Fiche de révision : Gaz médicaux et anesthésie

📋 Plan du Cours

1. Classification et présentation des gaz médicaux
2. Alimentation et réseaux de distribution
3. Bouteilles et sécurité des gaz
4. Autonomie et appareils de détente
5. Lois physiques des gaz
6. Gaz médicaux spécifiques
7. Circuits sans absorption du CO₂
8. Circuits avec absorption du CO₂
9. Valves et composants des circuits
10. Ventilateur et modes ventilatoires
11. Réglages et modes ventilatoires
12. Paramètres ventilatoires
13. Humidification et aspiration closes
14. Indications et complications ventilatoires
15. Monitorage respiratoire
16. Monitorage cardiovasculaire
17. Curarisation et profondeur anesthésique
18. Sevrage de la ventilation mécanique

📖 1. Classification et présentation des gaz médicaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Gaz à usage médical : Produits de santé, médicaments ou dispositifs médicaux, destinés à entrer en contact avec les patients pour des soins, un diagnostic ou un traitement.
• Gaz comburant : Gaz qui peut initier la combustion au contact de matières organiques comme l’huile, la graisse ou l’alcool ; l’O₂ et le N₂O en sont des exemples.
• Gaz asphyxiant : Gaz qui dilue ou remplace l’oxygène dans l’air ; les exemples cités sont le CO₂ médical, l’azote et le monoxyde d’azote.

★ À maîtriser

📌 Les gaz médicaux se répartissent entre gaz médicaments soumis à une AMM, gaz dispositifs médicaux marqués CE et gaz sans statut AMM ni CE.

• Les gaz médicaux peuvent être présentés sous trois formes :
  • liquéfiée sous pression
  • comprimée sous pression
  • cryogénique sans pression

Compléments

• Les gaz médicaments cités sont O₂, N₂O, MEOPA, NO et xénon, utilisés notamment pour la ventilation, l’oxygénation, l’anesthésie et l’analgésie.

• Les gaz dispositifs médicaux cités sont le CO₂ pour la cœlioscopie, l’argon pour le laser et le N₂O pour la cryochirurgie.

• L’air médical, le vide et les mélanges CO₂/O₂ sont cités comme gaz sans statut AMM ni CE, utilisés notamment pour l’alimentation des respirateurs et l’aspiration.

• Les risques associés aux gaz médicaux comprennent l’anoxie, l’asphyxie et les brûlures par le froid.

• Les contenants de gaz médicaux comprennent :

  • les bouteilles ou obus
  • les cadres
  • les sphères
  • les évaporateurs ou réservoirs cryogéniques

📖 2. Alimentation et réseaux de distribution

★ À maîtriser

• Une centrale de bouteilles ou de cadres alimente le réseau depuis trois sources — principale, attente et secours — avec un basculement automatique selon la différence de pression.

• Dans une station cryogénique, le réservoir principal contient le gaz liquéfié, les cadres constituent l’attente et les bouteilles le secours ultime ; l’évaporateur transforme le liquide en gaz.

• Le réseau primaire relie la centrale de production à l’entrée des services et fonctionne à 10 bars pour les gaz et à −0,8 bar pour le vide.

• Le réseau secondaire dessert les unités de soins à environ 4 bars après détente par un régulateur.

Compléments

• Les pressions de la centrale de bouteilles sont surveillées par des capteurs reliés à une centrale d’alarmes.

• Dans une station cryogénique, l’O₂ est stocké à −170 °C et un litre d’O₂ liquide libère 854 litres de gaz à 15 °C.

• Le bloc d’entrée d’urgence et de maintenance comporte des vannes et une soupape de protection du réseau et permet de secourir la station ou d’intervenir pendant sa maintenance.

📌 Les vannes de sectionnement permettent d’isoler l’approvisionnement d’une partie du réseau primaire.

• La cascade de pressions du réseau secondaire est PO₂ = 4,8 bars, PAir = 4,5 bars et PN₂O = 4,2 bars afin d’éviter la rétro-pollution.

• Les couleurs normalisées des réseaux correspondent aux gaz suivants :

  • blanc pour l’O₂
  • bleu pour le N₂O
  • gris foncé pour le CO₂
  • noir pour l’air et l’azote
  • jaune pour le vide

📌 Les prises murales sont propres à chaque gaz par leur diamètre, leur nombre de crans et leur code couleur afin d’éviter les erreurs de branchement.

• Les prises murales doivent être contrôlées chaque année et entretenues chaque année en zones chaudes ou tous les deux ans en zones froides.

• Une armoire de secours assure la continuité d’alimentation en cas de défaillance du réseau principal et comprend deux bouteilles par gaz, chacune équipée d’un détendeur.

• L’armoire de secours prend le relais par différence de pression lorsque l’alimentation principale fait défaut.

📌 Un réseau à simple détente est simple et peu coûteux, mais sa pression dépend de la consommation et il subit des pertes de charge ; un réseau à double détente comporte un réseau primaire et un réseau secondaire et garantit une pression stable, mais peut subir des fluctuations lorsque de nombreuses prises sont utilisées simultanément.

• Selon la norme NF EN 737-3, les pressions nominales de service sont de 400 kPa pour les gaz médicaux comprimés, de 800 kPa pour l’air et l’azote des appareils chirurgicaux et de moins de 60 kPa de pression absolue pour le vide.

💡 Astuce mémo

Le réseau primaire transporte à haute pression ; le secondaire délivre à basse pression.

📖 3. Bouteilles et sécurité des gaz

★ À maîtriser

• Les gaz comprimés comme l’O₂ et l’air sont stockés à l’état gazeux à 200 bars à 15 °C.

• Les gaz liquéfiés comme le N₂O et le CO₂ sont stockés sous pression à l’état liquide ; pour le N₂O, la pression est de 44 bars à 15 °C et reste constante tant qu’il reste du liquide, tandis que l’autonomie s’évalue par le poids.

• Les raccords de sécurité distinguent l’O₂ par un filetage F 22.9 - 11.814 à droite, les gaz neutres N₂, Ar, He et CO₂ par un filetage M 21.7 - 1.814 conique, et le N₂O par un filetage F 26 - 1.5 à gauche.

