Ventilation mécanique en boucle fermée et ECMO

Chez les patients gravement malades admis à l'unité de soins intensifs en raison d'une insuffisance respiratoire aiguë ou d'un collapsus circulatoire, la ventilation mécanique en combinaison avec une assistance pulmonaire extracorporelle (VV ECMO) ou une assistance cardiaque (VA ECMO) est de plus en plus utilisée. La ventilation mécanique et l'ECMO contribuent au contrôle des échanges gazeux et doivent donc être ajustés en conséquence.

En tant que dispositif d'assistance comme un VV ECMO ou un VA ECMO, le contrôle de l'échange de gaz doit être ajusté via le débit de gaz de balayage (ventilation), la fraction d'oxygène dans le gaz de balayage (oxygénation, FsO2) et le débit sanguin sur le dispositif extracorporel. La combinaison de la ventilation adaptative avec l'ECMO est un nouveau concept permettant le contrôle de l'oxygénation et de la ventilation par le réglage de l'appareil ECMO uniquement.

La ventilation pulmonaire adaptative est une catégorie de modes de ventilation, qui permettent le contrôle de l'oxygénation et de la ventilation en boucle fermée. En utilisant ce type de modes de ventilation, on peut contrôler l'échange de gaz automatiquement. En termes de gestion du CO2, ils utilisent un volume minute cible pour contrôler le CO2 de fin d'expiration et ajustent en fonction de la quantité de respirations déclenchées spontanément la fréquence respiratoire et l'aide inspiratoire ou uniquement l'aide inspiratoire. En termes de gestion de l'O2 selon l'objectif de saturation périphérique en O2, la PEP (recrutement pulmonaire) et la fraction d'oxygène inspiré (FiO2) seront définies. Ces deux contrôleurs dépendent d'une mesure précise de la saturation en CO2 en fin d'expiration et en O2 périphérique, respectivement.

Il existe deux recommandations sur la façon de ventiler les patients atteints de SDRA sur une ECMO. En premier lieu, les recommandations générales de l'Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) suggèrent aux adultes de viser une FiO2 inférieure à 0,3 avec une PEP de 5 à 15 cmH2O et une pression plateau inférieure à 25 cm H2O avec une fréquence respiratoire de 5 par minute. Alors que Richard et al. dans leur rapport de conférence de consensus de 2014 suggèrent de minimiser la pression de plateau et la PEP n'étant pas spécifique en termes de nombres. Les deux directives ont pour objectif de maintenir le poumon au repos chez les patients atteints de SDRA. Il n'y a pas de suggestions spécifiques sur la gestion de la ventilation chez les patients insuffisants cardiaques sous ECMO. On ne sait pas encore si le poumon doit être maintenu ouvert (recruté et moins sujet aux atélectraumatismes) ou maintenu au repos (moins sujet à la surdistension, volu- ou barotraumatisme).

Concernant les paramètres de ventilation mécanique chez les patients atteints de SDRA, Serpa Neto et ses collègues ont publié en 2016 une méta-analyse de neuf études, qui comprenait environ 550 patients recevant une ECMO pour une hypoxémie réfractaire. Ils ont montré que chez ces patients la pression motrice était associée à la survie hospitalière (les survivants avaient une pression motrice de 16,9 cmH2O et les non-survivants de 19,4, p 0,004, HR ajusté 1,06 avec un IC à 95 % de 1,03 - 1,10). Ceci est cohérent avec l'étude d'Amato et al où ils ont montré une réduction du risque relatif multivarié de mortalité hospitalière chez les patients atteints de SDRA - sans ECMO - avec une pression motrice inférieure à 15 cmH2O.

Il a été démontré que le mode de ventilation pulmonaire adaptative Intellivent-ASV+® ventile les poumons normaux, les poumons atteints de SDRA et de BPCO dans les limites de ventilation sûre recommandées par les directives. Les patients sous Intellivent-ASV+® avaient des volumes courants (Vt) ≤ 8 ml/kg/PC, une pression plateau (Pplat) < 30 cmH2O et une pression motrice < 15 cmH2O. Par rapport à la ventilation conventionnelle, les patients sous mode Intellivent-ASV+® avaient une PEP plus élevée et une FiO2 plus faible, suggérant un meilleur recrutement de la partie dépendante du poumon.

La combinaison de la ventilation mécanique utilisant le mode Intellivent-ASV+® et l'ECMO offre une opportunité unique d'avoir un ventilateur mécanique qui s'adapte automatiquement à la mécanique pulmonaire et à la contribution de l'ECMO soutenant les échanges gazeux.

L'objectif principal de ce projet de recherche est de proposer et de vérifier si le mode de ventilation Intellivent-ASV+® est capable d'exécuter une ventilation protectrice pulmonaire malgré la présence d'un ECMO altérant les échanges gazeux.