Comment (vraiment) valuer les changes gazeux en ventilation mcanique

Fiorella Delcampe

Description

Comment (vraiment) évaluer les échanges gazeux en ventilation mécanique? Dr. Fabiano Di Marco II Clinica di Malattie dell’Apparato Respiratorio, Ospedale San Paolo, Università degli Studi di Milano, Italy e-mail: [e-mail] Rationnel de l’étude de la DLCO dans le SDRA Les paramètres physiologiques les plus utilisés aujourd’hui pour déterminer les réglages optimaux de la ventilation mécanique (par exemple le niveau optimal de pression expiratoire positive - PEP) et pour juger de l’évolution du patient sont la PO artérielle (PaO ) et la mécanique du système respiratoire 2 2(volume recruté, compliance, etc). La PaO ou le rapport PaO /FiO sont considérés comme représentatifs des échanges gazeux bien que 2 2 2la PaO dépende de nombreux facteurs (PaCO , FiO , rapport ventilation/perfusion, débit cardiaque et 2 2 2PO veineuse mêlée) [1,2]. Une étude ayant utilisé la technique "MIGET" (Multiple Inert Gas Elimination 2Technique) a montré que dans certaines conditions (ventilation protectrice avec bas volume courant chez des patients en SDRA) les variations de PaO étaient liées presque exclusivement aux variations 2de la pression d’oxygène au niveau du sang veineux mêlé [3]. De plus, une autre étude utilisant la technique "MIGET" pour étudier les effets de l’hypercapnie permissive, toujours chez des patients en SDRA, a clairement démontré que la détérioration des échanges gazeux en hypercapnie permissive, pouvait ...

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Comment (vraiment) évaluer les échanges gazeux en ventilation mécanique? Dr. Fabiano Di Marco

II Clinica di Malattie dell’Apparato Respiratorio, Ospedale San Paolo, Università degli Studi di Milano, Italy email: [e-mail]

Rationnel de l’étude de la DLCO dans le SDRA Les paramètres physiologiques les plus utilisés aujourd’hui pour déterminer les réglages optimaux de la ventilation mécanique (par exemple le niveau optimal de pression expiratoire positive  PEP) et pour juger de l’évolution du patient sont la PO 2  artérielle(PaO 2 ) et la mécanique du système respiratoire (volume recruté, compliance, etc). La PaO 2 ou le rapport PaO 2 /FiO 2 sont considérés comme représentatifs des échanges gazeux bien que la PaO 2 dépende de nombreux facteurs (PaCO 2 , FiO 2 , rapport ventilation/perfusion, débit cardiaque et PO 2 veineuse mêlée) [1,2]. Une étude ayant utilisé la technique "MIGET" (Multiple Inert Gas Elimination Technique) a montré que dans certaines conditions (ventilation protectrice avec bas volume courant chez des patients en SDRA) les variations de PaO 2 étaient liées presque exclusivement aux variations de la pression d’oxygène au niveau du sang veineux mêlé [3]. De plus, une autre étude utilisant la technique "MIGET" pour étudier les effets de l’hypercapnie permissive, toujours chez des patients en SDRA, a clairement démontré que la détérioration des échanges gazeux en hypercapnie permissive, pouvait être largement sous estimée par la mesure de la seule PaO 2 [4]. Les modifications des propriétés mécaniques du système respiratoire, et notamment du volume recruté, évalué par CTscan ou par les boucles pressionvolume quasi statiques, ne sont pas toujours bien corrélées avec les échanges gazeux et les variations de la PaO 2 , probablement du fait d’une discordance anatomiquefonctionnelle au niveau du volume recruté [5]. Ainsi, l’évaluation de la PaO 2 et de la mécanique du système respiratoire ne permettent pas de bien comprendre et d’évaluer si les échanges gazeux(donc la fonctionnalité du poumon)sont améliorés ou dégradés. Les échanges gazeux peuvent être étudiés par la mesure de la DLCO (diffusion pulmonaire du monoxyde de carbone).

