Étude pilote de l'effet physiologique de la canule nasale à haut débit sur le schéma respiratoire et le travail respiratoire

Il a été démontré que la HFNC présente de nombreux avantages dans le traitement des patients souffrant d'hypoxémie aiguë, améliorant leurs résultats cliniques. Le mécanisme exact sous-jacent à cet effet bénéfique n'est pas encore complètement élucidé. Peu d'études ont analysé l'effet de la HFNC sur le schéma ventilatoire et le travail respiratoire. La majorité de ces études se sont concentrées sur les effets chez des volontaires sains. Une seule étude de Braunlich et al. ont étudié les effets du HFNC sur les patients atteints de BPCO et de maladie pulmonaire interstitielle (MPI), montrant que l'oxygène nasal à haut débit réduit la fréquence respiratoire et augmente le volume courant chez ces patients.

Chez l'adulte, une plage de débit faible de 5 à 10 L/min est comparable au débit reçu par les appareils à oxygène standard (canule nasale ou masque facial). Les patients atteints de maladies pulmonaires sous-jacentes, comme dans notre population d'étude, ont une plage de demandes de débit inspiratoire plus élevée (de 30 à 120 L/min lors d'un épisode d'insuffisance respiratoire aiguë) par rapport aux sujets sains.

Nous nous attendons à observer des changements physiologiques dans nos résultats avec les paramètres Optiflow ™ proposés d'un débit thérapeutique minimal de 30 L/min, intermédiaire de 45 L/min et le débit maximal de 60 L/min. Il existe une vaste expérience clinique utilisant des débits élevés dans ces plages et ils sont généralement très bien tolérés. Comme mentionné ci-dessus, HFNC génère une pression expiratoire positive (PEP) comparable à la gamme CPAP de 4 à 8 cmH2O (la PEP minimale et maximale générée par le HFNC).

Les études futures, basées sur cette étude pilote, différeront des précédentes des manières suivantes :

1. Nous testons une technologie différente. L'Optiflow délivre des débits sensiblement plus élevés que dans l'étude précédente de Braunlich13. Cette étude utilisait un débit unique de 24 L/min alors que nous examinons une gamme de débits qui s'étendent considérablement plus haut (30 à 60 L/min). Nous souhaitons déterminer comment les effets de débits plus élevés se comparent à ceux de la plage utilisée dans l'étude de Braunlich, mais nous ne sommes pas en mesure de comparer les appareils directement car ce dernier appareil n'est pas disponible aux États-Unis. Il est important de comprendre s'il y a un avantage d'efficacité à utiliser les débits plus élevés disponibles avec l'Optiflow.

2. Les études futures viseront à comprendre les mécanismes de l'effet de l'oxygène nasal à haut débit.

   1. Les effets que nous anticipons sont-ils liés aux changements de l'effort du muscle inspiratoire, tels que déterminés par la mesure de la pression transdiaphragmatique et le calcul du produit pression-temps du diaphragme ?
   2. Ou le rinçage de l'espace mort dans le nasopharynx améliore-t-il l'efficacité ventilatoire afin que les échanges gazeux puissent rester stables ou même s'améliorer (comme déterminé par les mesures du volume minute et de la PCO2 transcutanée (PtcCO2) ? Cela a des implications pour l'utilisation de HFNC pour traiter les patients souffrant d'exacerbations de MPOC qui développent une fatigue des muscles respiratoires.

1) Nous nous concentrerons sur les patients atteints de MPOC pour lesquels l'utilisation de la HFNC n'a pas été beaucoup étudiée à ce jour. La plupart des études se sont concentrées sur des patients présentant une insuffisance respiratoire hypoxémique. Il est important de comprendre comment le HFNC affecte le schéma respiratoire et les échanges gazeux chez les patients atteints de MPOC, car des rapports antérieurs suggèrent que des concentrations excessives d'oxygène administrées aux patients atteints de MPOC retenant le CO2 peuvent en fait aggraver la rétention de CO2 en émoussant la fonction respiratoire. La réduction de la fréquence respiratoire et du volume minute notée par Braunlich et al pourrait représenter un effet émoussant de l'O2 sur la volonté de respirer et pourrait favoriser une plus grande rétention de CO2. En surveillant la PCO2, ce que l'étude de Braunlich n'a pas fait, nous pouvons évaluer cette possibilité.

2) Nous souhaitons évaluer l'effet de la CPAP sur les mêmes indices respiratoires qu'avec la HFNC chez nos patients BPCO. Nous prévoyons d'utiliser la réponse CPAP comme "contrôle positif", pour déterminer si notre population répond comme décrit par les études CPAP dans la littérature. Des études antérieures ont démontré que chez les patients atteints de BPCO sévère, l'utilisation de la CPAP dans la gamme que nous proposons, réduit le travail diaphragmatique de la respiration et nous souhaitons déterminer si notre population manifeste un effet similaire.

Ainsi, des études futures, basées sur les données obtenues à partir de cette étude pilote, étendront l'étude de Braunlich et al en évaluant les effets de débits plus élevés à l'aide d'une technologie différente disponible aux États-Unis, en déterminant les effets sur l'effort musculaire inspiratoire et en surveillant les échanges gazeux qui est important du point de vue mécaniste et de la sécurité. Nous émettons l'hypothèse que les débits plus élevés auront un plus grand effet d'émoussement sur le schéma respiratoire qu'un faible débit et qu'il y aura une amélioration de l'efficacité du ventilateur qui sera associée à une diminution du travail respiratoire du diaphragme.