La ventilation mécanique en IRM chez l`enfant

La ventilation mécanique en IRM chez l`enfant
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La ventilation mécanique en IRM chez l’enfant.
Contraintes anesthésiques
S. Sifeddine*, R. Badaoui**, N. Hassi**, M.B. Taoudi**, M. Ossart**
Résumé
Au début de VIRM, tous les patients né-
cessitant une ventilation contrôlée étaient ex-
clus de cet examen.
A l'heure actuelle, l'IRM, examen anodin
en soi, apporte des éléments Importants pour
le diagnostic de nombreuses pathologies.
Les progrès de l'équipement unesthésiqute
ont contribué à faciliter et élargir la pratique
de l'IRM. notamment chez l'enfant. Les res-
pirateurs disposés en dehors de la salle
d'IRM posaient des problemes considérables
de ventilation, la longueur des tuvaux pou-
vant atteindre Ÿ mètres, voire même [1 mè-
tres,
Par la suite, certains resptrateurs de
moindre charge ferromagnétique ont pit être
introduits dans l'enceinte magnétique. La
charge doit être inférieure a 1%. Le Servo
900 parair étre le respirateur qui permet le
mieux une ventilation convenable en salle
IRA.
CHG de Compiegne,
Département d'Anesthésie-
Réanimation.
60200 Compiègne Cedex.
* CHU Hôpital Nord.
Département d’ Anesthésie-
Réanimation,
80054 Amiens Cedex |.
Tirage a part
Dr S. Sifeddine.
Mots clés
IRM.
Anesthésie pédiatrique.
Ventilation mécanique.
Manuscrit recu en janvier 1994,
accepté en janvier 1994.
Cahiers d'Anesthésiologie — Tome 42 — N°5
Bien que la charge ferromagnétique de ces
respirateurs soit réduite, ils sont nécessatre-
ment disposés à distance des patients avec
allongement des tuvaux de ventilation, ce qui
en modifie les conditions habituelles d'utili-
sation. Cet allongement des tuyaux augmente
de façon considérable le volume compressi-
ble. Dans notre étude, qui a porté sur 35
enfants de + à 45 kg. l'augmentation du vo-
lume compressible est en moyenne de 2 a
3 ml.ke” pour des tuyaux de 3 metres de long.
Pour obtenir une normoventilation. il faut au
volume courant habituel de 10 mi.kg ajo
ter 2 a 3 mbke! supplémentaires.
Summary
Early use of magnetic resonance imaging
(MRI) excluded patients needing mechanical
ventilation.
However magnetic resonance imaging Is
an innocuous investigation and affords in-
portant elements 10 the diagnosis of many
pathologies.
Improvement of anaesthetic equipments
have led to enlarge MRI applications const-
derablv. Ventilations situated outside the
MRI room required very long tubing, 10
9-77 mi.
Although the ferromagnetic charge of pre-
sentiv used ventilators is greatly reduced. it
is still necessary to keep them at some dis-
rance from the patient, with mbing of about
3m. even in children. Therefore the compres:
sible gus volumes are larger than the usual
Ones.
For a tube length of 3 m, about 2-3 mike"
should be added to the standard tidal volume
(10 mike"), so as to obtain safe normoven-
tilation.
L'imagerie par résonance magnétique
(IRM) a beaucoup accru les possibilités
d'investigation radiologique.
Les signaux de résonance sont obser-
vés pour la première fois en 1945. Par
la suite ce phénomène est amélioré et
exploité duns de nombreux domaines.
Mais c'est en 1977 qu'il trouve un ter-
rain d'application médicale grâce aux
techniques d'imagerie et d'informati-
que.
L'IRM est un examen d'une parfaite
innocuité : cependant sa réalisation im-
pose des contraintes d environnement et
des conditions de travail particulières à
l‘unesthésiste. |
L'absence d'appareils peu ferroma-
vnétiques avait réduit au début le nom-
bre des patients qui pouvaient bénéficier
de la scannographie par résonance ma-
gnétique. Par ailleurs la mauvaise Coo-
pération de certains patients compro-
mettait beaucoup la qualité des images
obtenues et justifiait le recours à des
techniques d'anesthésie et d assistance
ventilatoire.
La ventilation mécanique est possible
en salle d'IRM, mais y revêt certaines
particularités. L'éloignement du respira-
teur et par conséquent l’utilisation de
tuyaux de longueur plus importante en-
traînent une majoration de l'espace
mort. ce qui expose au risque d'hypo-
ventilation alvéolaire ; ce risque est en-
core plus grand s’il s'agit d'enfants. Les
paramètres ventilatoires classiquement
utilisés doivent donc être modifiés.