• L’ouverture rapide d’une bouteille provoque une compression adiabatique de l’O₂, qui peut augmenter la température de 500 à 600 °C et provoquer un coup de feu en présence de graisse ou de poussière ; le robinet doit donc être ouvert lentement.

Compléments

• La pression d’éclatement d’une bouteille d’O₂ médical est de 500 à 600 bars.

• Les éléments d’une bouteille de gaz sont : un chapeau qui protège le robinet, un robinet d’ouverture et de fermeture, un raccord d’assemblage, une ogive portant le marquage et le codage couleur, un corps cylindrique, un manodétendeur, une étiquette identifiant le gaz et ses dangers

• Les bouteilles O₂ de type B15, B05 et B02 ont respectivement un volume de 15, 5 et 2 L à 200 bars, fournissent environ 3 000, 1 000 et 400 L de gaz et servent respectivement à un poste fixe ou au domicile, au secours ou aux déplacements, et à l’oxygénothérapie de déambulation.

• Le codage couleur des bouteilles est :

  • blanc pour l’O₂
  • bleu pour le N₂O
  • gris foncé pour le CO₂
  • noir pour l’azote
  • brun pour l’hélium
  • blanc et bleu pour le MEOPA

• L’étiquetage obligatoire d’une bouteille comprend : l’étiquette pharmaceutique identifiant le gaz, l’étiquette de risque avec les losanges de danger, le numéro de lot et la date de péremption, le numéro individuel de la bouteille, la notice d’utilisation, une garantie d’inviolabilité

• Les pictogrammes de sécurité cités signalent les dangers suivants :

  • explosif
  • gaz sous pression
  • inflammable
  • comburant
  • corrosif
  • toxicité aiguë
  • nocif ou irritant
  • danger chronique pour la santé
  • danger pour l’environnement

• Les risques liés aux bouteilles comprennent : l’incendie, l’éclatement ou l’explosion, les brûlures cryogéniques, l’hypoxie ou l’asphyxie, la rétro-pollution, les chutes et les chocs, les fuites, l’expulsion du manodétendeur en cas de mauvaise fixation

📌 Les bouteilles doivent être stockées verticalement et fixées par une chaîne dans un râtelier, à l’écart des sources de chaleur supérieures à 50 °C.

📌 Pour l’utilisation de l’O₂, il faut éviter toute graisse ou huile, employer un joint de manodétendeur compatible avec l’O₂ et maintenir la bouteille debout.

• Chez les insuffisants respiratoires, l’O₂ peut entraîner une apnée par dépression respiratoire ; d’autres effets cités sont la microatélectasie, le barotraumatisme et les convulsions.

📌 Une FiO₂ supérieure à 80 % peut léser les poumons, et une exposition néonatale à une forte concentration, FiO₂ supérieure à 40 %, ou de longue durée, supérieure à 10 jours, peut provoquer une rétinopathie de type fibroplasie rétrolentale.

📌 Les consignes d’utilisation imposent de ne pas fumer près de la bouteille ou du patient, de ne pas utiliser de corps gras, de ne pas se placer devant la sortie du gaz, de vérifier l’absence de fuite et de fermer le robinet après usage.

💡 Astuce mémo

Ouverture rapide → compression adiabatique → échauffement et risque de coup de feu.

📖 4. Autonomie et appareils de détente

🔑 Notions clés & Définitions

• Manodétendeur : Appareil qui réduit la haute pression de la bouteille, de 200 bars, à une pression basse et constante de 3 à 4 bars utilisable par le patient ou l’appareil.
• Débitmètre : Instrument qui mesure et régule le débit de gaz délivré au patient, en L/min ou en mL/min.
• Manomètre : Instrument qui mesure la pression d’un fluide, exprimée en bars, et se place dans le champ de vision de l’utilisateur.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le volume total d’O₂ disponible vérifie $V_{total}=V_{bouteille}\times P_{manomètre}$.

📐 Formule - Le volume réellement disponible vérifie $V_{réel}=V_{total}-0{,}10V_{total}$, en conservant une marge de sécurité de 10 %.

📐 Formule - L’autonomie d’une bouteille vérifie $T=\frac{V_{réel}}{D}$, où le débit administré D est exprimé en L/min et T en minutes.

Compléments

• Une bouteille B05 de 5 L à 100 bars, utilisée à 15 L/min, contient 500 L au total, fournit 450 L après la marge de sécurité et a une autonomie de 30 minutes.

📌 Une bouteille d’O₂ doit être changée lorsque son contenu ne dépasse pas 150 L.

• Les manodétendeurs peuvent être à étrier, à vis, débit-litre, à pression fixe ou à pression réglable.

• Un manodétendeur réduit la pression, assure une pression constante malgré un débit variable et maintient pression et débit malgré les variations de pression d’alimentation (réf. : Saadi Hafid, p.162).

• Le montage du manodétendeur consiste à se laver les mains, retirer le capuchon, purger brièvement le robinet, vérifier la compatibilité et la fermeture du détendeur, le visser sans forcer puis le raccorder à l’appareil.

• 🔄 Le démontage du manodétendeur suit ces étapes :

  1. Fermer le robinet de la bouteille.
  2. Débrancher le tuyau et purger le détendeur.
  3. Vérifier que le manomètre basse pression indique zéro.
  4. Dévisser l’écrou moleté à la main.
  5. Retirer le détendeur.

• À l’utilisation, vérifier que le débit est à zéro, ouvrir progressivement le robinet de la bouteille et contrôler la montée en pression, puis régler le débit ; après usage, fermer d’abord le robinet de la bouteille puis le détendeur.

📌 Le débitmètre à flotteur, ou rotamètre, utilise un tube conique en verre et un flotteur, est calibré pour un gaz spécifique et a une précision de ±10 % ; le débitmètre électronique mesure par variation de température sans pièce mécanique ; le sélecteur à barillet utilise des débits soniques préréglés, au nombre de 15 pour le Selectaflo.

💡 Astuce mémo

Volume disponible → marge de sécurité → autonomie.

📖 5. Lois physiques des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression de vapeur saturante : Pression partielle maximale d’un gaz en équilibre avec sa phase liquide, qui dépend de la température.

★ À maîtriser

📐 Formule - À température constante, la loi de Boyle-Mariotte s’écrit $PV=\mathrm{constante}$ : le volume est inversement proportionnel à la pression.

