nouvelles de l'entreprise Principes clés, utilisations et sécurité des ventilateurs d'anesthésie expliqués

Imaginez un patient sur la table d'opération, dont la vie est maintenue par une machine sophistiquée : le ventilateur d'anesthésie. Chaque respiration administrée, chaque ajustement de pression, est essentiel à la sécurité du patient et à la récupération postopératoire. Mais comment choisir un ventilateur d'anesthésie performant et fiable pour préserver la vie ? Cet article explore chaque aspect des ventilateurs d'anesthésie, de leur développement historique à la technologie de pointe, en passant par les principes de fonctionnement et les applications cliniques, afin de vous aider à prendre une décision éclairée.

En 1846, les premières formes d'anesthésie reposaient sur des vaporisateurs simples, obligeant les patients à respirer spontanément pour inhaler les gaz anesthésiques. Aujourd'hui, les ventilateurs d'anesthésie ont évolué vers des appareils automatisés très avancés. De la machine d'anesthésie HEG Boyle développée par Coxeters en 1917 au ventilateur à pression positive automatique Pulmoflator inventé par Blease en 1945, et maintenant aux postes de travail d'anesthésie intégrés avec des capacités de ventilation de niveau USI produits par des sociétés comme Dräger et Datex-Ohmeda, les ventilateurs d'anesthésie ont subi une transformation remarquable.

Les ventilateurs d'anesthésie modernes sont dotés de systèmes de contrôle informatique sophistiqués et de multiples améliorations des circuits respiratoires, permettant une assistance ventilatoire avancée pour les patients dans des conditions complexes. Ci-dessous, nous explorons la classification, les principes de fonctionnement, les modes de ventilation des ventilateurs plus récents et les améliorations des circuits respiratoires, ainsi que les risques potentiels associés à l'utilisation d'un ventilateur.

Les ventilateurs d'anesthésie peuvent être classés de différentes manières, notamment par mécanisme d'action :

1. Ventilateurs à pouce mécaniques : Ceux-ci fonctionnent selon le principe du raccord en T, générant une ventilation à pression positive intermittente en occluant rythmiquement le raccord en T. Par exemple, le ventilateur Sechrist utilise une vanne pneumatique au lieu du doigt de l'anesthésiste, le cyclage de la vanne étant déterminé par les réglages sur le panneau de commande du ventilateur.
2. Ventilateurs diviseurs de volume minute : Ceux-ci délivrent du gaz sous pression au système respiratoire, collecté dans une poche réservoir continuellement pressurisée par un ressort, un poids ou un rappel élastique. Ils sont dotés de valves inspiratoires et expiratoires contrôlées par un mécanisme "bistable". Tout le gaz moteur fourni est délivré au patient. Par exemple, si le débit de gaz frais vers le patient est de 10 L/min, ce volume est délivré en ventilation minute, mais divisé en volumes courants en fonction des réglages du ventilateur (par exemple, 10 respirations de 1 L ou 20 respirations de 0,5 L). Les exemples incluent les ventilateurs East-Freeman, Flomasta et Manley MP3.
3. Ventilateurs à compression de poche : Ceux-ci sont généralement utilisés avec des systèmes circulaires ou Mapleson D. La poche peut être comprimée pneumatiquement (placée dans une chambre remplie de gaz moteur) ou mécaniquement (via un moteur, des engrenages, des leviers, des ressorts ou des poids). Les exemples incluent les séries Manley Servovent, Penlon Nuffield 400, Ohmeda 7800 et Servo 900.
4. Ventilateurs à soufflage intermittent : Ceux-ci sont entraînés par une source de gaz ou de l'air comprimé à 45–60 psi. Le gaz moteur est généralement délivré non dilué au patient, mais peut être mélangé avec de l'air, de l'oxygène ou des gaz anesthésiques via un dispositif Venturi. Les exemples incluent les séries Pneupac et Penlon Nuffield 200.

Les ventilateurs d'anesthésie modernes peuvent également être classés par source d'alimentation, mécanisme d'entraînement, type de circuit, mécanisme de cyclage et type de soufflet.

Les sources d'alimentation comprennent le gaz comprimé, l'électricité ou une combinaison des deux. Les anciens ventilateurs pneumatiques ne nécessitaient qu'une source d'alimentation pneumatique, tandis que les ventilateurs électroniques modernes ont besoin d'électricité ou d'une combinaison d'électricité et de gaz comprimé.

