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Revue

Mécanismes d’action

De nombreux mécanismes d’action bénéfiques ont été attribués à l’efficacité de la canule nasale à haut débit chez les patients adultes et pédiatriques souffrant d’insuffisance respiratoire. Il n’est pas clair lequel des avantages est le plus important, et cela peut dépendre de l’étiologie de l’insuffisance respiratoire du patient. Les mécanismes d’action ci-dessous ne sont pas énumérés dans l’ordre d’importance, mais plutôt pour donner au lecteur un mnémonique facile à retenir (HIFLOW) pour les mécanismes qui ont été attribués à l’utilisation de l’oxygène nasal à haut débit.

Chauffé et humidifié

L’oxygène chauffé et humidifié présente un certain nombre d’avantages par rapport à l’oxygénothérapie standard. L’oxygénothérapie standard administrée par une canule nasale ou un autre dispositif, tel qu’un masque non recycleur (NRBM), délivre des gaz froids (non réchauffés) et secs (non humidifiés). Ce gaz froid et sec peut entraîner une inflammation des voies respiratoires, augmenter la résistance des voies respiratoires et altérer la fonction mucociliaire, ce qui peut nuire à la clairance de la sécrétion. En outre, une quantité importante d’énergie est dépensée par les individus pour réchauffer et humidifier les gaz pendant la respiration normale. Ainsi, l’oxygène chauffé et humidifié peut améliorer la clairance de la sécrétion, diminuer l’inflammation des voies respiratoires et également diminuer la dépense énergétique, en particulier dans le cadre d’une insuffisance respiratoire aiguë.

Demandes inspiratoires

Un avantage évident est que la canule nasale à haut débit peut fournir des débits de gaz très élevés dans le but de répondre aux demandes de débit inspiratoire d’un patient. Ceci est important car les patients en insuffisance respiratoire aiguë peuvent devenir extrêmement tachypnéiques et leur débit inspiratoire maximal (PIF), qui peut normalement être de 30 L / min à 60 L / min au repos, peut atteindre jusqu’à 120 L / min en insuffisance respiratoire aiguë. Si ces patients présentant une insuffisance respiratoire (avec des taux de FIP allant jusqu’à 60 – 120 L / min et des volumes de minutes élevés (> 20 L / min chez certains adultes)) sont placés sur un masque NRB de 15 L / min, cela peut ne pas fournir un soutien adéquat. Cela sera discuté plus loin dans cette revue lorsque nous discuterons du concept de dilution de l’oxygène. L’un des principaux mécanismes pour améliorer le travail respiratoire d’un patient est de tenter de faire correspondre ses demandes de débit inspiratoire de pointe avec l’utilisation d’un dispositif à haut débit.

Capacité résiduelle fonctionnelle

Il y a un débat sur le niveau de pression positive en fin d’expiration (PEEP) fournie par les dispositifs à haut débit. Les meilleures estimations sont de 1 cm H20 de PEEP pour chaque 10 L / min de débit délivré avec une respiration buccale fermée.

Il y a eu beaucoup de variations dans les études mesurant la quantité de PEEP que les canules à haut débit peuvent générer. Cela peut varier d’un patient à l’autre, car de nombreux facteurs peuvent affecter la quantité de PEEP pouvant réellement être administrée à un patient. Des facteurs, tels que la taille du patient (obèse, adulte, enfant), le débit de litres délivré (L / min) et la respiration bouche ouverte par rapport à la respiration bouche fermée (la pression peut s’échapper lorsque la bouche du patient est ouverte), peuvent tous affecter la quantité de PEEP délivrée.

Le débat peut se poursuivre, mais il semble que le HFNC puisse augmenter la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) d’un patient ou le volume pulmonaire à la fin de l’expiration, ce qui améliore généralement le PEEP. Une étude de Riera et al. a montré que l’utilisation de HFNC augmentait l’impédance pulmonaire expiratoire finale (EELI), ce qui impliquait une amélioration de la FRC. Ils ont utilisé la tomographie par impédance électrique (EIT), une méthode d’imagerie non invasive en temps réel qui fournit une image de ventilation en coupe transversale du poumon, pour démontrer une augmentation de l’EELI.

Il semble également que l’utilisation de HFNC puisse diminuer la précharge en augmentant la pression intrathoracique, encore une autre caractéristique communément attribuée à l’ajout de PEEP. Roca et coll. a démontré dans une étude à intervalles séquentiels sur 10 patients (Classification III de la New York Heart Association (NYHA) – insuffisance cardiaque mais pas dans une exacerbation aiguë d’insuffisance cardiaque congestive (ICC)) que l’utilisation de HIFLOW a provoqué un collapsus inspiratoire de la veine cave inférieure (IVC) par rapport à la ligne de base du patient qui a été mesurée par échocardiogramme.

