Vision technique de la ventilation mécanique
DU Kinésithérapie de Réanimation 18 March, 2020
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ResMed en quelques mots
• Historique de la ventilation mécanique
• Fonctionnement d’un ventilateur à pression positive
• Les différentes technologie
Sommaire
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ResMed
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ResMed
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ResMed conçoit, fabrique et commercialise des solutions pour le dépistage, le diagnostic, le traitement et le suivi des Troubles Respiratoires du Sommeil (TRS) et d’autres pathologies respiratoires traitées par ventilation aussi bien à domicile qu’à l’hôpital.
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ResMed dans le monde
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• Fondé en 1989 en Australie et né de la collaboration avec le Professeur Sullivan, inventeur de la PPC
• Présent dans 100 pays
• Une équipe de plus de 4000 personnes
• Leadership par l’innovation : ((1 700 brevets, 1 270 modèles
déposés)
• Des usines de fabrication en Australie, en Europe et à Singapour.
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ResMed en France
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Présent en France depuis 1996 (SAIME 1984-2005)
– Effectif : 350 personnes réparties sur les sites de Lyon(unité de commercialisation et production des orthèse Narval depuis 2010)
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Historique de la gamme ventilation à valve ResMed/Saime
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Homecare Hôpital
1987 2014
2005
Performance Année
2007
2000
25kg 7h00 d’autonomies 6,7kg 6h+12h d’autonomies
10kg 2h+3h d’autonomies 3,5kg 3h+4h d’autonomies
5kg 6h+6h d’autonomies
3,5kg 8h+16h d’autonomies
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Historique de la gamme ventilation à fuite ResMed/Saime
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2002 2014
2011
Performance Année
2015
2008
2003
3,5kg
0,58kg
2,3kg 2,5kg
2,1kg 3 h+12hd’autonomies 1,3kg
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Historique de la ventilation mécanique
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–En 1876, le Spirophore d’Eugène Woillez a été le premier ventilateur par application externe d’une variation de pression
1876 – WOILLEZ –Pression négative
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*SRLFL’histoire de la ventilation mécanique : des machines et des hommesC. Chopin Service de réanimation polyvalente, CHRU et université de Lille-II,
Le spiroscope à gauche et à droite le spirophore de E. Woillez. (1811–1882) [photographie P. Scherpereel, association du musée du CHR de Lille].
– Les frères Drinker, Cécil, le physiologiste et Philip l’ingénieur, qui avec l’aide de Louis Shaw proposèrent en 1929 un tank respirator qui deviendra plus tard l’iron lung
1929 – DRINKER–Pression négative
– . L’importante mortalité, plus de 80 % des malades, ne diminua que lorsque Ibsen Bjorn, eut l’idée d’associer une trachéotomie à cette ventilation par voie externe, appliquant ainsi pour la première fois les deux premières recommandations de la réanimation respiratoire : assurer la liberté des voies aériennes et fournir une aide à la ventilation mécanique
1948-52 – Epidémie de poliomyélite
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–Appareil de ventilation alimenté par une bouteille d’air comprimé, dans lequel l’augmentation de la pression à l’intérieur du circuit inspiratoire actionnait un astucieux système de bielles animées par un soufflet et fermait à plus de 20 cmH2O l’arrivée du gaz permettant ainsi l’expiration. Cette dernière était « aidée » par une pression négative active de moins 20 cmH2O. Ce premier ventilateur baptisé « Pulmotor™ » fonctionnait selon le principe d’une pression contrôlée, cyclée sur la pression
1907 – DRAGER–Pression positive
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*SRLFL’histoire de la ventilation mécanique : des machines et des hommesC. Chopin Service de réanimation polyvalente, CHRU et université de Lille-II,
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– Le Mörch piston ventilator (1940) a été le premier à utiliser l’énergie électrique
1940 – MORCH–Pression positive
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*SRLFL’histoire de la ventilation mécanique : des machines et des hommesC. Chopin Service de réanimation polyvalente, CHRU et université de Lille-II,
* 2018 Wood Library-Museum of Anesthesiology
• Ce troisième modèle du respirateur à piston de Morch humidifié l'air poussé dans les poumons du patient, et a également permis l'ajout d'oxygène
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–L’Engström 150 permettait une ventilation à débit préréglé cyclée sur le temps avec une fréquence
prédéterminée de 10 à 30 c/min Il disposait d’un manomètre et d’un spiromètre à ailettes.
Une colonne d’eau de hauteur variable servait de soupape d’échappement et de limiteur de pression.
