Efficacité et sécurité d'un protocole de recrutement pulmonaire chez les enfants atteints de lésions pulmonaires aiguës (Recruitment)

I. Introduction A. Contexte Les unités pulmonaires qui participent aux échanges gazeux sont appelées poumons « recrutés ». Les patients atteints de lésions pulmonaires souffrent d'une proportion d'unités qui ne participent pas aux échanges gazeux (c'est-à-dire l'état dérecruté), ce qui entraîne parfois une altération des échanges gazeux. Le dérecrutement des alvéoles peut également provoquer un shunt intrapulmonaire et aggraver les lésions pulmonaires par atélectotraumatisme7. Les résultats du syndrome de détresse respiratoire aiguë se sont considérablement améliorés. Est-ce vraiment vrai ? depuis que les cliniciens ont commencé à utiliser des stratégies de protection pulmonaire, y compris la ventilation à faible volume courant et l'hypercapnée permissive8, 9. Cependant, il a été reconnu que la ventilation à faible volume courant diminue le volume pulmonaire recruté, un phénomène qui persiste malgré la stratégie agressive de pression positive en fin d'expiration (PEP) utilisée dans les études ARDSNet4. L'atélectasie associée à la ventilation à faible volume courant est soulagée par l'utilisation de ce que l'on appelle des respirations de signe, ou respirations de recrutement10. En outre, la proportion de poumons restant à l'état dérecruté peut contribuer à la morbidité et à la mortalité associées au syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA)11. Chez l'adulte, plusieurs stratégies ont été utilisées pour recruter le poumon : l'inflation soutenue (SI) et la stratégie de recrutement maximal. L'approche dite à poumon ouvert (OLA) comprend un SI suivi du réglage de la PEP au point d'inflexion inférieur mesuré de la courbe PV. Une approche alternative pour régler la PEP est un titrage PEP décrémental, qui comprend la diminution séquentielle de la PEP jusqu'à ce qu'une décrémentation prédéterminée de PaO2 ou SaO2 se produise. Les études n'ayant pas inclus de stratégie de maintien du recrutement pulmonaire suite à une manœuvre de recrutement ont toutes été étudiées.

L'impact du recrutement pulmonaire sur l'évolution à long terme du SDRA n'est pas encore clair. Il est clair que le recrutement pulmonaire est le plus efficace plus tôt au cours de l'ALI/SDRA. Grasso et al ont démontré que les patients ayant reçu une manœuvre de recrutement au jour 1 ± 0,3 du SDRA pouvaient être recrutés, par rapport aux patients recrutés au jour 7 ± 1. De même, Gattinoni et al11 et Crotti et al5 ont trouvé un recrutement limité chez les patients qui étaient bien avancés dans l'évolution du SDRA. Borges et al, 6 Tugrul et al, 12 et Girgis et al ont tous recruté des patients au début de l'évolution du SDRA, et chacun a trouvé un recrutement pulmonaire marqué, en moyenne, chez tous les patients étudiés. Chacun de ceux-ci a démontré une capacité à améliorer les saturations en oxygène et (parfois étudié) le volume pulmonaire en fin d'expiration. Bien qu'aucune étude n'ait examiné l'effet de ce changement sur la morbidité ou la mortalité, chez les enfants, l'hypoxémie est connue pour être une cause fréquente de morbidité. Fait important chez les enfants, le traitement de l'hypoxie entraîne souvent une augmentation des réglages du ventilateur, l'utilisation de la ventilation oscillatoire à haute fréquence (HFOV) ou l'utilisation de l'oxygénation par membrane extracorporelle (ECMO). Le recrutement précoce d'enfants atteints d'ALI/SDRA peut empêcher la nécessité d'une escalade des soins vers ces thérapies plus invasives et à risque.

À l'heure actuelle, il n'y a pas de lignes directrices de pratique clinique ou de norme de soins concernant les stratégies de recrutement pulmonaire pour les enfants atteints de lésions pulmonaires. À ce jour, aucune étude n'a été réalisée chez les enfants documentant l'efficacité ou l'innocuité de l'une des stratégies utilisées en soins intensifs. L'objectif principal de cette étude est de démontrer l'efficacité et l'innocuité des manœuvres d'inflation soutenue et de recrutement maximal chez les enfants atteints de lésions pulmonaires.

