Introduction
Le volume courant, ou tidal volume (Vt) en anglais, est un paramètre crucial en ventilation mécanique, particulièrement en pédiatrie. Il représente le volume d'air inspiré ou expiré lors d'un cycle respiratoire normal. La compréhension et la gestion adéquate du volume courant sont essentielles pour assurer une ventilation efficace tout en minimisant les risques de lésions pulmonaires chez l'enfant.
Définition et Mesure du Volume Courant
Le volume courant est défini comme le volume d'air qui entre et sort des poumons à chaque respiration. Il est généralement exprimé en millilitres (ml). En pédiatrie, le volume courant est souvent indexé au poids corporel, exprimé en ml/kg, afin de tenir compte des différences de taille et de capacité pulmonaire entre les enfants.
La base standard de réglage du volume courant est de 8-10 ml/kg.
Importance du Volume Courant en Ventilation Mécanique Pédiatrique
En ventilation mécanique, le volume courant est un paramètre clé qui influence directement l'oxygénation et l'élimination du dioxyde de carbone (CO2). Un volume courant approprié assure une ventilation alvéolaire adéquate, favorisant ainsi les échanges gazeux. Cependant, un volume courant mal ajusté peut entraîner des complications significatives.
Risques Associés à un Volume Courant Inapproprié
- Volume courant trop élevé (hyperventilation): Peut causer un barotraumatisme (lésions pulmonaires dues à une pression excessive) ou un volotrauma (lésions pulmonaires dues à un volume excessif).
- Volume courant trop faible (hypoventilation): Peut entraîner une hypoxémie (faible taux d'oxygène dans le sang) et une hypercapnie (accumulation de CO2 dans le sang).
Adaptation du Volume Courant en Fonction de l'Âge et de la Pathologie
Les normes de fréquence respiratoire (FR) chez l’enfant varient avec l’âge, la fièvre, l’agitation et l’anxiété. Il est donc essentiel d'adapter le volume courant en fonction de l'âge, du poids, de la pathologie sous-jacente et de la mécanique ventilatoire du patient.
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Facteurs Influant sur le Volume Courant
Plusieurs facteurs peuvent influencer le volume courant chez l'enfant, notamment:
- Âge: Les nourrissons et les jeunes enfants ont des volumes courants plus petits que les enfants plus âgés et les adolescents.
- Poids: Le volume courant est généralement proportionnel au poids corporel.
- Pathologie pulmonaire: Les maladies pulmonaires telles que la pneumonie, l'asthme ou la bronchiolite peuvent affecter la compliance pulmonaire et nécessiter des ajustements du volume courant. Une insuffisance cardiaque peut être facilement confondue avec une bronchiolite aiguë.
- Présence de corps étrangers: L’incidence est maximale entre les âges de 1 et 2 ans, lorsque l’enfant commence à porter les objets à sa bouche (pas avant 6 mois). Les contextes de l’accident sont les apéritifs ou repas, les périodes de jeux. Le corps étranger (CE) est souvent alimentaire (fruits à coque). L’accident se traduit le plus souvent par un syndrome d’inhalation (accès asphyxique brutal, avec toux et cyanose). Le CE peut rester enclavé dans le larynx ou la partie haute de la trachée, responsable de signes cliniques persistants immédiats (tableau d’asphyxie ou signes de DRA). Dans la très grande majorité des cas, le CE est mobilisé par les efforts de toux. Il peut soit être expulsé des voies aériennes (absence de CE intrabronchique), soit être inhalé et se bloquer dans une bronche souche, une bronche lobaire, ou une bronche segmentaire. Dans ce dernier cas, l’enfant peut rester symptomatique, avec toux et polypnée.
- État de conscience et sédation: La sédation peut affecter la commande respiratoire et nécessiter un ajustement du volume courant.
Modalités de Ventilation et Volume Courant
Le volume courant est un paramètre essentiel dans différentes modalités de ventilation mécanique, notamment:
- Ventilation Contrôlée (VC): Un volume courant pré-réglé (Vt) est insufflé dans les poumons du patient à une fréquence prédéterminée (fc), à un rapport I/E, un débit inspiratoire et une FiO2 fixés. La VC est la ventilation de choix lorsqu'une dépression des centres respiratoires rend impossible toute activité ventilatoire spontanée (ventilation per et post-anesthésique), ou tant que persiste une dépression ventilatoire importante.
- Ventilation Assistée Contrôlée (VAC): La ventilation assistée contrôlée (VAC) fait intervenir l'activité inspiratoire du malade.
- Ventilation Assistée Intermittente Synchronisée (VACI): Comme en VC, la Fvc et le I/E détermine le Ti. Néanmoins, la valeur du Te réglée par Fve et I/E n'est plus prise en compte. En effet, en général le passage de la VC ou VAC en VACI s'effectue en conservant des cycles mécaniques dont l'allure est identique (elle est donnée par Vt, Fvc, I/E, Débit). Seule la fréquence de répétition de ces cycles change (elle diminue), ou dit autrement seul le Te change, il est allongé. Il existe donc un bouton de fréquence VACI (Fvci) qui permet d'ajuster ce nouveau paramètre sans changer les autres. Il y a des cycles mécaniques, donc il faudra surveiller les pressions.
- Aide Inspiratoire (AI): L'aide inspiratoire (AI) est une aide en pression apportée par le ventilateur lors des cycles spontanés.
- Bilevel Positive Airway Pressure (BIPAP): C'est une BIPAP comme celle précédemment décrite qui permet en plus d'assister la VS du patient entre les cycles machine par de l'aide inspiratoire.
