L’atelier de l’anesthésie 5

Bonjour et bienvenue dans l’atelier de l’anesthésie.

Aujourd’hui

Comprendre l’écran du respirateur

l’interprétation des courbes et chiffres sur l’écran du respirateur.

Je m’appelle Arnaud, je suis IADE et votre formateur pour cette session.

L’écran du respirateur est pourvoyeur de beaucoup d’informations. Il y a aussi des fonctions accessoires qu’il faut connaître, mais qui sont par définition moins essentielles dans la conduite d’une anesthésie générale.
La maîtrise du respirateur est une marque de fabrique des IADE. Elle dépasse très souvent celle des MAR.

Ceci étant posé, voyons quelles sont les informations que l’on peut trouver sur un écran de ventilateur.
(En cliquant sur les photos, vous pouvez avoir une image plus grande).

Le modèle présenté ici, est le respirateur Dräger Perseus® A500. Globalement il ne diffère pas des autres modèles d’autres marques dans les grandes fonctions principales. Les différences se trouvent dans des modes ventilatoires et/ou des fonctions que l’on trouve chez l’un et pas chez les autres et réciproquement. L’ergonomie et la praticité sont aussi des critères importants, ainsi que l’encombrement au sol et le poids de la « bête ».

Il n’y a aucun conflit d’intérêt.

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Lorsque l’on est confronté pour la première fois à un respirateur d’anesthésie, c’est un peu comme un cockpit d’avion qu’il faut assimiler et assujettir, toute proportion gardée. Nous allons voir ensemble les différents éléments constitutifs de cet écran. Nous resterons dans une prise de main simple, afin de débuter dans un confort de compréhension nécessaire.

Cliquez sur l’image pour détailler les fonctions représentées par un chiffre ci-dessous.

1. Alarmes. On définira la plage des différentes alarmes (etCO2, FiO2, halogéné inspiré et expiré, pressions d’insufflation…)
2. Réglages automatiques des seuils. La machine définit en fonction des paramètres actuels du patient, les marges des alarmes. En validant, les alarmes seront adaptées au patient.
3. Configuration de l’écran. Vous pouvez déterminer les éléments que vous souhaitez voir affichés. Trois écrans sont disponibles, et vous pouvez les personnaliser dans leur présentation.
4. Tendances/données. Les données du patient sont enregistrées. Cela permet de savoir à quelle heure l’induction a débuté (quand on allume le respirateur c’est qu’a priori on va commencer une induction) et de récupérer les données du respirateur pour les noter sur la feuille d’anesthésie.
5. Procédures. Fonction qui permet de recruter les alvéoles par palier ou en une seule fois. Le palier est préférable car permet une augmentation douce et progressive de la pression. De plus sur un patient un peu « vide », les répercussions hémodynamiques seront plus facilement détectables (surtout avec une artère en place). Ceci permettra d’annuler le recrutement si nécessaire et limiter le processus et ses effets délétères potentiels.
6. Patient. Permet d’entrer les données du patient (âge, poids, taille). On peut également le faire en appuyant sur le haut de l’écran à gauche, où sont situées les données du patient. Le réglage du poids et de la taille, permet le calcul automatique du poids idéal. En cas d’obésité, il faut ventiler sur le poids idéal, jamais sur le poids réel. Être obèse ne donne pas des poumons en rapport.
7. Veille. Une fois l’extubation effectuée et le patient sevré du respirateur, on met le respirateur en veille. La consommation des gaz s’arrête. On appuie sur ce même bouton qui change de libellé, (Marche) pour allumer le respirateur quand il est en veille.
8. Manuelle/spontanée. À l’induction, valve APL à zéro (sauf cas particulier), on délivre une FiO2 à 1 pour la préoxygénation (ou dénitrogénation). Une FiO2 à 1 = 100% d’O2. 0,5 = 50% d’O2 et 50% d’air comprimé (lui-même composé d’azote (78,1 %), d’oxygène (20,9%), d’autres gaz et de vapeur d’eau (1 à 2 %). (Le protoxyde ne devrait plus être utilisé suite à la Feuille de route Planification écologique du système de santé (PESS) qui vise à réduire l’impact environnemental du secteur hospitalier).
9. Aide inspiratoire. C’est un support ventilatoire partiel, durant lequel, chaque cycle déclenché par le malade, est assisté en pression. Lors de l’inspiration, une pression positive est délivrée sous forme d’un plateau. L’expiration est libre et non assistée. Après détection d’un appel inspiratoire (le trigger ou gâchette, déclenchement en bon français), le ventilateur génère et maintient une pression d’aide que l’on a décidé dans les voies aériennes du patient. Plus cette pression est grande, plus le volume courant résultant est important. À la fin de chaque inspiration spontanée, l’aide en pression s’arrête lorsque le débit instantané chute ou lorsque la pression dans les voies aériennes augmente. À lire l’article sur le réveil anesthésique chez l’adulte.
10. Pression contrôlée. Mode de ventilation où on détermine la pression à chaque insufflation. De par l’élastance (la résistance à l’augmentation du volume du poumon) et la compliance (C’est l’inverse de l’élastance qui caractérise la capacité du poumon à se distendre), on appréciera la capacité du patient à être plus ou moins bien ventilé, surtout s’il présente des pathologies pulmonaires. La compliance (distensibilité) est d’autant plus élevée que la pression nécessaire pour amener le poumon à un volume donné est modérée. On peut proposer la définition de la distensibilité par la formule C = dV/dP, ou autrement énoncé, la distensibilité est la variation du volume par unité de pression. (Merci Yves B.)
11. Ventilation contrôlée AutoFlow®. Mode de ventilation contrôlée qui administre un débit décélérant pour atteindre le volume courant prédéfini et éviter les pics de pression dans les modes à volume contrôlé. Si la résistance ou la compliance changent, la pression s’adapte progressivement pour administrer le volume courant prédéfini. À lire en complément l’article sur le réglage simple du respirateur à l’induction.. Le volume à délivrer se situe entre 6 à 8 ml/kg du poids idéal.
12. Ventilation contrôlée. Mode basique de ventilation. L’article sur le réglage simple du respirateur explique la différence avec l’AutoFlow®.
13. Source gaz externe. L’oxygène ou le mélange gazeux est délivré par un embout extérieur au circuit. À lire l’article sur la ventilation manuelle pour en savoir plus.
14. Pause. Procédure permettant de pratiquer une apnée pour les besoins de la chirurgie. On peut régler le délai de cette apnée afin que respirateur reprenne la ventilation sans intervention de l’équipe d’anesthésie. Évidemment si les besoins d’apnée sont inférieurs à 30 secondes (en général, le chirurgien sollicite entre 10 et 20 secondes) la ventilation sera reprise par l’iade ou le mar. Il est fortement conseillé, malgré les sécurités présentes, quand le chirurgien demande une apnée, de déclarer à haute voix « apnée » et « ventilation » quand le chirurgien le demande.