📐 Formule - Selon la loi de Dalton, la pression totale d’un mélange gazeux est la somme des pressions partielles de ses gaz : $P_t=P_1+P_2+\cdots$.

Compléments

📐 Formule - À température constante, la loi de Henry indique que la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle du gaz au-dessus du liquide : $V=kP$.

• La loi de Henry s’applique à la dissolution des gaz anesthésiques dans le sang, les agents très solubles ayant un effet plus lent, et aux accidents de décompression liés à l’azote.

• Selon la loi d’Avogadro, des volumes égaux de gaz différents à même température et pression contiennent le même nombre de molécules, et une mole occupe 22,4 L dans les conditions STP.

📐 Formule - À pression constante, la loi de Charles s’écrit $\frac{V}{T}=\mathrm{constante}$ : le volume d’un gaz est proportionnel à sa température absolue.

📐 Formule - À volume constant, la loi de Gay-Lussac s’écrit $\frac{P}{T}=\mathrm{constante}$ : la pression d’un gaz est proportionnelle à sa température absolue.

• Le desflurane a un point d’ébullition de 23,5 °C, proche de la température ambiante, et nécessite un vaporisateur spécial.

📖 6. Gaz médicaux spécifiques

★ À maîtriser

• Le MEOPA, aussi nommé KALINOX®, ENTONOX® ou OXYNOX®, est un mélange équimolaire à 50/50 de N₂O et d’O₂, conditionné à une pression variable de 135 à 170 bars à 15 °C.

Compléments

• Le MEOPA est indiqué pour l’analgésie en urgence, la préparation à des actes douloureux courts chez l’adulte et l’enfant, les soins dentaires exclusivement en milieu hospitalier et l’analgésie obstétricale en attente d’une péridurale ou lorsque celle-ci est refusée ou impossible.

📌 Les bouteilles de MEOPA ne doivent pas être exposées à une température inférieure à 0 °C et doivent être stockées horizontalement pendant 48 heures avant utilisation pour stabiliser le mélange 50/50.

📌 La SpO₂ doit être surveillée pendant l’administration du MEOPA.

• Les effets secondaires du MEOPA comprennent euphorie, rêve, angoisse, agitation, paresthésies, sédation profonde, vertiges, nausées, vomissements, myéloneuropathie en cas d’exposition chronique, anémie mégaloblastique et leucopénie.

📌 En obstétrique, l’inhalation de MEOPA commence dès l’apparition des contractions, avant la douleur, se fait à respiration normale sans hyperventilation et s’interrompt dès la disparition de la douleur.

• Le monoxyde d’azote est commercialisé sous le nom KINOX® à 225 ppm ou 450 ppm et conditionné en bouteille à 200 bars à 15 °C.

• Le NO est indiqué avec la ventilation assistée chez le nouveau-né d’âge gestationnel d’au moins 34 semaines présentant une détresse respiratoire hypoxémiante associée à une HTAP, pour améliorer l’oxygénation et éviter l’ECMO ; il est également indiqué dans les poussées péri-opératoires d’HTAP en chirurgie cardio-thoracique et pour le test de réversibilité de l’HTAP.

• L’air médical est reconstitué en bouteille à 200 bars à 15 °C ou obtenu par compression et filtration ; sa prise murale comporte deux crans de 9 mm à 180°.

• L’air médical sert de vecteur aux médicaments inhalés par nébuliseur et permet une restauration mécanique de la ventilation en respiration artificielle.

• Une bouteille de N₂O de 47 L contient 35 kg et délivre 18,8 m³ de gaz ; le N₂O est liquéfié sous une pression de 44 bars à 15 °C et sa prise murale mesure 7 mm avec quatre crans de 7 mm à 90°.

• Les effets indésirables du N₂O comprennent nausées, vomissements, augmentation temporaire de la pression ou du volume des cavités aériennes, euphorie et troubles psychodysleptiques ; au-delà de 24 heures d’utilisation, des troubles hématologiques sévères, dont l’anémie mégaloblastique et l’agranulocytopénie, sont possibles.

📖 7. Circuits sans absorption du CO₂

🔑 Notions clés & Définitions

• Circuit d’anesthésie : Dispositif intercalé entre la source d’alimentation en gaz frais et le patient pour administrer le mélange gazeux anesthésique.
• Valve de non-réinhalation : Une valve de non-réinhalation empêche la réinhalation des gaz expirés grâce à trois segments en T — inspiratoire, patient et expiratoire — munis de clapets à sens unique.

★ À maîtriser

📌 Le circuit ouvert ne réinspire pas les gaz et n’absorbe pas le CO₂, le circuit semi-ouvert réinspire des gaz sans absorber le CO₂, et les circuits semi-fermé ou fermé réinspirent les gaz avec absorption du CO₂.

• Un circuit sans réinhalation utilise une valve de non-réinhalation reliée à un ballon souple et à une arrivée de gaz frais ; son débit de gaz frais est supérieur à la ventilation minute.

Compléments

• Un circuit d’anesthésie permet l’oxygénation, la ventilation, l’administration d’agents volatils ainsi que le réchauffement et l’humidification des gaz.

• Un circuit idéal présente un espace mort et des résistances inspiratoires et expiratoires faibles, une faible compliance, aucune réinhalation de gaz expiré ou une absorption du CO₂, la possibilité de ventilation spontanée et contrôlée et un coefficient d’utilisation des gaz frais élevé.

• Le circuit ouvert fonctionne avec un débit de gaz frais supérieur à la ventilation minute, contrairement au circuit semi-ouvert pour lequel le débit de gaz frais est inférieur ou égal à la ventilation minute.

• Les circuits sans réinhalation sont simples, légers et peu coûteux, procurent une composition constante du mélange inhalé sans mélanger les gaz frais et expirés, mais consomment beaucoup de gaz médicaux et anesthésiques.

• Un circuit sans réinhalation peut être amélioré par l’ajout d’un tuyau annelé, d’une valve d’échappement pour prévenir l’hyperpression et de capteurs de FiO₂, de gaz anesthésiques et de FeCO₂.

• Une valve de non-réinhalation idéale présente de faibles pressions d’ouverture et de fermeture, de faibles résistances, un espace mort minimal et aucune fuite en avant ni en arrière.