B. Manœuvres de recrutement pulmonaire

1. Inflations soutenues (SI) Les inflations soutenues (SI) sont couramment utilisées dans l'unité de soins intensifs comme manœuvre de recrutement. Dans SI, le patient reçoit une respiration à pression positive prolongée (généralement entre 30 et 45 cm H2O) d'une durée comprise entre 15 et 40 secondes. Cliniquement, cette manœuvre est appliquée suite à un dérecrutement, comme une aspiration, ou lorsque le patient présente une hypoxémie. Cette stratégie est actuellement utilisée dans l'unité de soins intensifs médico-chirurgicaux de l'hôpital pour enfants de Boston chez certains patients souffrant de lésions pulmonaires, bien qu'il n'y ait aucune preuve publiée de son innocuité ou de son efficacité chez les enfants. Pourrions-nous mettre les 3 études SI chez les prématurés qui utilisent 20-40 cmH20 suivis de CPAP ? 1 était une étude chez le lapin. Les études décrites ci-dessous portent sur les manœuvres de recrutement d'inflation soutenue.

   1. Tugrul et al12 ont étudié l'effet de l'IS chez 24 adultes atteints de SDRA. SI comprenait 45 cm H2O pendant 30 secondes, suivi d'un titrage PEP décrémental à partir de 20 cm H2O vers le bas, titrant jusqu'aux saturations. Le rapport P/F a augmenté > 200 chez 11/24 patients, ce qui a persisté 6 heures après la manœuvre chez 9/24 patients. Aucun barotraumatisme n'a été observé chez aucun patient.
   2. Richard et al ont étudié4 l'effet du SI (45 cm H2O pendant 15 secondes) chez 10 adultes atteints de SDRA ventilés avec une stratégie à faible volume courant. La manœuvre a induit une augmentation significative des volumes pulmonaires recrutés (175 ± 108 ml pré-manœuvre versus 254 ± 137 ml post-manœuvre). Cette amélioration était associée à une augmentation des saturations artérielles en oxygène. Il n'y a eu aucun rapport sur la durabilité du recrutement, ni sur les effets indésirables.
   3. Lapinski et al13 ont étudié l'innocuité et l'efficacité de la manœuvre SI chez 14 adultes atteints de SDRA. La pression utilisée dans la manœuvre était la moindre de 45 cm H2O ou de la pression de plateau utilisée dans des respirations à volume courant de 12 mL/kg ; la manœuvre a été maintenue pendant 20 secondes. Les saturations en oxygène sont passées de 86,9 ± 5,5 à 94,3 ± 2,3 % en 10 minutes, qui se sont maintenues à 4 heures chez 10/14 patients. Les quatre chez qui les saturations sont tombées avaient des niveaux de PEP inférieurs à 10 cm H2O. La pression artérielle systolique a diminué pendant l'inflation de 20 secondes chez certains patients, changement moyen de 6,9 ​​mm Hg, qui s'est inversée rapidement après le relâchement de la manœuvre chez tous les patients. Aucun barotraumatisme n'a été noté chez aucun patient au suivi de 24 heures.
   4. Pelosi et al10 ont étudié l'effet de trois respirations consécutives en soupirant (une avec une pression de plateau de 45 cm H2O mais de durée normale) chez 10 adultes atteints de SDRA. Après 1 heure de 3 soupirs par minute, le volume pulmonaire en fin d'expiration (mesuré par dilution He) est passé de 1,49 ± 0,58 à 1,91 ± 0,67 L, et une augmentation de la PaO2 de 92,8±18,6 à 137,6±23,9 mm Hg, par rapport aux mêmes réglages de ventilateur sans soupirs. L'élastance pulmonaire et la ventilation ont également augmenté. Aucun effet indésirable n'a été noté.
   5. Toth et al ont étudié les changements cardiaques et respiratoires qui se produisent en SI (40 cm H2O pendant 40 secondes) chez 18 adultes atteints de SDRA. La PaO2 a augmenté entre la manœuvre de pré-recrutement et la période de suivi de 60 minutes (203 ± 108 contre 322 ± 101 mm Hg, p < 0,001). L'index cardiaque (IC) et le volume sanguin intrathoracique (ITBV) ont diminué suite à la manœuvre de recrutement (IC, 3,90 ± 1,04 contre 3,62±0,91 L/min/m2, p < 0,05 ; ITBVI, 832±205 contre 795±188 mL/m2, p < 0,05). Il n'y avait aucune corrélation avec l'IC et la pression artérielle moyenne, et aucun changement significatif n'est survenu dans la pression artérielle moyenne.
   6. Dans peut-être la plus grande étude sur les inflations soutenues à l'ère de la ventilation protectrice, Meade et al14 ont étudié 983 adultes atteints de SDRA en utilisant des stratégies de protection pulmonaire (volumes courants 6 mL/kg) dans les deux groupes. Le groupe expérimental a utilisé des manœuvres de recrutement SI (40 cm H2O pendant 40 secondes), des niveaux plus élevés de PEP (14,6 ± 3,4 dans le groupe dit « ventilation pulmonaire ouverte » contre 9,8 ± 2,7 dans le groupe témoin) et des pressions de plateau plus élevées ( 30,2 ± 6,3 contre 24,9 ± 5,1 cm H2O) que le groupe témoin, qui n'a pas utilisé de manœuvres de recrutement. Bien qu'il n'y ait pas eu de différence dans la mortalité toutes causes confondues, le groupe expérimental présentait des taux inférieurs d'hypoxémie réfractaire (4,6 % contre 10,2 % ; RR, 0,54), de décès avec hypoxémie réfractaire (4,2 % contre 8,9 % ; RR, 0,56) et moins utilisation fréquente de traitements intensifiés (définis comme une ventilation à haute fréquence, du monoxyde d'azote inhalé, une ventilation par jet ou une assistance extracorporelle) (5,1 % contre 9,3 % ; RR, 0,6). Cela donne du crédit à l'idée qu'un recrutement efficace d'enfants au début d'une lésion pulmonaire aiguë peut éviter l'escalade du traitement et réduire la mortalité due à une hypoxie sévère.