Par précaution, il est recommandé de garder son doigt sur la touche reprise de la ventilation, tant que la procédure d’apnée est en cours. Gardez toujours en tête que le chirurgien peut oublier de formuler la demande de reprise de la ventilation. Il vous appartient de signaler au praticien à partir d’un certain laps de temps (de l’ordre d’une trentaine de secondes) qu’il faut reprendre la ventilation. Une trop longue apnée peut avoir des répercussions sur la SpO2 sur des patients fragiles ou présentant une obésité morbide (IMC supérieur à 40). Soyez vigilant(e).

1. La boucle. Représentation graphique de la courbe de la ventilation dans les poumons. Elle est le reflet de l’insufflation et l’expiration. En fonction des autres paramètres tels que la pep, mode de ventilation, volume courant, pathologies pulmonaires du patient, sa forme peut varier. Sur l’axe horizontal (l’axe des abscisses), l’insufflation ne commence pas à zéro, car une pep à 3 mm Hg est affichée. Plus la valeur de la pep est importante, plus la courbe commencera vers la droite du zéro pression. Le volume varie sur l’axe vertical (l’axe des ordonnées). L’échelle s’adapte automatiquement.
2. L’économètre. N’est pas toujours disponible sur les respirateurs, selon les marques, voire même sur certains modèles de la même marque, voire même… sur certains modèles de la même gamme en fonction de leur ancienneté et/ou des options prises par l’établissement.
3. Volume courant. Le volume courant (Vt), en anglais « tidal volume » (oui, encore un anglicisme) est le volume administré lors de chaque insufflation mécanique. Le bargraphe désigne la progression de l’insufflation.

– La Paw est expliquée au numéro 6.

