Surveiller la ventilation avec la capnographie

La capnographie est une technique qui mesure les changements de pression partielle en CO₂ (PCO₂) dans les gaz respiratoires. Un capnomètre affiche la PCO₂ dans le gaz échantillonné en fin d’expiration et, généralement, aussi durant l’inspiration. La plupart des appareils affichent également la fréquence respiratoire. Un capnographe affiche ou imprime en outre de manière graphique les changements de PCO₂ au cours du cycle respiratoire.

Surveillance de la ventilation

La capnométrie est utilisée principalement pour la surveillance de la ventilation, qu’elle soit spontanée ou contrôlée.

La présence de CO₂ lors d’expiration pendant quelques cycles respiratoires est probablement la meilleure confirmation du positionnement correct d’un tube trachéal, après la visualisation.

La mesure de la PCO₂ du gaz inspiré, qui devrait être proche de ou égale à zéro, permet la détection de certains dysfonctionnements du matériel, tels que l’épuisement de l’absorbeur de CO₂, une valve unidirectionnelle défectueuse ou un débit en gaz frais insuffisant lors de l’utilisation d’un circuit non réinspiratoire. Enfin, chez l’animal ventilé, la chute brutale de PCO₂ en fin d’expiration, si le moniteur est fonctionnel et que les voies respiratoires ne sont pas obstruées, indique une diminution brutale du flux sanguin pulmonaire, généralement associée à un arrêt cardiaque ou à une thrombo-embolie pulmonaire. Le retour de CO₂ dans le gaz expiré lors de réanimation cardio-pulmonaire est un bon indicateur de l’efficacité de la réanimation.

Détection d’une obstruction des voies respiratoires

La capnographie permet en outre de détecter une gamme d’anomalies par l’interprétation graphique des changements de PCO₂ au cours du cycle respiratoire (voir les ^{FIGURES “Capnogramme normal”}, ^{“Oscillations cardiogéniques”} et ^{“Ré-inspiration du gaz expiré”}) : - l’obstruction des voies respiratoires ou du tube trachéal tend à ralentir l’expiration, ce qui se traduit par une augmentation lente de la PCO₂ pendant l’expiration ;

- la contamination du gaz expiré par du gaz frais entraîne un pic précoce, suivi d’une diminution de PCO₂ au cours de l’expiration (les valeurs affichées sont généralement diminuées) 

- certaines fuites dans le circuit ou dans le système d’échantillonnage peuvent être détectées, etc. (pour des exemples de tracés normaux ou anormaux, voir http://www.capnography.com).

L’examen des changements de PCO₂ au cours du temps peut également indiquer certains événements tels qu’hypotension, un arrêt circulatoire, une embolie pulmonaire, une déconnexion partielle, une obstruction partielle, ainsi que l’efficacité de leur traitement.

Un complément à l’oxymétrie

La capnographie peut être utilisée en association avec l’oxymétrie de pouls, afin d’obtenir une évaluation plus complète du système respiratoire. En effet, la capnographie permet la surveillance de la ventilation et l’oxymétrie, dans une certaine mesure, celle de l’oxygénation. Il convient cependant de se souvenir que, chez les petits animaux anesthésiés qui respirent des mélanges enrichis en oxygène, l’oxymétrie de pouls ne détecte que très tardivement une diminution d’oxygénation artérielle. La capnographie ne permet pas d’évaluer l’oxygénation, car l’hypoventilation est seulement l’une des causes possibles de diminution de PaO₂.

Mesures de la PCO₂ alvéolaire

La PCO₂ artérielle dépend de la production de CO₂ par les tissus et de la ventilation alvéolaire. Chez l’animal anesthésié, dans la grande majorité des cas, la production de CO₂ est constante et la PCO₂ artérielle dépend uniquement de la ventilation alvéolaire.