• Double circuit : Ventilateurs à soufflet.
• Simple circuit : Ventilateurs à piston.

Les ventilateurs à double circuit sont les plus courants dans les postes de travail d'anesthésie modernes. Ceux-ci sont dotés d'une conception de soufflet de type cassette, où le gaz moteur sous pression comprime le soufflet, délivrant la ventilation au patient. Les exemples incluent les Datex-Ohmeda 7810, 7100, 7900 et 7000, ainsi que les Dräger AV-E et AV-2+ nord-américains.

Les ventilateurs à piston (par exemple, Apollo, Narkomed 6000, Fabius GS) utilisent un moteur contrôlé par ordinateur au lieu de gaz comprimé pour délivrer le gaz respiratoire. Ces systèmes ont un seul circuit de gaz patient plutôt que des circuits séparés pour les gaz patient et moteurs.

La plupart des ventilateurs d'anesthésie sont à cycle temporisé et fournissent une ventilation mécanique contrôlée. La phase inspiratoire est initiée par un dispositif de synchronisation. Les anciens ventilateurs pneumatiques utilisaient une synchronisation fluidique, tandis que les ventilateurs électroniques modernes utilisent une synchronisation à semi-conducteurs et sont classés comme à cycle temporisé et contrôlés électroniquement.

La direction du mouvement du soufflet pendant l'expiration détermine leur classification. Les soufflets ascendants (debout) se lèvent pendant l'expiration, tandis que les soufflets descendants (suspendus) tombent. La plupart des ventilateurs d'anesthésie modernes utilisent des soufflets ascendants, qui sont plus sûrs. En cas de déconnexion, les soufflets ascendants s'effondrent et ne se remplissent pas, tandis que les soufflets descendants continuent de bouger, aspirant potentiellement l'air ambiant dans le système respiratoire. Certains systèmes plus récents (par exemple, Dräger Julian, Datascope Anestar) utilisent des soufflets descendants avec des alarmes d'apnée CO₂ intégrées pour la sécurité.

Ces ventilateurs sont constitués d'un soufflet logé dans une chambre en plastique rigide transparente. Le soufflet agit comme une interface entre le gaz respiratoire et le gaz moteur. Pendant l'inspiration, le gaz moteur (oxygène ou air sous pression à 45–50 psi) est délivré dans l'espace entre la paroi de la chambre et le soufflet, comprimant le soufflet et délivrant le gaz anesthésique au patient. Pendant l'expiration, le soufflet se dilate à nouveau lorsque le gaz respiratoire entre et l'excès de gaz est évacué vers le système d'épuration. Les conceptions de soufflets ascendants créent intrinsèquement 2–4 cm H₂O de pression positive de fin d'expiration (PEEP).

Les ventilateurs à piston (par exemple, Apollo, Narkomed 6000, Fabius GS) utilisent un moteur électrique pour comprimer le gaz dans le circuit respiratoire, générant une inspiration mécanique. La conception à piston rigide permet une délivrance précise du volume courant, avec un contrôle informatique permettant des modes de ventilation avancés comme la ventilation obligatoire intermittente synchronisée (VIMS), la ventilation contrôlée en pression (VCP) et la ventilation avec assistance par pression (VAP).

• Fonctionnement silencieux.
• Pas de PEEP inhérente (contrairement aux ventilateurs à soufflets ascendants).
• Plus grande précision du volume courant délivré grâce à la compensation de la compliance et des fuites, au découplage du gaz frais et à la conception à piston rigide.
• L'électricité alimente le piston, éliminant le besoin de gaz moteur.
• Les capteurs de pression permettent une délivrance précise du volume.

• Perte du retour visuel familier des soufflets ascendants pendant la déconnexion.
• Le fonctionnement silencieux peut rendre le cyclage régulier moins audible.

Lors de l'utilisation d'un ventilateur, la valve de limitation de pression réglable (APL) doit être fonctionnellement retirée ou isolée du circuit. Le commutateur poche/ventilateur accomplit cela. En mode "poche", le ventilateur est exclu, permettant une ventilation spontanée/manuelle. En mode "ventilateur", la poche respiratoire et la valve APL sont exclues du circuit. Certaines machines plus récentes excluent automatiquement la valve APL lorsque le ventilateur est mis en marche.

