APRV pour le SDRA : les complexités d’un mode et comment il affecte même les meilleurs essais

L’APRV est un mode de ventilation mécanique qui a généré suffisamment de controverse pour alimenter une guerre. Un défi majeur a été le manque d’études de contrôle randomisées sur l’application de l’APRV chez les patients atteints de SDRA. Toutes les données préexistantes ne répondaient pas à la question pour laquelle la VRA était promue, à savoir que la VRA devait être utilisée comme mode initial de ventilation mécanique pour les patients atteints de SDRA. De multiples rapports et études chez l’animal et l’homme n’ont pas permis de répondre à cette question. Non seulement il y a peu d’essais de haute qualité chez l’homme, mais il y a aussi un manque de cohérence sur la façon dont la VPA est appliquée (1,2).

Récemment, Zhou et ses collègues (3) ont publié, peut-être la meilleure (et première) preuve, sur l’utilisation de la VPA chez les patients atteints de SDRA. Ils ont étudié 138 patients avec un diagnostic de SDRA, et les ont randomisés dans les 48 heures entre une ventilation conventionnelle à faible volume courant (VLT) avec une stratégie de faible pression positive d’expiration (PEP) et une VPA avec un protocole de mise en œuvre clairement défini. Les méthodes de l’étude sont transparentes et clairement rapportées. Leur principal résultat, le nombre de jours sans ventilation, était de 19 jours en moyenne (IQR 8-22 jours) dans le groupe APRV contre 2 jours (IQR 0-15 jours) dans le groupe LTV. Ce résultat, ainsi que plusieurs résultats secondaires pertinents (meilleure compliance du système respiratoire, amélioration des échanges gazeux, moins de jours en soins intensifs), ferait penser à un coup direct : certains diront que c’est un home run.

Nous félicitons le Dr Zhou et ses collègues (3) pour leur travail, car c’est le type de recherche qui nous aide à faire avancer le domaine. Les cliniciens interprètent souvent une étude positive comme une affirmation de l’efficacité et de l’efficience d’un traitement. Cependant, le rôle de cet éditorial est de disséquer cette étude dans le contexte de la littérature actuelle disponible, des préoccupations physiologiques et des questions technologiques. Ceci est important, car nous devons utiliser les meilleures preuves disponibles, prises dans le contexte approprié, pour prendre nos décisions cliniques.

Validité externe

L’étude de Zhou et al. (3) est un essai d’efficacité mené dans un seul centre, où l’équipe a été formée à l’utilisation de l’APRV et a suivi un protocole détaillé. L’étude était bien alimentée pour atteindre le résultat primaire. Les résultats montrent une différence impressionnante dans le nombre médian de jours sans ventilation mécanique. Les jours sous ventilation mécanique (15 jours) et les jours sans ventilation mécanique (2 jours) du groupe VLT étaient plus mauvais que ceux rapportés dans plusieurs grandes études sur le SDRA (tableau 1). Pourquoi en est-il ainsi ? Trois facteurs importants peuvent avoir influencé la durée de la ventilation mécanique :

