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Ventilation mécanique ou artificielle : les différents types et indications d'utilisation

La ventilation mécanique (également appelée ventilation artificielle ou ventilation assistée) fait référence à l'assistance respiratoire pour les personnes qui sont partiellement ou totalement incapables de respirer spontanément ; la ventilation mécanique complète ou remplace complètement l'activité des muscles inspiratoires en fournissant l'énergie nécessaire pour assurer un volume de gaz adéquat aux poumons (oxygénothérapie)

La ventilation mécanique est, dans de nombreux cas, un traitement salvateur et est largement utilisée, en particulier dans les unités de soins intensifs avec les patients les plus critiques ; cependant, il n'est pas entièrement exempt de risques et de complications.

La ventilation mécanique est indiquée dans le cas de diverses conditions, notamment:

  • détresse respiratoire (ARDS)
  • apnée associée à un arrêt respiratoire ;
  • asthme sévère et aigu;
  • acidose respiratoire aiguë ou chronique;
  • hypotension sévère;
  • hypoxémie modérée/sévère ;
  • maladies neurologiques telles que la dystrophie musculaire.

Il existe deux principaux types de ventilation mécanique

  • la ventilation mécanique à pression négative : c'est la plus ancienne, elle est permanente et s'effectue généralement au moyen d'un système de ventilation négative, grâce à une chambre à air entourant le thorax, comme le poumon dit d'acier, qui est rythmiquement porté à négatif pression pour permettre à l'air d'être aspiré dans les voies respiratoires et les poumons;
  • ventilation mécanique à pression positive : c'est le type de ventilation le plus moderne et le plus couramment utilisé à l'heure actuelle ; elle est temporaire et repose sur l'utilisation de systèmes à pression positive comme un ventilateur ou la compression manuelle rythmée d'un réservoir d'air enrichi en oxygène comme le AMBU ballon ou un ballon dit va-et-vient, relié aux voies respiratoires du patient.

Compte tenu de l'anatomie des voies respiratoires, qui partagent le premier appareil avec le système digestif, et des circonstances dans lesquelles la ventilation assistée est utilisée (le patient présente généralement une diminution de la vigilance ou du degré de conscience), des mesures supplémentaires sont nécessaires pour assurer le bon passage d'air dans les voies respiratoires et d'éviter l'insufflation de gaz dans l'estomac et la vomissement réflexe, qui a comme complication redoutée l'inhalation de matière solide ou liquide dans les voies respiratoires et un syndrome de détresse respiratoire ab ingestis.

Ce type de ventilation est qualifié d'invasif

En règle générale, l'isolement des voies respiratoires et la connexion directe à la source de pression positive sont obtenus en insérant une canule dans le larynx par le nez ou la bouche, ou par une trachéotomie.

Dans d'autres cas, il est possible d'utiliser des manœuvres respiratoires simples ou le masque laryngé qui se substitue à la sonde endotrachéale.

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Si le patient n'a pas besoin de protection des voies respiratoires et qu'il n'y a pas d'obstacle au passage de l'air, une ventilation mécanique non invasive est possible

La ventilation artificielle est souvent une intervention vitale, mais elle n'est pas sans complications graves telles qu'un pneumothorax, une lésion des voies respiratoires ou des alvéoles et une pneumonie infectieuse.

Pierre angulaire de la réanimation, la ventilation artificielle chez le patient gravement malade et totalement dépendante de l'assistance ventilatoire soulève des questions éthiques considérables quant à savoir si elle doit être utilisée chez les patients très âgés, en phase terminale ou si graves qu'ils constituent une forme de traitement inutile.

Appareils à pression négative

Le poumon en acier, également connu sous le nom de réservoir Drinker and Shaw, a été développé en 1929 et a été l'une des premières machines à pression négative pour la ventilation artificielle à long terme.

Il a ensuite été perfectionné et largement utilisé au XXe siècle pour les épidémies de poliomyélite qui ont sévi sur la planète dans les années 20.

C'est en effet une sorte de citerne, dans laquelle le patient est littéralement enfermé jusqu'au cou, où à travers une gaine en caoutchouc, la tête dépasse et les voies respiratoires sont mises en contact direct avec l'air ambiant.

Au moyen d'un soufflet, une dépression est générée à l'intérieur de la citerne, la cage thoracique se dilate et une dépression est créée à l'intérieur des voies respiratoires du patient et l'air ambiant, en raison d'une différence de pression, pénètre dans les voies respiratoires et les poumons.

L'interruption de la fonction soufflet avec le retour à la position de départ permet une vidange passive du poumon.

Le poumon d'acier ne fait donc que reproduire la mécanique respiratoire, qui s'observe dans des conditions normales et qu'une myopathie ou une neuropathie rend impossible en raison du fonctionnement insuffisant des muscles de la cage thoracique.