2. Manœuvre de recrutement de la ventilation à pression contrôlée (PCV) Contrairement à une SI, la ventilation des patients avec des pressions de plateau accrues et des niveaux de PEP accrus a également été utilisée comme manœuvre de recrutement. Dans ce cas, le patient est temporairement placé sur des pressions de ventilateur plus élevées que celles qui seraient utilisées pour ventiler un patient autrement. Une combinaison de PEP et de pressions de plateau aide à recruter des alvéoles atélectasiques. La ventilation à pression contrôlée est le mode de choix chez ces patients car la pression de plateau y est fixée et donc maintenue constante (contrairement à la ventilation à volume contrôlé). Ainsi, une pression de plateau connue (qui participe au recrutement pulmonaire) est délivrée. Voici les principales études utilisant une manœuvre de recrutement PCV. ? "Manœuvre TLC" d'Athanasios chez les enfants anesthésiés ? Petite étude traitant de l'atélectisie peropératoire.

   1. Borges, Amato et al6 ont réalisé l'étude la plus convaincante et la plus complète de la manœuvre de recrutement maximal à ce jour. Dans ce document, ils ont étudié 26 adultes au début de l'évolution du SDRA comparant l'approche à poumon ouvert (y compris SI de 40 cm H2O pendant 40 secondes, suivie d'une PEP réglée à Pflex + 2 cm H2O, décrite ci-dessous) avec la stratégie de recrutement maximal, réalisée en séquence. Le recrutement maximal a été défini comme une PaO2 plus PaCO2 dépassant 400 mm Hg, indiquant un shunt intrapulmonaire minimal. La stratégie comprenait une ventilation à pression contrôlée de 15 cm H2O, avec une PEP augmentée par incréments de 5 cm H2O toutes les 5 minutes (PEP maximale de 45 cm H2O) jusqu'à ce que le recrutement maximal soit atteint. Le recrutement maximal a été atteint chez 24/26 patients, dont les deux tiers ont été atteints par une PEP de 30 cm H2O. En utilisant un titrage PEP pour maintenir le recrutement pulmonaire (voir ci-dessous), la PaO2 est restée supérieure à 400 (poumons entièrement recrutés) chez tous les patients à 6 heures. La procédure a été tolérée sur le plan hémodynamique chez tous les patients et l'incidence à long terme des barotraumatismes chez les patients de l'étude (7,7 %) était inférieure à l'incidence reconnue dans les études ARDSNet (10-11 %)8.
   2. Crotti et al5 ont étudié cinq adultes atteints d'ALI/SDRA avec des pressions de plauteau variables (10, 15, 20, 30, 35, 40, 45 cm H2O) et des niveaux de PEP (5, 10, 15, 20 cm H2O). L'imagerie CT thoracique en fin d'inspiration et en fin d'expiration a été obtenue avec chaque combinaison de pression de plateau et de PEP. Le pourcentage de poumon recruté (tel que déterminé par radiographie) a augmenté de manière presque linéaire avec l'augmentation des pressions de plateau (Figure 1). La fréquence d'ouverture maximale s'est produite à 20 cm H2O, ce qui suggère que des pressions de plateau supérieures à 20 cm H2O seraient les plus bénéfiques pour le recrutement pulmonaire. Aucune mesure des échanges gazeux ou des événements indésirables n'a été étudiée.