Ce travail est basé sur une évaluation
clinique et gazométrique de la ventila-
tion contrôlée dans le contexte de
l’IRM. Le but initial était de rechercher
- 1994 - p. 583 a 587
583
CAHIERS D'ANESTHESIOLOGIE
les paramètres de réglage permettant une
normoventilation.
Matériel et méthode
Echantillon d’étude
Très peu d’anesthésies générales avec
ventilation contrôlée sont réalisées en
IRM et le réglage de la ventilation est
souvent approximatif.
Notre travail portait sur l’appréciation
des paramètres cliniques et gazométri-
ques de la ventilation mécanique utili-
sant des tuyaux de 3 mètres. I] avait pour
objectif de déterminer le volume
compressible et d'aborder le problème
de la réinhalation des gaz expirés, donc
du risque potentiel d’hypercapnie.
Cette étude a été réalisée dans le ser-
vice d’anesthésie pédiatrique afin de
proposer un schéma de ventilation au
cours de cet examen. Elle a porté sur 35
anesthésies générales chez des enfants
dont le poids variait de 4 à 45 kg, répar-
tis de la façon suivante :
— 20 patients de poids inférieur à
30 Ка;
— 15 patients de poids supérieur à
30 kg.
Ont été exclus tous les patients dont
l'examen a été réalisé dans une posture
autre que le décubitus dorsal ou le Tren-
delenburg, ceci dans le souci de limiter
tous les facteurs pouvant interférer sur
le rapport ventilation/perfusion (VA/Q)
et sur la capnie.
Caractéristiques du matériel utilisé
Le diamètre des tuyaux varie en fonc-
tion du poids ; il est de 10 mm pour des
poids inférieurs 3 30 kg. et de 20 mm
pour des poids supérieurs. Par ailleurs,
afin de ne pas majorer l'espace mort,
seul l’humidificateur Vygon Hygro-
flux" a été choisi, pour son espace mort
très faible. Pour des poids inférieurs à
30 kg, l’espace mort y est de 2 ml, il est
de 13 ml pour les poids supérieurs. Ces
valeurs sont faibles par rapport à celles
des humidificateurs Fischer-Paykel" qui
ont un espace mort plus important (adul-
584
te : espace mort de 750 ml ; enfants, de
250 ml), ce qui majore davantage le vo-
lume compressible.
Surveillance peranesthésique
et recueil des paramètres
Le recueil des différents paramètres
se fait toutes les 15 minutes et ce pen-
dant une heure.
Ces paramètres sont :
le volume insufflé,
— le volume expiré,
— la pression d'insufflation,
— et la fraction expirée de CO, (FE
CO»).
Les gaz du sang artériel sont mesurés
après une heure de ventilation.
Résultats
Appréciation du volume
compressible
Pour tous les patients le volume
compressible a été calculé à partir de la
formule suivante [18]
VC = (PP/60) x (FR/20) x VE
Volume compressible = VC, Pression
de pause = PP. Fréquence respiratoire =
FR. Volume expiré = VE.
Cette formule à été établie à partir de
paramètres respiratoires préréglés de la
façon suivante :
— pression de travail a 60 cmH,0.
— volume minute 3 10 l.min”,
— fréquence respiratoire à 20 c.min”.
Le volume minute expiré correspond
au volume compressible par minute a
une pression de pause de 60 cmH,O. le
patient n'étant pas connecté. La formu-
le précédente n’a été utilisée qu’une fois
le patient relié au respirateur.
Le tableau I résume les différents vo-
lumes compressibles établis a partir de
la fréquence respiratoire ; ce parametre
varie en fonction de l’âge et du poids.
Le volume compressible rapporté au
poids varie en moyenne de 1,8 à
3 mlkg”.
Evolution des paramètres
de ventilation
Tous les patients ont été ventilés avec
un volume courant de 12 à 13 ml.kg”
de poids corporel.
La surveillance des différents paramè-
tres au cours de l’examen a permis de
les classer en deux groupes selon le ca-
ractère évolutif :
— Paramètres invariables : la fréquen-
ce respiratoire préaffichée n'est pas mo-
difiée pendant l’anesthésie ; il en est de
même de la pression d’insufflation.
— Paramètres variables : nous avons
noté dans les 15 à 20 premières minutes
une augmentation du volume expiré et
une diminution concomitante progressi-
ve de la FeCO,. Ces deux aspects sont
schématisés sur la Fig. 7.
Résultats de la gazométrie
Variation du pH (voir Tabl. 11)
Variation de la PaCO, (Tabl. HI)
La majorité des patients présentent
une alcalose respiratoire avec hypocap-
nie.