Le CO₂ diffuse facilement du sang aux alvéoles et, en l’absence de mauvaise distribution marquée de la ventilation et de la perfusion, la PCO₂ du gaz alvéolaire est quasiment en équilibre avec la PCO₂ artérielle. La mesure de la PCO₂ alvéolaire permet alors de prédire dans la plupart des cas la PCO₂ artérielle et de déterminer si la ventilation alvéolaire est adéquate. Si le gaz est échantillonné en fin d’expiration, il contient presque uniquement du gaz alvéolaire.

Deux limites principales

• En cas de mauvaise distribution marquée de la ventilation et de la perfusion, certaines parties du poumon sont mieux ventilées que perfusées, ce qui induit une diminution de la PCO₂ alvéolaire à PCO₂ artérielle constante. La surveillance de la PCO₂ alvéolaire ne permet alors plus de prédire de manière fiable la PCO₂ artérielle. Cette anomalie de distribution est généralement observée lors d’embolie pulmonaire et d’hypotension marquée ou de faible débit cardiaque. La comparaison de la PCO₂ artérielle (obtenue par analyse des gaz sanguins) et de la PCO₂ du gaz en fin d’expiration permet de confirmer ces troubles. Cependant, en l’absence d’analyse de gaz sanguins, seule une diminution de PCO₂ en fin d’expiration est observée et aucune conclusion ne peut être tirée (cette diminution est généralement interprétée, à tort, comme une hyperventilation alvéolaire).

• Si l’appareil n’est pas régulièrement calibré, son exactitude peut être fortement affectée. L’interprétation des valeurs affichées est alors sans valeur.

Analyseur “mainstream” : un temps de réponse rapide

Les analyseurs infrarouges peuvent être subdivisés en deux catégories : “mainstream” et “sidestream”. Un analyseur “mainstream” mesure la PCO₂ directement dans le circuit d’anesthésie (^{PHOTO 1}). Une chambre munie de deux fenêtres est interposée entre le tube endotrachéal et le circuit, et les gaz respiratoires passent donc dans cette cuvette. Un capteur, contenant la source et le détecteur de lumière infrarouge, s’attache à la cuvette.

Les avantages du système incluent un temps de réponse rapide, l’absence de gaz contenant des anesthésiques à éliminer, la faible influence des problèmes liés aux sécrétions ou à la vapeur d’eau et un calibrage aisé.

Les inconvénients incluent la nécessité que le capteur soit placé à proximité de l’animal, l’augmentation de l’espace mort, la possibilité de déconnexion du capteur et de la chambre, la fragilité du capteur et son exposition à de possibles dégâts et la capacité de mesurer uniquement la PCO₂ et la concentration en oxygène.

Analyseur “sidestream” : un calibrage automatique

Les analyseurs “sidestream” ont leur capteur placé dans l’unité principale, à distance de l’animal. Une pompe échantillonne les gaz respiratoires à travers un tube (^{PHOTO 2}). Pour éviter la contamination du moniteur par la vapeur d’eau ou les sécrétions, ces appareils sont munis d’une cuvette à eau et/ou de filtres. La plupart d’entre eux ont un débit d’échantillonnage fixe (150 à 200 ml/min).

Les avantages du système incluent le calibrage automatique (un calibrage manuel occasionnel est toutefois recommandé), la connexion à l’animal peu encombrante et peu coûteuse, l’augmentation minimale de l’espace mort et la possibilité de mesurer divers gaz simultanément. Les inconvénients incluent d’éventuels dysfonctionnements du système d’échantillonnage, la nécessité de retourner le gaz échantillonné au circuit d'anesthésie ou de l’éliminer, et un temps de délai entre le passage des gaz respiratoires et leur analyse. Certains appareils “mainstream” peuvent également fonctionner en mode “sidestream”.

La capnométrie permet la surveillance continue et non invasive de la ventilation alvéolaire. Cette technique est particulièrement utile pour adapter la ventilation contrôlée aux besoins de l’animal. La capnographie permet en outre de détecter de multiples troubles physiopathologiques ou liés à l’équipement anesthésique.