   3. Foti et al15 ont comparé les changements dans l'oxygénation et les volumes pulmonaires en fin d'expiration à des niveaux de PEP croissants avec une ventilation à volume contrôlé superposée par rapport à une manœuvre d'inflation soutenue chez 15 adultes atteints de SDRA. Bien que le recrutement ait été variable (en raison de l'utilisation du VCV, donc des pressions de plateau variables), il a constaté que l'augmentation maximale de l'oxygénation se produisait à des niveaux élevés et soutenus de PEP (moyenne de 16 cm H2O pendant 30 minutes) par rapport à des manœuvres de recrutement de 30 secondes et à de faibles PEP (moyenne de 9 cm H2O). Le protocole PEP/plateau n'a été associé à aucune altération hémodynamique, comme avec la manœuvre d'inflation soutenue.
   4. Villagra, et al, ont étudié une manœuvre de recrutement utilisant 2 minutes de ventilation à l'aide d'une ventilation à pression contrôlée (PCV) chez 18 adultes atteints de SDRA précoce. Pour le RM, la PEP a été fixée à 3 cm H2O au-dessus du point d'inflexion supérieur de la courbe PV, et les pressions maximales ont été fixées à 50. Il est important de noter que les pressions maximales du RM ne différaient pas significativement de la ventilation de base (43,6 ± 7,6 avant le RM, 47 ± 4,5 pendant le RM et 42,8 ± 7,1 cm H2O après le RM), bien que la PEP le fasse (14 ± 1,3 pré-RM vs 30±4,9 cm H2O). Les investigateurs n'ont pas trouvé de différence significative de PaO2 suite à la manœuvre de recrutement (127±63 pré-RM, 162±108 pendant et 149±85 cm H2O post-RM). Cette découverte implique plusieurs découvertes importantes concernant le recrutement pulmonaire. Premièrement, le pic de pression représente un déterminant important du recrutement pulmonaire. En revanche, Borges et al ont pu recruter entièrement les 18 patients atteints de SDRA en utilisant des pressions motrices différant significativement de celles pré-RM dans la phase de recrutement maximale (50-60 cm H2O pendant le recrutement contre 30 cm H2O au départ). De plus, la manœuvre de recrutement utilisée ici n'a duré que 2 minutes, par rapport au titrage incrémentiel utilisé par Borges qui a duré 4 minutes à chaque phase. Bien que n'étant pas systématiquement étudié, l'absence d'amélioration significative de la PaO2 post-RM trouvée dans cette étude suggère que le recrutement utilisant le PCV peut être fonction du temps et des pics de pression utilisés dans le RM.
   5. Medoff,3 et al ont présenté un seul patient souffrant d'hypoxémie réfractaire. La prise en charge comprenait des inflations soutenues répétées avec une PEP fixée juste au-dessus de Pflex sur la base de la courbe PV. Une manœuvre de recrutement incluant 20 cm H2O de PEP et 40 cm H2O de pression distendue pendant 2 minutes a été réalisée. Le patient a présenté une nette amélioration de l'oxygénation et un recrutement presque complet du poumon par tomodensitométrie (voir la figure 2).
   6. Alors que toutes les études susmentionnées ont réussi à recruter, Gattinoni et al11 ont étudié 68 adultes atteints de SDRA tardif (5 ± 6 jours de ventilation à l'inscription) qui n'ont pas réussi à recruter. Les manœuvres de recrutement comprenaient une ventilation à pression contrôlée avec une pression maximale de 45 cm H2O, une PEP de 5 cm H2O et une fréquence respiratoire de 10. Les niveaux de PEP ont ensuite été appliqués dans un ordre aléatoire, entre 5 et 15 cm H2O. Il a constaté que les patients de l'étude n'avaient que 13 ± 11% de poumons recrutables par tomodensitométrie. Parmi tous les patients, il a découvert que 24 % des tissus pulmonaires n'étaient pas recrutables, même à des pressions des voies respiratoires de 45 cm H2O. Aucun marqueur d'échange gazeux n'a été mesuré.