• La valve Ambu E utilisée en ventilation manuelle a un espace mort de 12 mL et des résistances de 0,6 à 2,1 cmH₂O pour des débits de 5 à 40 L/min.

📖 8. Circuits avec absorption du CO₂

★ À maîtriser

📌 Les circuits de Mapleson A à F réinspirent les gaz sans absorber le CO₂ et se distinguent par la disposition de l’arrivée de gaz frais, du ballon et de la valve.

Compléments

• En ventilation spontanée, le Mapleson A ou Magill est le plus efficace avec un DGF égal à la ventilation minute, mais il est peu efficace en ventilation contrôlée, où le DGF doit dépasser deux à trois fois la ventilation minute.

• Les Mapleson B et C nécessitent un DGF de deux à trois fois la ventilation minute en ventilation spontanée comme en ventilation contrôlée.

• Le Mapleson C est adapté aux soins intensifs, aux urgences et aux salles de réveil, et peut servir à l’induction, à la réanimation, au transport et à la ventilation manuelle.

• Le Mapleson D, ou circuit de Bain coaxial, a un tuyau intérieur pour le gaz frais et un tuyau extérieur pour le gaz expiré, et favorise la conservation de chaleur et d’humidité.

• Le Mapleson E, ou T d’Ayre, est utilisé en pédiatrie, ne comporte pas de ballon et présente peu de résistance ; il n’est pas adapté à la ventilation contrôlée.

• Le Mapleson F, ou Jackson-Rees, ajoute au T d’Ayre un ballon et une valve de surpression, convient à la pédiatrie et permet la ventilation assistée et contrôlée.

• Le circuit de Mapleson comprend :

  • un tuyau réservoir
  • une valve de surpression
  • une arrivée de gaz frais
  • un ballon de ventilation

• Les circuits de Mapleson sont économiques, simples, légers, solides, faciles à entretenir, laver et stériliser, résistants et n’exigent pas de valve unidirectionnelle de flux.

• Les circuits de Mapleson nécessitent des DGF importants pour éviter la réinhalation du CO₂, polluent l’environnement, entraînent des pertes de chaleur et d’humidité, peuvent rendre la valve inaccessible dans les systèmes A, B et C, et compliquent l’évacuation des gaz dans les systèmes E et F.

• Le Mapleson F est le seul circuit de Mapleson encore largement utilisé en clinique, principalement en pédiatrie.

📖 9. Valves et composants des circuits

★ À maîtriser

• Dans un circuit filtre, le patient réinhale les gaz expirés après absorption du CO₂, ce qui permet d’économiser les agents anesthésiques.

Compléments

• Un circuit filtre comprend : des valves unidirectionnelles inspiratoire et expiratoire, un canister contenant l’absorbant de CO₂, une valve APL réglable, un piège à eau

• La chaux sodée standard contient 94 % d’hydroxyde de calcium, 4 % d’hydroxyde de sodium, 1 % d’hydroxyde de potassium, ainsi que de la silice et de l’eau.

• La chaux sodée capte le CO₂ par les réactions successives $CO_2+H_2O\rightarrow H_2CO_3$, $H_2CO_3+2NaOH\rightarrow Na_2CO_3+2H_2O+\text{chaleur}$ et $Ca(OH)_2+Na_2CO_3\rightarrow CaCO_3+2NaOH$.

• L’indicateur colorimétrique de la chaux sodée passe du blanc ou crème lorsqu’elle est neuve au bleu ou cyan lorsqu’elle est épuisée ; une concentration inspirée de CO₂ atteignant ou dépassant 5 mmHg indique la saturation.

📌 L’eau est indispensable à l’efficacité de la chaux sodée, car les réactions chimiques entre ions nécessitent sa présence ; une chaux desséchée n’est plus efficace.

• Une chaux sodée de qualité absorbe environ 18 L de CO₂ pour 100 g, soit 70 % de sa capacité maximale théorique, et sa consommation est d’environ 100 g/h chez l’adulte.

📌 Le volume d’air intergranulaire représente 50 % du canister et doit être au moins égal au volume courant du patient ; en pratique, le volume du canister doit être au moins égal à deux fois le volume courant.

• Le circuit filtre réduit le coût de l’anesthésie en consommant 8 à 10 fois moins d’halogénés, facilite le réchauffement et l’humidification et réduit la pollution.

• Les risques du circuit filtre comprennent l’administration d’un mélange hypoxique, le surdosage anesthésique si le monitorage est inadapté et la perturbation des paramètres ventilatoires en cas de fuite.

📖 10. Ventilateur et modes ventilatoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Valve APL : Valve d’échappement réglable qui laisse s’échapper le gaz en excès au-delà d’une pression choisie et protège contre les barotraumatismes ; sa pression d’ouverture se règle de 2 à 80 cmH₂O.
• Valve de PEP : Valve qui maintient une pression supérieure à la pression atmosphérique en fin d’expiration, permettant d’augmenter la capacité résiduelle fonctionnelle par recrutement alvéolaire ; sa valeur initiale est de 5 cmH₂O.

★ À maîtriser

• Les modes ventilatoires sont classés selon le mécanisme de déclenchement du cycle, la variable contrôlée pendant l’inspiration et le critère de cyclage qui termine l’inspiration.

📌 En volume contrôlé, le volume courant est réglé et la pression résultante varie ; en pression contrôlée, la pression inspiratoire est réglée et le volume résultant varie.

Compléments

• La valve de Digby-Leigh est destinée à l’anesthésie pédiatrique, ne doit pas être utilisée chez l’adulte, a un espace mort de 7 mL et son cliquetis renseigne sur la ventilation ; elle ne fonctionne correctement que si ses trois segments sont dans un plan vertical.

• La valve de Ruben a un espace mort de 9 mL et peut assurer toutes les phases de l’anesthésie, mais l’effort inspiratoire nécessaire en ventilation spontanée favorise son usage en ventilation contrôlée, surtout chez l’enfant ; une faible surpression du ballon peut la bloquer en inspiration et empêcher l’expiration.

• La valve d’Ambu est la valve de non-réinhalation la plus utilisée et comporte deux pièces souples en plastique en forme de champignon, sans pièce métallique ni ressort.