• La population étudiée présentait une proportion plus élevée (58-69%) de SDRA d’origine extra-pulmonaire (septicémie, pancréatite, traumatisme et chirurgie) par rapport à d’autres essais récents sur le SDRA (8,9). Bien qu’il n’ait pas été démontré que les causes pulmonaires et extra-pulmonaires du SDRA affectent la mortalité (4,10), la réponse aux stratégies de pression positive et de ventilation peut être très différente selon la cause, et cette question reste à étudier de manière prospective (11). Ceci est important en raison du nombre relativement faible de patients dans cette étude. Même avec la randomisation, les groupes étaient déséquilibrés dans certaines variables de base qui auraient pu affecter les résultats primaires et secondaires. Par exemple, le groupe VLT présentait une incidence plus élevée de pneumonie comme cause du SDRA ainsi que davantage de comorbidités (BPCO, dysfonctionnement rénal et malignité), et un pourcentage plus élevé de ces patients étaient sous vasopresseurs (68,7 % contre 56,3 %). La présence de conditions préexistantes, de chocs et d’étiologies différentes peut évidemment affecter les résultats de toute stratégie de ventilation mécanique.
• Le taux d’extubation réussie dans le groupe VLT était faible, 38,8% (c’est-à-dire que >60% des patients ont été réintubés !). L’extubation ratée n’a pas été définie dans le manuscrit. En supposant la définition classique de l’échec de l’extubation (nécessité d’une réintubation dans les 48 à 72 heures suivant l’extubation), un échec de l’extubation de 60% semble très élevé par rapport à la moyenne rapportée dans d’autres études (15%). L’échec de l’extubation est associé à une augmentation de la mortalité, du nombre de jours de ventilation et de la durée de séjour en soins intensifs ou à l’hôpital (12). L’incidence de la trachéotomie dans le groupe VLT (29,9 %) était supérieure aux 13 % rapportés dans l’étude Lung Safe (8), chiffre comparable aux 12,7 % du groupe APRV. Il est intéressant de noter que les critères utilisés par l’équipe de l’étude pour effectuer une trachéostomie étaient liés à la perméabilité des voies aériennes, à l’état mental ou aux attentes du médecin concernant la prolongation de la VM. L’échec du sevrage ou de la ventilation mécanique prolongée, la cause la plus fréquente de trachéotomie dans le SDRA, ne figure pas dans la liste.
• La sédation du groupe VLT n’a pas été titrée par les inhalothérapeutes comme elle l’a été pour le groupe APRV, créant ainsi potentiellement un biais de traitement. Le groupe LTV avait un besoin de sédation significativement plus élevé que le groupe APRV, contrairement à une étude précédente montrant une tendance à l’augmentation du besoin de sédation pour les patients traités par APRV (13). La sédation, bien sûr, est une autre variable importante associée à la ventilation mécanique prolongée. La profondeur de la sédation et les protocoles de sédation sont associés aux résultats de la ventilation mécanique. Il reste à déterminer dans quelle mesure, mais les différentes pratiques de sédation peuvent introduire un biais non reconnu (14-16). Plus important encore, du moins aux États-Unis, les inhalothérapeutes ne titrent pas les analgésiques et les sédatifs. Nous félicitons Zhou et al. (3) pour la formation avancée et le privilège de leurs thérapeutes respiratoires.

Tableau 1 Comparaison des résultats
Tableau complet

Donc, les résultats de cette étude doivent être pris avec précaution avant de les généraliser à notre population de patients et à notre pratique clinique. Il s’agit d’une étude d’efficacité monocentrique, avec une petite population étudiée et un protocole de recherche très strict. Du point de vue scientifique, cette étude doit être répliquée dans des populations plus importantes et dans un plus grand nombre de centres avant que l’APRV puisse être considéré comme un standard de soins.

Performance du ventilateur

En termes de performance du ventilateur, il s’agit d’un domaine de prudence majeur pour les adeptes de l’APRV. Zhou et al. (3) ont utilisé un PB 840 pour délivrer la version de Medtronic de l’APRV. Ce ventilateur présente certains problèmes particuliers que nous devons prendre en compte. Les auteurs ont soigneusement et correctement mesuré la compliance et la résistance statiques, et les ont utilisées pour calculer la constante de temps. Ils ont initialement réglé le Tlow à 1-1,5 fois la constante de temps. Ensuite, ils ont ajusté le Tlow pour obtenir un débit expiratoire maximal de terminaison de ≥50%. Les problèmes techniques sont : (I) le PB 840 ne mesure pas le débit expiratoire de pointe de fin ou le débit expiratoire de fin (terminal) lorsqu’il est en ventilation BiLevel, ainsi, les calculs doivent être effectués en essayant de lire sur l’écran du ventilateur le débit expiratoire de pointe et terminal, ce qui est difficile et peut facilement conduire à des erreurs. (II) Le PB840 possède une fonction de synchronisation, qui synchronise la transition de Phigh à Plow avec la phase expiratoire d’une respiration spontanée (si elle est présente) qui se produit à la fin de Thigh. Cela conduit à un Tlow variable malgré le fait que le Tlow soit préréglé (c’est-à-dire que la fonction de synchronisation a priorité sur le réglage). Ce phénomène a été décrit dans une étude du mode BiLevel sur le ventilateur PB 84 (17). L’étude a noté que le ventilateur PB 840 est conçu pour effectuer les respirations obligatoires (c’est-à-dire Phigh, Thigh) plus tôt si une expiration spontanée est détectée dans une fenêtre de synchronisation à la fin de Thigh. Par conséquent, les valeurs réelles de Tlow (pendant la ventilation simulée d’un patient souffrant de SDRA avec des efforts spontanés) n’étaient pas celles définies dans les paramètres du ventilateur. L’implication est que l’utilisation de valeurs très courtes pour Tlow a rendu la génération de la PEP totale imprévisible. Les volumes courants étaient excessifs (moyenne de 12,4 mL/kg) et la PEP totale n’était pas contrôlable à l’aide de Tlow dans ce modèle (figure 1). Ces résultats ont en fait été confirmés dans le matériel supplémentaire de l’étude de Zhou et al. (Figure 2) démontrant la variable Tlow.