Surveillance et Ajustement du Volume Courant
La surveillance continue du volume courant est cruciale pour optimiser la ventilation et prévenir les complications. Les paramètres à surveiller incluent:
- Volume courant expiré (VTe): Mesure du volume d'air expiré à chaque cycle respiratoire.
- Pressions des voies aériennes: Surveillance des pressions de crête et de plateau pour détecter les signes de surdistension pulmonaire. La Pmax est un réglage. Rappel : Les pressions mesurées par le ventilateur sont le reflet des pressions régnant au niveau des voies aériennes, (Paw), c'est à dire dans le circuit patient.
- Gaz du sang: Analyse des gaz du sang pour évaluer l'oxygénation et l'élimination du CO2.
- Signes cliniques: Observation de la fréquence respiratoire, du travail respiratoire et de l'état de conscience du patient. La dyspnée caractérise une perception anormale et désagréable de la respiration qu’est susceptible de rapporter un patient. Ceci n’est évidemment pas possible chez le nourrisson et le jeune enfant. À ces âges, c’est l’entourage immédiat qui est alerté par une respiration jugée rapide ou une irrégularité du rythme respiratoire, des accès de toux, des bruits respiratoires, des signes de lutte, parfois des difficultés alimentaires. L’inspection va permettre de mesurer la fréquence respiratoire, de préciser le temps de la dyspnée (inspiratoire, expiratoire ou aux 2 temps), de définir si la dyspnée est « bruyante » avec des sons perceptibles à l’oreille des parents et du clinicien, témoignant d’une obstruction (stridor, cornage, wheezing, frein expiratoire), et de rechercher la présence ou non de signes de lutte associés. Ces éléments, associés aux données de l’auscultation pulmonaire et cardiaque vont permettre dans un très grand nombre de cas d’identifier la cause de la détresse respiratoire aiguë. Un examen général complétera l’analyse sémiologique et permettra également d’apprécier le retentissement de la détresse.
Les ajustements du volume courant doivent être effectués en fonction de ces paramètres, en tenant compte de l'évolution clinique du patient.
Autres Paramètres de Ventilation Mécanique
Pression Positive Expiratoire (PEP)
C'est une pression résiduelle maintenue dans les voies aériennes pendant l'expiration. Autrement dit, au lieu que l'expiration soit complètement libre, on fixe une pression de consigne (la pep). Au début de l'expiration, la pression qui était la pression de plateau en Vc diminue à mesure que le patient expire.
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Débit Inspiratoire
C'est la vitesse à laquelle se remplissent les poumons du patient. On peut également l'appeler vitesse d'insufflation du volume courant (robinet dont l'ouverture est réglable). Un bas débit permet de remplir lentement les poumons et d'éviter les pressions de crête élevées. Un haut débit permet un remplissage rapide du poumon.
Fraction Inspirée d'Oxygène (FiO2)
Si la Fi02 = 60 %, le mélange insufflé au malade est constitué à 60 % d'02. (A noter qu'au delà de cette valeur de 60 %, l'oxygène peut être toxique pour le parenchyme pulmonaire).
Aide Inspiratoire (AI)
C'est une valeur de pression en mbar fixée par l'opérateur. Lorsqu'un patient fait des appels inspiratoires, le ventilateur les détecte, et il prend en charge la totalité ou seulement une partie du travail ventilatoire du patient, en ouvrant sa valve inspiratoire de façon à créer une surpression égale au niveau d'aide inspiratoire réglé. La valeur du volume courant peut varier.
Elle est à l'aide inspiratoire, ce que le débit est à la ventilation contrôlée. Elle permet d'améliorer le confort du patient ventilé, en s'adaptant à sa mécanique ventilatoire (RC). Cette fois, c'est le volume courant qui constitue la résultante. En effet, il est le reflet du gradient de pression imposé et de la mécanique ventilatoire du patient, ce qui signifie que tout changement de cette dernière l'influencera directement.
Particularités de la Respiration chez le Nouveau-né
Le poumon fœtal est rempli par du liquide pulmonaire (90 à 95 % du poids du poumon) qui provient d’une sécrétion permanente active d’ions chlore et d’une sécrétion passive d’eau. Le poumon n’est perfusé que par une fraction minime du débit cardiaque, le foramen ovale et le canal artériel permettant au débit sanguin d’éviter pour une grande part la circulation pulmonaire. Avec la naissance, la respiration marque le passage brutal de la respiration intermittente à des mouvements respiratoires réguliers et efficaces. Le mécanisme de ce passage reste mal connu. Pour certains, l’élévation de la PaO2 à un rôle important, pour d’autres, il s’agit d’un mécanisme de nature exclusivement hormonale.Les premiers mouvements respiratoires provoquent une inflation gazeuse alvéolaire pulmonaire et met en route la circulation pulmonaire fonctionnelle par effet mécanique d’abaissement rapide des résistances artérielles pulmonaires. Le surfactant pulmonaire secrété massivement par les cellules épithéliales de type II sous l’effet de l’aération pulmonaire et du taux élevé de catécholamines circulantes, empêche le collapsus expiratoire des territoires pulmonaires ouvert grâce à ses propriétés tensio-actives. La capacité résiduelle fonctionnelle est d’environ 30 ml/kg à partir de la 10-30ème minute de vie. Sa sécrétion voisine de 250 ml/24 h à terme diminue 2-3 jours avant la naissance et s’interrompt dans les 30 minutes qui suivent la naissance. Le mécanisme d’arrêt est peu connu.L’évacuation du liquide pulmonaire se fait par 2 mécanismes. D’une part, par compression thoracique lors du passage dans la filière génitale avec une pression sur le poumon de 60 à 100 cm H2O conduisant à l’éjection d’environ 30 ml de liquide trachéal.
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