L’utilisation de canules nasales à haut débit semble provoquer un recrutement alvéolaire et une augmentation de la CRF, ainsi qu’une augmentation de la pression intrathoracique, probablement à la suite de la PEEP ajoutée; cependant, il n’est pas certain qu’un autre mécanisme puisse être responsable de ces constatations.

Plus léger

Les patients préfèrent souvent l’utilisation de HFNC à celle d’une ventilation à pression positive continue ou à deux niveaux non invasive (CPAP ou BPAP) car le masque bien ajusté peut être inconfortable pour certains patients. Ils peuvent même le préférer à la canule nasale standard (NC) en raison des gaz réchauffés et humidifiés qui ne dessèchent pas leur muqueuse comme l’oxygénothérapie standard. Cela peut entraîner une plus grande observance du HFNC et peut-être une amélioration de l’oxygénation et du travail respiratoire du patient.

Dilution d’O2

On apprend que 1 L/min administré par canule nasale délivrera ~4 % de FiO2 au-dessus de l’air ambiant (21 %). Ainsi, 1 L/min via le NC devrait délivrer ~ 25% de FiO2, tandis que 2 L/min devraient délivrer 29% de FiO2 (tableau 1). Beaucoup appellent cela la « règle 1:4 », et ce concept qui est largement enseigné; examinons cela de plus près.

Considérez un patient masculin de 70 kg respirant 30 à 40 battements par minute (bpm) avec des volumes courants normaux (~ 500 mL) qui développe une hypoxémie aiguë. La ventilation minute de ce patient serait comprise entre 15 et 20 L / min. Si ce patient est placé à 6 L/min NC, cela devrait théoriquement délivrer un FiO2 ~ 45% (6 L x 4% = 24 + air ambiant (21%) = 45%) si la « règle du 1: 4” est vraie. Si ce patient respire de 15 à 20 L par la bouche et les narines (autour de la canule nasale) à 21%, le gaz atteignant la trachée du patient sera dilué avec de l’air ambiant et sera plus proche de 21% de FiO2 plutôt que de 45% de FiO2 (Figure 1).

Pour administrer efficacement des quantités plus élevées de FiO2 à un patient, les demandes de ventilation et d’inspiration minute du patient doivent non seulement être appariées, mais être dépassées pour minimiser les effets de la dilution de l’oxygène (figure 2).

Lavage de l’espace mort

Nous pouvons normalement régénérer un tiers de notre volume courant expiré précédemment, et au lieu de respirer 21% (air ambiant) et des quantités négligeables de dioxyde de carbone, nous pouvons régénérer plus comme 15 à 16% d’oxygène et 5 à 6% de dioxyde de carbone. En effet, le souffle expiré précédemment (faible en oxygène et contenant du dioxyde de carbone) n’est pas complètement expiré et reste dans les voies respiratoires supérieures. Lorsque le patient prend sa prochaine respiration à partir du gaz atmosphérique, tout ce gaz ne pénètre pas réellement dans les alvéoles. En fait, c’est un mélange du nouveau gaz atmosphérique (21% de FiO2, CO2 négligeable) et de leur gaz précédemment expiré (< 21% d’oxygène avec une plus grande quantité de CO2) qui pénètre dans les alvéoles pour l’échange de gaz. Chez les patients souffrant d’insuffisance respiratoire aiguë, le pourcentage de gaz que nous recyclons augmente et, par conséquent, nous pouvons régénérer de plus grandes quantités de dioxyde de carbone à mesure que nous inspirons d’un réservoir mixte de nos voies respiratoires supérieures.

L’un des principaux avantages du HFNC (certains affirment que c’est en fait le principal avantage) est qu’il vous donne un flux continu de gaz frais à haut débit remplaçant ou évacuant l’espace mort pharyngé du patient (l’ancien gaz pauvre en oxygène et riche en CO2). Chaque respiration que le patient respire maintenant à nouveau avec une canule nasale à haut débit aura son dioxyde de carbone lavé et remplacé par un gaz riche en oxygène, améliorant ainsi l’efficacité respiratoire.

La figure 3 (ci-dessous) vous donne un mnémonique facile à mémoriser pour rappeler les mécanismes d’action de la canule nasale à haut débit.