1. La courbe de la capnie

   

Élément essentiel qui signe la présence de CO2 juste après une intubation et par voie de conséquence, la bonne position dans la trachée de la sonde. Le CO2 est le reflet des échanges gazeux. La courbe présente plusieurs aspects. Globalement sa forme est rectangulaire. On décrit 5 phases principales notées par des lettres ou des chiffres.
– La phase initiale A-B ou 1-2 La phase initiale A-B ou 1-2, correspondant à l’expiration de l’espace mort anatomique. Elle est dépourvue de CO2. Elle se situe en bas de la ligne de référence de la capnie.
– La phase B-C ou 2-3 correspond à l’expiration du mélange gazeux de l’espace mort et alvéolaire. C’est la phase ascensionnelle de la courbe.
– La phase C-D ou 3-4 est le plateau alvéolaire de la courbe de capnie. Elle n’est pas totalement plate, mais légèrement ascendante. La fin de la partie ascendante correspond au rinçage des petites bronches. La composition du gaz analysé à ce moment est proche du gaz alvéolaire.
– La phase D ou 4 est la valeur mesurée par le capnographe en fin d’expiration. C’est la « FeCO2 » des anglophones, exprimée en %. En France, elle est généralement exprimée en mmHg. L’etCO2 (end tidal CO2) a des valeurs de l’ordre de 5% (peu utilisé en anesthésie) ou de 32 à 37 mm Hg en règle généralement admise. On pourrait traduire le end tidal par « la fin de la marée ». Le flux et le reflux de la ventilation, amène parfois à un peu de poésie du côté Anglo-saxon.

– La phase D-E ou 4-5 est le temps d’inhalation, ou aucun échange gazeux n’est expiré.

1. Le CO2 expiré. Est exprimé en mmHg. Sur l’exemple présent, le taux apparaît un peu supérieur aux recommandations. Le patient était opéré par voie cœlioscopique, dont une des composantes est l’introduction de CO2 exogène par pneumopéritoine volontaire. Ce gaz diffuse et vient se mêler au CO2 expiré. Il est commun de voir une capnie supérieure à 40mmHg, lors de cette procédure chirurgicale. Le garrot chirurgical, particulièrement prisé des chirurgiens orthopédistes, entraîne une augmentation de la capnie à sa levée, ainsi que la libération d’éléments type histamine, le système kinine-kallikréine ayant des effets vasculaires et donc sur la pression artérielle qui est susceptible de variations importantes.
2. Les pressions de l’airway (voies respiratoires). Pression à l’entrée du système respiratoire ou pression de l’airway (que disais-je sur les anglicismes…). Certaines pathologies entraînent une augmentation des pressions de l’airway, comme un emphysème par exemple. La présence de sécrétions abondantes peut également favoriser une hyper pression pulmonaire. Autre cas, si l’extrémité de la sonde d’intubation est au contact de la carène, il peut y avoir une surpression, malgré l’œil de Murphy (ouverture latérale de la sonde d’intubation permettant le passage du gaz si le biseau du tube est obstrué par la paroi de la trachée ou par toute autre obstruction). En fonction du mode de ventilation choisi, les pressions peuvent être plus ou moins élevées. C’est un élément de surveillance d’éventuels barotraumatismes. Moins une pression est élevée, mieux c’est pour les poumons.

1. Le volume courant ou Vt (volume tidal). C’est le volume délivré à chaque insufflation, par le respirateur. (On peut aussi dire la machine, c’est d’un usage très courant pour désigner le respirateur).
2. Le volume minute C’est la somme des volumes courants délivrés sur une minute.
3. Mode accessoire. Il y a d’autres paramètres disponibles, qui présentent une utilité en fonction de l’intervention. Le chronomètre permet de paramétrer le départ du garrot par exemple. Ou le début de l’incision, l’injection d’une dose d’héparine… En cliquant dessus, apparaît un listing des fonctions proposées, comme le compte-à-rebours, qui peut avoir son utilité pour une insufflation chirurgicale d’un ballonnet dans une artère, ou en l’absence de TOF, pour une notion approximative de la curarisation du patient lors d’une induction.
4. Les courbes de pression. Reflètent le mode de ventilation. Selon le mode choisi, elles peuvent varier. En plateau comme ici, par le mode de ventilation contrôlée AutoFlow®, en pic en mode contrôlé simple, ou en mode pression ou en aide inspiratoire.

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La chaux sodée : son rôle et quand la remplacer

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Pour comprendre le rôle de la chaux sodée, il convient de revenir sur les notions d’humidification des gaz inspirés.

L’efficacité des échanges gazeux nécessitent que les gaz soient humidifiés jusqu’à saturation (43,93g/m3 à 37 °C). En comparaison, l’humidité absolue de l’air inspiré est de 17,29 g/m3 à 20 °C. (17,29 g/kgas (gramme de vapeur d’eau par kg d’air sec). Il existe donc un « déficit hydrique ». Les voies respiratoires supérieures et plus particulièrement les fosses nasales, fonctionnent comme un système de conditionnement des gaz respiratoires délivrés pendant les phases d’inspiration. À l’expiration, l’air des alvéoles à la température du corps et saturé en humidité, se refroidit légèrement en allant vers le milieu extérieur. L’humidité de l’air va alors se condenser et être récupérer par l’épithélium du système ventilatoire.
Manuel de référence – Thérapie respiratoire 2023 by Debbie Harrigan and Justine Verville-Fiset Edited by Debbie Harrigan and Justine Verville-Fiset. Creative Commons Attribution Non Commercial Share Alike

Une humidification adéquate d’un respirateur nécessite environ 1 heure pour obtenir 20 g d’H2O.

