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Diplôme International en Ventilation
Artificielle (DIVA)
10, 11, 12 et 13 juin 2015
Variabilité ventilatoire
(NAVA, PAV, VPS) Stéphane Delisle RRT, PhD, FCSRT, FCCM
Aucune variabilité physiologique
=
mort
Aucune variabilité physiologique
=
Mort
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
Flo
w (
mL)
time
10 sec
Types de variabilité
• Variabilité « discrète » (cycle à cycle)
• Variabilité « continue » (complexité ou caractère chaotique de la trajectoire du débit)
Définition Breathing Variability: Definitions
• Les grandeurs de sorties utilisées pour décrire le comportement du système respiratoire (VT, FR, Ti, Te, VE, etc)
• Pour une même valeur moyenne, il est cependant possible d’observer différentes déviations (écart-type), cette dispersion traduit une plus ou moins grande variabilité
• Auto-corrélation (concept de « mémoire à court terme »)
Définition Breathing Variability: Definitions
• Les grandeurs de sorties utilisées pour décrire le comportement du système respiratoire (VT, FR, Ti, Te, VE, etc)
• Pour une même valeur moyenne, il est cependant possible d’observer différentes déviations (écart-type), cette dispersion traduit une plus ou moins grande variabilité
• Auto-corrélation (concept de « mémoire à court terme »)
Moyenne: 400 mL
Écart-Type: 227 mL
Coefficient de variation (ET/moyenne*100):
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
time
(min)
9 19 29 39 49 59
Tid
al V
olu
me
(m
L)
56%
Coefficient de variation (ET/moyenne*100):
Moyenne: 387 mL
Écart-Type: 57 mL
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
time
min
9 18 28 37 46 55 64
Tid
al V
olu
me
(m
L)
14%
Coefficient de variation
Définition Breathing Variability: Definitions
• Les grandeurs de sorties utilisées pour décrire le comportement du système respiratoire (VT, FR, Ti, Te, VE, etc)
• Pour une même valeur moyenne, il est cependant possible d’observer différentes déviations (écart-type), cette dispersion traduit une plus ou moins grande variabilité
• Auto-corrélation (concept de « mémoire à court terme »)
Origine de la variabilité
Origine de la variabilité
Cheyne-Stokes Absence
Variabilité physiologique « personnalité
respiratoire »
Soupir physiologique
Bedixen., J Appl physiol 1964
Personnalité respiratoire
Young Male
Elderly Male
Ary L. Goldberger Proc Am Thorac Soc, Vol 3; 2006
Brack T, Am J Respir Crit Care Med, 1997
BREATHING VARIABILITY Breathing Variability: Understanding
Restrictive Lung Disease: n = 10
Normal Lung: n = 7
Brack T, Am J Respir Crit Care Med, 2002
Breathing Variability: Restrictive Lung Disease
Hypocapnia
Normocapnia
Hypercapnia
Fiamma MN, Straus C, Thibault S, Wysocki M, Baconnier P, Similowski T. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2007;292:R1985-93.
.
Breathing Variability: Understanding
Bénéfices
Intérêt diagnostique ou pronostique Breathing Variability: Weaning
Wysocki M, Crit Care Med, 2006
Wysocki M, Crit Care Med, 2006
Wysocki M, Crit Care Med, 2006
CVVT/Ti > 19%
CVTi/TTOT > 10%
+ 100% success
Bien et al. Crit Care Med 2011 Vol. 39, No. 10
Variabilité et oxygénation
Boker., Am J Respir Crit Care Med; 2002
Oxygénation
Spieth, 2011
Oxygénation
Ventilation Variable (NAVA)
Coisel 2010
La résonance stochastique Stochastic resonance
Système non-linéaire
V
P
V
P
V
P
Wolff G 1989, Gattinoni 2001, Hinz 2006
V
t
V
t
V
t
VT
VT
VT
Variable Ventilation…to fit the different lungs
V
P
VT
Pinsp Jensen’s inequality
Stochastic resonance
Suki B 1998, Brewster 2005
Variable Ventilation…to fit the different lungs
V
P
VT
Pinsp Jensen’s inequality
Stochastic resonnance
Suki B 1998, Brewster 2005
Variable Ventilation…to fit the different lungs
Recrutement is a dynamic process
Arnal 2011
Recrutement is a dynamic process
Ma B. 2011
Gama de Abreu., Crit Care Med; 2008
Aération et débit sanguin pulmonaire Improved ventilation/perfusion
Surfactant Variable ventilation on the surfactant
Arold., Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol., Crit Care Med; 2003
Modalités permissives
VAC NAVA
Ventilation Assisté Proportionnelle
(VAP, PAV+)
Neuro-Asservissement de la Ventilation Assistée
(NAVA)
Variable Pressure Support
(VPS)
NAVA Neuro-Asservissement de la Ventilation Assistée
L’algorithme
Continuellement durant l’inspiration, l’algorithme
d’AP échantillonne instantanément le débit
généré par le patient ( à chaque 5 msec) et
calcule le volume pulmonaire grâce à l’équation
de mouvement (travail)
Pmus = Débit * R (ET) + Débit * R L + Vol * E L
%Supp = 5
%Supp = 95
%Supp = 50
Temps
Temps
Temps
PY
PY
PY PPLAT =
300 ms
Compliance et Résistance
Plateau Q 4 - 10 efforts
PMUS = Débit * R ET + Débit* R L + VL * E L
Temps
Pre
ssio
n
PPLAT = 300 ms
(+)
( )
PiE = Pi
E L Pi
EY, où
V
Y
.