Figure 1 Respirations spontanées superposées à une respiration obligatoire en mode BiLevel avec un ventilateur PB 840. Lorsque la cuisse s’arrête en synchronisation avec une expiration spontanée, le Tlow réel devient plus long que le Tlow réglé, ce qui entraîne un volume et une pression pulmonaires de fin d’expiration plus faibles. Patm, pression atmosphérique ; TEF, débit expiratoire terminal ; PEF, débit expiratoire de pointe.

Figure 2 Le matériel supplémentaire de l’article de Zhou et al. montre également exactement ce résultat (capture d’écran du matériel supplémentaire étiqueté comme Figure S1 Case One). Cette capture d’écran de la PB 840 en mode BiLevel avec des paramètres ARPV montre que la première respiration a un Tlow fixé à 0,41 s, comme indiqué dans la légende de la figure. Cependant, la forme d’onde de débit pour la deuxième respiration montre qu’en raison de la synchronisation du cycle respiratoire obligatoire avec une expiration spontanée, le Tlow est considérablement plus long.

Principes physiologiques

Enfin, la question de la physiologie ; un point majeur de cette étude est l’amélioration rapide des échanges gazeux et des caractéristiques du système respiratoire avec l’APRV. Nous félicitons les auteurs pour les méthodes précises qu’ils ont utilisées pour enregistrer ces résultats. Nous aimerions faire quelques remarques ici. La première concerne le concept de pression de « libération » par rapport à la pression d' »inflation », ce qui implique qu’il n’y a aucun rapport entre les deux. Cette notion est une idée fausse. Elle occulte le fait que l’APRV est identique aux autres modes en ce sens que les « relâches » ne sont rien d’autre que la dernière moitié des respirations obligatoires à pression contrôlée. À chaque « re-pressurisation », le poumon entame la première moitié de la respiration obligatoire, exposant les alvéoles à une augmentation de volume et au risque de dommages dus à la tension. En mettant l’accent uniquement sur la partie expiratoire d’une telle respiration, l’APRV est moins susceptible de blesser le poumon, et les variations de volume courant et de pression sont sans conséquence. Au contraire, le risque de lésion est associé à la portion de la courbe pression-volume des poumons sur laquelle se produit le volume courant, qui dépend non seulement des réglages du ventilateur en APRV, mais aussi de l’effort inspiratoire du patient, et donc de la variation totale de la pression transpulmonaire (18).

La seconde est de souligner l’inquiétude liée à la présence de respirations spontanées au cours d’un Thigh. La présence de la pression du muscle respiratoire pendant le Thigh expose le poumon à des pressions transpulmonaires plus élevées. Dans le cadre d’une lésion pulmonaire hétérogène, la possibilité de pressions transpulmonaires locales très élevées augmente le risque de lésions pulmonaires supplémentaires (19). Peut-être ces oscillations peuvent-elles être améliorées par certaines stratégies de ventilation (20,21), mais la méthode reste à déterminer. Une autre question importante est l’intensité et la quantité de ventilation minute soutenue par les respirations spontanées. Zhou et al. ont présenté une nouvelle stratégie, dans laquelle les RT contrôlaient le niveau de sédation pour maintenir un niveau spécifique d’effort respiratoire. Cette stratégie peut minimiser ces variations de pression transpulmonaire. De toute évidence, d’autres études sont nécessaires ici.

L’étude de Zhou et al. fournit des images, des caractéristiques respiratoires et des échanges gazeux cohérents avec le recrutement pulmonaire. Cela est probablement dû au fait que la pression moyenne des voies aériennes était plus élevée chez les patients avec la VPA, comme prévu. Le groupe LVT a reçu la table ARDSnet à faible PEEP, et ceci plus des rapports I:E plus faibles ont conduit à des pressions moyennes des voies aériennes plus faibles et à des marqueurs de recrutement plus mauvais. Cela soulève deux questions : si le groupe VLT avait les mêmes pressions moyennes des voies aériennes, les résultats seraient-ils similaires ? Et, est-ce important ? La littérature sur l’utilisation d’une PEP plus élevée et donc de pressions moyennes des voies aériennes plus élevées, a montré une amélioration des échanges gazeux et peut-être une diminution des thérapies de sauvetage, mais aucune différence dans la mortalité en soins intensifs ou à l’hôpital (5,6,22). Plus important encore, tous les patients ne répondent pas de la même manière à la PEP, et nous essayons toujours de définir le niveau optimal. En gardant cela à l’esprit, nous mettons en garde les lecteurs sur la conclusion d’un succès global face à une simple amélioration des échanges gazeux.