La majorité des avantages de la canule nasale à haut débit, comme nous l’avons discuté ci-dessus, résultent des débits élevés qui peuvent être délivrés (figure 4). L’apport d’oxygène chauffé et humidifié présente des avantages significatifs, mais pour optimiser l’efficacité de la canule nasale à haut débit pour le patient, assurez-vous que le flux inspiratoire est optimisé. Comme nous en discuterons dans notre prochaine section, les données pédiatriques (en particulier dans la bronchiolite) montrent que des débits de 2 L / kg / min sont efficaces et bien tolérés jusqu’à des débits maximaux de 60 L / kg / min chez l’adulte.

Indications pour adultes

Insuffisance respiratoire hypoxémique aiguë (principalement due à une pneumonie acquise dans la communauté)

La pneumonie acquise dans la communauté semble être une indication idéale pour l’utilisation de la canule nasale à haut débit. L’oxygène chauffé et humidifié devrait permettre une meilleure mobilisation des sécrétions, et sa capacité à minimiser la dilution de l’oxygène, à répondre aux demandes inspiratoires et à améliorer le volume pulmonaire expiratoire final semble idéale chez les patients atteints de pneumonie. Le HFNC peut permettre aux patients de tousser, de mobiliser des sécrétions et d’être aspirés, si nécessaire, tous les avantages qui sont souvent difficiles à obtenir lorsqu’un patient est sous ventilation à pression positive non invasive (NIPPV). La seule exception serait chez les patients présentant une exacerbation aiguë de la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) due à une pneumonie, car il existe des preuves démontrant une diminution de la mortalité et un besoin d’intubation avec l’utilisation de NIPPV. Le résultat principal était les taux d’intubation, et les données n’ont pas montré de différence statistiquement significative entre les groupes. Bien que cette étude ait semblé être un essai négatif pour l’utilisation d’une canule nasale à haut débit, un résultat secondaire (mortalité toutes causes confondues sur 90 jours) a montré que l’utilisation du HFNC, même après ajustement de la gravité de la maladie (Évaluation de la physiologie aiguë et de la santé chronique (APACHE) II et insuffisance cardiaque), était améliorée avec l’utilisation du HFNC par rapport au NIPPV et à l’oxygénothérapie standard. Une analyse post hoc a également montré une réduction statistiquement significative des taux d’intubation chez les patients présentant une insuffisance respiratoire sévère (PaO2 / FiO2 ≤ 200) utilisant HFNC. Une méta-analyse de Ni et al. a également démontré que l’utilisation de HFNC par rapport au NIPPV et à l’oxygénothérapie conventionnelle (COT) était associée à une réduction des taux d’intubation endotrachéale en cas d’insuffisance respiratoire aiguë.

Une étude récente d’Azoulay et al. la comparaison de l’utilisation de la canule nasale à haut débit avec l’oxygénothérapie standard chez les patients immunodéprimés présentant une insuffisance respiratoire hypoxémique aiguë n’a pas montré de différence de mortalité à 28 jours entre les groupes. Les patients ont été extubés puis randomisés en oxygénothérapie standard, qui serait considérée comme la norme de soins dans ce groupe de patients à faible risque, ou en HFNC. Le groupe extubé à la canule nasale à haut débit avait un taux de réintubation inférieur statistiquement significatif (4,9%) par rapport à l’oxygénothérapie standard (12,2%). On ne sait pas pourquoi cet avantage a été observé, mais il s’agit certainement d’un groupe où de nombreux intensivistes n’essaieraient probablement pas l’utilisation de canules nasales à haut débit comme thérapie car elle est généralement réservée à des patients plus à risque.

Pré-oxygénation Avant l’intubation

L’intubation d’un patient gravement malade est une procédure à haut risque avec des taux élevés de complications, y compris l’hypoxémie, l’hypotension et même un arrêt cardiaque. Le dispositif de canule nasale à haut débit présente un avantage par rapport aux méthodes alternatives, telles que la ventilation par masque-sac (BMV) et le NIPPV. Le dispositif de canule nasale à haut débit peut rester sur le patient et fournir une oxygénothérapie continue, ainsi que éventuellement fournir une pression positive, même pendant la période apnéique par rapport au BMV et au NIPPV, qui doivent être retirés pendant la procédure d’intubation. Une canule nasale à haut débit peut être aussi efficace que le NIPPV et supérieure à l’oxygénothérapie standard pour la pré-oxygénation avant l’intubation chez les patients critiques.