Il est important de noter trois aspects de cette étude qui sont probablement responsables du pourcentage excessivement élevé de poumons non recrutables, contrairement à la stratégie de recrutement très réussie décrite par Borges et al. Tout d'abord, Borges a étudié les patients au début de l'évolution du SDRA (médiane, 2 jours) tandis que Gattinoni a étudié le SDRA tardif. Deuxièmement, Borges a utilisé des pressions de pointe aussi élevées que 60 cm H2O, tandis que Gattinoni a utilisé des pressions allant jusqu'à 45 cm H2O. Enfin, Gattinoni n'a pas pratiqué de titrage PEP, mais a abaissé la PEP à 5 cm H2O suite aux manœuvres de recrutement. Ainsi, l'étude de Gattinoni met en évidence l'importance des pics de pression élevés dans le recrutement pulmonaire, du recrutement précoce dans le SDRA et d'une titration décrémentielle de la PEP pour maintenir le recrutement pulmonaire.

C. Stratégies de maintien du recrutement L'application d'une pression positive en fin d'expiration est connue pour prévenir les contraintes répétitives de dérecrutement-recrutement sur le tissu pulmonaire. Dans un modèle animal de lésion pulmonaire aiguë, Farias a montré que des preuves histologiques et biochimiques d'un atélectotraumatisme sont évitées lorsque la PEP est appliquée après le recrutement pulmonaire7. Les deux principales stratégies pour prévenir le dérecrutement après une manœuvre de recrutement comprennent l'approche à poumon ouvert et la titration décrémentale de la PEP.

1. Approche à poumon ouvert Dans l'approche à poumon ouvert, la PEP est réglée juste au-dessus du point d'inflexion inférieur (également appelé Pflex) de la courbe pression-volume du patient. Cela empêche théoriquement la PEP de descendre en dessous de la zone de sous-distension.

   1. Dans une deuxième partie de l'étude mentionnée ci-dessus, Richard et al4 ont également étudié l'effet de l'augmentation de la PEP par rapport à la LIP mesurée (LIP + 4 cm H2O, pas de SI) par rapport à la PEP réglée au point d'inflexion inférieur après SI. Chez 10 adultes ventilés avec une ventilation à faible volume courant, les volumes pulmonaires mesurés étaient de 175±108 à PEEPLIP contre 332±91 ml à PEEPLIP+4. Cette augmentation était encore plus notable chez les patients ventilés avec des volumes courants élevés (10 mL/kg), démontrant le rôle des pressions de plateau (en plus de la PEP) dans le recrutement alvéolaire (voir Figure 3).
   2. Amato et al16 ont étudié les effets d'une « stratégie de ventilation protectrice » chez 53 patients atteints de SDRA. Le groupe de ventilation protectrice a reçu des manœuvres de recrutement via une inflation soutenue (35-40 cm H2O pendant 40 secondes) suivie d'une PEP réglée à LIP + 2 cm H2O. Le groupe contrôle a reçu une PEP titrée aux saturations, pas de manœuvres de recrutement. Le groupe de ventilation protectrice a eu une diminution spectaculaire de la mortalité toutes causes confondues à 28 jours (38 % contre 71 %, p <0,001). Cependant, le groupe témoin a également reçu une ventilation à volume courant élevé (12 ml/kg), qui s'est révélée plus tard être un déterminant important de la mortalité par SDRA.8 Par conséquent, la contribution de la RM et de l'approche à poumon ouvert à l'amélioration de la mortalité de cette étude, le cas échéant, est difficile à conclure.