Enfin, nous devons aborder le concept fixant Tlow. Comme indiqué dans l’étude de Zhou et al, « une brève phase de libération (Tlow) pourrait permettre seulement une perte partielle du volume pulmonaire lors de la phase de libération, éviter l’effondrement cyclique des alvéoles, et fournir une homogénéité dynamique ». Cette affirmation a continué à imprégner la littérature. Ces dernières années, des études très détaillées (23,24) examinant les effets du réglage du Tlow sur le VPA ont démontré que le dé-recrutement se produit très rapidement dans les modèles pulmonaires animaux de SDRA. En fait, pour maintenir le recrutement de la population alvéolaire lésée, il faut un Tlow très court, inférieur à 0,2 sec . Ainsi, l’APRV reste un mode susceptible d’exposer le poumon à des pressions transpulmonaires élevées, à un dé-recrutement cyclique et à des volumes courants potentiellement élevés, ainsi qu’à la possibilité d’une confiance excessive face à l’amélioration de l’oxygénation (26).

Donc, dans l’ensemble, l’article de Zhou et ses collègues ajoute plusieurs éléments à la littérature. Tout d’abord, il s’agit du protocole APRV le mieux décrit appliqué aux patients atteints de SDRA à ce jour. Deuxièmement, il décrit un protocole où les inhalothérapeutes ont ajusté le niveau de sédation pour atteindre des objectifs de ventilation clairement délimités. Enfin, il soulève la possibilité d’étudier une stratégie avec APRV dans un groupe plus important. Dans le même souffle, nous soulignons les préoccupations majeures concernant l’APRV et le SDRA qui devront être prises en compte dans tout essai futur. Les performances du ventilateur ne sont pas homogènes entre les plateformes et les logiciels, chaque ventilateur a une implémentation différente de l’APRV et nous manquons de données claires sur la façon d’optimiser les paramètres du ventilateur pour le groupe APRV et le groupe témoin. En outre, nous soulignons que l’amélioration des échanges gazeux n’est pas égale à une amélioration de la morbidité et de la mortalité, que les études futures devraient faire correspondre les pratiques de sédation entre les groupes expérimentaux et les groupes de contrôle, et que nous devons en apprendre davantage sur l’APRV et les lésions pulmonaires dans la respiration spontanée.

Remerciements

Non.

Note de bas de page

Conflits d’intérêts : Eduardo Mireles-Cabodevila et Siddharth Dugar n’ont pas de conflits d’intérêts à déclarer. Robert L. Chatburn est consultant pour IngMar Medical et Drive Medical.