ViE
.
PEY PEL
PPL
t 0
E
ViTE VE
.
PEEPi
ii ETOT i
E
PR ,where
V
} PiE
PiEL = PPL EL Vi
TE, où
PL iL
TI
P PEEPE ,
V
i i iPL iE PL TE EY
TI
P PEEPP P V P ,
V
i ii iTE TEE PL PL i EY
TI TI
V VP P P PEEP P ,
V V
i ii iTE TEE PL EY i
TI TI
V VP P 1 P PEEP ,
V V
iiTE
PL EY iTIi i TE
TOT i i
TIE E
VP 1 P
V PEEP VR
VV V
t iE
VTI
i i
L TOT ETR R R
PiEY
PiEL
Résistance pulmonaire
VT change in the presence of spontaneous breaths according to i-synchronization
No spontaneous breaths
6ml/kg/IBW
VT
(ml)
Non i-Synchronized modes Non i-Synchronized modes
10 ml/kg/IBW
6 ml/kg/IBW
VT
(ml)
4 ml/kg/IBW
VT
(ml)
Fully i-Synchronized modes
6 ml/kg/IBW
10 ml/kg/IBW
time (sec)
0 to10 11 to 20 21 to 30 31 to 30 41 to 50 > 50
Spontaneous Activity (%)
#
*
* *
* *
#
Co
eff
icie
nt
of
vari
atio
n (
%)
60% des patients reçoivent aucune
variabilité ventilatoire
Variabilité en réanimation
Esteban A., JAMA; 2002
VT et effort du patient
PAV, NAVA
Noisy PSV
Autres Intérêts
Proportional Assist Ventilation
Wysocki M, Crit Care Med, 2004
Proportional Assist Ventilation
Wysocki M, Crit Care Med, 2006
NAVA
Coisel, Anesthesiology 2010
Variabilité VPS c. NAVA
Types de variabilité
• Variabilité « discrète » (cycle à cycle)
• Variabilité « continue » (complexité ou caractère chaotique de la trajectoire du débit)
o Non linéaire
o Sensible aux conditions initiales
o Déterministe
Portrait de phase
Exposants de Lyapunov (LLE)
Arythmie respiratoire sinusale Respiratory sinus arrhythmia
Mutch., Respiratory Research; 2005
Sommeil - Sleep
Sleep
RESPIRATORY CARE • MAY 2013 VOL 58 NO5
Sleep NAVA sommeil
Delisle S, Sleep quality in mechanically ventilated patients: comparison betwenn NAVA and PSV
modes; Annals of Intensive Care 2011
VPS Variable Pressure Support
1,6 mL/Kg Atelectrauma
16 mL/Kg Volutrauma
Bio
trau
ma
She
ar S
tre
ss
Spieth., Am J Respir Crit Care Med JAMA; 2009
Exemple Press. Var. 50%
Ajustements:
PEP: 5 cmH2O
∆PS: 15 cmH2O
i.e.: Psupp: 20 cmH2O
Press. Var.: 50 %
Résultats:
∆PS_min 7.5 cmH2O
∆PS_max 22.5 cmH2O
Psupp_moyenne 20.0 cmH2O
Psupp_min 12.5 cmH2O
Psupp_max 27.5 cmH2O
Exemple Press. Var. 100%
Ajustements:
PEP: 5 cmH2O
∆PS: 15 cmH2O
i.e.: Psupp: 20 cmH2O
Press. Var.: 100 %
Résultats:
∆PS_min 0 cmH2O
∆PS_max 30.0 cmH2O
Psupp_moyenne 20.0 cmH2O
Psupp_min 5 cmH2O
Psupp_max 35.0 cmH2O
Laquelle des variabilités ?
PaO2/FiO2 Elastance(ERS)
Conclusion • Amélioration du confort
• Amélioration de l’oxygénation
• Amélioration de la production locale du surfactant
• Diminution des lésions pulmonaires
• Renforcement du phénomène d’adaptation physiologique de la fréquence cardiaque suite à un changement du volume sanguin par l’activité respiratoire (Arythmie Sinusale Respiratoire)
• Amélioration du sommeil