2. Titrage décrémental de la PEP Dans un titrage décrémental de la PEP, suite à une manœuvre de recrutement, la PEP est fixée à un niveau élevé, souvent entre 20 et 26 cm H2O. La PEP est diminuée progressivement et les marqueurs de l'inflation pulmonaire (par ex. échange gazeux ou volume pulmonaire mesuré) sont suivies. Lorsque des signes d'atélectasie se produisent, la PEP est maintenue à ce niveau ou juste au-dessus, souvent appelée « PEP optimale ».

   1. Borges, Amato et al6 décrivent une titration de la PEP suivant un protocole de recrutement maximal et la comparent à l'approche à poumon ouvert (PEP fixée à Pflex + 2 cm H2O). Suivant une stratégie de recrutement maximal (décrite ci-dessus), la PEP a été fixée à 25 cm H2O et diminuée de 2 cm H2O toutes les 4 minutes jusqu'à PaO2 + PaCO2 < 380 mm Hg, puis augmentée de 2 cm H2O (PEP optimale, moyenne 20 ± 5 cm H2O). En utilisant cette stratégie, la PaO2 a été maintenue à des niveaux supérieurs à 400 mm Hg lors d'un suivi de 30 minutes chez les 24 patients (voir Figure 4, en haut) et supérieurs à 450 chez les 16 patients suivis pendant 6 heures. Ceci était corrélé avec un pourcentage de masse de tissu effondré tel que mesuré par tomodensitométrie de <5 % à la fin du titrage PEP et à 30 minutes de suivi (voir la figure 4, en bas).
   2. Toth et al17 ont décrit un titrage PEP décrémental suite à une manœuvre de recrutement SI. Après SI à 40 cm H2O pendant 40 secondes, la PEP a été fixée à 26 cm H2O, puis diminuée de 2 cm H2O toutes les 4 minutes jusqu'à ce que la PaO2 diminue de > 10 % de sa valeur maximale. La PEP 2 cm H2O au-dessus a été définie comme PEP optimale. La PEP optimale s'est avérée en fait inférieure à la PEP initiale des patients (avant le début du protocole, 17 ± 3 vs 15 ± 4 cm H2O). La PaO2 après la manœuvre de recrutement (203 ± 108 à la PEP initiale contre 328 ± 132 cm H2O) s'est maintenue pendant la période de suivi de 30 minutes (266 ± 121 cm H2O, p < 0,05 par rapport à la valeur initiale).

D. Estimation des volumes pulmonaires Actuellement, la capacité de déterminer si un patient est à, en dessous ou au-dessus de sa capacité résiduelle fonctionnelle idéale est déduite de mesures de substitution, y compris l'apparence pulmonaire de la radiographie thoracique, les tendances des signes vitaux (en particulier l'oxygénation) et la pression. courbes de volume (P-V) générées par les ventilateurs modernes. Dans cette étude, nous utiliserons une méthode établie de détermination du volume pulmonaire (MBNW) pour étudier les volumes pulmonaires.

1. Courbes pression-volume La courbe pression-volume représente la relation continue entre les changements de pression et les changements de volume du poumon. La pente de la ligne représente la compliance du poumon. Sur la figure 5, notez les trois lignes qui composent la branche inspiratoire (courbe inférieure). La ligne la plus à gauche représente le poumon atélectasique non conforme. Le point auquel la pente change est connu sous le nom de point d'infection inférieur, également connu sous le nom de Pflex. Dans l'approche à poumon ouvert (discutée plus loin), la PEP est réglée à une pression juste au-dessus du point d'inflexion inférieur. Physiologiquement, on suppose que c'est le point auquel tous les segments atélectasiques du poumon sont recrutés, et qu'empêcher les pressions du ventilateur de descendre en dessous de ce niveau à tout moment (en réglant la PEP au-dessus de ce niveau) minimise l'atélectasie. Le point qui distingue le deuxième changement de pente de la ligne (devenant à nouveau plat) est appelé point d'inflexion supérieur (UIP). Les pressions au-dessus de ce point représentent des alvéoles distendues et non conformes, et donc ce point représente la pression à laquelle la compliance du poumon diminue considérablement. Dans ce protocole, la courbe PV sera mesurée pour chaque patient et l'UIP utilisée comme pression plafond à tout moment du protocole. De cette manière, nous recruterons des zones compliantes du poumon sans les risques de surdistension.

