH₂O
• T_i de 1 s
• PEP de 10 cmH₂O
• FiO₂ de 0,4

Quels sont les éléments qui vous manquent pour déterminer s’il faut changer la FR ou la PC? Si vous avez répondu le volume courant et les renseignements sur le patient, bien joué!

Supposons que vous avez calculé le poids idéal et le Vc (6 à 8 ml/kg). Vous savez que les valeurs sécuritaires du Vc sont les suivantes :

• 6 ml/kg correspondant à 420 ml
• 7 ml/kg correspondant à 490 ml
• 8 ml/kg correspondant à 560 ml

L’écran du respirateur affiche un volume courant d’environ 550 ml. La FR se situe dans les valeurs sécuritaires comprises entre 10 à 24 resp./min. La FR et le Vc peuvent être diminués en toute sécurité à ce stade. Cependant, il faut choisir une seule option.

En gardant à l’esprit les risques de lésions pulmonaires induites par la ventilation et les objectifs de réduction du barotraumatisme et du volutraumatisme, le changement le plus pertinent serait de diminuer le Vc par rapport à sa valeur actuelle (environ 8 ml/kg). Pour ce faire, il faut diminuer la pression contrôlée.

Qu’en est-il de la saturation élevée en oxygène? Selon les réglages actuels du respirateur, la PEP est de 10 et la FiO₂ de 0,4. La FiO₂ est inférieure au seuil de 0,5, mais la PEP se situe dans des valeurs élevées. Bien que l’un ou l’autre réglage puisse être ajusté, étant donné que la PEP est plus élevée et que la FiO₂ est en dessous de la limite, un prestataire de soins diminuerait probablement la PEP.

Néanmoins, il existe une option supplémentaire. Si les respirations du patient dépassent la FR programmée, que ce dernier est stable et qu’il n’a nullement besoin de grandes quantités de médicaments ou de perfusions, il serait assez stable pour qu’on essaie de passer à la ventilation spontanée avec aide inspiratoire (VSAI) au lieu de poursuivre la ventilation en pression contrôlée et de simplement diminuer les réglages. N’oubliez pas que la gazométrie artérielle révèle une surventilation. Si l’évolution de la maladie ralentit et que le patient manifeste une volonté de respirer de manière autonome, il faudrait diminuer la sédation de sorte qu’il puisse prendre des respirations régulières. On pourrait donc tenter de passer à la VSAI. Restez au chevet du patient pendant environ 10 minutes et vérifiez si sa respiration est d’au moins 14 à 20 resp./min avec un volume courant adapté à son poids idéal. Si ce n’est pas le cas, réactivez le mode contrôlé et apportez les modifications nécessaires. Étudiez la possibilité de diminuer légèrement la sédation afin de tenter la VSAI à un autre moment. Si le patient semble respirer avec une FR et un Vc adaptés à ses besoins, évaluez de nouveau la gazométrie artérielle après 30 minutes et confirmez si elle est normale ou s’il y a surventilation. Il ne faut jamais que la ventilation soit insuffisante et le taux de CO₂ ne doit pas augmenter après un tel changement.

Question 6 : Dans quelle mesure doit-on modifier les paramètres?

Les deux changements jugés les plus adéquats sont les suivants :

• diminuer le Vc en diminuant la PC
• diminuer la PEP

Diminuer le volume courant. Le Vc avoisine actuellement 8 ml/kg, mais vous voulez l’abaisser à 7 ml/kg. Par conséquent, essayez de diminuer la pression contrôlée à 2 cmH₂O, puis vérifiez le volume courant que reçoit le patient. S’il y a lieu, vous pouvez augmenter ou diminuer la pression contrôlée pour atteindre un Vc de 7 ml/kg.

Diminution de la PEP. Le prestataire de soins diminuera probablement la PEP de 2 cmH₂O et par la suite la FiO₂, si la SpO₂ ou la pO₂ dépasse les valeurs ciblées. Les ajustements à la PEP sont généralement effectués une fois par jour, car ils font effet lentement (et doivent être réévalués). C’est pourquoi l’ajustement de la FiO₂ est la deuxième option s’il y a lieu, car il peut être effectué fréquemment au besoin.

Bien joué! Vous avez appliqué tous les acquis du cours à la ventilation mécanique, la dernière étape étant la modification des réglages ventilatoires en fonction de la gazométrie artérielle.

S’exercer pour apprendre Plus vous pratiquez et observez, plus vous serez apte à examiner les patients, à choisir des stratégies de ventilation et à les ajuster en fonction des évaluations et interprétations des résultats de la gazométrie. Il y a tant à apprendre et à faire, mais grâce à ces connaissances, vous pouvez instaurer et modifier la ventilation d’une patientèle adulte en toute sécurité.