Ne pas réanimer (DNR) / Ne Pas Intuber (DNI) en détresse respiratoire

Peters et al. démontré que le HFNC peut être un traitement efficace pour les patients atteints de DNI présentant une hypoxémie aiguë et une hypercapnie légère (pCO2 < 65). Cette thérapie a été bien tolérée et a fourni une oxygénation acceptable sans nécessité d’une escalade vers le NIPPV chez 82% des sujets. Ce dispositif offre des avantages thérapeutiques et palliatifs et peut permettre aux patients d’être traités en dehors de l’USI

Œdème pulmonaire cardiogénique

Il n’y a pas beaucoup de données convaincantes pour recommander l’utilisation du HFNC chez les patients présentant un œdème pulmonaire cardiogénique; cependant, comme mentionné précédemment, nous savons qu’il peut augmenter la pression intrathoracique et, par conséquent, est susceptible de diminuer la précharge. Makdee et coll. a démontré que la canule nasale à haut débit améliorait la gravité de la dyspnée chez les patients présentant un œdème pulmonaire cardiogénique aigu au service des urgences par rapport à l’oxygénothérapie (NC ou NRBM). Plus de données sont nécessaires pour démontrer son efficacité dans cette population de patients; cependant, il peut s’agir d’un traitement raisonnable pour ceux qui ne sont pas capables de tolérer le NIPPV.

Indications pédiatriques

Bronchiolite

La majorité des données pédiatriques soutenant l’utilisation de canules nasales à haut débit en dehors de l’utilisation néonatale concerne la bronchiolite. Les patients pédiatriques atteints de bronchiolite légère à sévère ont le plus de preuves à l’appui de son utilisation. Franklin et coll. a mené un essai contrôlé multicentrique et randomisé comparant l’utilisation de canules nasales à haut débit (dose = 2 litres par kilogramme / min) à l’oxygène standard chez 1 472 nourrissons (< 12 mois) atteints de bronchiolite modérée à sévère. Leur principal résultat était un échec du traitement nécessitant une intensification des soins. Seulement 12% ou 87/739 nourrissons du groupe de la canule nasale à haut débit ont échoué au traitement, tandis que 23% ou 167/733 enfants du groupe de l’oxygène standard ont nécessité une escalade des soins. L’échec du traitement a été défini en présentant trois signes cliniques sur quatre, notamment une tachycardie persistante, une tachypnée et une désaturation de l’oxygène, ainsi qu’un score d’alerte précoce pédiatrique élevé. Fait intéressant, 61% ou 102/167 nourrissons qui ont échoué à l’oxygénothérapie standard ont été sauvés avec succès avec la canule nasale à haut débit. Aucune différence n’a été notée dans les résultats secondaires, y compris la durée du séjour à l’hôpital, la durée de l’oxygénothérapie, l’admission à l’unité de soins intensifs pédiatriques (USIP) ou les taux d’intubation.

D’autres études ont montré que l’utilisation de HFNC peut diminuer le besoin d’intubation, empêcher l’admission aux soins intensifs et peut être aussi efficace que le NIPPV dans la prévention de l’intubation.

Autres utilisations en pédiatrie

En dehors de la bronchiolite, les données à l’appui de l’utilisation du HFNC en pédiatrie sont limitées. Il existe de plus en plus de preuves de son utilisation dans d’autres processus pathologiques où elle peut théoriquement être bénéfique. Il y a eu quelques petits essais rétrospectifs examinant son bénéfice avec l’asthme. L’oxygène chauffé et humidifié peut être bénéfique pour prévenir davantage l’inflammation des voies respiratoires et le bronchospasme. Les débits élevés utilisés avec le HFNC peuvent également répondre aux exigences inspiratoires du patient, mais il peut ne pas être aussi efficace dans l’administration de bronchodilatateurs aérosolisés aux voies respiratoires distales.

D’autres utilisations peuvent inclure la pneumonie; cependant, il existe également un manque de données ici et son utilisation serait largement extrapolée à partir de l’utilisation chez l’adulte dans la pneumonie acquise dans la communauté. D’autres processus pathologiques, tels que le croup, ont été examinés rétrospectivement montrant qu’il peut exister un certain bénéfice, ainsi que chez les patients en phase post-extubation après le retrait de la ventilation mécanique invasive.

Une utilisation prometteuse peut être dans le transport d’enfants gravement malades vers de plus grands hôpitaux pédiatriques. Les nouveaux appareils à haut débit utilisent la batterie et peuvent désormais être portables pour transporter des enfants sur des appareils à haut débit plutôt que d’avoir à intuber ou à utiliser NIPPV. Son utilisation semble être aussi sûre que le NIPPV pour transporter des enfants gravement malades entre les hôpitaux.