1954 – ENGSTROM–Pression positive
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*SRLFL’histoire de la ventilation mécanique : des machines et des hommesC. Chopin Service de réanimation polyvalente, CHRU et université de Lille-II,
* 2018 Wood Library-Museum of Anesthesiology
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Fonctionnement d’un ventilateur à pression positive
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Composition d’un respirateur
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Alimentation électrique Électronique Pneumatique
Secteur + Batterie Cartes + Écran + Electrovannes Alimentation air + O2: VEPS / Turbine/ Soufflet
Accessoires Humidificateur
Nébuliseur
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Fonctionnement double branche à valve
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Respirateur
Phase inspiratoire
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Fonctionnement double branche à valve
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Respirateur
Phase expiratoire
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• Avantage :
- Mesure du volume courant expiré (vte ,vme) - Possibilité d’avoir un trigger en débit
- Meilleure compensation des fuites non intentionnel pour le maintient de la PEP
- Mode volumétrique - Valve expiratoire déporté
• Inconvénient - Circuit plus lourd
- Problème de condensation dans la branche expiratoire
- Mesure du vte fausse en cas de fuite non intentionnel (canule avec ballonnet dégonflé ou en vni)
Avantage et inconvénient du circuit double
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Fonctionnement simple branche à valve
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Respirateur
Phase inspiratoire
Commande de la valve expiratoire Prise de pression proximale
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Fonctionnement simple branche à valve
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Respirateur
Phase expiratoire
• Avantage : - Mode volumétrique
- Circuit plus léger (que le double branche)
• Inconvénient
- Compensation des fuites non intentionnel pour le maintient de la PEP - Pas de mesure du volume courant expiré (vte ,vme)
- Bruit de la valve - Difficulté de branchement
Avantage et inconvénient du circuit monobranche à valve Fonctionnement simple à fuite
Respirateur
Phase inspiratoire
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Fonctionnement simple à fuite
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Respirateur
Phase expiratoire
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• Avantage : - Circuit plus léger
- Meilleur maintient de la pression expiratoire - Mesure fiable du vte (calculé) avec des fuites maitrisés - Meilleur compensation des fuites
- Trigger très sensible même en cas de fuite non intentionnelle
• Inconvénient
- Pas de mode volumétrique
- Consommation en oxygène plus élevée
- Mauvaises réactions des algorithmes en cas de fuites variables
Avantage et inconvénient du circuit simple a fuite
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Les différentes technologies
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Gaz moteur et valves proportionnelles
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Gaz moteur et valves proportionnelles
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Gaz moteur et valves proportionnelles
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Gaz moteur et valves proportionnelles
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Gaz moteur les + les -
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+ circuit fermé
+ Précision ++++ (néonate) - Encombrement/poids
- Gestion des fuites non intentionnelles - Arrêt de la ventilation en cas de panne
de gaz
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Soufflet
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Eole 3
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Eole Cycle inspiratoire Eole cycle expiratoire
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Soufflet les + les -
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+ Précision + Fiabilité
- Encombrement/poids
- Compensation des fuite limitée (expi)
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Turbine a débit variable
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Turbine a débit continue
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La turbine Gamme Elisée
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Elisee Cycle inspiratoire
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• En mode volumétrique, au début de la ventilation, le microprocesseur règle la vitesse de la turbine afin de fournir au patient le débit de consigne. Ce débit est ensuite mesuré avec précision par le capteur de débit inspiratoire ( i). Cette mesure est envoyée à la turbine afin d'en réguler la vitesse. Celle-ci est ainsi asservie par le capteur de débit inspiratoire pour respecter au mieux la consigne de débit.
• En mode barométrique, au début de la ventilation, le microprocesseur règle la vitesse de la turbine afin de fournir au patient la pression de consigne. Cette consigne est ensuite mesurée avec précision par le capteur de pression proximale (Paw). Cette mesure est envoyée à la turbine afin d'en réguler la vitesse. Celle-ci est ainsi asservie par le capteur de pression proximale pour respecter au mieux la consigne de pression.
L’électrovanne I/E est en position sortie turbine principale : la pression générée par la turbine principale arrive au niveau de la valve expiratoire afin de fermer le clapet de celle-ci.
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Elisée Cycle expiratoire
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En ventilation, la turbine génère un débit de flow-by (6 L/min). Afin d'assurer la précision de ce débit, la turbine est également asservie par le capteur de débit inspiratoire.
Le boisseau de ventilation se ferme en début d’expiration puis s’ouvre à une position constante.
En ventilation avec PEP, la turbine peut fournir un plus grand débit inspiratoire (jusqu’à 30L/min) en cas de fuites dans le circuit du patient afin de maintenir la valeur du flow-by au niveau du débit expiratoire.
L’électrovanne I/E est en position expiration : la pression générée par la turbine de PEP exerce une pression au niveau du clapet de valve expiratoire opposée au débit de flow- by. Cette pression va permettre de maintenir la PEP de consigne.
En ventilation, la turbine génère un débit de flow-by (6 L/min). Afin d'assurer la précision de ce débit, la turbine est également asservie par le capteur de débit inspiratoire.
Le boisseau de ventilation se ferme en début d’expiration puis s’ouvre à une position constante.
En ventilation avec PEP, la turbine peut fournir un plus grand débit inspiratoire (jusqu’à 30L/min) en cas de fuites dans le circuit du patient afin de maintenir la valeur du flow-by au niveau du débit expiratoire.
L’électrovanne I/E est en position expiration : la pression générée par la turbine de PEP exerce une pression au niveau du clapet de valve expiratoire opposée au débit de flow- by. Cette pression va permettre de maintenir la PEP de consigne.
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La turbine Astral 150
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Astral Cycle inspiratoire
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• Au début de l’inspiration, la valve de contrôle du débit est désactivée, ce qui permet la vanne de non-retour de s’ouvrir autant que possible pour accommoder le débit inspiratoire. La vanne I/E est également activée, acheminant la pression de sortie vers la valve expiratoire pour la fermer complètement.
Si le traitement prescrit précise une pression expiratoire positive, la turbine PEP est entraînée jusqu’au point de consignes requis en préparation de la phase expiratoire.
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Astral Cycle expiratoire
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• Au cours de l’expiration, la vanne de non-retour est rouverte, permettant à l’air de passer à travers le ventilateur pour maintenir correctement la cible de pression expiratoire voulue.
Cela
est réalisé en entraînant la turbine principale pour délivrer un débit spécifique, afin d’assurer que la valve d’expiration est maintenue dans une position ouverte stable même après que le patient ait terminé l’expiration.
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Turbine les + les -
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