L'un des gros problèmes est que l'abdomen est également situé dans le réservoir et par conséquent se dilate également lors de l'action du soufflet et crée une séquestration du sang en réduisant le retour veineux vers le cœur droit, situation particulièrement dangereuse chez les patients en hypovolémie où un une chute importante de la tension artérielle peut survenir.

De nos jours, les systèmes de pression négative sont encore utilisés, principalement chez les patients dont les muscles de la cage thoracique sont insuffisants, comme dans le cas de la poliomyélite.

La machine utilisée est connue sous le nom d'armure respiratoire, dans le cas où elle est constituée d'une coque métallique, tandis qu'elle est appelée Poncho Lung dans le cas où elle est constituée de matériaux plus légers et l'étanchéité à l'air est garantie par une enveloppe extérieure.

Dans les deux cas, seule la région thoracique est atteinte, les bras et les jambes étant touchés, laissant le patient libre de ses mouvements.

Machines à pression positive

Les ventilateurs modernes à pression positive dérivent d'appareils utilisés pendant la Seconde Guerre mondiale pour aider à la ventilation des pilotes d'avions militaires en altitude.

Le ventilateur fonctionne en insufflant des mélanges de gaz (généralement de l'air et de l'oxygène) à pression positive dans les voies respiratoires du patient.

L'expiration est activée par le retour de la pression du ventilateur au niveau de la pression atmosphérique et le retour élastique des poumons et de la cage thoracique.

Si l'assistance respiratoire doit être maintenue pendant une longue période, une trachéotomie et l'insertion d'un tube dans la trachée par le cou sont généralement utilisées.

Ventilation mécanique, indications d'utilisation

La ventilation artificielle est indiquée dans les interventions chirurgicales impliquant la curarisation du patient entraînant une paralysie musculaire et lorsque la respiration spontanée du patient est incapable de maintenir les fonctions vitales.

Les maladies traitées par ventilation artificielle sont

  • lésions pulmonaires aiguës (y compris le SDRA et les traumatismes)
  • apnée d'arrêt respiratoire, y compris les cas d'intoxication
  • poussées de maladie pulmonaire chronique (MPOC)
  • acidose respiratoire aiguë avec pression partielle de dioxyde de carbone (pCO2) > 50 mmHg et pH < 7.25
  • paralysie du diaphragme par syndrome de Guillain-Barré, myasthénie grave, crises aiguës de dystrophie musculaire ou de sclérose latérale amyotrophique, spinal blessure au cordon, ou l'effet d'anesthésiques ou de médicaments relaxants musculaires
  • travail accru des muscles respiratoires, se traduisant par une tachypnée excessive, une rentrée supraclaviculaire et intercostale et des mouvements importants de la paroi abdominale
  • hypoxie avec pression partielle artérielle en oxygène (PaO2) < 55 mmHg malgré une supplémentation en oxygène (FiO2 élevée en air insufflé)
  • hypotension et choc, comme dans l'insuffisance cardiaque congestive ou au cours d'une septicémie.

Systèmes de ventilation

La ventilation peut être divisée en deux types principaux :

  1. A) aération manuelle :
  • ballon auto-expansible (AMBU)
  • ballon va-et-vient (ou dispositif en forme de T)
  1. B) ventilation par ventilateur mécanique. Les ventilateurs mécaniques sont classés en
  • les ventilateurs transportables, qui sont petits, rudimentaires et alimentés pneumatiquement ou par électricité à partir du secteur ou de batteries.
  • ventilateurs de soins intensifs. Ces ventilateurs sont plus grands et ne nécessitent qu'une alimentation directe par le secteur (bien que tous disposent d'une batterie pour permettre le transport du patient au sein de l'hôpital ou une alimentation électrique temporaire en cas de panne de courant). Ces dispositifs sont également plus complexes et permettent le contrôle de plusieurs paramètres de ventilation. De plus, les derniers modèles comportent des graphiques en temps réel pour évaluer visuellement l'effet des ventilateurs sur les débits et les pressions des voies respiratoires.
  • Ventilateurs de soins intensifs néonataux. Ceux-ci sont conçus pour la ventilation des prématurés et ont une résolution plus élevée de contrôle des paramètres de ventilation.
  • ventilateurs à pression positive. Ces instruments sont destinés à la ventilation non invasive, y compris à domicile comme pour le traitement des apnées obstructives.

Risques et complications associés à la ventilation mécanique

La ventilation mécanique est un traitement sûr; cependant, il présente certains risques, notamment

  • dommages aux alvéoles pulmonaires
  • œdème pulmonaire;
  • perte de tensioactif;
  • perte de sang alvéolaire;
  • collapsus alvéolaire;
  • atrophie du muscle du diaphragme;
  • barotraumatisme pulmonaire (fréquent) : avec pneumothorax, pneumomédiastin, pneumopéritoine et/ou emphysème sous-cutané ;
  • motilité réduite des cils des voies respiratoires ;
  • risque accru de pneumonie.

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