Le découplage du gaz frais est une fonctionnalité de certains postes de travail d'anesthésie plus récents avec des ventilateurs à piston ou à soufflets descendants. Dans les systèmes circulaires traditionnels, le débit de gaz frais est directement couplé au circuit, augmentant le volume courant délivré. Avec le découplage, le gaz frais est détourné pendant l'inspiration vers une poche réservoir, qui accumule le gaz jusqu'à l'expiration. Cela réduit le risque de volutrauma ou de barotraumatisme dû à un débit de gaz frais excessif. Les exemples incluent les Dräger Narkomed 6000 et Fabius GS.

Les premiers ventilateurs d'anesthésie étaient plus simples que les ventilateurs de soins intensifs, avec moins de modes de ventilation. Cependant, à mesure que les patients gravement malades subissent de plus en plus d'interventions chirurgicales, la demande de modes avancés a augmenté. Les machines d'anesthésie modernes intègrent désormais de nombreux modes de ventilation de type USI.

Tous les ventilateurs offrent la VCV, délivrant un volume prédéfini à un débit constant. La pression inspiratoire maximale varie en fonction de la compliance du patient et de la résistance des voies respiratoires. Réglages typiques :

• Volume courant : 6–10 mL/kg.
• Fréquence respiratoire : 8–12 respirations/min.
• PEEP : Commencer à 0–5 cm H₂O et titrer.

En VCP, la pression inspiratoire est constante et le volume courant varie. Le débit est élevé initialement pour atteindre la pression définie au début de l'inspiration, puis diminue pour maintenir la pression (profil de débit décroissant). La VCP améliore l'oxygénation lors de la chirurgie bariatrique laparoscopique et est idéale pour les nouveau-nés, les femmes enceintes et les personnes atteintes du syndrome de détresse respiratoire aiguë.

Ce mode plus récent combine la VCP avec un objectif de volume courant. Le ventilateur délivre des volumes courants uniformes à basse pression en utilisant un débit décroissant. La première respiration est contrôlée en volume pour déterminer la compliance du patient, et les respirations suivantes ajustent la pression inspiratoire en conséquence.

La VIMS délivre des respirations garanties synchronisées avec l'effort du patient, permettant des respirations spontanées entre les respirations obligatoires. Elle est utile en anesthésie générale où les médicaments (par exemple, les anesthésiques, les bloqueurs neuromusculaires) affectent la fréquence respiratoire et le volume courant. La VIMS peut être contrôlée en volume (VIMS-VC) ou en pression.

La VAP est utile pour maintenir une respiration spontanée sous anesthésie générale, en particulier avec les voies aériennes supraglottiques (par exemple, le masque laryngé). Elle réduit le travail respiratoire et compense la réduction de la capacité résiduelle fonctionnelle causée par les anesthésiques inhalés. Certains ventilateurs offrent une sauvegarde d'apnée (VAP-Pro) si les efforts spontanés cessent.

Les exemples incluent le Datex-Ohmeda S/5 ADU, qui utilise un soufflet ascendant à double circuit pneumatique contrôlé par microprocesseur avec un capteur de débit/pression "D-Lite" au raccord en Y, et les postes de travail Dräger Narkomed 6000, Fabius GS et Apollo, qui utilisent des ventilateurs à simple circuit à piston avec découplage du gaz frais.

Les alarmes de déconnexion sont essentielles et doivent être activées passivement pendant l'utilisation. Les postes de travail doivent avoir au moins trois alarmes de déconnexion : basse pression inspiratoire maximale, faible volume courant expiré et faible CO₂ expiré. Les autres alarmes incluent une pression maximale élevée, une PEEP élevée, une faible pression d'alimentation en oxygène et une pression négative.

Les problèmes courants incluent les déconnexions du circuit respiratoire, le couplage du débit de gaz frais du ventilateur (augmentation du volume courant et de la pression maximale avec un débit de gaz frais élevé), une pression des voies respiratoires élevée (risque de barotraumatisme ou de compromission hémodynamique), des problèmes d'assemblage du soufflet (fuites ou dysfonctionnements), des écarts de volume courant (dus à la compliance du circuit ou aux fuites), des pannes de courant et l'arrêt accidentel du ventilateur.