L’humidification des gaz médicaux et des agents anesthésiques volatils (vapeurs) est nécessaire pour deux raisons.

• Premièrement, ils sont administrés à température ambiante et sans eau.
• Deuxièmement, ils sont souvent administrés au patient par des sondes trachéales et des dispositifs supraglottiques, qui contournent le système de conditionnement naturel.

L’administration de gaz secs présente des risques. La gravité des lésions est liée au volume de gaz sec administré et à la durée d’exposition.

• L’humidification artificielle est conçue pour prévenir le dessèchement des voies respiratoires pendant l’anesthésie.
• L’humidification idéale reproduirait les niveaux atteints par les processus naturels. Pour les patients en soins intensifs, une norme de 33 g/cm3 à 30 °C est recommandée afin d’éviter l’accumulation de sécrétions.
• Pour les patients sous anesthésie, une valeur de 20 g/cm3 est recommandée.

(Dispositifs d’humidification. David R. Ball. Anesthésie et médecine de soins intensifs Volume 16, numéro 8, août 2015, pages 378-380)

Tous les dispositifs n’atteignent pas cet objectif, comme on a pu en juger lors de la crise covid-19 où l’utilisation de respirateur d’anesthésie posait des problèmes d’humification insuffisante, avec une saturation importante des filtres antibactériens qu’il a fallu changer.

La chaux sodée

La chaux, du latin classique calx, calcis, « pierre à chaux », emprunté du grec khalix, « caillou, moellon, pierre à chaux ». (dictionnaire de l’Académie française).

La chaux se présente sous forme de granulés, soit directement conditionnés dans un contenant, soit dans un bidon, soit dans un sac, qu’il convient de verser dans le canister ou bocal. Sa composition est de 80% d’hydroxyde de calcium Ca (OH)2, hydroxyde de soude 4% de soude, NaOH, 1% de potasse, KOH, et de 15% d’eau. Ces données peuvent légèrement varier selon les fournisseurs. Des adjuvants siliceux durcissent le grain empêchant la formation d’une poudre corrosive à pH basique, susceptible de produire des lésions respiratoires.

La chaux sodée permet l’élimination du dioxyde de carbone (CO2) dans les circuits du respirateur.

La chaux sodée est stockée dans un bocal ou canister, placé sur le circuit où circule le mélange gazeux. Cet absorbeur humidifie et réchauffe le mélange inhalé par le patient.

La réaction chimique est détaillée ci-dessous

Un indicateur coloré (mauve, de façon impropre on dit souvent violet) permet de contrôler le processus d’absorption du CO2 et indique la limite d’efficacité par une coloration mauve. Une courbe de ré inhalation (ou rebreathing en anglais) sur la capnie apparaît également, que nous allons détailler. Lorsque la chaux sodée fixe le CO2, il y a production d’eau et de chaleur comme décrit sur l’équation ; le pH de la chaux atteint 12,4.
Ce processus est progressif en fonction du temps d’utilisation du respirateur sur plusieurs patient, voire un seul si l’intervention est longue.
L’indicateur coloré présent dans la chaux sodée change alors de couleur (le plus souvent de blanc à mauve), indiquant que la chaux sodée est saturée et donc impropre à un fonctionnement idéal et satisfaisant. La chaux sodée devrait être changée lorsque les 2/3 ont changé de couleur. On peut pareillement regarder la PiCO2, affichée à côté de la PteCO2. Il est communément admis que le changement se fait à 5 mmHg de réinhalation ou rebreathing. (Pardon pour ce nouvel anglicisme qui nous poursuit).

Si la chaux sodée est saturée et donc plus fonctionnelle, le CO2 s’accumule et est réinhalé, pouvant causer une hypercapnie, elle-même entraînant une acidose respiratoire. Il faut contrôler régulièrement l’efficacité et l’intégrité de la chaux pour éviter ce risque d’hypercapnie.

Un changement de chaux sodée résoudra le problème. Il est donc important de vérifier la couleur de la chaux sodée en fin d’anesthésie pour éventuellement la changer. Nous verrons aussi comment repérer sur l’écran du respirateur la réinhalation ou rebreathing (les anglicismes sont une plaie ouverte dans le ventre de la langue française).

