Approche globale du support ventilatoire en médecine d'urgence

Comprehensive assessment of ventilator supports in Emergency Medicine

• Auteur / Autrice : Nicolas Marjanovic
• Direction : Arnaud Thille, Olivier Mimoz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Recherche clinique, Innovation Technologique, Santé Publique
• Date : Soutenance le 18/11/2020
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Biologiques et Santé (Limoges ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d’investigation clinique - CIC (Poitiers ; 2002-....) - CIC - Poitiers
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR de médecine et de pharmacie
• Jury : Président / Présidente : Xavier Drouot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Thille, Olivier Mimoz, Sandrine Charpentier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Stephan Ehrmann, Saïd Laribi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Insuffisance respiratoire aigüe

Ventilation non invasive

Oxygénothérapie nasale à haut débit

Oxygénothérapie

Médecine d'urgence

Mots clés libres

Insuffisance respiratoire aigüe

Oxygénothérapie

Oxygénothérapie nasale à haut-Débit

Ventilation mécanique

Ventilation invasive

Ventilation non invasive

Étude clinique

Médecine d'urgence

Banc test

Acute respiratory failure

Oxygen inhalation therapy

High flow nasal cannula oxygen therapy

Mechanical ventilation

Invasive ventilation

Non-Invasive ventilation

Clinical study

Emergency medicine

Bench test

Résumé

L’insuffisance respiratoire aiguë est un motif fréquent de consultation dans un service d’urgences. Le traitement de première intention repose sur l’oxygénothérapie conventionnelle. En cas d’échec ou d’emblée en cas d’urgence vitale immédiate, le recours à un support ventilatoire devient nécessaire. Les supports ventilatoires englobent l’oxygénothérapie à haut-débit nasal humidifiée (OHD) et la ventilation mécanique qui peut être invasive ou non-invasive. Les données concernant l’intérêt du support ventilatoire en médecine d’urgence sont issues pour l’essentiel de travaux conduits en réanimation, et une approche globale de leur place en médecine d’urgence n’a jamais été réalisé.L’objectif de ce travail est de proposer une évaluation globale du support ventilatoire en médecine d’urgence, en analysant l’intérêt de l’OHD, d’introduction récente aux urgences, et la pratique aux urgences de la ventilation mécanique non-invasive et invasive.Nous avons dans un premier temps évalué les effets cliniques et gazométriques de l’OHD au cours de l’insuffisance respiratoire aiguë hypoxémique de novo, puis au cours de l’insuffisance respiratoire aiguë hypercapnique secondaire à un OAP cardiogénique, aux travers de deux études prospectives. Puis, nous avons réalisé une compilation des données de l’ensemble des études prospectives réalisés aux urgences pour déterminé si la mise en place précoce de l’OHD au cours des détresses respiratoires aiguës sans cause spécifique était susceptible d’améliorer le devenir des patients. Nous avons constaté qu’une mise en place précoce de l’OHD, dès l’admission du patient aux urgences, était associée à une amélioration des paramètres cliniques et gazométriques en cas d’insuffisance respiratoire aiguë de novo comparativement à l’oxygénothérapie conventionnelle, et de manière similaire à la ventilation non-invasive en cas d’insuffisance respiratoire aiguë hypercapnique secondaire à un OAP. En revanche, au cours des détresses respiratoires aiguës admises aux urgences, quelle qu’en soit la cause, l’OHD n’a pas été associé à une diminution au recours à la ventilation mécanique, ni à une diminution de la mortalité.Parallèlement, nous avons réalisé une évaluation des pratiques de la ventilation mécanique aux urgences, en analysant, indépendamment de l’indication de la ventilation mécanique, trois déterminants susceptibles d’influer le pronostic des patients. Nous avons dans un premier temps conduit un banc d’essai de l’ensemble des ventilateurs mécaniques de médecine d’urgence commercialisés en Europe et en Amérique du Nord pour évaluer leur performance et leur utilisabilité aux travers de deux études. Puis, nous avons réalisé une évaluation des pratiques de la ventilation mécanique, et mesuré l’association entre les paramètres réglés (notamment la ventilation à faible volume) et le pronostic du patient. Nous avons mis en évidence que les ventilateurs de médecine d’urgence récents ont une performance technique proche des ventilateurs de réanimation en raison des évolutions technologiques et de l’émergence des ventilateurs à turbine. L’augmentation de leurs performances et de leur complexité n’a pas été associée à une dégradation de leur utilisabilité. Enfin, dans les 6 services d’urgences participants, la majorité des patients ont bénéficié d’une ventilation mécanique à faible volume courant (entre 6 et 8 mL/kg de poids idéal théorique), répondant ainsi aux recommandations des sociétés savantes. En revanche, une ventilation à faible volume courant n’a pas été associée à une diminution de l’incidence du syndrome de détresse respiratoire aigu ou une diminution du taux de mortalité.Ces études permettent une évaluation globale du support ventilatoire aux urgences, intégrant la ventilation mécanique invasive et non-invasive, par son approche clinique et technologique, et un traitement émergent, l’OHD, par son impact clinique, gazométrique et pronostique aux urgences.

Acute respiratory failure is a common complaint of patients visiting the Emergency Department and conventional oxygen therapy is its first-line treatment. Ventilatory support is required when nasal oxygen therapy is not enough or as a first-line treatment in the most severe cases. Ventilatory supports include high-flow and humidified nasal cannula oxygen (HNFO) and mechanical ventilation. Data assessing their values in Emergency Departments (EDs) mainly come from research conducted in Intensive Care Units. In addition, a comprehensive approach of their application and their results in Emergency Departments has never been conducted.The aim of this research is to provide a comprehensive assessment of ventilatory supports in EDs by assessing the place of HFNO, introducing recently in this setting, and the practice of noninvasive and invasive mechanical ventilation in EDs. We assessed first the clinical and biological impact of HFNO in patients admitting to an ED for de novo acute hypoxemic respiratory failure, then in patients admitting for acute hypercapnic respiratory failure secondary to acute heart failure, through two prospective studies. In addition, we provided a matching of data issued from all prospective trials conducted in the EDs. We aimed to determine if early application of HFNO in patients with acute respiratory failure improves outcome. We found HFNO applied early was associated with an improvement in clinical and biological patterns in patients admitted for de novo acute hypoxemic respiratory failure, and similarly in patients admitted for acute hypercapnic respiratory failure due to acute heart failure. However, HFNO was not associated with a reduction of mechanical ventilation requirements or in mortality. In addition, we assessed mechanical ventilation in the ED by analysing three determinants that may influence patient’s outcome. First, we conducted a large bench test assessing performance and usability of all emergency ventilators marketed in Europe or North America and assessing through two distinct studies. Then, we assessed the mechanical ventilation practice in six French EDs and measured the association between mechanical ventilation settings and patients’ outcome. Performance of recent emergency ventilator were closes to ICU ventilators due to high technological improvements in the last decades. These improvements were associated with an increase of their complexity without impairment of their usability. Finally, in six French EDs, most of the patients were treated with a low tidal volume (between 6 and 8 mL/kg of predicted body weight) as recommend by scientific societies. However, a low tidal volume strategy was not associated with a reduction in the acute respiratory distress incidence as well as in mortality. These studies provided a comprehensive assessment of the ventilator support in the ED, including invasive and noninvasive ventilation, through a clinical and technological approach, and an emerging treatment, HFNO, by its clinical, biological and prognostic impact.