Variation de la PaO, (Tabl. IV)
Tous les patients sont hyperoxygénés.
Tableau I
Fréquence respiratoire/min 18 20 25 30
Poids (P) (kg) > 45 45-25 25-10 < 10
Volume compressible (VC) (ml) 80 70 30 20
VC/P 1.8 1,8-2.8 1,8-3 2
Parametres
Ventilatoires
Ч dés
+,
Pa FE CO2
+ \
+ Y
+,
+
7
Volume Expiré
Volume Insufflé
FUT ETF peek ck mg +
N
ï N ос
2 min 15-20) min Te mps
(minutes)
Fig, |
Tableau IN
pH 7.30-7.35 7,35-7.40 740-745 7,45-7,55
Nombre de patients 0 2 3 30
Variation du pH.
Commentaires et discussion
Indications d’une assistance
ventilatoire
Les techniques d'anesthésie et le
choix du monitorage en IRM ont été ces
derniers temps l’objet de plusieurs pu-
blications [1-7, 13-15, 17].
Le choix de l'anesthésie doit prendre
en compte divers facteurs :
— un environnement particulier relati-
vement stressant, surtout pour les en-
fants,
— un temps d’examen de | à 2 heures
en moyenne,
— la nécessité d'une position stable et
de l’immobilité au cours de l'examen.
Ces facteurs peuvent autoriser le
choix d’une simple sédation, mais le ris-
que de dépression respiratoiure et la dif-
ficulté d’une surveillance rapprochée
LA VENTILATION MECANIQUE EN IRM
Tableau III
PaCO, 25-30 30-35 >35
(mmHg)
Nombre de 33 0 2
patients
Variation de la PaCO,.
Tableau IV
PaO, 100-150 150-200 > 200
(mmHg)
Nombre de 0 2 33
patients
Variation de la PaO..
justifient dans certains cas le recours a
I’anesthésie générale avec intubation.
Si le maintien en ventilation sponta-
née est aisément concevable chez l’adul-
te, chez l'enfant. par contre, une venti-
lation contrôlée est hautement souhaita-
ble afin de prévenir les accidents
respiratoires souvent dramatiques. Ce-
pendant très peu d'accidents ont été no-
tés dans la série publiée par Dunn et coll.
dont le choix a toujours porté sur la sé-
dation sans intubation [3].
Choix du respirateur
Les respirateurs. outre leur ferroma-
gnétisme réduit au minimum, doivent
comporter les caractéristiques suivan-
tes :
— une grande précision dans le régla-
e
— une grande fiabilité dans la surveil-
lance.
— un coût d’entretien raisonnable.
La gamme des respirateurs répondant
à ces critères est assez réduite. En Fran-
ce, le Servo 900 est le respirateur le plus
couramment utilisé ; aux USA le Mono-
gam Simv 220 Ventilator [3, 9, 10] ; et
en Allemagne le Dräger Ventilog [16].
La plupart de ces respirateurs sont des
relaxateurs de volume.
ma
585
CAHIERS D'ANESTHESIOLOGIE
Quel que soit le type de respirateur
utilisé. ' allongement des tuyaux impose
une augmentation des volumes insufflés.
Détermination du volume insufflé
Très peu d’études concernent la ven-
tilation contrôlée chez l’enfant pour
[RM (8, 10-12, 16]. Cela est dû en gran-
de partie au faible pourcentage d’enfants
qui bénéficient de cette technique jugée
lourde au regard du caractère non inva-
sif de l’examen.
Cependant, lorsque la ventilation
contrôlée est instituée, il est fondamen-
tal d’augmenter le volume des gaz in-
sufflés pour compenser l’augmentation
du volume de compression secondaire à
l’allongement des tuyaux respiratoires.
En l'absence de cette correction.
l’augmentation de l'espace mort déter-
mine un phénomène de réinhalation (re-
breathing) qui peut être à l’origine de
perturbations métaboliques graves.
A l'opposé. si l'hyperventilation peut
avoir certains avantages, les effets délé-
tères d’une forte hyperoxie ont été suf-
fisamment soulignés chez l’enfant. Il en
est de même de l'hypocapnie.
C'est pourquoi il est essentiel que la
ventilation contrôlée dans le contexte de
l'IRM se situe dans les limites de la nor-
moventilation. surtout quand il s'agit
d'enfants.
Le volume compressible calculé dans
notre série varie en moyenne entre 2 et
3 mike! de poids corporel. Après
compensation du volume courant, le vo-
lume insu£fflé est en moyenne de 12 a
13 mike. Tous nos patients ont été
ventilés sur cette base.