2. Technique de lavage à plusieurs respirations à l'azote (MBNW)

   Le MBNW a été utilisé dans un certain nombre d'études cliniques et est considéré comme un étalon-or dans la mesure du volume pulmonaire18-21. Actuellement, la manière la plus précise de mesurer le volume du poumon consiste à diluer une quantité connue d'un gaz à faible solubilité en réinspirant dans un système fermé. Les changements de concentration avec des respirations séquentielles permettent un calcul du volume de distribution du gaz. Un gaz qui a été utilisé à cette fin est l'azote22, attrayant en raison de sa présence omniprésente dans l'environnement. La mesure des concentrations d'azote gazeux, cependant, n'est disponible qu'en utilisant la chromatographie en phase gazeuse ou la spectrométrie de masse, ni l'une ni l'autre n'étant cliniquement pratique. Récemment, une technique a été validée par laquelle la pression partielle d'azote est calculée comme le résidu des pressions partielles d'oxygène gazeux, de dioxyde de carbone gazeux et d'azote gazeux, qui constituent ensemble les trois seuls gaz importants dans un circuit de ventilateur. Les deux premiers gaz sont facilement mesurés dans un circuit de ventilateur en temps réel, mais varient bien sûr considérablement avec l'état métabolique du patient. Stenqvist a développé la technique NMBW pour calculer la FRC en utilisant les changements d'O2 et de CO2 expirés, en manipulant la concentration d'oxygène inspiré pour modifier la fraction d'azote inspiré23. FRC est calculé comme suit :

   FiN2 = 1-FiO2 (réglé par le ventilateur) FeO2 = 1-FeO2 (mesuré)-FeCO2 (mesuré)

   Les volumes courants alvéolaires inspirés et expirés sont calculés à partir de la consommation d'O2 (VO2) et de la production de CO2 (VCO2) calculées par calorimétrie indirecte24 :

   Les volumes d'azote gazeux inspiré et expiré associés à une seule respiration sont calculés à partir de la teneur en azote en fin d'expiration (EtN2, déduite de la mesure de la teneur en CO2 et en oxygène expirés), de la fraction d'azote inspirée (FiN2) et du volume courant alvéolaire inspiratoire et expiratoire comme suit :

   Avant de faire le changement incrémentiel de 10 % de FiN2 via la manipulation de FiO2, des valeurs de base pour VO2, VCO2 et ETN2 sont établies. VO2 et VCO2 sont supposés être constants tout au long de la mesure. Le FiN2 est ensuite manipulé et le FRC estimé comme suit :

   La mesure de la FRC à l'aide de cette méthodologie dans un modèle pulmonaire de consommation d'oxygène et de volumes pulmonaires connus23 a révélé une excellente précision (FRC moyenne 103 5 %) même en utilisant des changements incrémentiels de FiO2 de 0,9 à 1,0. La précision chez les patients adultes souffrant d'insuffisance respiratoire a révélé une excellente précision des mesures.