• En ventilation spontanée avec une valve d’Ambu, l’inspiration crée une pression négative qui ferme la valve expiratoire et ouvre la valve inspiratoire ; l’expiration crée une pression positive qui ferme la valve inspiratoire et ouvre la valve expiratoire.

• En ventilation contrôlée avec une valve d’Ambu, l’insufflation crée une pression positive qui ferme la valve expiratoire et ouvre la valve inspiratoire ; à l’expiration, les gaz expirés ferment la valve inspiratoire et ouvrent la valve expiratoire.

• Le ballon réservoir, très compliant, permet la ventilation spontanée ou assistée et amortit les variations de pression ; sa pression de déplissement est de 0,25 à 0,3 cmH₂O et son plateau de distension en caoutchouc de 30 à 50 cmH₂O.

📌 En ventilation spontanée, la valve APL est entièrement ouverte et le gaz excédentaire s’échappe en fin d’expiration lorsque la pression dépasse 0,5 à 2 cmH₂O ; en ventilation assistée ou contrôlée manuelle, elle est partiellement fermée et sa pression d’ouverture se règle de 2 à 80 cmH₂O.

• Les tuyaux annelés ont un volume de 400 à 450 mL par 100 cm, une résistance inférieure à 0,15 cmH₂O par 100 cm, une compliance de 1 à 4 mL/cmH₂O en caoutchouc et de 0,3 à 0,8 mL/cmH₂O en polyéthylène.

• Le circuit accessoire, léger et souple, permet la ventilation manuelle à l’induction ou lors d’un débranchement et comprend un tuyau souple, un ballon et une valve bidirectionnelle (réf. : Saadi Hafid, p.92).

📌 Le circuit machine permet le monitorage des gaz et de la ventilation ainsi que l’utilisation du système antipollution, mais il est plus lourd et encombrant ; le circuit accessoire est léger et peu compliant, mais ne permet ni le monitorage ventilatoire ni l’utilisation du système antipollution.

• Le circuit gazeux du ventilateur suit le trajet suivant : mesure de la pression d’entrée des gaz, filtration, détente, contrôle par valves anti-retour, mélange selon la FiO₂ prescrite, ajout d’halogéné, délivrance au patient, puis mesure des paramètres ventilatoires par des capteurs.

• Dans un système bag-in-bottle, le soufflet ascendant se remplit à l’expiration et permet une PEEP, tandis que le soufflet descendant se vide à l’inspiration ; un soufflet qui ne se remplit pas complètement ou s’affaisse signale une fuite ou un débit de gaz frais insuffisant.

💡 Astuce mémo

Déclenchement → variable contrôlée → cyclage.

📖 11. Réglages et modes ventilatoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Aide inspiratoire : Un mode spontané où le ventilateur apporte un support en pression de 5 à 15 cmH2O pour diminuer le travail respiratoire ; c'est le mode de sevrage privilégié.
• Ventilation assistée contrôlée : Un mode mixte où le ventilateur déclenche le cycle si le patient ne le fait pas, selon une fréquence respiratoire minimale réglée.
• Ventilation contrôlée intermittente : Permet au patient de respirer spontanément entre des cycles contrôlés.
• VS-PEP : Permet au patient de respirer spontanément avec une pression positive continue.
• BIPAP : Une ventilation à deux niveaux de pression, inspiratoire et expiratoire, qui permet une ventilation contrôlée et spontanée.

★ À maîtriser

• Le trigger inspiratoire détecte l'effort du patient à un seuil de 0,5-1,5 cmH2O en pression ou de 1-5 L/min en débit, le trigger débit étant préféré.

• En aide inspiratoire, le cyclage expiratoire survient lorsque le débit inspiratoire diminue jusqu'à 25-30 % du débit de pointe par défaut, 40 % en cas de BPCO, 25 % en cas d'hypoxémie et moins de 10 % en cas de syndrome restrictif.

📌 En ventilation contrôlée, le ventilateur prend entièrement en charge la respiration sans effort du patient ; en ventilation assistée, le patient déclenche le cycle et le ventilateur assure la suite.

Compléments

• La pente de l'aide inspiratoire règle la vitesse de montée en pression sur une échelle de 0 à 1 ; plus le réglage approche de 0, plus la montée est rapide.

• La ventilation contrôlée ou assistée contrôlée est utilisée chez la majorité des patients, notamment sous sédation profonde à modérée, et permet un contrôle précis du volume courant.

• L'aide inspiratoire est utilisée chez les patients peu ou pas sédatés et constitue un mode privilégié pour l'épreuve de ventilation spontanée et le sevrage.

• La ventilation en pression contrôlée est utilisée en cas de risque de barotraumatisme, de fuites importantes ou pour limiter les pressions de crête.

📖 12. Paramètres ventilatoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression de crête : La pression maximale atteinte lors de l'insufflation ; sa valeur cible est inférieure à 30 cmH2O.
• Pression de plateau : Mesurée pendant une pause inspiratoire de 0,5 à 1 seconde à débit nul, elle reflète la compliance pulmonaire et doit rester inférieure à 30 cmH2O.
• PEEP : Une pression positive maintenue en fin d'expiration qui maintient la capacité résiduelle fonctionnelle et prévient les atélectasies ; sa valeur initiale est de 4 à 5 cmH2O.
• Pression moyenne : La moyenne de la pression pendant un cycle complet et reflète l'oxygénation.

★ À maîtriser

📐 Formule - La pression motrice est égale à la pression de plateau moins la PEEP totale : $\Delta P = P_{plt} - PEEP_{totale}$.

• En protection pulmonaire, le volume courant cible est de 6 à 8 mL/kg.

Compléments

• La fréquence respiratoire cible est de 12 à 16 cycles par minute.

• Le rapport I/E standard est de 1/2, soit une seconde inspiratoire pour deux secondes expiratoires.

• La FiO2 est ajustée pour atteindre la SpO2 cible.

