Effets physiologiques d'une nouvelle interface sur la ventilation pulmonaire et la distribution des gaz

Environ 30 % des patients admis en unité de soins intensifs (USI) sont touchés par une insuffisance respiratoire aiguë hypoxémique (hARF). Le principal traitement de soutien chez les patients hypoxémiques est l'oxygénothérapie, qui est généralement administrée par des pinces nasales ou des masques. De nouveaux dispositifs, capables de fournir du gaz à haut débit à travers une canule nasale (HFNC), ont été récemment mis à disposition. Le HFNC fournit du gaz chauffé et humidifié jusqu'à 60 L/min, avec une fraction d'oxygène inspiré (FiO2) allant de 0,21 à 1, via une sonde nasale souple à large alésage. Le réchauffement et l'humidification du gaz inspiré préviennent les effets néfastes des gaz secs froids sur l'épithélium des voies respiratoires et facilitent l'expectoration. Le HFNC élimine également le dioxyde de carbone (CO2) exhalé de l'espace mort pharyngé. HFNC s'est avéré être un moyen efficace d'administrer une oxygénothérapie dans de nombreuses conditions cliniques.

Chez le sujet sain pendant la respiration spontanée non assistée, la pression pharyngée en fin d'expiration est d'environ 0,3 et 0,8 cmH2O, avec la bouche ouverte et fermée, respectivement. Par rapport à la respiration spontanée non assistée, la HFNC génère une plus grande pression pharyngée pendant l'expiration, tandis qu'au cours de l'inspiration, elle tombe à zéro, ce qui limite l'efficacité de la HFNC chez les patients souffrant d'œdème pulmonaire et/ou de collapsus. En recrutant des régions atélectasiques pulmonaires, en réduisant le mélange veineux et en diminuant l'effort inspiratoire, la pression positive continue (CPAP) est probablement plus efficace dans ces cas. Par rapport à la ventilation non invasive par application d'une aide inspiratoire, la CPAP offre plusieurs avantages, dont la facilité d'utilisation et l'absence d'asynchronie patient-ventilateur.

Le CPAP peut être appliqué à travers un masque ou un casque. Ce dernier est mieux toléré que les masques faciaux et permet une application CPAP continue plus prolongée. Lors de l'application de CPAP par casque, cependant, le chauffage et l'humidification du gaz inhalé sont problématiques en raison de la condensation de l'eau à l'intérieur de l'interface, appelée « effet de brouillard ». De plus, chez les patients recevant une CPAP par casque, une certaine ré-inspiration se produit.

Pour surmonter ces limitations et combiner les effets bénéfiques du HFNC et du CPAP, les chercheurs ont conçu un nouveau dispositif combinant le HFNC et le casque CPAP.

Récemment, il a été découvert que cette combinaison était capable de fournir une CPAP stable et une élimination efficace du CO2 des voies respiratoires supérieures avec une ré-inhalation de CO2 négligeable. Néanmoins, en raison de l'interaction complexe entre CPAP et HFNC, la quantité de pression des voies respiratoires réellement appliquée, la fonction du diaphragme et la température à l'intérieur du casque peuvent être affectées dans une certaine mesure. Chez 14 adultes volontaires en bonne santé, nous avons constaté que l'ajout de HFNC à la CPAP (par référence à la CPAP), 1) ne modifiait pas de manière importante la pression préréglée des voies respiratoires pendant l'inspiration ou la température à l'intérieur du casque ; 2) augmentation de la pression des voies respiratoires expiratoires proportionnellement au débit administré par le HFNC, mais dans une moindre mesure que le HFNC seul (en référence à la respiration spontanée) ; 3) n'ont déterminé que de légères modifications de la fonction respiratoire (évaluées par échographie du diaphragme), par rapport à la CPAP seule, 4) n'ont pas provoqué d'"effet de brouillard" à l'intérieur du casque et 5) n'ont pas dégradé le confort. Nous avons donc suggéré que l'ajout d'air humidifié chauffé à travers une canule nasale à un débit de 30 L/min pendant la CPAP serait probablement le meilleur réglage à appliquer chez les patients souffrant d'insuffisance respiratoire aiguë hypoxémique.

La tomographie par impédance électrique (EIT) est un dispositif de surveillance non invasif au chevet du patient visant à évaluer l'aération et la ventilation pulmonaires. Il a été démontré que les appareils HFNC et CPAP modifiaient l'aération et la ventilation pulmonaires chez les patients atteints d'ARFh. Cependant, rien n'est connu sur l'effet de la combinaison HFNC + CPAP sur la ventilation pulmonaire chez les patients atteints d'ARFh. Les chercheurs ont donc conçu cette étude pilote physiologique randomisée croisée pour étudier les effets de HFNC + CPAP sur l'aération pulmonaire et la distribution de la ventilation, les échanges gazeux et le confort du patient.