3. Tomographie par impédance électrique (EIT) La tomographie par impédance électrique capitalise sur les changements d'impédance dans les espaces remplis d'air par rapport aux espaces remplis de tissus pour caractériser et quantifier la distribution régionale du volume pulmonaire au chevet du patient. Des travaux importants ont été réalisés au cours de la dernière décennie pour valider la technologie chez les animaux25 et chez les humains26, 27. La technologie utilise une série de 16 électrodes placées sur la poitrine du patient (Figure 6). Lorsque de petits courants passent entre les électrodes, l'impédance est mesurée entre et parmi les séries. Grâce à une interrogation et à une manipulation complexes de ces valeurs d'impédance, une image bidimensionnelle est formée (Figure 7) et il a été démontré qu'elle est corrélée aux changements cliniques et radiographiques chez les patients27. Chez dix adultes ventilés mécaniquement atteints de SDRA, le volume pulmonaire en fin d'expiration tel que déterminé par lavage à l'azote était bien corrélé avec l'impédance pulmonaire en fin d'expiration avec un r2 de 0,95.26 La capacité d'estimer le volume pulmonaire de manière non invasive et en temps réel peut améliorer considérablement les résultats chez les patients atteints de lésions pulmonaires. Plus précisément, la capacité à déterminer la capacité résiduelle fonctionnelle idéale d'un patient et à le ventiler vers cet objectif peut améliorer l'apport d'oxygène en maximisant la compliance pulmonaire et en minimisant la résistance vasculaire pulmonaire. Cette étude vise à utiliser différents niveaux de PEP pour modifier le volume de fin d'expiration, en utilisant l'EIT et d'autres mesures de substitution pour confirmer l'efficacité, en mesurant l'oxygénation et la fraction de shunt comme critères cliniques. Si cette étude démontre la capacité de recruter efficacement les poumons et de minimiser les fractions de shunt à l'aide d'une stratégie PEP agressive, d'autres études sur les avantages cliniques de cela seront justifiées.
4. Condensat respiratoire expiré (comme mesure de la santé pulmonaire) Il existe un nombre croissant de preuves concernant les changements du pH du liquide de revêtement des voies respiratoires (ALF) dans les maladies respiratoires aiguës et chroniques qui sont caractérisées, au moins en partie, par une inflammation. Il a été démontré que le pH de l'ALF est faible (acide) dans de multiples maladies inflammatoires pulmonaires, notamment l'asthme28, la fibrose kystique29, la pneumonie et le SDRA30-32, et que ce pH peut être détecté de manière continue, sûre et non invasive dans le condensat expiré. (EBC)33. Le pH de l'EBC peut être un outil de dépistage sûr et non invasif pour la progression du SDRA et du recrutement pulmonaire. Il a été démontré de manière anecdotique qu'il prédisait une insuffisance respiratoire et une infection respiratoire imminente (données non publiées). Comme le montre la figure 4 (à gauche), le pH EBC est un marqueur présentant un renouvellement rapide et peut donc être utile pour la surveillance en temps réel de la pathologie pulmonaire.

Le système continu de collecte et d'analyse du pH du condensat de l'air expiré (moniteur ALFA, Respiratory Research, Inc., Austin, Texas) consiste en un condenseur fixé à la branche expiratoire du ventilateur. Le condensat expiré est collecté en continu à partir du port expiratoire, condensé dans une chambre de refroidissement, le CO2 éliminé et collecté dans une chambre inférieure où le pH est lu en continu. Cela donne une mesure continue et réactive des patients ventilés, qui (1) prélève des échantillons à partir d'un orifice d'échappement à l'extérieur du circuit du ventilateur, et (2) n'ajoute aucune résistance mesurable au circuit du ventilateur. La mesure de l'EBC chez les patients atteints de lésions pulmonaires peut servir de marqueur précoce de dérecrutement.

II. Objectifs de l'étude But spécifique 1 : Démontrer l'efficacité d'une stratégie de recrutement maximal pour augmenter les volumes pulmonaires et améliorer l'oxygénation chez les enfants atteints de lésions pulmonaires aiguës, en utilisant le lavage à l'azote respiratoire multiple (MBNW) et la tomographie par impédance électrique (EIT) comme mesures du volume pulmonaire . (Hypothèse : les volumes pulmonaires et l'oxygénation augmenteront après le protocole de recrutement maximal par rapport à ceux de la « ventilation de base » ou de « l'approche à poumon ouvert. ») Objectif spécifique 2 : Comparer les volumes pulmonaires mesurés par MBNW et EIT à différents volumes pulmonaires en fin d'expiration. (Hypothèse : les volumes pulmonaires mesurés par MBNW seront en corrélation avec ceux obtenus par EIT.)