📖 13. Humidification et aspiration closes

🔑 Notions clés & Définitions

• Respirateur de transport : Un appareil qui assure la ventilation artificielle d'un patient pendant un déplacement et fonctionne au gaz ou à l'électricité sur batteries rechargeables, dont la capacité doit couvrir la durée du déplacement.
• Respirateur de réanimation : Un appareil qui assure la ventilation invasive ou non invasive des patients en situation critique et intègre une humidification ainsi qu'un système d'aspiration clos.
• FECH : Le filtre échangeur de chaleur et d'humidité récupère la chaleur et l'humidité du gaz expiré pour humidifier le gaz inspiré.
• Système d'aspiration clos : Permet d'aspirer les sécrétions bronchiques sans déconnecter le patient du circuit ventilatoire.
• SEGA : Un système qui extrait les gaz anesthésiques et est obligatoire pour toute nouvelle construction de bloc opératoire.

★ À maîtriser

• Les limites de pollution sont de 25 ppm pour le protoxyde d'azote et de 2 ppm pour les halogénés.

📌 Les systèmes antipollution ouverts à évacuation active ont un réservoir ouvert et un débit d'aspiration au moins égal au débit recueilli ; les systèmes fermés à évacuation passive utilisent une valve tarée à +5 cmH2O, tandis que les systèmes fermés à évacuation active utilisent une valve de sécurité tarée à −0,5 cmH2O.

• L'alarme de débranchement peut s'appuyer sur un manomètre, un volumètre ou un capnographe, et le capnographe est le meilleur moniteur de débranchement ; au moins deux de ces trois dispositifs doivent être utilisés.

• Le test de fuite du circuit filtre consiste à le remplir par le bypass jusqu'à 30 cmH2O ; la fuite acceptable est inférieure à 250 mL/min pour une pression de 30 à 50 cmH2O.

Compléments

• Plus le volume interne d'un FECH est grand, plus l'espace mort instrumental augmente ; les exemples donnés sont 95 mL et 45 mL.

• L'humidificateur chauffant humidifie activement le gaz inspiré et se situe en aval de la pièce en Y.

• Le système d'aspiration clos maintient l'étanchéité du circuit, évite la désaturation et limite l'aérosolisation bactérienne ainsi que les pneumonies nosocomiales.

• Le système anesthésique comporte :

  • un manomètre
  • un volumètre
  • un analyseur d'O2
  • un capnographe
  • un analyseur de vapeur anesthésique
  • une alarme de débranchement

• La vérification des appareils d'anesthésie suit les étapes prescrites par la SFAR en 2015.

• La bouteille de réserve d'O2 doit être remplacée lorsque son contenu est inférieur à 150 litres et l'alimentation principale doit fournir 3,5 bars ± 0,7.

• Le contrôle de l'analyseur d'O2 vérifie la FiO2 à 0,21 et à 1, ainsi que l'alarme basse de FiO2 à 0,4.

📖 14. Indications et complications ventilatoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Hyperinflation dynamique : Elle survient lorsque l'insufflation commence avant que le poumon soit complètement vidé et se repère par l'absence de retour à zéro du débit expiratoire avant l'insufflation.
• Ventilation non invasive : Regroupe les techniques d'assistance respiratoire sans accès aux voies aériennes inférieures par sonde endotrachéale ou trachéotomie.
• Monitorage : L'ensemble des techniques qui surveillent de manière continue ou répétée des paramètres physiologiques ou biologiques au moyen d'appareils automatiques invasifs ou non, avec automatisation, alarme et mémorisation.

★ À maîtriser

• La ventilation artificielle est indiquée en cas de défaillance neurologique avec Glasgow inférieur à 9, d'état de choc ou d'acidose sévère.

📌 L'hypoxémie par effet shunt, due à une ventilation alvéolaire insuffisante par rapport à la perfusion comme dans l'asthme ou l'encombrement bronchique, se corrige après 20 minutes d'oxygène pur, contrairement au shunt vrai intrapulmonaire, qui ne se corrige pas ainsi.

📌 La CPAP maintient une pression positive continue pendant l'inspiration et l'expiration et est indiquée dans l'OAP cardiogénique, tandis que la BiPAP applique des pressions différentes aux deux temps et est indiquée dans la décompensation de BPCO ou l'OAP.

• Le décret français n° 94-1050 du 5 décembre 1994 impose le contrôle continu du rythme et du tracé ECG, la surveillance de la pression artérielle, du débit d'O2 et de la teneur en O2 inhalé, de la saturation en O2, du CO2 expiré chez le patient intubé, ainsi que des pressions et débits ventilatoires. - Décret n° 94-1050

• Le monitorage obligatoire de base comprend : (SMAR, 2016) :

  • l'ECG continu à 3 ou 5 dérivations
  • la PNI
  • la SpO2
  • l'EtCO2, obligatoire au bloc opératoire

Compléments

• Les situations associées comprennent :

  • le SDRA
  • l'œdème pulmonaire
  • les pneumopathies infectieuses
  • les atélectasies
  • les fibroses pulmonaires

• Le shunt vrai extrapulmonaire peut être dû à une cardiopathie congénitale cyanogène.

• Le traitement consiste à :

  • diminuer le volume courant
  • diminuer la fréquence respiratoire
  • allonger le temps expiratoire
  • diminuer la PEEP extrinsèque

• La pression de plateau doit rester inférieure à 30 cmH2O pour prévenir le barotraumatisme pulmonaire lié à la ventilation.

• La ventilation en pression positive peut diminuer le retour veineux et le débit cardiaque, diminuer la perfusion rénale et la diurèse, et entraîner des conséquences digestives telles que des hémorragies ou une dysfonction hépatique.

• Les interfaces de VNI sont le masque facial pour les usages aigus ou chroniques, le masque nasal et l'embout buccal pour les usages chroniques, ainsi que le casque et le masque Bacou pour les usages aigus.

📌 La VNI est considérée efficace en cas d'amélioration soutenue du patient, d'oxygénation efficace et de correction de l'acidose ; une contre-indication, une intolérance ou une inefficacité imposant l'intubation signe un échec.

💡 Astuce mémo

Pression positive → baisse du retour veineux et du débit cardiaque.

📖 15. Monitorage respiratoire

★ À maîtriser

• L'oxymétrie de pouls estime la saturation artérielle en oxygène par spectrophotométrie à deux longueurs d'onde, rouge à 660 nm et infrarouge à 940 nm, et par pléthysmographie, qui distingue la composante artérielle pulsatile des composantes non pulsatile.

• La pigmentation cutanée peut faire surestimer la SaO2 réelle de 2 à 4 % ; maintenir une SpO2 d'au moins 94 % vise une SaO2 réelle d'au moins 90 % et une PaO2 d'au moins 60 mmHg.

