Un modèle dynamique pour les interactions patient–ventilateur au cours de la ventilation non invasive - 29/12/18

L’apparition d’asynchronismes entre les cycles de pression/débit délivrés par un ventilateur et les efforts respiratoires d’un patient est un phénomène fréquent en ventilation non invasive. L’origine de ces événements est en revanche multifactorielle et n’est à ce jour que partiellement comprise. Enfin de proposer des éléments de réponse à cette question, nous avons développé un modèle mathématique simulant de façon dynamique les interactions patient-ventilateur au cours de l’utilisation d’une assistance ventilatoire non invasive générique et de son interface associée. Notre objectif consistait à déterminer si notre modèle était capable de reproduire certains asynchronismes observés en pratique clinique et d’identifier leurs mécanismes sous-jacents.

Le modèle est composé de trois sous-parties, la première simulant les cycles de pression/débit délivrés par un ventilateur barométrique conçu de façon générique, la deuxième utilisant un modèle pulmonaire à résistance des voies aériennes et compliance pulmonaire variables afin de modéliser le patient, et enfin une fuite variable simulant l’interface entre le patient et son ventilateur (typiquement un masque facial). Nous avons ensuite fait varier divers réglages du ventilateur virtuel pour trois modèles pulmonaires distincts (restrictif, obstructif, normal) et mesuré leur influence sur la synchronisation patient–ventilateur.

Des constantes de temps du système respiratoire lentes (profil obstructif) couplées à des faibles sensibilités du déclenchement de la pression haute ont conduit à des efforts inefficaces, leur incidence ayant également été observée de façon intermittente avec des développements sur plusieurs cycles ventilatoires. Des efforts inspiratoires prolongés de la part du patient ont provoqué des doubles déclenchements du ventilateur, notamment lorsque les variations du débit patient étaient rapides (profil restrictif). De plus, nous avons souligné le fait qu’une mauvaise estimation du débit de fuite par le ventilateur pouvait entraîner des cycles auto-déclenchés ainsi qu’un allongement du délai de déclenchement de la pression haute.

Notre modèle a permis de reproduire la structure de divers asynchronismes observés cliniquement et de fournir des pistes expliquant leur apparition. Cette première approche générique est facilement ajustable afin de simuler de nouvelles stratégies ventilateurs et/ou interfaces, associées à d’autres profils respiratoires.