Si la surveillance clinique, portant Sur
l’ampliation thoracique et la coloration
des téguments, conserve toute sa valeur
dans la surveillance de la ventilation ar-
tificielle, ces éléments ne permettent pas
isolément de préjuger d'une normoven-
tilation.
Les mêmes données de ventilation ont
été rapportées par Bidabé [1]. Mais cette
étude ne souligne pas l’évolution des
différents paramètres de surveillance de
la ventilation en cours d’anesthésie.
586
Courbes de volume expiré
et de F.CO,
Le volume expiré
Tous les patients ont inhalé un mélan-
ge gazeux d'oxygène et de protoxyde
d’ azote dans une proportion moyenne de
50 %. Le volume expiré croit progres-
sivement au cours de I’examen pour at-
teindre une valeur constante vers la La
minute. Deux hypothèses peuvent être
avancées pour expliquer cette observa-
tion:
— À la phase initiale de l’anesthésie.
l'existence d’un gradient de diffusion al-
véolo-tissulaire de protoxyde d'azote
entraîne une réduction du volume expi-
ré. L'état d'équilibre est atteint une fois
que les tissus sont saturés en protoxyde
d'azote. Le gradient de diffusion s’an-
nule et le volume expiré rejoint le volu-
me insufflé puis reste constant.
-— Principes d'écoulement des gaz : le
délai de remplissage des tuyaux aug-
mente proportionnellement à leur lon-
aueur. Dans cette étude, ce délai se situe
entre 15 et 20 minutes.
Ces deux hypothéses peuvent paraitre
céduisantes. mais elles ne pourront être
confirmées que par des études plus pré-
CISNES.
La F,CO,
De nombreux facteurs influent au
cours de l'anesthésie sur la F, CO, 1
s’agit :
— du métabolisme cellulaire,
— du débit cardiaque.
_ de l'élimination pulmonaire du
CO.
Aussi, la prise en compte de ce para-
mètre comme critère d'une bonne ven-
tilation est-elle assez délicate. Son ana-
lyse doit tenir compte de tous les tac-
teurs de variation.
L’approfondissement progressif de
l’anesthésie. en agissant tout aussi bien
sur le débit cardiaque que sur le méta-
bolisme, peut expliquer la diminution de
la F.CO,. Seule. l'analyse des gaz du
sang permet donc de juger avec certitude
de la normoventilation.
La gazométrie
L'alcalose respiratoire est la perturba-
tion métabolique la plus couramment
observée avec un pH supérieur à 7,43
pour 30 patients.
Au bout d’une heure de ventilation la
PaCO, est inférieure à 30 mmHg pour
33 patients. Cette hypocapnie рен!
constituer un réel danger pour la perfu-
sion cérébrale, le débit sanguin cérébral.
et la pression intracránienne, surtout sur
des terrains prédisposés. Un tel risque
peut justifier dans certains cas une ré-
duction du volume courant aux valeurs
habituelles de 10 ml.kg” au bout de 15
minutes. Cependant, on doit conserver
à l'esprit le risque d'une hypoventilation
alvéolaire si l'examen se prolongeait de
façon importante.
Une légère hypercapnie a été notée
chez deux patients. Il s’agissait dans les
deux cas d’une pathologie abdominale.
Le premier enfant présentait un volumi-
neux kyste péritonéal, et le second une
sténose iléale avec une importante stase
intestinale. Dans les deux cas une hy-
perpression abdominale avec réduction
de la cinétique diaphragmatique et am-
putation du champ ventilatoire peut ex-
pliquer cette perturbation. De telles cir
constances sont assez rares en IRM.
Conclusion
La valeur diagnostique de l'IRM dans
la pratique médicale actuelle est capita-
le. La nécessité d'une ventilation contrô-
lée ne doit plus faire renoncer à cet exa-
men.
L'anesthésie générale avec ventilation
mécanique doit être la technique de
choix chez l'enfant, afin de prévenir les
risques fréquents d' accidents respiratoi-
res.
Actuellement, l'existence d'appareils
de ventilation peu ferromagnétiques a
réduit de facon sensible les contraintes
de surveillance.
En dépit de sa faible charge ferroma-
gnétique, le respirateur doit être installé
à distance du patient. Mais cette dispo-
LA VENTILATION MECANIQUE EN IRM
sition n'empêche pas une normoventila-
tion à condition de corriger les volumes
insufflés en fonction de l'augmentation
du volume compressible.
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Manuel d'utilisation du Servo 900 -
Siemens,
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