• En cas d'intoxication au CO, l'oxymètre confond la carboxyhémoglobine avec l'oxyhémoglobine et peut afficher une SpO2 proche de 100 % malgré l'hypoxie.

• La capnométrie mesure quantitativement la concentration de CO2 dans les gaz respiratoires, tandis que la capnographie enregistre graphiquement le capnogramme.

• Le capnogramme normal comporte quatre phases :

  • phase I : début de l'expiration, gaz de l'espace mort et CO2 proche de zéro
  • phase II : pente ascendante correspondant au mélange de gaz de l'espace mort et de gaz alvéolaire
  • phase III : plateau expiratoire correspondant au gaz alvéolaire ; le point C donne l'EtCO2
  • phase IV : pente descendante correspondant au début de l'inspiration

• Une perte soudaine de courbe capnographique avec EtCO2 à zéro peut signaler une déconnexion, une obstruction totale des voies aériennes ou une apnée et constitue une urgence.

Compléments

• La SpO2 normale est supérieure à 94-95 %, sa marge d'erreur est de ±2 % au-dessus de 70 %, et l'oxymètre ne détecte pas l'hyperoxémie.

• Une méthémoglobinémie peut conduire à une SpO2 d'environ 85 % qui surestime la SaO2 réelle.

• L'anémie sévère avec une hémoglobine inférieure à 5 g/dL rend la lecture difficile faute d'hémoglobine suffisante pour capter le signal.

• La mesure de l'EtCO2 repose sur l'absorption infrarouge spécifique du CO2 à 4,3 μm.

• Dans un système aspiratif de capnométrie, l'échantillon est aspiré à 150 mL/min ; le système permet la mesure des halogénés mais répond plus lentement, en 100 à 200 ms pour 1,5 m.

• Dans un système non aspiratif, la cellule est placée directement dans le flux gazeux, ce qui donne un temps de réponse rapide mais expose à la coudure ou à l'arrachement.

• Une augmentation de la ligne de base du capnogramme évoque une réinhalation de CO2, notamment par chaux sodée saturée ou valve défectueuse.

• Un plateau capnographique bifide évoque une intubation sélective dans une bronche souche.

• Une augmentation progressive de l'EtCO2 peut résulter d'une hypoventilation, de la fièvre ou de l'insufflation de CO2 en cœlioscopie, tandis qu'une diminution progressive peut signaler une hyperventilation, une baisse du débit cardiaque ou une hypothermie.

📖 16. Monitorage cardiovasculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression artérielle non invasive : Repose sur une méthode oscillométrique qui détecte les oscillations de la paroi artérielle pendant le gonflage et le dégonflage du brassard.

★ À maîtriser

• L'ECG permet de dépister les troubles du rythme et de conduction et d'identifier l'ischémie par l'analyse du segment ST.

• Un sous-décalage horizontal du segment ST supérieur à 1 mm évoque une ischémie sous-endocardique, tandis qu'un sus-décalage supérieur à 1-2 mm évoque une ischémie transmurale.

• La pression artérielle moyenne est mesurée directement à partir des oscillations maximales et doit être supérieure à 65 mmHg ; les pressions systolique et diastolique sont extrapolées par algorithme et sont moins fiables.

• Le cathéter artériel fournit un monitorage continu battement par battement de la pression artérielle par un cathéter relié à un capteur de pression.

• Un delta PP supérieur à 13 % prédit une réponse positive au remplissage vasculaire en ventilation contrôlée ; un remplissage rapide de 500 mL en 30 minutes doit augmenter le débit cardiaque de plus de 15 %.

Compléments

• Le couple de dérivations DII-V5 détecte 80 % des ischémies myocardiques ; DII explore notamment l'ischémie inférieure et les arythmies, tandis que V5 explore l'ischémie antérieure et latérale.

• Le diagnostic d'ischémie par modification du segment ST nécessite des anomalies persistantes pendant au moins 20 secondes.

• Les contre-indications de la PNI sont :

  • la fistule artérioveineuse
  • l'infection cutanée
  • l'hémiplégie
  • le drainage axillaire
  • une perfusion sur le même bras

• Le cathéter artériel est indispensable en chirurgie cardiaque avec CEC, en cas de phéochromocytome, en neurochirurgie avec hypotension contrôlée et lors des transplantations ; il est recommandé en chirurgie vasculaire lourde ou hémorragique, chez les patients à haut risque cardiovasculaire, en état de choc, sous catécholamines ou nécessitant des prélèvements répétés.

• La mise à zéro du cathéter artériel s'effectue en ouvrant le circuit à l'air ambiant puis en appuyant sur la commande Zéro du scope.

• Le niveau de référence du cathéter artériel est la ligne axillaire moyenne au niveau de l'oreillette droite ; en décubitus dorsal, il se situe 5 cm sous l'angle de Louis, et en décubitus latéral au niveau du sternum.

• Le test d'Allen doit vérifier avant la pose la circulation collatérale de la main, avec une recoloration en moins de 10 secondes.

📐 Formule - Le delta PP se calcule par $\Delta PP = \frac{PP_{max}-PP_{min}}{(PP_{max}+PP_{min})/2} \times 100$, où la pression pulsée est $PP = PAS - PAD$.

• Le delta PP est interprétable en ventilation contrôlée, avec un volume courant supérieur à 7-8 mL/kg, un rythme sinusal régulier et l'absence de cycles spontanés.

📖 17. Curarisation et profondeur anesthésique

🔑 Notions clés & Définitions

• Monitorage de la curarisation : Le monitorage de la fonction neuromusculaire stimule électriquement un nerf moteur périphérique et observe la réponse musculaire afin d'évaluer l'effet des curares, d'adapter les doses et de détecter une curarisation résiduelle.
• Index bispectral : Un paramètre numérique sans unité issu de l'analyse bispectrale de la synchronisation des ondes EEG et qui reflète la composante hypnotique de l'anesthésie.

★ À maîtriser

• Le TOF consiste en quatre stimulations supramaximales de 0,2 ms espacées de 0,5 seconde et réparties sur deux secondes.

📌 Un curare non dépolarisant provoque une fatigue musculaire avec des réponses décroissantes au TOF, contrairement à un curare dépolarisant, qui ne provoque pas cette fatigue.