Mesure des échanges gazeux avec la technique DLCO Malgré une appellation (diffusion pulmonaire du monoxyde de carbone) se référant à la seule diffusion, la DLCO évalue en fait toutes les étapes qui concourent aux échanges gazeux:1.la diffusion en phase gazeuse (mixing);2. ladiffusion en phase liquide (à travers la membrane alvéolocapillaire);3. la réaction chimique dans les capillaires pulmonaires de liaison à l’hémoglobine. 1 1 La DLCO, qui est une conductance (mL*mmHg*min ),dépend du volume pulmonaire qui participe aux échanges gazeux (capacité résiduelle fonctionnelle ou CRF) et du coefficient d’échange (Kgas ou rapport DLCO/CRF), qui représente le pourcentage de CO consommé par unité de temps [6]. Deux ou trois mesures de DLCO faites à différentes concentrations d’oxygène inspiré (FiO 2 ) permettent d’obtenir

la valeur de deux autres facteurs intervenant dans la capacité de transport totale du système cardio pulmonaire: le volume capillaire pulmonaire (Vc) et la capacité de diffusion de la membrane alvéolo capillaire (Dm) [7] (méthode de Roughton et Foster). DLCO, CRF, KCO, Dm et Vc sont des paramètres sensibles à toutes les conditions qui influencent la capacité d’échange gazeux du système cardio pulmonaire [812]. De plus, le KCO est un bon indicateur du rapport entre le volume et la surface des unités d’échanges gazeux (i.e. les alvéoles) et ce paramètre devrait être intéressant au cours du SDRA ou le rapport entre la surdistension et le volume recruté est toujours discuté [13]. Par ailleurs, la DLCO a été utilisée pour évaluer les variations des échanges gazeux soit après changement de posture [14], soit après inspiration profonde chez le sujet sain [15,16], modifications ventilatoires qui sont maintenant étudiées et discutées au cours du SDRA [1720]. La DLCO est utilisée communément chez des malades coopératifs non intubés [6]. Pour permettre la mesure de la DLCO par une manœuvre de réinspiration (rebreathing) pendant la ventilation mécanique, un système type «baginbox» a été proposé [2,2123]. Le système «baginbox »permet d’effectuer plusieurs cycles de réinspiration sans modifier les pressions à la bouche du patient (par exemple le niveau de PEP) ce qui est très important au cours du SDRA car le dérecrutement se produit rapidement [24]. Le système « baginbox » utilisé avec des analyseurs lents ("traditionnels") de CO et hélium  He [2,21,22] ne permet pas de bien maîtriser la mesure de la DLCO. L’analyse du CO et de l’He ne peut alors être effectuée qu’a la fin de la manœuvre sur le contenu du ballon. De plus, les analyseurs lents nécessitent pour la mesure un volume incompatible avec les faibles volumes actuellement utilisés lors de la ventilation du SDRA [25]. Nous avons donc mis au point un système «baginbox» avec des analyseurs rapides de CO et CH 4 permet de faire une mesure en continu à la bouche du sujet. qui L’analyse en continu permet d’obtenir la concentration soit du CO soit du CH 4 une fréquence avec d’échantillonnage de 200 Hz et de bien maîtriser la mesure et l’analyse des résultats (Figures 1 et 2). Les gaz inertes que, sont le CH 4 ou l’He, permettent la mesure du volume pulmonaire. Nous allons évaluer, chez des patients SDRA, les effets de deux niveaux de PEP (5 et 15 cmH 2 O) sur la DLCO. Notre hypothèse est que la PEP devrait améliorer le KCO par un phénomène de recrutement. Si, au contraire, une surdistension des zones déjà aérées survient suite à l’application de la PEP, une baisse du KCO devrait survenir du fait de la non augmentation concomitante du volume capillaire (rapport défavorable entre la surdistension et le recrutement).  Nosrésultats préliminaires montrent que, chez les patients en SDRA, la capacité d’échanges gazeux est presque toujours augmentée par un haut niveau de PEP. Pourtant cette augmentation est, dans la plupart des cas, corrélée à une réduction du KCO qui démontre que les phénomènes de surdistensions sont prédominants par rapport au recrutement. En outre, il y a une corrélation inverse

entre la variation, liée à la PEP, du KCO et de l’espace mort (VD), qui semble confirmer l’utilité du KCO comme paramètre non invasif pour juger de l’effet de la PEP chez les patients en SDRA.

Figure 1. Analyse en continu du CO et du CH 4 pendant la réinspiration pour la mesure du

volume pulmonaire (avec la méthode de dilution du CH 4 ) et de la DLCO.

inspiration

réinspiration

CH 4 CO

Volume du poumon

Figure 2. Consommation du CO dans le temps (kCO).

0 60 0,2 0,4 0,6 0,8 1

62

64

66

68

70

DLCO = K CO * Volume du poumon

1,2 kCO = consommation du CO par second 1,4 time (sec)

kCO=7,03%

y = 0,0703x

%

72

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