1. Jain SV, Kollisch-Singule M, Sadowitz B, et al. The 30-year evolution of airway pressure release ventilation (APRV). Intensive Care Med Exp 2016;4:11.
2. Rose L, Hawkins M. Ventilation par relâchement de la pression des voies aériennes et pression positive biphasique : une revue systématique des critères de définition. Intensive Care Med 2008;34:1766-73.
3. Zhou Y, Jin X, Lv Y, et al. L’application précoce de la ventilation à libération de pression des voies aériennes peut réduire la durée de la ventilation mécanique dans le syndrome de détresse respiratoire aiguë. Intensive Care Med 2017;43:1648-59.
4. Brower RG, Matthay MA, Morris A, et al. Ventilation avec des volumes courants inférieurs par rapport aux volumes courants traditionnels pour les lésions pulmonaires aiguës et le syndrome de détresse respiratoire aiguë. N Engl J Med 2000;342:1301-8.
5. Brower RG, Lanken PN, MacIntyre N, et al. Pressions endo-expiratoires positives supérieures versus inférieures chez les patients atteints du syndrome de détresse respiratoire aiguë. N Engl J Med 2004;351:327-36.
6. Mercat A, Richard JC, Vielle B, et al. Réglage de la pression positive endo-expiratoire chez les adultes présentant une lésion pulmonaire aiguë et un syndrome de détresse respiratoire aiguë : un essai contrôlé randomisé. JAMA 2008;299:646-55.
7. Ferguson ND, Cook DJ, Guyatt GH, et al. Oscillation à haute fréquence dans le syndrome de détresse respiratoire aiguë précoce. N Engl J Med 2013;368:795-805.
8. Bellani G, Laffey JG, Pham T, et al. Épidémiologie, modèles de soins et mortalité des patients atteints du syndrome de détresse respiratoire aiguë dans les unités de soins intensifs de 50 pays. JAMA 2016;315:788-800.
9. Cavalcanti AB, Suzumura ÉA, Laranjeira LN, et al. Effet du recrutement pulmonaire et de la pression positive finale d’expiration (PEP) titrée par rapport à la PEP basse sur la mortalité des patients atteints du syndrome de détresse respiratoire aiguë : A Randomized Clinical Trial. JAMA 2017;318:1335-45.
10. Agarwal R, Srinivas R, Nath A, et al. Jindal SK. La mortalité est-elle plus élevée dans le SDRA pulmonaire par rapport au SDRA extrapulmonaire ? A meta analysis. Chest 2008;133:1463-73.
11. Pelosi P, D’Onofrio D, Chiumello D, et al. Le syndrome de détresse respiratoire aiguë pulmonaire et extrapulmonaire sont différents. Eur Respir J Suppl 2003;42:48s-56s.
12. Krinsley JS, Reddy PK, Iqbal A. Quel est le taux optimal d’échec de l’extubation ? Crit Care 2012;16:111.
13. Maxwell RA, Green JM, Waldrop J, et al. Un essai prospectif randomisé de la ventilation par relâchement de la pression des voies aériennes et de la ventilation à faible volume courant chez les patients adultes traumatisés présentant une insuffisance respiratoire aiguë. J Trauma 2010;69:501-10 ; discussion 511.
14. Ouellette DR, Patel S, Girard TD, et al. Libération de la ventilation mécanique chez les adultes en état critique : An Official American College of Chest Physicians/American Thoracic Society Clinical Practice Guideline : Augmentation de la pression inspiratoire pendant les essais de respiration spontanée, protocoles minimisant la sédation et ventilation non invasive immédiatement après l’extubation. Chest 2017;151:166-80.
15. Aitken LM, Bucknall T, Kent B, et al. Sédation dirigée par protocole contre sédation non dirigée par protocole pour réduire la durée de la ventilation mécanique chez les patients en soins intensifs ventilés mécaniquement. Cochrane Database Syst Rev 2015;1:CD009771.
16. Kallet RH, Zhuo H, Yip V, et al. Les essais de respiration spontanée et les pratiques de sédation conservatrices réduisent la durée de la ventilation mécanique chez les sujets atteints de SDRA. Respir Care 2018;63:1-10.
17. Haug K, Chatburn RL. Interactions entre le volume courant, le temps expiratoire et la PEP totale dans la VPA. Respir Care 2014;59:OF12.
18. Sasidhar M, Chatburn RL. Variabilité du volume courant pendant la ventilation par relâchement de la pression dans les voies aériennes : résumé de cas et analyse théorique. Respir Care 2012;57:1325-33.
19. Yoshida T, Torsani V, Gomes S, et al. Un effort spontané provoque une pendaison occulte pendant la ventilation mécanique. Am J Respir Crit Care Med 2013;188:1420-7.
20. Morais CCA, Koyama Y, Yoshida T, et al. High Positive End-Expiratory Pressure Renders Spontaneous Effort Non-Injurious. Am J Respir Crit Care Med 2018. .
21. Yoshida T, Roldan R, Beraldo MA, et al. Effort spontané pendant une ventilation mécanique : Blessure maximale avec une pression positive finale d’expiration moindre. Crit Care Med 2016;44:e678-88.
22. Briel M, Meade M, Mercat A, et al. Higher vs lower positive end-expiratory pressure in patients with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome : systematic review and meta-analysis. JAMA 2010;303:865-73.
23. Kollisch-Singule M, Jain S, Andrews P, et al. Effet de la ventilation par libération de pression dans les voies aériennes sur l’hétérogénéité alvéolaire dynamique. JAMA Surg 2016;151:64-72.
24. Kollisch-Singule M, Emr B, Smith B, et al. La ventilation par relâchement de la pression des voies aériennes réduit la microcontrainte des voies aériennes conductrices dans les lésions pulmonaires. J Am Coll Surg 2014;219:968-76.
25. Daoud EG, Chatburn RL. Comparaison des substituts de l’oxygénation et de la ventilation entre la ventilation par relâchement de la pression des voies aériennes et la pression biphasique des voies aériennes dans un modèle mécanique du syndrome de détresse respiratoire de l’adulte. Respir Investig 2014;52:236-41.
26. Chatburn RL, Kallet RH, Sasidhar M. La ventilation par relâchement de la pression des voies aériennes peut entraîner un Atelectraumatisme occulte dans le SDRA sévère. Respir Care 2016;61:1278-80.