• Un rapport T4/T1 supérieur à 0,9 au niveau de l'adducteur du pouce indique une décurarisation complète compatible avec l'extubation.

• Le BIS varie de 100 à l'éveil à 0 au silence électrique cortical ; une valeur de 40-60 correspond à une anesthésie chirurgicale adéquate, une valeur inférieure à 40 à une anesthésie profonde et une valeur de 60-80 à une anesthésie légère.

• Le cathéter de Swan-Ganz est une méthode invasive de référence pour mesurer le débit cardiaque et permet également de mesurer la PVC, la POD, la PAP, la Pcap et la SvO2.

Compléments

• La disparition de T4 correspond à 75 % de récepteurs bloqués, celle de T3 à 80 % et celle de T2 à 90 %.

📌 Le nerf cubital stimulé à la main et l'adducteur du pouce servent de référence au réveil, tandis que le nerf facial et le muscle sourcilier reflètent la curarisation laryngée et sont utilisés pour l'induction et l'intubation.

• La stimulation doit commencer avant l'injection du curare pour permettre la calibration ; il faut dégraisser la peau, placer l'électrode négative près du nerf et respecter 15 secondes entre deux stimulations.

• Le Double Burst est plus sensible que le TOF pour détecter un bloc résiduel à l'examen visuel ou tactile.

• Un IQS supérieur à 50 % est nécessaire pour considérer fiable la valeur du BIS.

• Le monitorage BIS peut diminuer les doses d'hypnotiques de 10 à 40 % et réduire l'incidence de mémorisation peropératoire de 0,18 % à 0,04 %.

• Les limites et interférences incluent : la faible modification du BIS par la kétamine malgré la perte de conscience, la faible modification du BIS par le N2O malgré la perte de conscience, l'activité musculaire frontale, le bistouri électrique, le pacemaker, le Bair Hugger, la radiofréquence

• Le cathéter de Swan-Ganz est indiqué chez les patients à haut risque, notamment en cas de FEVG basse ou d'HTAP, et lors de procédures complexes ; il expose aux infections, aux arythmies et à la rupture de l'artère pulmonaire.

• Aucune différence de mortalité liée au cathéter de Swan-Ganz n'a été démontrée par Cochrane.

📖 18. Sevrage de la ventilation mécanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Sevrage ventilatoire : SFAR/SPLF - Un processus comportant les prérequis à l'épreuve de ventilation spontanée, l'épreuve elle-même et une période de 48 heures, qui aboutit à l'arrêt de la ventilation mécanique et à l'extubation.

★ À maîtriser

• Les critères généraux de servabilité comprennent la résolution de la cause de l'intubation, la stabilité hémodynamique sans vasopresseur ni inotrope, une fréquence cardiaque inférieure à 140/min, une PAS de 90 à 160 mmHg et une conscience suffisante sans sédation importante.

• Les critères respiratoires de servabilité incluent une SpO2 supérieure à 92 %, une FiO2 au plus égale à 50 %, une PEEP au plus égale à 5 cmH2O, un rapport PaO2/FiO2 supérieur à 150, une toux efficace, peu de sécrétions, une fréquence respiratoire inférieure à 35/min, un pH supérieur à 7,35 et un rapport FR/VT inférieur ou égal à 105 cycles/min/L.

• L'épreuve de ventilation spontanée est le meilleur test pour prédire la capacité du patient à être extubé.

• L'épreuve de ventilation spontanée dure généralement 30 à 120 minutes ; 30 minutes suffisent souvent, tandis qu'au moins 12 heures sont nécessaires chez les patients ayant une insuffisance respiratoire restrictive neuromusculaire.

• En cas d'échec de l'épreuve de ventilation spontanée, il faut arrêter le test, reprendre la ventilation mécanique, rechercher et traiter les causes, puis poursuivre les essais avec une durée croissante de ventilation spontanée ; la VACI ne doit pas être proposée car elle allonge le sevrage.

• Les cinq items du score sont :

  • activité motrice
  • respiration
  • activité circulatoire
  • conscience
  • saturation en oxygène

• Un score d'Aldrete modifié d'au moins 9 est nécessaire pour autoriser la sortie de SSPI.

Compléments

• La période de sevrage représente 40 à 50 % de la durée totale de ventilation mécanique, et une extubation programmée suivie d'une réintubation non programmée augmente la morbidité et la mortalité.

📌 La pièce en T déconnecte le patient du ventilateur et reproduit les conditions post-extubation, tandis qu'une aide inspiratoire basse de 7 cmH2O avec PEEP inférieure à 5 cmH2O compense les résistances du circuit et de la sonde tout en permettant une surveillance continue.

• Un FECH accroît l'espace mort et peut nécessiter une aide inspiratoire de 10 cmH2O pendant l'épreuve de ventilation spontanée.

• Les signes de mauvaise tolérance de l'épreuve incluent une fréquence respiratoire supérieure à 35/min, une SpO2 inférieure à 90 % ou à 88 % chez le patient BPCO, une variation de plus de 20 % de la fréquence cardiaque ou de la PAS, des sueurs, une agitation, des troubles de vigilance, de l'anxiété ou une PaCO2 supérieure à 45 mmHg.

• L'échec de la première épreuve de ventilation spontanée concerne environ 25 % des patients, et la reprise d'une assistance dans les 48 heures concerne environ 15 % des patients.

• Les facteurs de risque comprennent : la BPCO, une maladie neuromusculaire, l'insuffisance cardiaque gauche ou la coronaropathie, l'anxiété ou un environnement psychologique défavorable, l'encombrement bronchique avec aspiration toutes les deux heures ou toux inefficace, l'obstruction des voies aériennes supérieures post-extubation, un rapport FR/VT supérieur ou égal à 105

• Après un échec d'extubation, la VNI peut être proposée notamment chez les patients BPCO hypercapniques, mais elle est contre-indiquée en cas de troubles majeurs de conscience ou de déglutition, de fuites importantes ou d'intolérance du masque.

• Une trachéotomie peut être envisagée après plus de 30 jours de dépendance ventilatoire ; elle facilite l'aspiration, diminue le travail respiratoire et améliore le confort.

📊 Tableaux de synthèse

Réseaux de distribution des gaz