Pour l’anecdote, la chaux sodée est utilisée également pour l’absorption du CO2 produit par la respiration dans les systèmes clos (appareils de respiration en circuit fermé pour les nageurs de combat, dans les sous-marins…).

Fiche de données sécurité. Chaux sodée (15 avril 2024)PDF · 360 ko

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La chaux sodée a été changée.

1. La chaux sodée d’avant contenait des vapeurs d’halogénés. Le changement de chaux fait que la concentration de sévoflurane inspirée est moindre que celle qui est expirée. Le nouveau conditionnement, vide de tout gaz, implique cette chute temporaire. La MAC peut également légèrement baisser, surtout avec des canisters ouverts dans lesquels on verse la chaux sodée, mais le changement se fait très rapidement et est peu impactant.
2. L’augmentation du niveau de la courbe du dioxyde de carbone est le reflet du passage du flux gazeux à travers les granulés de la chaux sodée. Il faut compter entre 4 à 5 ventilations pour que les courbes reviennent à la ligne de base.
3. La courbe de réinhalation de l’ancienne chaux sodée. On peut constater le degré de rebreathing qui a orienté le changement de chaux.
4. Le CO2 est augmenté. La chaux initiale saturée, n’évacuait plus correctement le dioxyde de carbone qui s’accumulait.
5. Chiffre du CO2 qui est le reflet de la nouvelle chaux sodée et de sa purge imparfaite des gaz anesthésiques. La cuve n’est pas encore remplie du mélange gazeux. Le chiffre se normalise en 5 insufflations maximum.

Si la chaux sodée est mal tassée dans le réservoir, un phénomène appelé “canalisation” peut se produire : le flot d’air est canalisé et ne passe que dans une petite partie de la chaux sodée, qui s’épuise rapidement.
Le patient réinspire alors du CO2. Le reste de la chaux sodée reste blanche, donnant un faux sentiment de sécurité.

Les cercles mauves représentent les granulés ayant fixé du CO2. Les cercles blancs représentent les granulés pouvant fixer le CO2.

• A) Réservoir non utilisé, ou après avoir un certain temps sans être utilisé : tous les granulés sont blancs.
• B) Après une faible utilisation : l’absorption ne s’est faite qu’en haut du réservoir et un peu sur les côtés.
• C) Après une utilisation quasi complète, le réservoir paraît complètement mauve car les granulés situés sur le côté du réservoir sont épuisés.
• D) Chaux sodée surutilisée, les seuls granulés qui peuvent encore fixés du CO2 sont situés au centre du dernier tiers du réservoir, le patient réinspire du CO2.
• E) Phénomène de canalisation, l’air passe préférentiellement par un canal dans le réservoir, la chaux sodée n’est plus efficace, mais le réservoir parait toujours blanc. Le patient ré-inspire du CO2.

Le changement de couleur est donc un outil utile, mais pas toujours fiable.

1. Le bac de chaux sodée se remplit du mélange gazeux. Les courbes redescendent à la ligne de base et effacent les anciennes courbes montrant les gaz entrant pour la première fois dans le nouveau conditionneur de chaux sodée.
2. Les courbes redescendent à la ligne de base. La ré-inhalation diminue jusqu’au zéro.
3. La capnie n’est pas le reflet du patient à cet instant T, mais celui du changement de la chaux sodée. Il convient de ne rien faire dans l’immédiat, concernant les paramètres ventilatoires et de donner du temps au temps. (Une vingtaine de secondes environ) afin de voir se normaliser les paramètres.
4. L’économètre n’est pas passé dans le rouge. Le changement de chaux sodée n’entraîne pas de fuite de gaz vers l’extérieur. Vous pouvez rester en bas débit de gaz frais.

Pensez toujours à la chaux sodée en cas de fuite du respirateur. Que ce soit lors du test de fuite, ou après changement. Le canister peut ne pas être bien inséré, ou comme dans le cas présent, avoir subi un choc qui a provoqué une micro fissure, suffisante pour être détectée par le respirateur lors du test matinal. Après vérification des insertions des tuyaux, de la ligne et du capteur de capnographie, des pièges à eau, changement des tuyaux et de toute la ligne de capnie, la fuite subsistait. Le coup d’œil sur le bac à chaux sodée a révélé ce choc. Après changement du canister, le test est passé. Bon à savoir.

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A lire

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• Les différentes courbes de capnographie.

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À bientôt sur les ateliers de l’anesthésie.

Arnaud BASSEZ

IADE